[发明专利]一种基于胸部定位片的心脏自动定位方法

说明书

技术领域

本发明属于CT影像智能辅助应用领域，具体涉及一种基于胸部定位片的心脏自动定位方法。

背景技术

目前在CT定位片中定位心脏都是通过技师手工操作实现，这样对整个扫描流程来说需要浪费一定的时间；另外目前的CT都是全视野扫描，使得心脏周围的区域也受到大量辐射的危害，为减少患者接受的CT辐射剂量，我们提出针对心脏的局部低剂量扫描，如果要实现针对心脏的局部扫描，则更需要自动对心脏进行三维定位，以确定局部X射线的放线区域。目前在已经发表的文献中暂未找到针对本技术问题的讨论，对本技术的研究属于空白。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于胸部定位片的心脏自动定位方法，以达到替代人工操作、提高工作效率和实现心脏局部扫描目的。

一种基于胸部定位片的心脏自动定位方法，包括以下步骤：

步骤1、对胸部正位片图像进行去除背景处理；

步骤2：将胸部正位片图像的灰度值作为纵坐标，像素点个数作为横坐标，绘制该图像的灰度分布情况，取灰度分布曲线第一个波峰和第一个波谷的平均值作为阈值，进行二值化处理；

步骤3、采用开运算的方法对二值化处理后的图像进行去噪处理；

步骤4、确定图像的宽的中垂线，并将上述中垂线上每行像素点作为起始点，同时向左和向右遍历，直至遇到第一个灰度值不为0的像素点，并将该点作为边界点；

步骤5、将胸部正位片图像逆时针旋转90度，建立以图像的高度为横坐标，图像的宽度为纵坐标的边界点曲线坐标系，并将横坐标的三分之一到三分之二区间作为取点范围，该范围即为图像中心脏的上下定位边界；

步骤6、采用中值滤波的方法将坐标系中的两条边界点曲线进行滤波处理，在取点范围内确定两条边界点曲线上每个点与两侧点之间的两条连线，并确定上述两条连线所形成的夹角，分别选取两条边界点曲线上夹角最接近90度角的顶点为该曲线上的特征点；

步骤7、根据所获得两个特征点的位置，在去噪后的二值化图像中取左边特征点向上的50～55个像素点，右边特征点向上的55～65个像素点，即获得图像中心脏的部分左右轮廓；

步骤8、将心脏的部分左右轮廓的点所在直角坐标系转换为极坐标系，并采用倾斜椭圆的极坐标方程进行曲线拟合，根据拟合后的曲线方程计算获得心脏图像的所有边界点的极坐标，再将上述的所有边界点极坐标转换为直角坐标，并采用比例缩放法进行修正，即获得图像中心脏的整体轮廓，与上述轮廓左右相切的两条竖线即为图像中心脏的左右定位边界，即完成胸部正位片图像中心脏的定位；

步骤9、将胸部侧位片图像重复上述步骤1～步骤3，得到去噪后的二值化图像；

步骤10、确定胸部侧位片图像中心脏的上下定位边界，该上下定位边界与正位片中相同，取上下边界之间的一条与上下边界的距离相等的直线，并沿该直线从左至右遍历，直至遇到第二个灰度值为0的像素点，将该点所在竖线作为侧位片图像中心脏的前侧定位边界；

步骤11、将步骤10中遍历所得像素点的横坐标与步骤8中所述倾斜椭圆的长轴与短轴的平均值相加求和，即获得胸部侧位片图像中心脏的后侧定位边界，即完成胸部侧位片图像中心脏的定位。

步骤1中所述的去除背景具体包括：采用最大类间方差法将胸部正位片图像进行二值化处理，并分别取处理后图像的宽的中垂线和高的中垂线，沿图像宽的中垂线从上到下遍历，将第一个灰度值不为0的像素点所在横线作为图像的上边界，最后一个灰度值不为0的像素点所在横线作为图像的下边界；沿图像高的中垂线从左到右遍历，将第一个灰度值不为0的像素点所在竖线作为图像的左边界，最后一个灰度值不为0的像素点所在竖线作为图像的右边界，实现去除背景。

本发明优点：

本发明一种基于胸部定位片的心脏自动定位方法，可以对胸部CT定位片进行自动的心脏区域定位，省去人工操作，提高工作效率；通过自动对心脏进行三维定位，实现针对心脏的局部低剂量扫描图像中心脏的定位，从而确定局部X射线的放线区域，为局部精细扫描做准备，达到减少CT辐射剂量的目的。

附图说明

图1为本发明一种实施例的基于胸部定位片的心脏自动定位方法流程图；

图2为本发明一种实施例的胸部正位片图像；

图3为本发明一种实施例的未去背景胸部正位片二值化图像；

图4为本发明一种实施例的去背景后的胸部正位片图像；

图5为本发明一种实施例的去背景后胸部正位片图像的灰度分布图，X轴代表灰度，Y轴代表像素点个数；