基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法及装置，通过获取脊柱矫正后的CT图像的二值图；对脊柱矫正后的CT图像的二值图进行平滑处理，对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理；获取腐蚀后的二值图的最大连通域；根据所述最大连通域中各个像素点的位置，拟合出进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。应用本发明专利技术实施例，可以自动获取脊柱曲线，相对于现有技术，提高了脊柱曲线的获取效率。

Spine Curve Fitting Method and Device Based on CT Images after Spine Correction

【技术实现步骤摘要】
基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法及装置
本专利技术涉及一种脊柱曲线拟合方法及装置，更具体涉及一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法及装置。
技术介绍
为了评估脊柱矫正的效果，医生需要根据矫正后的脊柱的CT图像判断脊椎的延伸曲线，即脊柱曲线。现有的脊柱曲线的判断非常依赖于医生，而医生判断脊柱曲线需要综合多张CT图像进行判断，因此，脊柱曲线的判断过程需要较长的时间。因此，现有技术中存在脊柱曲线的获取效率较低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法及装置，以解决现有技术中存在的脊柱曲线的获取效率较低的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术实施例提供了一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，所述方法包括：1)、获取脊柱矫正后的CT图像的二值图；2)、对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理；3)，获取腐蚀后的二值图的最大连通域；4)、根据所述最大连通域中各个像素点的位置，拟合出进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。可选的，所述步骤1)，包括：将矫正后的CT图像进行灰度化处理，得到灰度图；根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，其中，杂质包括：钢钉；将二值化后的杂质的图像，以及二值化后的包含脊柱的图像进行并运算处理，得到脊柱矫正后的CT图像的二值图。可选的，所述步骤1)，包括：将矫正后的CT图像进行灰度化处理，得到灰度图；根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，其中，杂质包括：钢钉；将二值化后的包含脊柱的图像中对应于杂质的区域进行填充，并将填充后的包含脊柱的图像进行平滑滤波处理，得到平滑后的包含脊柱的图像；将所述平滑后的包含脊柱的图像进行二值化处理，得到脊柱矫正后的CT图像的二值图。可选的，所述根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，包括：将灰度图中像素灰度值大于或等于第一预设阈值的像素点组成的图像作为背景的图像；将像素灰度值小于第一预设阈值，且大于或等于第二预设阈值的像素点组成的图像作为脊柱的图像；将像素灰度值小于第二预设阈值的像素点组成的图像作为杂质的图像。可选的，在将像素灰度值小于第一预设阈值，且大于或等于第二预设阈值的像素点组成的图像作为脊柱的图像步骤之前，所述方法还包括：选取能够框选全部脊柱以及最少背景的最小矩形，按照预设的步长，在设定的灰度值范围内查找出对应像素点占比最高的第一像素值，将所述占比最高的第一像素值作为第一预设阈值；选取能够框选全部杂质以及最少脊柱的最小矩形，按照预设的步长，在设定的灰度值范围内查找出对应像素点占比最高的第二像素值，将所述占比最高的第二像素值作为第二预设阈值。可选的，所述将二值化后的包含脊柱的图像中对应于杂质的区域进行填充，并将填充后的包含脊柱的图像进行平滑滤波处理，得到平滑后的包含脊柱的图像，包括：将灰度化处理后得到的灰度图中的像素点放到掩模中，将所述掩模中对应于杂质的区域的像素点的灰度值更新为零；将位于杂质的区域的边缘的灰度值为零的像素点的灰度值更新为，以该灰度值为中心第一像素范围内的像素点灰度值的平均值；将位于杂质的区域的边缘之内的灰度值为零的像素点的灰度值更新为，以该灰度值为中心第二像素范围内的像素点灰度值的平均值。