一種脊柱x線圖像的處理方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了脊柱X線圖像的處理方法和系統(tǒng)。該方法包括：利用第二脊柱X線圖像對預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息；根據(jù)所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息；利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量并輸出。本發(fā)明提供的方法和裝置利用預(yù)先設(shè)定的脊柱X線圖像及其中若干點的坐標(biāo)信息可以自動計算脊柱形變量，能夠減少或者避免人工操作對計算結(jié)果的影響，使計算結(jié)果更準(zhǔn)確。
【專利說明】一種脊柱X線圖像的處理方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)，特別涉及一種脊柱X線圖像的處理方法和系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]脊柱形變，如后凸、側(cè)彎等，早期發(fā)現(xiàn)可以防止形變的進(jìn)一步發(fā)展。從脊柱的X線圖像中可以看到脊柱的形變，并且通過對脊柱X線圖像的定量測量可以確定脊柱的形變是否超過正常范圍。
[0003]目前已出現(xiàn)一些手動和半自動的技術(shù)用于定量測量X射線圖像中的脊柱形變，用戶需要手動標(biāo)記出X線圖像中脊柱曲線兩端最傾斜的椎體的邊緣，甚至需要手動確定椎體邊緣曲線的切線來進(jìn)行形變量的計算。這些手動和半自動的方法需要用戶的大量手動操作，導(dǎo)致測量結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性降低，針對同一圖像，不同測量者的測量結(jié)果、同一測量者的兩次測量結(jié)果之間均會存在差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的脊柱形變測量結(jié)果受手動操作的影響不夠準(zhǔn)確和可靠的問題，本發(fā)明提供了一種脊柱X線圖像的處理方法和系統(tǒng)，能夠減少或者避免人工操作對計算結(jié)果的影響，使計算結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0005]本發(fā)明實施例提供的一種脊柱X線圖像的處理方法包括:
[0006]利用第二脊柱X線圖像對 預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息；
[0007]根據(jù)所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息；
[0008]利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量。
[0009]本發(fā)明實施例提供的一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)包括:
[0010]圖像配準(zhǔn)模塊，用于利用第二脊柱X線圖像對預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息；
[0011]坐標(biāo)變換模塊，用于根據(jù)所述圖像配準(zhǔn)模塊獲得的所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息；
[0012]形變計算模塊，用于利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量。
[0013]本發(fā)明實施例提供的方法和系統(tǒng)利用預(yù)先設(shè)定的脊柱X線圖像及其中若干點的坐標(biāo)信息可以自動計算脊柱形變量，能夠減少或者避免人工操作對計算結(jié)果的影響，使計算結(jié)果更準(zhǔn)確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種脊柱X線圖像的處理方法的流程圖。[0015]圖2為本發(fā)明實施例的一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實施例的一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)的組成示意圖。
