[发明专利]一种脊椎骨识别装置及方法

说明书

本发明公开了一种脊椎骨识别装置及方法，所述脊椎骨识别装置包括：图像采集单元、端面识别单元、端面分析单元、包围盒生成单元、图像处理单元；其中，所述端面识别单元基于对图像采集单元采集的脊椎图像完成脊椎骨端面识别并将完成识别过程生成的拟合曲面发送至端面分析单元；所述端面分析单元利用识别出的拟合曲面求出曲面的中心点和法向量，以曲面中心点为原点建立三维空间坐标系，并求出曲面在三维坐标轴三个方向的值域；所述包围盒生成单元基于识别出的拟合曲面中心点和曲面各点在三维坐标轴三个方向的值域确定包围盒的位置和大小并生成包围盒完成脊椎骨截取。

技术领域

本发明涉及医学脊椎成像技术领域，尤其涉及一种脊椎骨识别装置及方法。

背景技术

随着现代医学成像技术的发展，先后出现了计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、正电子发射计算机造影(PEI)，超声(Ultrasound)等。但这些医学影像设备只能提供人体内部组织或器官断面的二维图像，不能提供连续的三维形式的图像。在目前的医疗诊断中，主要是通过观察一组CT，MRI的二维切片图像去发现病灶，只能凭借医生的读片经验去估计病灶的形状和大小，缺乏直观性，难以达到准确的判断。

外科手术的不断发展，精准外科手术对计算机医学影像系统提出了更高的要求，在外科手术中，医生在术前就需要对病变区域，以及与血管的支配关系进行详细的了解。计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、正电子发射计算机造影(PEI)，超声(Ultrasound)等医学影像设备只能提供人体内部组织或器官断面的二维图像，不利于医生的准确判断和详细了解。

把计算机三维重建技术运用到传统的医学成像系统中并加以利用，可以提高医学成像系统的利用效率以及医学研究中的突破进步，这已成为医学中一个研究的热门领域。利用医院的CT断层扫描图进行三维重建，生成的表面模型进行局部截取，生成单块脊椎骨模型，并利用这些模型进行进一步研究和利用。

三维医学图像是从超声、核磁、CT等医学影像设备获得的图像序列，通常以三维像素矩阵的方式表示。使用图像分割、重建等技术从三维医学图像中获取的具有医学意义的面模型称为三维医学图形。

体绘制是一种将三维图像的所有体细节同时展现出来的可视化技术。通过设置体绘制中的不透明度传递函数、颜色传递雨数和梯度传递函数，不同灰度值的像素就能展现出不同的显示效果，从而呈现了内部信息和空间体细节。

面绘制是将三维面模型显示出来的可视化技术。通过为每一个面模型独立设置颜色、透明度、材质等绘制属性，可以呈现出不同模型的特征，在深度层次和相对位置关系方面展现非常清晰的可视化效果。

切片显示是用一个任意角度的平面去截三维像素矩阵，将与该切片相交或相邻的像素描值到该平面以获得一幅二维图片，并将该二维图片显示出来的技术，上述过程也称为切片重采样口在医学图像中为了诊断和观察的目的，往往需要技示一个局部的感兴趣区域和感兴趣空间，或者剖除部分数据以使得内部结构可以更清晰的观察到。一般的二维图片上的特定目标区域称为感兴趣区域，三维图像的特运目标区域则由逐层连续的感兴趣区域组成，称为感兴趣空间。

当前的医学影像工作站中实现的工具通常是使用几何图元(例如圆、方杠)未定义ROI，一般也支持利用徒手画模式来定义闭合区域。在发明名称为感兴趣区域和空间的交互式定义的系统和方法，公开号为CN101405764的中国专利中，将ROI或VOI定义为形状和尺寸两个方面，形状是根据鼠标调节的值来做阔值提取得到的，尺寸的作用是将形状限定在某一个特定大小的范围内，结合形状和尺寸两个方面，该发明允许用户交互式的调整ROI或VOI，甚至在有一定噪声的图像中，也能获得感兴趣的目标区域；该发明实际上是一种交互式阅值提取方法，属于图像分割技术领域，与感兴趣区域和/或感兴趣空间的局部显示相关性较小。