[發明專利]用于定位脊柱的方法、設備和系統

有效

• 申請號: 201380014219.0
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN104395930B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: J.赫拉杜卡;D.馬喬;K.貝勒
• 申請（專利權）人: 愛克發醫療保健公司;VRVIS虛擬現實和形象化研究中心有限責任公司;IMP分子病理研究所有限責任公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 申屠偉進,姜甜

本發明涉及一種根據獨立權利要求的用于在人或動物身體的圖像(特別地，計算機斷層掃描(CT)圖像)中定位脊柱的方法以及對應設備和系統。

通常，獲取身體的多個軸向CT圖像，并且這些CT圖像隨后被存儲、評估和/或以二維和/或三維表示方式進行顯示。由于大量的獲取的圖像數據，CT圖像中的脊柱的自動定位是計算密集并且存儲器要求型任務。

本發明的目的在于提供一種用于在人或動物身體的圖像(特別地，CT圖像)中定位脊柱的方法以及對應設備和系統，從而一方面允許減少對計算能力和/或存儲器的需要并且另一方面確保脊柱的可靠定位。

這個目的由根據獨立權利要求的方法以及對應設備和系統實現。

根據本發明的方法包括下面的步驟：獲取人或動物身體的至少一部分的多個切片圖像，和通過考慮表征所述獲取的切片圖像中的骨頭的分布的至少一個參數，從獲取的多個切片圖像自動地選擇切片圖像和/或切片圖像的部分，其中所述選擇的切片圖像和/或切片圖像的部分包括關于脊柱的圖像信息。

根據本發明的對應方法包括：通過考慮表征所述獲取的切片圖像中的骨頭的分布的至少一個參數，從多個切片圖像自動地選擇切片圖像和/或切片圖像的部分，已獲取的所述切片圖像涉及人或動物身體的至少一部分，其中所述選擇的切片圖像和/或切片圖像的部分包括關于脊柱的圖像信息。

根據本發明的設備包括：圖像處理單元，通過考慮表征所述獲取的切片圖像中的骨頭的分布的至少一個參數，從人或動物身體的至少一部分的多個切片圖像自動地選擇切片圖像和/或切片圖像的部分，其中所述選擇的切片圖像和/或切片圖像的部分包括關于脊柱的圖像信息。

根據本發明的系統包括：圖像采集單元，特別地，計算機斷層掃描單元，用于獲取人或動物身體的至少一部分的多個切片圖像；和圖像處理單元，通過考慮表征所述獲取的切片圖像中的骨頭的分布的至少一個參數，從獲取的多個切片圖像自動地選擇切片圖像和/或切片圖像的部分，其中所述選擇的切片圖像和/或切片圖像的部分包括關于脊柱的圖像信息。

本發明基于這樣的方案：基于對關于獲取的切片圖像中的骨頭的分布的獲取的切片圖像的切片方式（slice-wise）(即，逐切片)分析，從獲取的身體的多個切片圖像自動地選擇切片圖像和/或其部分。根據分析的結果，選擇包含關于脊柱的圖像信息的切片圖像和/或其部分，和/或舍去不包含關于脊柱的圖像信息的切片圖像。對獲取的切片圖像的切片方式分析基于存在于切片中的骨結構的統計和分布特征。優選地，對獲取的切片圖像中的骨分布圖的分析僅發生在一個行程中，即獲取的切片圖像被逐切片地分析，例如開始于與頸部相關的切片圖像并且結束于與腿相關的切片圖像。

通過這個方案，在CT圖像的許多情況下，大部分的CT圖像數據能夠被省去，例如非常經常需要總數據量的一半的身體的腿區域的切片圖像。特別地，CT圖像數據的這種部分能夠在相應的脊柱圖像的體積重構期間被從獲取的切片省去。此外，與脊管相距太遠的部分能夠在椎間盤和脊椎標記的搜索期間被遮蔽并且忽略。因此，為了二維和/或三維圖像重構而對計算能力和存儲器的需要能夠顯著減少而不損失與脊柱相關的相關圖像信息，從而能夠確保選擇的圖像中的脊柱的可靠定位。后者特別地適用于可能在特定選擇的切片圖像中發現什么椎間盤的隨后的估計。

本發明的含義中的術語“選擇切片圖像”不僅涉及選擇切片圖像，還涉及拒絕切片圖像或遮蔽其一部分。因此，本發明的含義中的“選擇的切片圖像”分別是選擇的切片圖像和/或其一部分或者未被舍去或遮蔽的切片圖像和/或其一部分。

本發明的含義中的切片圖像中的“骨頭的分布”涉及與切片圖像中的骨頭相關的強度值或像素的分布或散布。優選地，以Hounsfield單位(HU)的Hounsfield標度給出切片圖像的強度值和/或切片圖像的強度值被變換為Hounsfield單位(HU)的Hounsfield標度，其中強度值散布在間隔g?[350；1050]?HU上以使得骨頭能夠因此大體上由間隔閾值分割。

本發明的含義中的“表征骨頭的分布的參數”涉及切片圖像內的骨頭結構的分布的一個或多個性質。優選地，能夠從骨分布獲得該參數，和/或它能夠是例如與骨頭相關的強度值或像素的平均值或中值、骨分布的散布、寬度、方差或標準偏差。如以下將會詳細闡述的，存在許多另外的表征骨頭的分布的優選參數。

優選地，脊柱具有縱向軸線，并且相應切片圖像的圖像平面基本上垂直于脊柱的縱向軸線。因此，本發明的含義中的切片圖像被稱為軸向圖像。