[0017]圖4為Cobb角的計算原理示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種脊柱X線圖像的處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明的實施例的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種脊柱X線圖像的處理方法的流程圖。如圖1所示，該方法主要包括:
[0021]步驟101，利用第二脊柱X線圖像對預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息；
[0022]步驟102，根據(jù)所述空間變換信息和、所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息；
[0023]步驟103，利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量并輸出。
[0024]其中，第二脊柱X線圖像可以是被測量者的脊柱X線圖像。
[0025]第一脊柱X線圖像是作為模板的標(biāo)準(zhǔn)脊柱X線圖像，可以預(yù)先存儲在圖像處理系統(tǒng)中，也可以是該設(shè)備通過U盤或網(wǎng)絡(luò)等其它途徑獲取得到的。
[0026]配準(zhǔn)是指在醫(yī)學(xué)診斷和治療過程中，需要對比分析多幅圖像時，對于一幅醫(yī)學(xué)圖像尋求一種或一系列空間變換，使它與另一幅醫(yī)學(xué)圖像上的對應(yīng)點達(dá)到空間上的一致。這種一致是指人體上的同一解剖點在兩張匹配圖像上有相同的空間位置。配準(zhǔn)的結(jié)果應(yīng)使兩幅圖像上所有的解剖點，或至少是所有具有診斷意義的點及手術(shù)感興趣的點都達(dá)到匹配。
[0027]醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)可分為剛性配準(zhǔn)和非剛性配準(zhǔn)兩類。剛性配準(zhǔn)是指將圖像作為剛體，僅進(jìn)行線性的變換；而非剛性配準(zhǔn)則將圖像作為非剛體，進(jìn)行非線性的變換，例如伸縮、旋轉(zhuǎn)、扭曲等。由于脊柱的形變通常包括椎體的錯位以及相對其它椎體的彎曲或扭曲等，例如脊柱側(cè)彎、后凸時表現(xiàn)出的脊柱曲線的變化，本發(fā)明實施例優(yōu)選使用非剛性配準(zhǔn)。
[0028]步驟101中的配準(zhǔn)過程可以使用現(xiàn)有的各種配準(zhǔn)算法，如灰度驅(qū)動配準(zhǔn)算法、模型驅(qū)動配準(zhǔn)算法及混合驅(qū)動配準(zhǔn)算法等，也可以使用專門設(shè)計的配準(zhǔn)算法，本發(fā)明的實施例對此不加以限定。
[0029]通過步驟101的配準(zhǔn)，對第一脊柱X線圖像中的各個點進(jìn)行位置變換，使第一脊柱X線圖像與第二脊柱X線圖像中的同一解剖點的空間位置一致。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過配準(zhǔn)獲得的所述空間變換信息可以包括配準(zhǔn)后第一脊柱X線圖像中若干個點的位移矢量，在步驟102中，利用該位移矢量和這若干個點在配準(zhǔn)前的第一坐標(biāo)信息，就可以對所述若干個點的第一坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換得到配準(zhǔn)后的第二坐標(biāo)信息。
[0030]所述若干個點是預(yù)先在第一脊柱X線圖像中選定的，用于在后面的步驟中計算脊柱的形變量。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述若干個點可以分別位于第一脊柱X線圖像中兩個椎體的邊緣，這兩個椎體以下稱為第一椎體和第二椎體。這些點可以事先由具有豐富經(jīng)驗的醫(yī)師或?qū)I(yè)人員或利用專門的設(shè)備在第一脊柱X線圖像中標(biāo)記出來，使其盡量精確地體現(xiàn)椎體邊緣的位置。這些點的坐標(biāo)信息可以根據(jù)標(biāo)記從第一脊柱X線圖像數(shù)據(jù)中獲得，也可以單獨存儲。