可选的，所述对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理，包括：：按照预设尺寸，将平滑后的二值图划分成若干个子块；针对每一个子块，若所述子块中存在灰度值小于或等于设定值的像素点，将所述子块中所有像素点的值更新为零；将更新像素点灰度值后的各个子块组成的图像作为腐蚀后的二值图。可选的，所述步骤4)，包括：将最大连通域中各行像素点中位于中点位置的像素点作为目标拟合点；根据目标拟合点的位置，获取能够经过所有待拟合点的曲线，并将所述曲线作为进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。可选的，所述步骤4)，包括：将最大连通域中各行像素点中位于中点位置的像素点作为初始待拟合点；按照设定顺序，将初始待拟合点中相邻的若干个初始待拟合点的坐标的平均值作为目标拟合点；根据目标拟合点的位置，获取能够经过所有待拟合点的曲线，并将所述曲线作为进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。本专利技术实施例提供了一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取脊柱矫正后的CT图像的二值图；腐蚀模块，用于对脊柱矫正后的CT图像的二值图进行平滑处理，对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理；第二获取模块，用于获取腐蚀后的二值图的最大连通域；拟合模块，用于根据所述最大连通域中各个像素点的位置，拟合出进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。可选的，所述第一获取模块，用于：将矫正后的CT图像进行灰度化处理，得到灰度图；根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，其中，杂质包括：钢钉；将二值化后的杂质的图像，以及二值化后的包含脊柱的图像进行并运算处理，得到脊柱矫正后的CT图像的二值图。可选的，所述第一获取模块，用于：将矫正后的CT图像进行灰度化处理，得到灰度图；根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，其中，杂质包括：钢钉；将二值化后的包含脊柱的图像中对应于杂质的区域进行填充，并将填充后的包含脊柱的图像进行平滑滤波处理，得到平滑后的包含脊柱的图像；将所述平滑后的包含脊柱的图像进行二值化处理，得到脊柱矫正后的CT图像的二值图。可选的，所述第一获取模块，用于：将灰度图中像素灰度值大于或等于第一预设阈值的像素点组成的图像作为背景的图像；将像素灰度值小于第一预设阈值，且大于或等于第二预设阈值的像素点组成的图像作为脊柱的图像；将像素灰度值小于第二预设阈值的像素点组成的图像作为杂质的图像。可选的，所述第一获取模块，用于：选取能够框选全部脊柱以及最少背景的最小矩形，按照预设的步长，在设定的灰度值范围内查找出对应像素点占比最高的第一像素值，将所述占比最高的第一像素值作为第一预设阈值；选取能够框选全部杂质以及最少脊柱的最小矩形，按照预设的步长，在设定的灰度值范围内查找出对应像素点占比最高的第二像素值，将所述占比最高的第二像素值作为第二预设阈值。可选的，所述第一获取模块，用于：将灰度化处理后得到的灰度图中的像素点放到掩模中，将所述掩模中对应于杂质的区域的像素点的灰度值更新为零；将位于杂质的区域的边缘的灰度值为零的像素点的灰度值更新为，以该灰度值为中心第一像素范围内的像素点灰度值的平均值；将位于杂质的区域的边缘之内的灰度值为零的像素点的灰度值更新为，以该灰度值为中心第二像素范围内的像素点灰度值的平均值。可选的，所述腐蚀模块，用于：按照预设尺寸，将平滑后的二值图划分成若干个子块；针对每一个子块，若所述子块中存在灰度值小于或等于设定值的像素点，将所述子块中所有像素点的值更新为零；将更新像素点灰度值后的各个子块组成的图像作为腐蚀后的二值图。可选的，所述拟合模块，用于：将最大连通域中各行像素点中位于中点位置的像素点作为目标拟合点；根据目标拟合点的位置，获取能够经过所有待拟合点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述方法包括：1)、获取脊柱矫正后的CT图像的二值图；2)、对脊柱矫正后的CT图像的二值图进行平滑处理，对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理；3)，获取腐蚀后的二值图的最大连通域；4)、根据所述最大连通域中各个像素点的位置，拟合出进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。

【技术特征摘要】
