基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法、装置、储存介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法，属于医学图像处理技术领域。该方法利用任意时刻常规影像检查NCCT序列数据，重建头骨外形，通过角点检测和Kmeans均值聚类自动化、个体化识别眉骨特征，精确确定眉骨外缘点，采用眉骨外缘向眉骨延长线方向推进曲面距离3.5cm、颧弓中点向上方推进直线距离4cm，自动快速定位翼点，具有重要的临床意义。具有重要的临床意义。具有重要的临床意义。

【技术实现步骤摘要】
基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法、装置、储存介质及设备


[0001]本专利技术属于医学图像处理
，具体涉及基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法。

技术介绍

[0002]翼点是额骨、顶骨、颞骨和蝶骨大翼四骨相交处所形成的“H”形骨缝。翼点的位置位于颞窝内，颧弓中点上方两横指处。翼点又称“蝶顶点”。在两眼裂外眦后方约3.5cm，离颧弓中点上方4cm处。即一手拇指置于颧骨额突之后，另一手之食、中二指置于颧弓之上，形成三角即为翼点。
[0003]在临床手术中，翼点开颅是重要的手术方法之一，即翼点入路，通过去掉部分额骨、颞骨和蝶骨大翼，从外侧面开颅和显露脑组织。在脑出血手术引流外科手术中，翼点作为定位运动功能区(中央前后回的)黄金基准参考点，目前的翼点的定位方法是医生依靠经验，术前用尺测量得到。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术存在的缺陷，本专利技术主要提供了一种基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法，包括以下步骤：
[0006]第一步，头部CT数据校正；
[0007]第二步，提取头部整体轮廓；
[0008]第三步，根据步骤二得到的头部整体轮廓，提取头骨区域，得到整个头部的三维数据；
[0009]第四步，定位眉骨，确定翼点三维空间坐标(x,y)；
[0010]提取眉弓骨区域的横断面断层数据，在断层的骨结构外边缘执行Harris_T角点检测，确定所有断层的角点；
[0011]对获得的点簇进行Kmeans均值聚类，得到眉骨外缘点P1；
[0012]将眉骨外缘点映射到体表，得到眉骨外缘的体表投影点P2；
[0013]根据体表投影点P2所在矢状面下方3.5cm的体表点P3的坐标，确定为翼点x，y轴坐标；
[0014]第五步，将颧弓中点向上移动4cm，确定翼点z轴坐标；
[0015]第六步，得到翼点坐标(x,y,z)。
[0016]本专利技术相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法，属于医学图像处理
该方法利用任意时刻常规影像检查NCCT序列数据，重建头骨外形，通过角点检测和Kmeans均值聚类自动化、个体化识别眉骨特征，精
确确定眉骨外缘点，采用眉骨外缘向眉骨延长线方向推进曲面距离3.5cm、颧弓中点向上方推进直线距离4cm，自动快速定位翼点。自动化、智能化、个体化实现体表翼点定位，代替手工测量，节约了时间、大大翼点定位的精度。
附图说明
[0017]图1是一种基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法的流程图。
[0018]图2是标准CT数据去床板效果图。
[0019]图3是部分断层经三维校正后的效果图。
[0020]图4是部分断层提取头部轮廓的结果图。
[0021]图5是头骨区域三维重建效果及空间三维坐标系定义图。
[0022]图6是坐标面定义图。
[0023]图7是提取眉弓骨外缘的候选层的示意图。
[0024]图8是眉弓骨外缘候选层的像限划分示意图。
[0025]图9是部分候选断层骨结构外边缘角点检测结果图。
[0026]图10是眉骨外缘点体表投影示意图。
[0027]图11是颧弓中点确定z轴坐标的示意图。
具体实施方式
[0028]下面通过具体实施例和附图对本专利技术做进一步详细说明。以下实施例仅对本专利技术进行进一步说明，不应理解为对本专利技术的限制。
[0029]第一步，影像三维校正。
[0030]1)挑选无病灶、骨性特征无明显异常、CT扫描时头部无角度偏移的脑CT作为校正基准以下称为标准数据。
[0031]2)去标准数据床板干扰。去床板操作采用本领域常规方法，例如采用找到骨性结构的最大连通域，去掉高亮部分的操作(如图2所示)。
[0032]3)去待校正数据(待确定翼点的脑CT)床板干扰。
[0033]4)采用ITK三维刚性配准工具对待校正数据(待确定翼点的脑CT)进行三维校正，图3示出了其中三张断层的校正图。