[0031]由于待測量者的脊柱X線圖像是在進(jìn)行檢查時獲得的，如果沒有條件對其中的椎骨邊緣進(jìn)行精確的標(biāo)記，例如由于時間的限制和醫(yī)師經(jīng)驗的限制，直接從其中獲得準(zhǔn)確的形變測量結(jié)果是困難的。利用圖像識別技術(shù)進(jìn)行椎體邊緣自動識別則受到圖像識別算法自身性能的限制，準(zhǔn)確性和可靠性都不能保證。而在上面的實施例中，通過利用事先進(jìn)行了精確標(biāo)記的第一脊柱X線圖像，在配準(zhǔn)后只需要對預(yù)先標(biāo)記的點進(jìn)行坐標(biāo)變換即可自動得出形變測量結(jié)果，不需要醫(yī)師在檢查過程中進(jìn)行手動操作，只要事先獲得的模板圖像足夠準(zhǔn)確，就能獲得相對更為準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。
[0032]根據(jù)一個實施例，步驟103中可以根據(jù)預(yù)設(shè)的算法計算脊柱形變量。例如，可以根據(jù)所述若干個點的坐標(biāo)信息確定所述第一椎體的第一邊緣的切線和第二椎體的第二邊緣的切線，計算所述切線之間的夾角；或者利用所述第二坐標(biāo)信息計算所述第一椎體和第二椎體之間的Cobb角，等。
[0033]所述第一椎體和第二椎體可以是預(yù)先確定的用于進(jìn)行脊柱形變測量的椎體。例如，可以由經(jīng)驗豐富的醫(yī)師根據(jù)經(jīng)驗選擇具有典型意義的一對或多對椎體作為測量使用的椎體。根據(jù)一個實施例，所述第一椎體和第二椎體可以是以下組合中的一個或多個:脊柱的頂部椎體和底部椎體，頸椎中的頂部椎體和底部椎體，胸椎中的頂部椎體和底部椎體，腰椎中的頂部椎體和底部椎體。當(dāng)預(yù)設(shè)了多對需要測量的椎體時，可以針對這多對椎體重復(fù)執(zhí)行上述步驟102、103來獲得每對椎體的測量結(jié)果。
[0034]所述第一椎體和第二椎體還可以是用戶選擇的椎體，例如用戶可以通過輸入裝置(如鼠標(biāo)、鍵盤、觸控裝置等)來選擇需要測量的椎體。根據(jù)一個實施例，在計算得出預(yù)先確定的第一椎體和第二椎體的Cobb角后，醫(yī)師需要了解位于第一椎體和第二椎體之間的第三椎體到第四椎體這一段脊柱戶的鼠標(biāo)操作區(qū)域確定用戶選擇了第三椎體和第四椎體，然后將第三椎體和第四椎體作為第一椎體和第二椎體，執(zhí)行上述過程以計算第三椎體和第四椎體之間的Cobb角。
[0035]由于脊柱的情況與性別、年齡、人種等有關(guān)，同時，脊柱的形變還包括側(cè)彎、后凸等不同情況，不同情況采集的X線圖也有所不同，因此，根據(jù)一個實施例，該方法還可以包括:
[0036]從預(yù)先存儲的至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像。
[0037]預(yù)先存儲的至少兩個脊柱X線圖像可以分別對應(yīng)不同年齡、不同性別、不同的人種、不同的圖像采集角度等等，這樣，就可以根據(jù)年齡、性別、人種、圖像采集角度中的一個或多個從所述至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像，從而得到更加科學(xué)和準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
[0038]根據(jù)一個實施例，可以預(yù)先對第一脊柱X線圖像中的脊柱圖像按照椎體進(jìn)行分段并標(biāo)記每個椎體的信息，如編號、名稱和邊緣等，輸出脊柱形變量的時候，還可以同時輸出所述第一椎體和第二椎體的信息，這樣，可以讓用戶更直觀地了解測量結(jié)果。例如，可以輸出“椎體L2與L5之間角度為10度”等。
[0039]本發(fā)明實施例還提供一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)。圖2為本發(fā)明實施例的一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該系統(tǒng)可包括:圖像配準(zhǔn)模塊201、坐標(biāo)變換模塊202、形變計算模塊203、和輸出模塊204。
[0040]圖像配準(zhǔn)模塊201主 要用于利用第二脊柱X線圖像對預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息，將所述空間變換信息提供給坐標(biāo)變換模塊202。
[0041]坐標(biāo)變換模塊202主要用于根據(jù)所述圖像配準(zhǔn)模塊201獲得的所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述若干個點的第二坐標(biāo)信息。[0042]形變計算模塊203主要用于利用所述坐標(biāo)變換模塊202提供的第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量，并將得到的所述脊柱形變量提供給輸出模塊204用于輸出。
