[发明专利]椎骨和椎间盘的定位方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机X射线断层成像(CT，Computed Tomograpgy)技术，特别涉及一种椎骨和椎间盘的定位方法和一种椎骨和椎间盘的定位装置。

背景技术

在临床应用中，有时需要使用CT扫描仪对椎骨和椎间盘进行扫描，在扫描之前还需对待扫描的椎骨和椎间盘进行定位，以确定椎骨和椎间盘的扫描区域。在现有技术中，椎骨和椎间盘的定位方法为：首先将CT扫描仪的X线管置于要求的角度(正位或侧位)固定不动，然后将病人送入CT扫描仪的机架内并进行一系列X线曝光，从而获得病人整个身体的图像，我们将这个图像称为定位像；医生从定位像中观测出需要进行局部横断扫描的椎骨或椎间盘(即发生病变的椎骨或椎间盘)，并依据经验调整扫描序列中的相关参数，例如扫描范围、图像宽度和扫描倾角，以定位出需要进行局部横断扫描的椎骨或椎间盘。图1为现有技术中的椎骨定位示意图，如图1所示，编号1至6的平行四边形分别为第一椎骨至第六椎骨的定位区域，扫描范围由定位区域的宽度决定，定位区域的宽度为平行四边形的宽，图像宽度由定位区域的长度决定，定位区域的长度为平行四边形的长，扫描倾角为平行四边形的上边或下边与X轴的夹角。

由此可见，在现有技术中，椎骨和椎间盘的定位是依靠医生的经验来完成的，通常需要医生花费较长的时间，用较大的工作量才能手动完成，这就会降低椎骨和椎间盘的定位速度和精度。

发明内容

本发明旨在提出一种椎骨和椎间盘的定位方法，以提高椎骨和椎间盘的定位速度和精度。

本发明还旨在提出一种椎骨和椎间盘的定位装置，以提高椎骨和椎间盘的定位速度和精度。

因此，本发明提供了一种椎骨和椎间盘的定位方法，该方法包括：

在定位像中确定椎骨和椎间盘的粗定位区域；

根据粗定位区域生成椎骨边缘图像；

在椎骨边缘图像上确定所述椎间盘的水平位置；

根据所述椎骨边缘图像上所述椎间盘的水平位置，确定所述椎骨的上下边缘定位线和所述椎间盘的定位线。

优选地，所述在定位像中确定椎骨和椎间盘的粗定位区域包括：将定位像中相同X坐标处的像素的灰度值累加，并将累加的和作为X坐标上的投影值；将定位像中一确定X轴范围内投影值之和最大的区域作为粗定位区域。

优选地，所述生成椎骨边缘图像包括：根据所述粗定位区域中像素的灰度值，来确定所述椎骨边缘图像中的每一个像素的灰度值；根据所确定的像素的灰度值生成椎骨边缘图像。

优选地，对于椎骨边缘图像中的每个像素，采用下式计算其灰度值：

g(x，y)＝f(x+1，y+1)+2f(x，y+1)+f(x-1，y+1)-(f(x+1，y-1)+2f(x，y-1)+f(x-1，y-1))，

其中，f(x，y)表示粗定位区域中像素(x，y)的灰度值，g(x，y)表示椎骨边缘图像中像素(x，y)的灰度值。

优选地，所述确定所述椎间盘的水平位置包括：将椎骨边缘图像上相同Y坐标处的像素的灰度值累加，并将累加的和作为Y坐标上的投影值；对于每一行Y坐标相同的像素，如果在Y轴上该Y坐标周围的一确定区域内有投影值大于一阈值，则将该行Y坐标相同的像素作为骨区域点；将Y坐标连续的骨区域点构成的区域作为骨区域；将所述骨区域在Y轴上的中线位置作为相应椎间盘的水平位置。

优选地，所述确定所述椎骨的上下边缘定位线包括：对于一椎骨，选取一组倾角；对应每一个倾角，获取一组平行直线，该组平行直线的截距小于上一相邻椎间盘的水平位置，并大于下一相邻椎间盘的水平位置；在对应一倾角的一组平行直线中，将像素的灰度值之和小于一阈值的直线作为候选定位线，将候选定位线中截距最大的直线作为初始候选定位线，将候选定位线中截距最小的直线作为末端候选定位线；计算对应每一个倾角的初始候选定位线和末端候选定位线之间的距离，将距离为极大值时的初始候选定位线作为当前椎骨的上边缘定位线，将距离为极大值时的末端候选定位线作为当前椎骨的下边缘定位线。

优选地，所述确定所述椎间盘的定位线包括：计算当前椎间盘上一相邻椎骨下边缘定位线的截距与当前椎间盘下一相邻椎骨上边缘定位线的截距之和，将截距之和的1/2作为当前椎间盘的定位线的截距；计算当前椎间盘上一相邻椎骨下边缘定位线的倾角与当前椎间盘下一相邻椎骨上边缘定位线的倾角之和，将倾角之和的1/2作为当前椎间盘的定位线的倾角。

优选地，该方法进一步包括：去除椎骨边缘图像中的噪点。