一种测量脊柱弯曲角度的方法技术

本发明专利技术提供了一种测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、通过三维超声成像获得脊柱图像；S2、在所述脊柱图像上，获取位于脊椎上的曲线点；S3、根据所述曲线点生成最终的脊柱曲线；S4、根据脊柱曲线的拐点，计算出脊柱弯曲角度。实施本发明专利技术的方法来测量脊柱弯曲角度，使得利用三维超声成像来测量脊柱弯曲角度成为简单可行。同时通过手动获取曲线点，或计算机辅助方法获取曲线点，或两种方式结合，进而提高测量脊柱弯曲角度的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学领域，更具体地说，涉及一种测量脊柱弯曲角度的方法，应用于医学成像设备中。
技术介绍
脊柱由二十四块椎骨及椎间盘构成，它的正常弯曲给脊柱提供柔性、弹性和减震性的特性，然而，脊柱侧凸是一种存在脊柱异常侧弯的肌骨骼状态，引起脊柱向左或右弯曲，具有脊柱侧凸的脊柱因为异常的弯曲呈现类似S或C字母，此时，当脊柱不能发展其正常的前后拱时，使得椎间盘上要承受不正常的重量。脊柱侧凸最常见与青春期，其中，驼背是一种与脊柱侧凸有关联的可见的脊柱畸形，驼背时，上背部区域的脊柱弯曲角度为四十五度或者更大，而正常的脊柱在上背部区域仅有约二十到四十五度的弯曲。为预防脊柱侧凸，或者驼背，有必要对人体的脊柱弯曲角度进行测量，在测量脊柱弯曲角度较大时，能及时进行矫正治疗。目前，测量脊柱弯曲角度均是在脊柱的侧向X射线图像中进行手动计算，首先找到倾斜角最大的两个椎骨，在选择这些椎骨后，沿位于上部的椎骨的上终板和沿位于下部的椎骨的下终板个画出一条直线，两直线之间的夹角即脊柱弯曲角度。但是，在脊柱的X射线图像中很难定位到椎骨的边界，从而很难测量脊柱弯曲角度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中在X射线图像中手动计算，很难测量脊柱弯曲角度，提供一种测量脊柱弯曲角度的方法。本专利技术解决上述问题的技术方案是提供了一种测量脊柱弯曲角度的方法，
其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、通过三维超声成像获得脊柱图像；S2、在所述脊柱图像上，获取位于脊椎上的曲线点；S3、根据所述曲线点生成最终的脊柱曲线；S4、根据脊柱曲线上的拐点，计算出脊柱弯曲角度。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，在所述步骤S2中，通过手动和/或计算机辅助方法获取位于脊椎上的曲线点。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，在所述步骤S3中，采用5阶或以上的多项式拟合来生成最终的脊柱曲线。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，通过手动获取位于脊椎上的曲线点时，所述曲线点的个数至少包括10个。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，通过计算机辅助方法获取位于脊椎柱内的曲线点，具体包括以下步骤：对所述体绘图进行直方图均衡化，得到脊柱的增强图像；采用OTSU算法对所述增强图像进行分割，并获取阈值；从所述增强图像的底部到顶部，按照纵坐标的方向逐线去检测位于脊椎上的曲线点；计算所有检测到的曲线点的横坐标的平均值及其标准偏差，若所述曲线点不满足一定条件时，删除该曲线点。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，按照纵坐标的方向逐线去检测位于脊椎上的曲线点，其中：使用5阶或以上的多项式曲线去拟合检测到的曲线点。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，在使用多项式曲线去拟合检测到的曲线点之前，定义该曲线对应的脊柱范围，并计算出该范围内的距离值，并比较该距离值与所述阈值。在本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法中，在所述步骤S4中脊柱弯曲角度为位于曲线拐点上切线间最大角度。实施本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法，使得利用三维超声成像来测量脊
柱弯曲角度成为简单可行。同时通过手动获取曲线点，或计算机辅助方法获取曲线点，或两种方式结合，进而提高测量脊柱弯曲角度的精度。附图说明图1是本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图。图2是本专利技术第一实施例的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图。图3a-3b是本专利技术第一实施例的测量脊柱弯曲角度的结果图。图4是本专利技术第二实施例的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图。图5a-5c是本专利技术第二实施例的测量脊柱弯曲角度的结果图。图6是本专利技术第三实施例的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图。图7a-7c是本专利技术第二实施例的测量脊柱弯曲角度的结果图。