[0043]其中，第一脊柱X線圖像可以預(yù)先存儲在圖像處理系統(tǒng)的存儲模塊中，該存儲模塊可以是一個單獨的存儲裝置，也可以是分布在多個設(shè)備中的多個存儲裝置，還可以是內(nèi)嵌在各模塊中的存儲單元的統(tǒng)稱?？蛇x的，第一脊柱X線圖像也可以通過U盤或網(wǎng)絡(luò)等其它途徑獲取。
[0044]根據(jù)一個實施例，圖像配準(zhǔn)模塊201可以獲得配準(zhǔn)后所述若干個點的位移矢量作為所述空間變換信息；
[0045]坐標(biāo)變換模塊202可以利用所述圖像配準(zhǔn)模塊201獲得的所述位移矢量和所述第一坐標(biāo)信息對所述若干個點的第一坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到所述第二坐標(biāo)信息。
[0046]根據(jù)一個實施例，形變計算模塊203可以根據(jù)所述若干個點的坐標(biāo)信息確定第一脊柱X線圖像中第一椎體的第一邊緣的切線和第二椎體的第二邊緣的切線，計算所述切線之間的夾角作為所述脊柱形變量。
[0047]根據(jù)一個實施例，所述形變計算模塊203用于計算第一脊柱X線圖像中第一椎體和第二椎體之間的Cobb角作為所述脊柱形變量。
[0048]根據(jù)一個實施例，坐標(biāo)變換模塊202可以根據(jù)預(yù)設(shè)的策略將脊柱的頂部椎體和底部椎體、或頸椎中的頂部椎體和底部椎體、或胸椎中的頂部椎體和底部椎體、或腰椎中的頂部椎體和底部椎體、或用戶選擇的兩個椎體確定為所述第一椎體和第二椎體，從所述存儲模塊獲取所述第一脊柱X線圖像中的所述第一椎體和第二椎體邊緣上的若干個點的坐標(biāo)信息作為所述第一坐標(biāo)信息。
[0049]下面再舉一個例子。圖3為本發(fā)明實施例的一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該系統(tǒng)可以包括:圖像配準(zhǔn)模塊301、坐標(biāo)變換模塊302、形變計算模塊303、輸出模塊304、圖像選擇模塊305、目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫306和模板圖像數(shù)據(jù)庫307、輸入模塊308。
[0050]目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫306中存儲有被測量者的脊柱X射線圖像。
[0051]模板圖像數(shù)據(jù)庫307中預(yù)先存儲有多個模板脊柱X射線圖像。這些模板脊柱X線圖像分別對應(yīng)不同的年齡、性別、人種、圖像采集角度等中的一種或多種。在這些模板圖像中，所有的椎體已經(jīng)由專家仔細(xì)分段并標(biāo)記出其邊緣。
[0052]圖像選擇模塊305用于從目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫306選擇目標(biāo)脊柱X線圖像，從模板圖像數(shù)據(jù)庫307選擇模板脊柱X線圖像，將所述目標(biāo)脊柱X線圖像的信息和所述模板脊柱X線圖像的信息提供給所述圖像配準(zhǔn)模塊301。
[0053]所述圖像選擇模塊305可以根據(jù)被測量者的年齡、性別、人種、所述目標(biāo)脊柱X線圖像對應(yīng)的圖像采集角度等信息中的一個或多個來選擇所述模板脊柱X線圖像。
[0054]圖像配準(zhǔn)模塊301主要用于利用所述目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫306中的所述目標(biāo)脊柱X線圖像對模板圖像數(shù)據(jù)庫307中預(yù)先存儲的所述模板脊柱X線圖像進(jìn)行非剛性圖像配準(zhǔn)，將模板脊柱X線圖像中已分段并標(biāo)記的椎體進(jìn)行扭曲使之與目標(biāo)脊柱X線圖像中的各椎體相對應(yīng)，得到所述模板脊柱X線圖像的空間變換信息，將所述空間變換信息提供給坐標(biāo)變換模塊302。根據(jù)一個實施例，圖像配準(zhǔn)模塊301還可以在完成圖像配準(zhǔn)后根據(jù)模板脊柱X線圖像中椎體的分段信息和標(biāo)記信息對所述目標(biāo)脊柱X線圖像中的脊柱進(jìn)行分段和標(biāo)記。
