[发明专利]一种距腓前韧带磁共振影像的病灶智能定位装置

权利要求书

1.一种距腓前韧带磁共振影像的病灶智能定位装置，其特征在于，包括：

1)图像预处理模块，用于读取距腓前韧带所在的水平面磁共振影像并进行灰度预处理操作，将图像映射到8位，并进行双边滤波去噪；

2)质心提取模块，用于根据预处理后的图像提取距腓前韧带磁共振影像中距骨和腓骨的质心坐标；

3)轮廓提取及平滑模块，用于提取图像中距骨和腓骨的边界轮廓，并进行轮廓平滑；具体包括：以背景图像作为确定背景bg，以距骨质心(x_j,y_j)为确定的距骨前景fg_j，以腓骨质心(x_f,y_f)为确定的腓骨前景fg_f，则距骨和腓骨的未知区域分别为bg-fg_j和bg-fg_f，使用分水岭算法对未知区域进行判断，提取出距骨和腓骨的边界轮廓线，并将轮廓曲线与高斯函数卷积进行高斯平滑；

4)主方向修正模块，用于确定距骨长轴，并以该长轴方向为主轴即Y轴对图像进行主方向修正，将Y轴垂直方向确定为X轴；具体包括：

第1步：连接距骨轮廓点(x_ji,y_ji)与质心点(x_j,y_j)，并延长交轮廓上另一点为(x'_ji,y'_ji)，计算两点之间的距离遍历所有轮廓点得到d₀,d₁,...,d_n，取最大距离作为距骨长轴，计算该长轴与Y轴的夹角θ；

第2步：以距骨质心(x_j,y_j)为旋转中心，夹角θ为旋转角度对图像进行旋转，实现主方向修正，保证距骨长轴方向与Y轴方向平行，将Y轴垂直方向确定为X轴；

5)病灶特征点提取模块，用于计算距骨和腓骨的单像素轮廓曲率，确定病灶的解剖学特征点，具体包括：

第1步：根据距骨和腓骨的质心坐标确定图像为左踝或右踝，若x_jx_f，则图像为右踝，反之为左踝；

第2步：以距骨轮廓X轴方向上宽度最大的轮廓点作为距骨外侧穹窿，对于右踝，取左轮廓点即所有轮廓点中横坐标最小值所在的坐标为距骨外侧穹窿，对于左踝，取右轮廓点即所有轮廓点中横坐标最大值所在的坐标为距骨外侧穹窿，记为M(x_M,y_M)；计算距骨轮廓初始点与外侧穹窿点范围内轮廓点的曲率，对于其中任意一点N_i，用前后相距为k的两点N_i-k和N_i+k来近似计算离散点N_i处的曲率，计算公式为取曲率C_i最大值所在的坐标为距骨颈，记为N(x_N,y_N)；以距骨外侧穹窿M(x_M,y_M)和距骨颈N(x_N,y_N)的中点轮廓坐标作为二者的交界点，记为病灶特征点A(x_A,y_A)；

第3步：腓骨轮廓的坐标为(x_f0,y_f0),(x_f1,y_f1),...,(x_fn,y_fn)，对于右踝，腓骨内缘点的候选点集为{(x_f(n/2),y_f(n/2)),(x_f(n/2+1),y_f(n/2+1)),...,(x_fn,y_fn)}，对于左踝，腓骨内缘点的候选点集为{(x_f0,y_f0),(x_f1,y_f1),...,(x_f(n/2),y_f(n/2))}，计算候选点集中所有点的曲率，取最小曲率轮廓点的坐标为腓骨内缘点，记为病灶特征点B(x_B,y_B)；

第4步：过点B作AB的垂线段交腓骨轮廓于点C，作为腓骨外缘点，记为病灶特征点C(x_C,y_C)；

6)病灶区域定位模块，用于对距腓前韧带的病灶区域进行定位标记；分别取特征点A、B、C中横纵坐标的最小值和最大值作为矩形框定位的左上角坐标和右下角坐标，对距腓前韧带的病灶区域进行智能定位。