一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法，预扫描一次体模，在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，根据各ROI的CT值计算得到用以标定锥体骨密度值的标定方程；为每个层面的CT测量值推导校正方程；将常规扫描得到的每个层面的CT测量值代入该层面的校正方程进行校正，并将校正后的CT测量值代入所述标定方程得到各个层面的骨密度值，求均值作为最终的椎体骨密度值。通过本发明专利技术可以实现QCT骨密度检查时无需再摆放体模，简化了骨密度检查的操作流程，有利于QCT骨密度检查技术的推广。术的推广。术的推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法及系统


[0001]本专利技术属于计算机断层扫描图像处理
，特别是涉及到一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法及系统。

技术介绍

[0002]骨质疏松症越来越成为严重威胁老年人群身体健康的慢性疾病之一。骨质疏松症初期通常无明显表现，而延误骨质疏松症的诊疗会增加骨折的发生风险，最终造成不可逆的骨骼系统疾病。早期筛查骨质疏松并干预低骨量人群具有良好的成本效益。
[0003]目前，定量CT(quantitative computed tomography，QCT)因其成像技术优势，可准确测量骨量或肌肉量，主要用于骨质疏松症和其他以骨密度异常为特征的疾病的诊断和管理，以及监测治疗反应。在锥体骨密度测量方面，QCT采用CT三维容积数据进行分析，经过体模标定和专业算法分析，得到真正的体积骨密度，单位为mg/cm3。与传统的双能X线吸收仪检测相比，QCT不受严重退行性改变、血管钙化、口服对比剂以及某些食品或膳食补充剂(含有大量或其他重矿物及元素)等因素的干扰，可以避免双能X线吸收平面投影技术测量的假阴性结果，因此在骨密度测量方面有很大优势。
[0004]但QCT的临床应用还远未普及，常规QCT测量骨密度由于每一次检查前均需要摆放专用体模，操作并不简便，在一定程度上制约了临床开展的积极性。因此，近年来发展出的基于QCT技术的无体模测量的方法受到推崇。有公司(Philips IntelliSpace Portal骨矿密度模块、Mindways公司CliniQCT与QCTPro产品等)推出了无体模QCT骨密度测量的商业化解决方案，然而其售价昂贵且配套算法及软件并不开源，不利于临床及科研广泛应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法及系统，可以实现QCT骨密度检查时无需再摆放体模，简化了骨密度检查的操作流程。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法，包括：
[0008]S1、预扫描一次体模，在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，根据各ROI的CT值计算得到用以标定锥体骨密度值的标定方程；
[0009]S2、在进行人体骨密度测定时，无需摆放体模，保持和预扫描一致的管电压进行常规锥体CT平扫，对所述常规锥体CT平扫进行薄层重建并选定包含所需锥体松质骨的层面范围；为每个层面的CT测量值推导校正方程；
[0010]S3、将步骤S2中所述层面范围内每个层面的锥体松质骨的CT测量值代入该层面的校正方程进行校正，并将校正后的CT测量值代入步骤S1所述标定方程得到各个层面的骨密度值，并一起求均值，作为最终的椎体骨密度值。
[0011]进一步的，步骤S1中，所述标定方程的计算方法包括：
[0012]S101、在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，运用直方图半峰全宽算法计
算每个层面内各ROI的CT值；所述直方图半峰全宽算法包括：对ROI的直方图上半峰全宽范围内的数据求平均值，以该均值作为ROI的CT值；
[0013]S102、用所有层面的各ROI的CT值，求各ROI的均值；
[0014]S103、将各ROI的均值与其对应体模的标准物质浓度进行线性拟合，得到用以标定锥体骨密度值的标定方程。
[0015]进一步的，步骤S2中，所述校正方程的推导过程包括：
[0016]S201、选定包含所需锥体松质骨的层面范围，在层面范围内的各断层图像上分别圈选ROI，包括锥体松质骨以及脂肪、肌肉、主动脉血液；
[0017]S202、运用直方图半峰全宽算法计算层面范围内所有层面的各ROI的CT值；所述直方图半峰全宽算法包括：对ROI的直方图上半峰全宽范围内的数据求平均值，以该均值作为ROI的CT值；
[0018]S203、计算脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的均值；
[0019]S204、以每个独立层面为单位，用各层面的脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的CT值，与步骤S203得到的脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的均值，建立各个层面的校正方程。
[0020]本专利技术另一方面还提出了一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的系统，包括：
