用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，应用方法及设备技术

本发明专利技术提供一种用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，应用方法及设备,对腰椎CT影像进行横截面投影，获取腰椎椎孔中心和腰椎棘突端点，修正腰椎椎孔中心垂线穿过腰椎棘突端点；以及对腰椎CT影像进行横截面投影，获取不同标签的两腰椎的腰椎椎孔中心，修正两腰椎的腰椎椎孔中心的连线位于腰椎椎孔中心的垂线上，得到修正腰椎影像，基于修正腰椎影像获取观测面，其中观测面包括正矢状面，旁矢状面和斜矢状面的任一种，可自动获取腰椎CT影像的矢状面作为观测面，取代了传统的人为手动定位的方式。

【技术实现步骤摘要】
用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，应用方法及设备
本专利技术涉及医学影像处理领域，特别涉及一种用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，应用方法及设备。
技术介绍
电子计算机X射线断层扫描技术，简称为CT(ComputedTomography)，是根据人体不同组织对X线的吸收与透过率不同，利用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，形成一系列图像。通过CT影像，医生可以清晰观察骨组织，肝脏，肺部等器官，对医生能及时准确做出病理分析有非常大的帮助，因此也使得当前CT影像分析在临床中应用十分广泛。近年来随着生活节奏的加快，腰椎疾病的临床发病率越来越高且发病群体越来越年轻化。而在腰椎疾病的确诊过程中，腰椎的正中矢状面和斜矢状面的确认是非常重要的，而在患者拍摄腰椎CT影像时，难以保证患者出于正中矢状位，这样会极大程度地影响后续图像重建效果，然而当前CT影像的腰椎正中矢状面和斜矢状面的获取方法较为单一，通常是通过软件交互，手动定位的方式，然而CT影像数据往往有几百张切片，这种方式不仅耗时耗力，而且随着精力的消耗，准确性也难以保证。现有技术CN110689550A提供“一种腰椎矢状面CT图像高效自动化筛选系统及方法”，其是通过对CT图像进行目标分割得到腰椎椎体和棘突的目标区域，再对目标区域进行填充后根据目标区域面积最大化获取最佳的腰椎矢状面CT图像，该方案适用于在已有的腰椎矢状面CT图像基础上筛选最佳腰椎矢状面CT图像，但不适用于在一堆CT影像中定位腰椎矢状面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，应用方法及设备，可自动获取腰椎CT影像的矢状面作为观测面，取代了传统的人为手动定位的方式。本技术方案提供一种腰椎CT影像的观测面自动定位方法，包括以下步骤：获取经过影像分割处理的腰椎CT影像，其中腰椎CT影像内含有不同标签的腰椎；对腰椎CT影像进行横截面投影，获取腰椎椎孔中心和腰椎棘突端点，修正腰椎椎孔中心垂线穿过腰椎棘突端点；以及对腰椎CT影像进行横截面投影，获取不同标签的两腰椎的腰椎椎孔中心，修正两腰椎的腰椎椎孔中心的连线位于腰椎椎孔中心的垂线上，得到修正腰椎影像；基于修正腰椎影像获取观测面，其中观测面包括正矢状面，旁矢状面和斜矢状面的任一种。本技术方案提供一种腰椎CT影像的观测面自动定位方法，包括以下步骤：影像获取步骤：获取初始腰椎影像；影像预处理步骤：对初始腰椎影像进行预处理，得到预处理腰椎影像；腰椎分割步骤：对预处理腰椎影像进行腰椎分割，得到腰椎分割结果，其中腰椎分割结果包括对应不同标签的腰椎；影像角度修正步骤：对腰椎CT影像进行横截面投影，获取腰椎椎孔中心和腰椎棘突端点，修正腰椎椎孔中心垂线穿过腰椎棘突端点；以及对腰椎CT影像进行横截面投影，获取不同标签的两腰椎的腰椎椎孔中心，修正两腰椎的腰椎椎孔中心的连线位于腰椎椎孔中心的垂线上，得到修正腰椎影像；观测面定位步骤：基于修正腰椎影像获取腰椎影像的观测面，其中观测面包括腰椎的正中矢状面，旁矢状面和斜矢状面。本技术方案提供一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以上所述的用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，或实现以上所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法。本技术方案提供一种计算机非易失性存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行计算机可读指令时，使得计算机执行上述自动获取以上所述的用于腰椎CT影像的观测面自动定位方法，或实现以上所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法。相较现有技术，本方案具有以下的特点和有益效果：配合深度学习技术自动获取腰椎CT影像的正中矢状面，旁矢状面和斜矢状面，能辅助医生给出更加准确的判断，进而大大提高了医生的诊断效率，且本方案相较于传统图像处理技术，具有更好的鲁棒性，准确性，并且在后期随着训练数据的不断增多，模型会更加精准。1.具体表现在运用该方法对应的观测面定位方法完全端到端实现，自动运行，用户只需要输入腰椎CT图像即可输出修正视角后的图像重建结果，全过程无需人工干预，极大节省人工成本。2.图像重建精准高效。针对腰椎分割任务而设计的网络模型保证了对患者的腰椎CT图像的精准分割，基于分割结果的图像修正和重建算法具有非常高的精准度。整个过程在数秒内完成，非常高效。3.鲁棒性高。基于精准分割的腰椎标记点，采用创新性算法能自动获取腰椎上鲁棒性极高的几个测量点，基于这些测量点能完成后续的工作。附图说明图1A,1B,1C是腰椎冠状面，矢状面和横截面的示意图。图2是腰椎示意图。图3是单节腰椎的示意图。图4A是横截面投影图M1,图4B是经过反相处理的反值图M1_inverse，图4C是得到腰椎椎孔中心P1的示意图，图4D是L3椎体在横截面上的偏转角度获取示意图。图5是腰椎在冠状面上的偏转角度的获取示意图。图6是正矢状面的获取方法示意图。图7A是根据腰椎椎孔中心P1获取腰椎矢状面的中间切片的示意图，图7B是计算椎体中心的示意图，图7C是腰椎椎孔中心P1的左侧端点和右侧端点的示意图，图7D是旁矢状面重建的示意图。图8是斜矢状面的获取方法示意图。图中：1-椎体，2-椎孔，3-棘突，4-上关节突，5-椎弓骨，6-横突，7-椎弓板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。本方案提供一种腰椎CT影像的观测面自动定位方法：获取经过影像分割处理的腰椎CT影像，其中腰椎CT影像内含有不同标签的腰椎；对腰椎CT影像进行横截面投影，获取腰椎椎孔中心和腰椎棘突端点，修正腰椎椎孔中心垂线穿过腰椎棘突端点；以及对腰椎CT影像进行横截面投影，获取不同标签的两腰椎的腰椎椎孔中心，修正两腰椎的腰椎椎孔中心的连线位于腰椎椎孔中心的垂线上。以上方法可得到修正后的修正腰椎影像，以腰椎椎孔中心为中心切割获取正矢状面，以腰椎椎孔中心左右两端点和椎体中心获取旁矢状面，以腰椎椎孔中心左右两端点旋转45度获取斜矢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取经过影像分割处理的腰椎CT影像，其中腰椎CT影像内含有不同标签的腰椎；/n对腰椎CT影像进行横截面投影，获取腰椎椎孔中心和腰椎棘突端点，修正腰椎椎孔中心垂线穿过腰椎棘突端点；以及/n对腰椎CT影像进行横截面投影，获取不同标签的两腰椎的腰椎椎孔中心，修正两腰椎的腰椎椎孔中心的连线位于腰椎椎孔中心的垂线上，得到修正腰椎影像；/n基于修正腰椎影像获取观测面，其中观测面包括正矢状面，旁矢状面和斜矢状面的任一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取经过影像分割处理的腰椎CT影像，其中腰椎CT影像内含有不同标签的腰椎；
对腰椎CT影像进行横截面投影，获取腰椎椎孔中心和腰椎棘突端点，修正腰椎椎孔中心垂线穿过腰椎棘突端点；以及
对腰椎CT影像进行横截面投影，获取不同标签的两腰椎的腰椎椎孔中心，修正两腰椎的腰椎椎孔中心的连线位于腰椎椎孔中心的垂线上，得到修正腰椎影像；
基于修正腰椎影像获取观测面，其中观测面包括正矢状面，旁矢状面和斜矢状面的任一种。