具体实施方式本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法，通过对三维超声成像得到的脊柱图像进行相关处理，获取脊椎上的曲线点，这样形成脊柱曲线，进而能根据脊柱曲线上的拐点，计算出脊柱弯曲角度，使得利用三维超声图像来测量脊柱弯曲角度成为简单可行。同时通过手动获取曲线点，或计算机辅助方法获取曲线点，或两种方式结合，满足不同使用三维成像系统的用户的需求，进而提高测量脊柱弯曲角度的精度。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，是本专利技术的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图，该方法包括以下步骤：S110、通过三维超声成像获得脊柱图像；在此步骤中，通过三维超声成像系统获得的脊柱图像，而三维超声成像系统已经公开，在此不再赘述。S120、在脊柱图像上，获取位于脊椎上的曲线点；在此步骤中，通过手动和/或计算机辅助方法获取位于脊椎上的曲线点。具体的步骤将在下面进行详细说明，在此不再赘述。S130、根据获取的曲线点生成最终的脊柱曲线；在此步骤中，生成脊柱曲线可以采用5阶或以上的多项式拟合。S140、根据脊柱曲线上的拐点，计算出脊柱弯曲角度。在此步骤中，通过拐点的坐标，并结合反正切函数，计算出该拐点上切线的角度，脊柱弯曲角度为位于曲线拐点上切线间最大角度。以下为本专利技术的脊柱弯曲角度的方法的几个具体优选实施例：如图2所示，是本专利技术第一实施例的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图，在本实施例中，该方法包括以下步骤：S210、通过三维超声成像获得脊柱图像；在此步骤中，通过三维超声成像系统获得的脊柱图像，而三维超声成像系统已经公开，在此不再赘述。S220、在脊柱图像上，手动获取位于脊椎上的曲线点；在此步骤中，医护人员或者三维超声成像系统的操作者，根据自身的经验选取曲线点的个数至少包括10个，且使曲线点位于脊椎上。S230、根据获取的曲线点，并采用5阶或以上的多项式拟合生成最终的脊柱曲线；S240、根据脊柱曲线上的拐点，计算出脊柱弯曲角度。在此步骤中，拐点也是医护人员或者三维超声成像系统的操作者根据自身的经验来选取，通过拐点的坐标，并结合反正切函数，计算出该拐点上切线的角度，脊柱弯曲角度为位于曲线拐点上切线间最大角度。如图3a-3b所示，是本专利技术第一实施例的测量脊柱弯曲角度的结果图，其中，图3a是本专利技术第一实施例的三维超声成像获得的脊柱图像，手动获取的曲线点的个数有15个，如图3b所示，根据脊柱曲线上的拐点A1和A2，且拐点A1和A2上切线的角度分别为：10.4°和16.6°，再计算出脊柱弯曲角度A1-2。如图4所示，是本专利技术第二实施例的测量脊柱弯曲角度的方法的流程图，与第一实施例中不同之处为：通过计算机辅助方法获取位于脊椎上的曲线点，
使得测量脊柱弯曲角度变得自动，在本实施例中，该方法包括以下步骤：S410、通过三维超声成像获得脊柱图像；在此步骤中，通过三维超声成像系统获得脊柱图像，而三维超声成像系统已经公开，在此不再赘述。S420、在脊柱图像上，通过计算机辅助方法获取位于脊椎上的曲线点；具体包括以下步骤：S421、对脊柱图像进行直方图均衡化，得到脊柱的增强图像f(x,y)；在此步骤中，对脊柱图像还进行中值滤波。S422、采用OTSU算法对增强图像f(x,y)进行分割，并获取阈值Th；S423、从增强图像f(x,y)的底部到顶部，按照纵坐标的方向逐线去检测脊柱的曲线点Scurve(x,y)，其中：使用5阶或以上的多项式曲线去拟合检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、通过三维超声成像获得脊柱图像；S2、在所述脊柱图像上，获取位于脊椎上的曲线点；S3、根据所述曲线点生成最终的脊柱曲线；S4、根据脊柱曲线上的拐点，计算出脊柱弯曲角度。

【技术特征摘要】
1.一种测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、通过三维超声成像获得脊柱图像；S2、在所述脊柱图像上，获取位于脊椎上的曲线点；S3、根据所述曲线点生成最终的脊柱曲线；S4、根据脊柱曲线上的拐点，计算出脊柱弯曲角度。2.根据权利要求1中所述的测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过手动和/或计算机辅助方法获取位于脊椎上的曲线点。3.根据权利要求1中所述的测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，采用5阶或以上的多项式拟合来生成最终的脊柱曲线。4.根据权利要求2中所述的测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，通过手动获取位于脊椎上的曲线点时，所述曲线点的个数至少包括10个。5.根据权利要求2中所述的测量脊柱弯曲角度的方法，其特征在于，通过计算机辅助方法获取位于脊椎上的曲线点，具体包括以下步骤：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永平，周光泉，
申请(专利权)人：中慧医学成像有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81