[0055]坐標(biāo)變換模塊302主要用于確定需要測量的第一椎體和第二椎體，從模板圖像數(shù)據(jù)庫307中獲取預(yù)先存儲的、模板脊柱X線圖像中所述第一椎體和所述第二椎體邊緣的若干個點的第一坐標(biāo)信息，根據(jù)所述圖像配準(zhǔn)模塊301獲得的所述空間變換信息對所述第一坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得配準(zhǔn)后所述若干個點的第二坐標(biāo)信息，將第二坐標(biāo)信息提供給形變計算模塊303。
[0056]坐標(biāo)變換模塊302可以根據(jù)預(yù)設(shè)的策略確定需要測量的第一椎體和第二椎體，例如，預(yù)設(shè)的第一椎體和第二椎體可以為脊柱的頂部椎體和底部椎體、或頸椎中的頂部椎體和底部椎體、或胸椎中的頂部椎體和底部椎體、或腰椎中的頂部椎體和底部椎體中的一對或多對椎體；也可以根據(jù)用戶通過輸入模塊308輸入的選擇信息確定一對或多對椎體。當(dāng)根據(jù)預(yù)設(shè)的策略需要分別針對多對椎體計算測量值時，坐標(biāo)變換模塊302可以依次獲取多對椎體的第一坐標(biāo)信息，進(jìn)行坐標(biāo)變換得到第二坐標(biāo)信息，再將各對椎體的第二坐標(biāo)信息提供給形變計算模塊303，觸發(fā)形變計算模塊303分別針對每對椎體的第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量。[0057]形變計算模塊303主要用于利用所述坐標(biāo)變換模塊302提供的第一椎體和第二椎體的第二坐標(biāo)信息計算第一椎體和第二椎體之間的Cobb角，并將得到的所述Cobb角提供給輸出模塊304。
[0058]圖4為Cobb角的計算原理示意圖。如圖4所示，形變計算模塊303利用配準(zhǔn)后的模板脊柱X線圖像中的第一椎體401上邊緣的若干個點的第二坐標(biāo)值確定第一椎體上邊緣的切線，利用第二椎體402下邊緣的若干個點的第二坐標(biāo)值確定第二椎體下邊緣的切線，計算這兩條切線之間的夾角403作為Cobb角。
[0059]根據(jù)一個實施例，坐標(biāo)變換模塊302還可以將第一椎體和第二椎體的信息，如標(biāo)識、序號、或名稱等，提供給形變計算模塊303，形變計算模塊303將第一椎體和第二椎體的信息連同計算得到的形變量一起提供給所述輸出模塊。
[0060]輸出模塊304輸出所述第一椎體和第二椎體的信息以及所述脊柱形變量。輸出模塊304可以包括用戶界面，用于顯示第一椎體和第二椎體的信息以及所述脊柱形變量，還可以顯示原始的、或進(jìn)行了分段和標(biāo)記后的目標(biāo)脊柱X線圖像。
[0061]上述各模塊僅是根據(jù)功能進(jìn)行劃分得到的邏輯模塊，實現(xiàn)時可以由同一模塊實現(xiàn)，也可以分由多個子模塊實現(xiàn)。以上僅列出與本發(fā)明方案有關(guān)的功能模塊，實際上，該系統(tǒng)還可以包括其它的模塊。例如，該裝置還可以包括:中央處理單元(CPU)、存儲模塊、內(nèi)部總線等。如前所述，上述模塊的功能在實現(xiàn)時可能需要其它模塊協(xié)助，例如利用CPU的計算功能，利用存儲模塊存儲計算的中間量等。簡潔起見，均描述為由上述模塊完成?？偩€則提供各模塊間的信息交互通道，可以是一根連接各模塊的總線，也可以由上述各個模塊間的多條線路組成。當(dāng)某些模塊，例如目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫306、模板圖像數(shù)據(jù)庫307等與其它模塊位于不同的設(shè)備中時，總線與這些模塊之間可能需要通過有線或無線的鏈路進(jìn)行連接，還有可能通過本地網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連。例如目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫306、模板圖像數(shù)據(jù)庫307可以由一個服務(wù)器實現(xiàn)，當(dāng)其它模塊需要讀取其中的數(shù)據(jù)時，可以通過某種通信協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器來獲取該數(shù)據(jù)。
[0062]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種脊柱X線圖像的處理方法的流程圖。如圖5所示，該方法可以包括以下步驟。
[0063]步驟501，從目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫選擇目標(biāo)脊柱X線圖像。
