[发明专利]一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法

说明书

本发明公开了一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法，包括：S1基于脊柱的三维超声体数据生成多个冠状剖面投影图并记录其对应空间位置；S2在每个冠状剖面投影图上分别分割出脊柱的棘突区域，并提取棘突特征点；S3对每个投影图，基于棘突特征点生成对应棘突曲线，同时获取曲线对应空间位置；S4基于不同投影图上的棘突曲线集合构成矢状面投影的基准剖面；S5利用基准剖面生成脊柱的矢状面投影图像。本发明方法使得三维超声成像可以针对脊柱弯曲生成不同的投影图像，从而提供全新的脊柱的三维畸变信息，进而提高了脊柱弯曲的测量精度。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，特别是一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法。

背景技术

脊柱的正常生理弯曲为脊柱提供了良好的弹性与减震性。脊柱侧凸是由脊柱的三维畸变而造成的异常的肌骨骼状态，其表现在脊柱在三维空间中出现非正常的弯曲或旋转，使得椎间盘上所承受的重量异常，脊柱不能够进行正常的活动。青春期为脊柱侧凸的高发时期，对正处于生长发育期的青少年而言，长久保持不当的姿态极易使其脊柱变形，若不及早发现及时治疗，脊柱便产生不可逆的畸变。其中，驼背就是一种常见的与脊柱侧凸相关的可见脊柱畸形，驼背时，上背部区域的脊柱弯曲角度为四十五度或更大，而正常的脊柱在上背部区域仅有约二十到四十五度的弯曲。

目前，检测脊柱侧凸均是在冠状面上的X射线图像或超声投影图像中进行，首先确定弯曲曲率最大的两块椎骨，在选择完这些椎骨后，分别沿位于上部的椎骨上终板以及位于下部的椎骨下终板画两条直线，直线间的夹角即为脊柱弯曲角度。但在实际操作中，冠状面的图像仅考虑了脊柱在单个投影面上的弯曲情况，对于诸如驼背等矢状面或轴向上的畸形未予考虑，从而忽视了脊柱的三维结构特征。传统意义的冠状剖面投影图像上存在难以获得完整脊柱三维弯曲特征的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法，本发明的方法可实现从三维超声体数据中获取完整的脊柱矢状位剖面，从而可以充分利用重建的脊柱三维结构信息，以更加全面地评估脊柱的三维畸形程度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法，包括以下步骤：

步骤S1、基于脊柱的三维超声体数据生成多个不同深度的冠状剖面投影图，同时记录每个冠状剖面投影图的对应空间位置；

步骤S2、在每个冠状剖面投影图上分别分割出脊柱的棘突区域，并提取棘突特征点；

步骤S3、在每个冠状剖面投影图上，基于棘突特征点生成相应的棘突曲线，同时获取曲线对应的空间位置，形成棘突曲线集；

步骤S4、结合棘突曲线集及其对应空间位置构成新的矢状面投影的基准剖面；

步骤S5、利用基准剖面生成脊柱的矢状面投影图像。

作为本发明所述的一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法进一步优化方案，所述步骤S1中生成多个不同深度的冠状剖面投影图，包括：

根据皮肤表面，选择不同的深度的冠状参考平面；

根据选择的冠状参考平面和三维超声体数据，使用平均合成函数生成该冠状剖面投影图。

作为本发明所述的一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法进一步优化方案，所述步骤S1中，所述记录每个冠状剖面投影图的对应空间位置，包括：

基于三维超声的空间位置信息，确定皮肤表面的空间位置；

根据皮肤表面的空间位置，确定不同深度冠状剖面投影图的对应空间位置。

作为本发明所述的一种基于三维超声脊柱体数据的矢状面投影成像方法进一步优化方案，所述步骤S2具体包括：