[0021]标定方程模块，用于预扫描一次体模，在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，根据各ROI的CT值计算得到用以标定锥体骨密度值的标定方程；
[0022]校正推导模块，在进行人体骨密度测定时，无需摆放体模，保持和预扫描一致的管电压进行常规锥体CT平扫，对所述常规锥体CT平扫进行薄层重建并选定包含所需锥体松质骨的层面范围；为每个层面的CT测量值推导校正方程；
[0023]骨密度模块，将校正推导模块中所述层面范围内每个层面的锥体松质骨的CT测量值代入该层面的校正方程进行校正，并将校正后的CT测量值代入标定方程模块中所述标定方程得到各个层面的骨密度值，并一起求均值，作为最终的椎体骨密度值。
[0024]进一步的，所述标定方程模块包括：
[0025]CT值单元，在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，运用直方图半峰全宽算法计算每个层面内各ROI的CT值；所述直方图半峰全宽算法包括：对ROI的直方图上半峰全宽范围内的数据求平均值，以该均值作为ROI的CT值；
[0026]均值单元，用所有层面的各ROI的CT值，求各ROI的均值；
[0027]标定方程单元，将各ROI的均值与其对应体模的标准物质浓度进行线性拟合，得到用以标定锥体骨密度值的标定方程。
[0028]进一步的，所述校正推导模块包括：
[0029]圈选单元，选定包含所需锥体松质骨的层面范围，在层面范围内的各断层图像上分别圈选ROI，包括锥体松质骨以及脂肪、肌肉、主动脉血液，所述椎体松质骨避开皮质骨和锥后静脉丛；
[0030]CT值计算单元，运用直方图半峰全宽算法计算层面范围内所有层面的各ROI的CT值；所述直方图半峰全宽算法包括：对ROI的直方图上半峰全宽范围内的数据求平均值，以该均值作为ROI的CT值；
[0031]均值计算单元，计算脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的均值；
[0032]校正方程单元，以每个独立层面为单位，用各层面的脂肪、肌肉、主动脉血液对应
ROI的CT值，与均值计算单元得到的脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的均值，建立各个层面的校正方程。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0034]1、本专利技术使用直方图半峰全宽算法计算ROI的CT值，一定程度上克服了均值法和直方图法的缺点，提高了计算的稳定性；
[0035]2、本专利技术除了用脂肪和肌肉作为线性拟合的参考依据外，还选取了腹(胸)主动脉内血液作为依据，以使CT测量值校正方程更加精确；
[0036]3、本专利技术可以实现QCT骨密度检查时无需再摆放体模，只本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法，其特征在于，包括：S1、预扫描一次体模，在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，根据各ROI的CT值计算得到用以标定锥体骨密度值的标定方程；S2、在进行人体骨密度测定时，无需摆放体模，保持和预扫描一致的管电压进行常规锥体CT平扫，对所述常规锥体CT平扫进行薄层重建并选定包含所需锥体松质骨的层面范围；为每个层面的CT测量值推导校正方程；S3、将步骤S2中所述层面范围内每个层面的锥体松质骨的CT测量值代入该层面的校正方程进行校正，并将校正后的CT测量值代入步骤S1所述标定方程得到各个层面的骨密度值，并一起求均值，作为最终的椎体骨密度值。2.根据权利要求1所述的基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法，其特征在于，步骤S1中，所述标定方程的计算方法包括：S101、在CT层面每个断层图像圈选若干体模作为ROI，运用直方图半峰全宽算法计算每个层面内各ROI的CT值；所述直方图半峰全宽算法包括：对ROI的直方图上半峰全宽范围内的数据求平均值，以该均值作为ROI的CT值；S102、用所有层面的各ROI的CT值，求各ROI的均值；S103、将各ROI的均值与其对应体模的标准物质浓度进行线性拟合，得到用以标定锥体骨密度值的标定方程。3.根据权利要求1所述的基于QCT技术无体模测量锥体骨密度的方法，其特征在于，步骤S2中，所述校正方程的推导过程包括：S201、选定包含所需锥体松质骨的层面范围，在层面范围内的各断层图像上分别圈选ROI，包括锥体松质骨以及脂肪、肌肉、主动脉血液；S202、运用直方图半峰全宽算法计算层面范围内所有层面的各ROI的CT值；所述直方图半峰全宽算法包括：对ROI的直方图上半峰全宽范围内的数据求平均值，以该均值作为ROI的CT值；S203、计算脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的均值；S204、以每个独立层面为单位，用各层面的脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的CT值，与步骤S203得到的脂肪、肌肉、主动脉血液对应ROI的均值，建立各个层面的校正方程。4.一种基于QCT技术无体模测量锥体骨密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翔，李锋坦，姜旺，刘泽锋，段雅馨，
申请(专利权)人：天津医科大学总医院，
类型：发明
国别省市：