[0064]步驟502，從模板圖像數(shù)據(jù)庫選擇模板脊柱X線圖像。
[0065]目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)庫中可以存儲有目標(biāo)脊柱X線圖像對應(yīng)的被測量者的信息，如年齡、性別、人種等，以及圖像的采集角度，如側(cè)面圖、正面圖等。選定了目標(biāo)脊柱X線圖像后，可以獲取相應(yīng)的被測量者的信息和圖像采集角度等。
[0066]模板圖像數(shù)據(jù)庫中可以存儲多個模板圖像，同時也存儲各模板圖像對應(yīng)的信息，如適用年齡、性別、人種及圖像采集角度等。
[0067]可以按照預(yù)定的策略，根據(jù)被測量者的年齡、性別、人種、所述目標(biāo)脊柱X線圖像對應(yīng)的圖像采集角度等信息中的一個或多個來選擇所述模板脊柱X線圖像。例如，可以僅考慮年齡和圖像采集角度時，如果待測量者的年齡為12歲，檢查的項目為脊柱側(cè)彎，則目標(biāo)脊柱X線圖像為被測量者的正面或背面X線圖像，并可以從模板圖像數(shù)據(jù)庫中選擇對應(yīng)年齡10-15歲的背面脊柱X線圖像。
[0068]步驟503，根 據(jù)目標(biāo)脊柱X線圖像對模板脊柱X線圖像進(jìn)行非剛性配準(zhǔn)，得到空間
變換信息。
[0069]空間變換信息可以是模板脊柱X線圖像在配準(zhǔn)前后多個點的位移矢量，例如可以包括空間位移和旋轉(zhuǎn)角度等。
[0070]步驟504，確定待測量的第一椎體和第二椎體。可以直接讀取預(yù)定的待測量椎體的信息，也可以根據(jù)用戶輸入的選擇信息確定待測量的第一椎體和第二椎體。
[0071]步驟505，獲得預(yù)先存儲的第一椎體和第二椎體在模板脊柱X線圖像中的坐標(biāo)信息。其中，坐標(biāo)信息可以為原始模板脊柱X線圖像中第一椎體的第一邊緣和第二椎體的第二邊緣上的若干點的坐標(biāo)。
[0072]步驟506，根據(jù)空間變換信息對坐標(biāo)信息進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到配準(zhǔn)后的所述若干點的坐標(biāo)信息。根據(jù)一個實施例，例如采用直角坐標(biāo)系，第一椎體的第一邊緣上的一個點的坐標(biāo)是(2，2)，經(jīng)過配準(zhǔn)，得到該點的空間位移是5，旋轉(zhuǎn)角度是30度，則可以計算得到配準(zhǔn)后，該點的坐標(biāo)變?yōu)?5,6)。
[0073]步驟507，根據(jù)配準(zhǔn)后的坐標(biāo)信息計算第一椎體和第二椎體之間的Cobb角。
[0074]步驟508，輸出計算得到的Cobb角和第一椎體、第二椎體的信息。
[0075]步驟509，判斷用戶是否輸入待測量的第一椎體和第二椎體，如果是，則執(zhí)行步驟505，否則結(jié)束計算。
[0076]通過上述實施例中的流程，就可以得出被測量者的第一椎體和第二椎體之間的Cobb角，從而可以根據(jù)Cobb角來對被測量者的脊柱形變情況進(jìn)行定量地評估。如果需要進(jìn)一步獲得更詳細(xì)的測量結(jié)果，可以重復(fù)步驟504到508，在步驟504中輸入需要進(jìn)一步測量的兩個椎體，在步驟508得到輸出的這兩個椎體間的Cobb角。
[0077]需要說明的是，上述各流程和各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中不是所有的步驟和模塊都是必須的，可以根據(jù)實際的需要忽略某些步驟或模塊。各步驟的執(zhí)行順序不是固定的，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。上述各實施例中描述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以是物理結(jié)構(gòu)，也可以是邏輯結(jié)構(gòu)，即，有些模塊可能由同一物理實體實現(xiàn)，或者，有些模塊可能分由多個物理實體實現(xiàn)，或者，可以由多個獨立設(shè)備中的某些部件共同實現(xiàn)。
[0078]另外，上面描述中采用“第一”、“第二”僅僅為了方便區(qū)分具有同一含義的兩個對象，并不表示其有實質(zhì)的區(qū)別。
[0079]以上各實施例中，硬件單元可以通過機(jī)械方式或電氣方式實現(xiàn)。例如，一個硬件單元可以包括永久性專用的電路或邏輯(如專門的處理器，F(xiàn)PGA或ASIC)來完成相應(yīng)操作。硬件單元還可以包括可編程邏輯或電路(如通用處理器或其它可編程處理器)，可以由軟件進(jìn)行臨時的設(shè)置以完成相應(yīng)操 作。具體的實現(xiàn)方式(機(jī)械方式、或?qū)Ｓ玫挠谰眯噪娐?、或者臨時設(shè)置的電路)可以基于成本和時間上的考慮來確定。