1.一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述方法包括：1)、获取脊柱矫正后的CT图像的二值图；2)、对脊柱矫正后的CT图像的二值图进行平滑处理，对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理；3)，获取腐蚀后的二值图的最大连通域；4)、根据所述最大连通域中各个像素点的位置，拟合出进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。2.根据权利要求1所述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述步骤1)，包括：将矫正后的CT图像进行灰度化处理，得到灰度图；根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，其中，杂质包括：钢钉；将二值化后的杂质的图像，以及二值化后的包含脊柱的图像进行并运算处理，得到脊柱矫正后的CT图像的二值图。3.根据权利要求1所述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述步骤1)，包括：将矫正后的CT图像进行灰度化处理，得到灰度图；根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，其中，杂质包括：钢钉；将二值化后的包含脊柱的图像中对应于杂质的区域进行填充，并将填充后的包含脊柱的图像进行平滑滤波处理，得到平滑后的包含脊柱的图像；将所述平滑后的包含脊柱的图像进行二值化处理，得到脊柱矫正后的CT图像的二值图。4.根据权利要求2或3所述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述根据灰度图中包含的像素点对应的灰度值的大小，分离出灰度图中包含的杂质的图像以及包含的脊柱的图像，包括：将灰度图中像素灰度值大于或等于第一预设阈值的像素点组成的图像作为背景的图像；将像素灰度值小于第一预设阈值，且大于或等于第二预设阈值的像素点组成的图像作为脊柱的图像；将像素灰度值小于第二预设阈值的像素点组成的图像作为杂质的图像。5.根据权利要求4述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，在将像素灰度值小于第一预设阈值，且大于或等于第二预设阈值的像素点组成的图像作为脊柱的图像步骤之前，所述方法还包括：选取能够框选全部脊柱以及最少背景的最小矩形，按照预设的步长，在设定的灰度值范围内查找出对应像素点占比最高的第一像素值，将所述占比最高的第一像素值作为第一预设阈值；选取能够框选全部杂质以及最少脊柱的最小矩形，按照预设的步长，在设定的灰度值范围内查找出对应像素点占比最高的第二像素值，将所述占比最高的第二像素值作为第二预设阈值。6.根据权利要求3述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述将二值化后的包含脊柱的图像中对应于杂质的区域进行填充，并将填充后的包含脊柱的图像进行平滑滤波处理，得到平滑后的包含脊柱的图像，包括：将灰度化处理后得到的灰度图中的像素点放到掩模中，将所述掩模中对应于杂质的区域的像素点的灰度值更新为零；将位于杂质的区域的边缘的灰度值为零的像素点的灰度值更新为，以该灰度值为中心第一像素范围内的像素点灰度值的平均值；将位于杂质的区域的边缘之内的灰度值为零的像素点的灰度值更新为，以该灰度值为中心第二像素范围内的像素点灰度值的平均值。7.根据权利要求3述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述对平滑处理后的二值图进行腐蚀处理，包括：：按照预设尺寸，将平滑后的二值图划分成若干个子块；针对每一个子块，若所述子块中存在灰度值小于或等于设定值的像素点，将所述子块中所有像素点的值更新为零；将更新像素点灰度值后的各个子块组成的图像作为腐蚀后的二值图。8.根据权利要求1所述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述步骤4)，包括：将最大连通域中各行像素点中位于中点位置的像素点作为目标拟合点；根据目标拟合点的位置，获取能够经过所有待拟合点的曲线，并将所述曲线作为进行脊柱矫正后的脊柱的走向曲线。9.根据权利要求1所述的一种基于脊柱矫正后的CT图像的脊柱曲线拟合方法，其特征在于，所述步骤4)，包括：将最大连通域中各行像素点中位于中点位置的像素点作为初始待拟合点；按照设定顺序，将初始待拟合点中相邻的若干个初始待拟合点的坐标的平均值作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵堃，霍星，王浩，田大胜，程里，荆珏华，檀结庆，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34