[发明专利]内耳空间姿态分析方法及分析系统

说明书

本发明公开了一种内耳空间姿态分析方法及分析系统，其中方法包括：对颞骨影像中的外半规管、后半规管、上半规管、总管、前庭、耳蜗和眼球结构进行模型分割；以分割后的颞骨影像中半规管眼底平面确立水平面构建内耳空间坐标系；计算外半规管、后半规管、上半规管的平面法向量在空间坐标系中的单位向量，构建人体半规管空间姿势数学模型，利用上述方法分析BBPV患者颞骨影像数据，制定患者的个体化BBPV诊疗方案。其优点表现为：可以实现自动化实时分割，有利于临床应用；通过内耳空间立体坐标系，能够比较方便地确定半规管的空间位置，进而构建半规管姿态数学模型，直接用于制定该患者的精准个体化BPPV诊疗方案，并直观指导诊疗操作。

【技术领域】

本发明涉及医学影像处理技术领域，具体地说，是一种内耳空间姿态分析方法及分析系统。

【背景技术】

良性阵发性位置性眩晕(Benign paroxysmal positional vertigo，BBPV)是一种临床上常见的周围性前庭疾病，是最常见的源于内耳的眩晕病。当头部运动到某一特定位置时可诱发短暂的眩晕，并伴有眼震和自主神经症状，该病具有自限性，最常累及的半规管依次为后半规管、外半规管和上半规管。

临床中通过头位改变诱发耳石在特定半规管中在重力作用下发生沉降，流体力学作用于壶腹嵴，诱发眩晕眼震来判断耳石位置。常使用Dix-Hallpike试验诊断后、上半规管BPPV，水平滚转试验诊断外半规管BPPV。

还可以通过一系列头位改变，使得移位的耳石重新回复到椭圆囊中，即可治愈。常用Epley法复位后半规管BPPV，翻滚复位法复位外半规管BPPV。

由于个体半规管空间方向有较大差异，还可以根据患者个体半规管空间方向，设计个体化的诊断手法和治疗手法。

对于半规管空间方向的研究并不充分，基于半规管空间解剖学研究，低头平卧Dix-Hallpike试验和60度水平滚转试验在设计上更加合理。

半规管在空间坐标系中的位置，是进行BPPV诊疗操作和研究半规管空间方向的前提。通过分析半规管姿态制定BBPV诊疗方案的过程主要包括：基于对内耳颞骨影像分割出主要结构(外半规管、后半规管、上半规管、总管、前庭、耳蜗、眼球)，通过建立空间立体坐标系确定内耳空间方向，通过测算半规管与空间坐标系中各坐标平面的夹角来设计个体化诊疗手法。常用的三维空间坐标系包括法兰克福坐标系和Reid坐标系。法兰克福平面是由左右侧耳门上点和左侧眶下缘点三点所确定的平面。Reid平面是左右侧耳门中点和眶下缘点三点所确定的平面。

许多的研究都证实当人采取直立姿势，两眼向前平视时，法兰克福平面和真实水平面平行，根据左右半规管的对称性，可以确立冠状面；根据法兰克福平面可以确立水平面，但是计算机自动获取法兰克福平面比较困难。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种内耳空间姿态分析方法及分析系统，通过3D卷积神经网络可以更加精准分割获取半规管模型，同时可以实现自动化实时分割，有利于临床应用；通过以双侧半规管共同管的顶端和双侧眼球底部组成的平面为水平面构建内耳空间立体坐标系，能够比较方便地确定半规管的空间位置，进而构建半规管姿态数学模型，直接用于制定该患者的精准BPPV诊疗方案，并直观指导诊疗操作。

为实现上述目的，第一方面，本发明采取的技术方案是：一种内耳空间姿态分析方法，包括以下步骤：

根据颞骨影像数据构建分割模型，经过该模型分割后的颞骨结构包括：外半规管、后半规管、上半规管、总管、前庭、耳蜗和眼球；

对分割后的颞骨影像通过旋转使得总管顶端和眼球底部位于横断面，且双侧内耳相对矢状面对称，据此构建出空间坐标系；