[0080]本發(fā)明還提供了一種機(jī)器可讀介質(zhì)，存儲用于使一機(jī)器執(zhí)行如本文所述的圖像處理方法的指令。具體地，可以提供配有存儲介質(zhì)的系統(tǒng)或者裝置，在該存儲介質(zhì)上存儲著實現(xiàn)上述實施例中任一實施例的功能的軟件程序代碼，且使該系統(tǒng)或者裝置的計算機(jī)(或CPU或MPU)讀出并執(zhí)行存儲在存儲介質(zhì)中的程序代碼。
[0081]在這種情況下，從存儲介質(zhì)讀取的程序代碼本身可實現(xiàn)上述實施例中任何一項實施例的功能，因此程序代碼和存儲程序代碼的存儲介質(zhì)構(gòu)成了本發(fā)明的一部分。
[0082]用于提供程序代碼的存儲介質(zhì)實施例包括軟盤、硬盤、磁光盤、光盤(如⑶-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁帶、非易失性存儲卡和 ROM?？蛇x擇地，可以由通信網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器計算機(jī)上下載程序代碼。
[0083]此外，應(yīng)該清楚的是，不僅可以通過執(zhí)行計算機(jī)所讀出的程序代碼，而且可以通過基于程序代碼的指令使計算機(jī)上操作的操作系統(tǒng)等來完成部分或者全部的實際操作，從而實現(xiàn)上述實施例中任意一項實施例的功能。
[0084]此外，可以理解的是，將由存儲介質(zhì)讀出的程序代碼寫到插入計算機(jī)內(nèi)的擴(kuò)展板中所設(shè)置的存儲器中或者寫到與計算機(jī)相連接的擴(kuò)展單元中設(shè)置的存儲器中，隨后基于程序代碼的指令使安裝在擴(kuò)展板或者擴(kuò)展單元上的CPU等來執(zhí)行部分和全部實際操作，從而實現(xiàn)上述實施例中任一實施例的功能。
【權(quán)利要求】
1.一種脊柱X線圖像的處理方法，包括: 利用第二脊柱X線圖像對預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息； 根據(jù)所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息，獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息； 利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述空間變換信息包括配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的位移矢量； 所述根據(jù)所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息包括:利用所述位移矢量和所述第一坐標(biāo)信息對所述預(yù)定點的第一坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到所述第二坐標(biāo)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述預(yù)定點分別位于所述第一脊柱X線圖像中第一椎體和第二椎體的邊緣； 所述利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量包括: 根據(jù)所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息確定所述第一椎體的第一邊緣的切線和所述第二椎體的第二邊緣的切線，計算所述切線之間的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述預(yù)定點分別位于第一脊柱X線圖像中第一椎體和第二椎體的邊緣； 所述利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量包括: 根據(jù)所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息計算所述第一椎體和第二椎體之間的Cobb角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一椎體和第二椎體為以下組合中的任一個: 