[發明專利]一種基于2.5維超聲寬景成像的脊柱三維結構再現方法

有效

• 申請號: 201810571501.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108670302B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 黃慶華
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B8/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 常威威

1.一種基于2.5維超聲寬景成像的脊柱三維結構再現方法，其特征在于步驟如下：

第一步：利用用于脊柱側彎的2.5維超聲寬景成像方法對脊柱左右兩側的橫突骨骼進行掃描成像，得到與被掃描范圍內每一塊脊椎骨一一對應的左側和右側兩幅橫突骨表面2.5維超聲寬景圖像；

第二步：利用目標識別與定位方法分別對掃描得到的左側和右側超聲寬景圖像進行處理，得到所有橫突骨表面區域，將每個橫突骨表面區域頂端處的像素點作為橫突標志位置像素點，結合該像素點在2.5維超聲寬景圖像中的三維位置信息，得到每個橫突骨標志位置的三維空間位置信息，完成所有脊椎骨橫突位置的三維空間定位；

第三步：計算第二步定位得到的每一塊脊椎骨左側和右側橫突的三維空間位置信息的平均值，得到每一塊脊椎骨的中心位置點(x,y,z)；計算前后相鄰兩塊脊椎骨的中心位置的指向V1、每個脊椎骨左右橫突位置的指向V2和兩個指向的法向量Vn，得到每一塊脊椎骨的方向向量；計算每一塊脊椎骨中心相對于其前后脊椎骨中心的距離d1和d2，對于被掃描區域的第一個脊椎骨，僅能計算d2，令d1＝d2，對于最后一個脊椎骨，僅能計算d1，令d2＝d1，然后，設定該脊椎骨的椎盤的高度為(d1+d2)/2，根據真實人體脊椎骨的解剖結構，以椎盤高度估計得到該脊椎骨的實際大小，利用計算機輔助設計軟件重繪出對應脊椎骨的三維仿真模型；在計算機屏幕顯示的三維空間坐標系中將對應的脊椎骨三維仿真模型的位置和方向信息設定為上述計算得到的位置點(x,y,z)和方向信息(V1，V2，Vn)，將被掃描范圍內的所有脊椎骨的仿真三維模型在計算機屏幕顯示的三維空間坐標系中同時顯示，即完成被掃描區域的脊柱三維結構的再現。

2.如權利要求1所述的一種基于2.5維超聲寬景成像的脊柱三維結構再現方法，其特征在于：第二步中所述的利用目標識別與定位方法分別對掃描得到的左側和右側超聲寬景圖像進行處理，得到所有橫突骨表面區域，具體做法是：先將2.5維超聲寬景圖像投影到二維圖像平面上，獲得二維圖像，再利用傳統的基于區域或圖論的圖像分割方法對二維圖像進行粗劃分，得到劃分后的子區域，然后對劃分后的子區域進行模板匹配或分類識別，得到與橫突骨區域匹配度最高或分類屬性一致的子區域，再映射到原始2.5維超聲寬景圖像中，得到橫突骨表面區域。