2.根据权利要求1所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，以腰椎椎孔中心为中心切割获取正矢状面，以腰椎椎孔中心左右两端点和椎体中心获取旁矢状面，以腰椎椎孔中心左右两端点旋转45度获取斜矢状面。


3.根据权利要求1所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，根据腰椎分割结果取单一腰椎，对单一腰椎进行横截面方向的投影进行二值化处理，计算连通域面积第二大的连通域区域的中心矩，标记该节腰椎的腰椎椎孔中心，根据棘突的位置特征，对该横截面投影图像自下往上遍历得到棘突最靠近下方的点，标记为腰椎棘突端点。


4.根据权利要求3所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，取腰椎椎孔中心的垂线上和腰椎棘突点的纵坐标相同的点作为横截面垂线点，取腰椎椎孔中心和横截面垂线点的连线得到第一连线，取腰椎椎孔中心和腰椎棘突点的连线得到第二连线，修正第一连线和第二连线的夹角为0。


5.根据权利要求1所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，结合在横截面投影上得到的腰椎椎孔中心的坐标得到对应的第一椎体腰椎椎孔中心和第二椎体腰椎椎孔中心。


6.根据权利要求5所述的腰椎CT影像的观测面自动定位方法，其特征在于，取第一椎体腰椎椎...

【专利技术属性】
技术研发人员：程国华，潘志伟，周亚东，何林阳，季红丽，
申请(专利权)人：杭州健培科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33