脊柱的頂部椎體和底部椎體，頸椎中的頂部椎體和底部椎體，胸椎中的頂部椎體和底部椎體，腰椎中的頂部椎體和底部椎體，用戶選擇的一對椎體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 從預(yù)先存儲的至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述從預(yù)先存儲的至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像包括: 根據(jù)年齡、性別、人種、圖像采集角度中的一個或多個從所述至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 輸出所述脊柱形變量和所述至少一對椎體的信息。
9.一種脊柱X線圖像的處理系統(tǒng)，包括: 圖像配準(zhǔn)模塊，用于利用第二脊柱X線圖像對預(yù)定的第一脊柱X線圖像進(jìn)行配準(zhǔn)得到所述第一脊柱X線圖像的空間變換信息； 坐標(biāo)變換模塊，用于根據(jù)所述圖像配準(zhǔn)模塊獲得的所述空間變換信息和所述第一脊柱X線圖像中位于至少一對椎體邊緣的預(yù)定點的第一坐標(biāo)信息獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息； 形變計算模塊，用于利用所述第二坐標(biāo)信息計算脊柱形變量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像配準(zhǔn)模塊用于獲得配準(zhǔn)后所述預(yù)定點的位移矢量作為所述空間變換信息；所述坐標(biāo)變換模塊用于利用所述圖像配準(zhǔn)模塊獲得的所述位移矢量和所述第一坐標(biāo)信息對所述預(yù)定點的第一坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到所述第二坐標(biāo)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述預(yù)定點分別位于所述第一脊柱X線圖像中第一椎體和第二椎體的邊緣； 所述形變計算模塊用于根據(jù)所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息確定所述第一椎體的第一邊緣的切線和所述第二椎體的第二邊緣的切線，計算所述切線之間的夾角作為所述脊柱形變量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9 所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述預(yù)定點分別位于所述第一脊柱X線圖像中第一椎體和第二椎體的邊緣； 所述形變計算模塊用于根據(jù)所述預(yù)定點的第二坐標(biāo)信息計算第一脊柱X線圖像中第一椎體和第二椎體之間的Cobb角作為所述脊柱形變量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一椎體和第二椎體為以下組合中的任一個: 脊柱的頂部椎體和底部椎體，頸椎中的頂部椎體和底部椎體，胸椎中的頂部椎體和底部椎體，腰椎中的頂部椎體和底部椎體，用戶選擇的一對椎體。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 圖像選擇模塊，用于從存儲模塊中預(yù)先存儲的至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像提供給所述圖像配準(zhǔn)模塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像選擇模塊用于根據(jù)年齡、性別、人種、圖像采集角度中的一個或多個從所述至少兩個脊柱X線圖像中選擇一個作為所述第一脊柱X線圖像提供給所述圖像配準(zhǔn)模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 輸出模塊，用于輸出所述脊柱形變量和所述至少一對椎體的信息。
17.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，在其上存儲有機(jī)器可執(zhí)行指令，其中，當(dāng)所述機(jī)器可執(zhí)行指令被執(zhí)行時，使得機(jī)器實施權(quán)利要求1-8中的任意一個所包括的步驟。
【文檔編號】A61B6/00GK103565449SQ201210271466
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】鄧翔 申請人:西門子公司