[0034]第二步，提取头部整体轮廓
[0035]对步骤一校正后的待测脑CT提取头部整体轮廓，头部整体轮廓指头部皮肤及皮肤包裹的所有头部区域，拟称头部轮廓ROI区域为vAirMask。空气的CT值(HU)约
‑
1000，由于三维校正的算法本身会将头部附近部分区域像素归一化到HU值为0，因此选取像素值大于0的区域确定每张平扫CT影像的轮廓区域：
[0036]vAirMask
i
＝1,vImage
i
＞0
[0037]其中vImage为平扫CT影像，i代表第i张断层，i的取值范围根据具体CT图像的扫描层数确定，以扫描层厚为5mm共扫描32层的头部CT影像为例，共有32张平扫CT影像，i＝1、2、3
……
32。
[0038]图4示出了其中三张断层的轮廓图，采用三维形态学逐层处理获取实心的vAirMask，即头部轮廓ROI区域。
[0039]第三步，提取头骨Mask(灰度值)。
[0040]在步骤二得到的vAirMask范围内，提取头骨部分。根据骨性结构CT值(HU)150～1000，取出头骨区域，同时确定三维空间坐标系，图5示出了提取后的头骨三维重建效果图。
[0041]第四步，定位眉骨，确定翼点空间坐标(x,y)。
[0042]1)在xoz平面锁定眉骨所在的断层。
[0043]将脑部的矢状面定义位xoz平面，横断面定义为xoy平面，冠状面定义为yoz平面(如图6所示)，以矢状面上脑组织区域最长的断层(横断面)为基准，取其上方2.5cm范围内的所有断层iSlice
ROI
作为提取眉弓骨外缘的候选层(如图7所示)。
[0044]2)锁定眉骨所在象限。
[0045]影像数据经过3D校正，眉骨所在区域位于横断面的第一象限与第二象限，因为左右两侧对称，所以实际使用时需要定位哪侧翼点，就检测同侧眉骨，以检测左侧翼点为例，位于横断面的第二象限(如图8所示)。
[0046]角点检测，在步骤1确定的候选断层的骨结构外边缘执行Harris_T角点检测算法(如图9所示)，找到所有断层的角点(如图9所示)。
[0047]3)对步骤2获得的点簇(角点)进行Kmeans均值聚类，得到最终眉骨外缘点的坐标P1(x1,y1,z1)。
[0048]5)眉骨外缘坐标映射到体表。通过P1(x1,y1,z1)坐标确定其所在的矢状面(xoz平面)，将P1(x1,y1,z1)在矢状面的z向直线延x方向移动与头部轮廓vAirMask(:,:,iSlice
ROI
)相交，即将P1(x1,y1,z)投影到皮表，得到眉骨外缘的体表投影P2(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NCCT影像数据的翼点体表投影定位方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，头部CT数据校正；第二步，根据第一步得到的校正后的待测脑CT提取头部整体轮廓；第三步，根据第二步得到的头部整体轮廓，提取头骨区域，得到整个头部的三维数据；第四步，定位眉骨，确定三维空间（x, y, z）坐标系下，翼点在空间x、空间y的坐标(x, y)；提取眉弓骨区域的横断面断层数据，在断层的骨结构外边缘执行Harris_T角点检测，提取所有断层的角点；对获得的点簇进行Kmeans均值聚类，得到眉骨外缘点P1；将眉骨外缘点映射到体表，得到眉骨外缘的体表投影点P2；根据体表投影点P2所在矢状面下方3.5cm的体表点P3的坐标，确定为翼点x，y轴坐标；第五步，将颧弓中点向上移动4cm，确定翼点z轴坐标；第六步，得到翼点坐标(x, y, z)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，采用ITK三维刚性配准工具，通过标准CT数据对待确定翼点的脑CT数据进行三维校正。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤二中，采用三维形态学逐层处理获取实心的头部轮廓区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中，在步骤二得到的vAirMask范围内，提取头骨部分，得到头部三维数据。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤四中，定位眉骨，确定翼点三维空间坐标(x, y)的具体步骤如下：（1）在平面锁定眉骨所在的断层以矢状面上脑组织区域最长的断层为基准，取其上方2.5cm范围内的所有断层作为提取眉弓骨外缘的候...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍龙，马丽娟，吴安华，张霞，蔡睿锴，蔡巍，程文，王希，崔晓，
申请(专利权)人：沈阳东软智能医疗科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：