[發(fā)明專利]一種從人體X射線圖像中自動(dòng)提取膝關(guān)節(jié)部分圖像的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911191610.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110956622A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬信龍;馬劍雄;武志超;朱新軍;王穎;柏豪;孫磊;盧斌;王巖;董本超;田愛(ài)現(xiàn);秦國(guó)寧;靳宏震;李巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市天津醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 楊娥

本發(fā)明提供了一種從人體X射線圖像中自動(dòng)提取膝關(guān)節(jié)部分圖像的方法，包括如下步驟：導(dǎo)入人體X射線下肢全長(zhǎng)數(shù)字化照片；提取膝關(guān)節(jié)部分圖像，并分為左右側(cè)膝關(guān)節(jié)兩部分；對(duì)提取的膝關(guān)節(jié)圖像進(jìn)行處理，得到膝關(guān)節(jié)水平邊緣圖像；對(duì)水平邊緣圖像進(jìn)行hough變換并提取線段；取獲得的線段的中點(diǎn)并記錄坐標(biāo)；以獲得中點(diǎn)的坐標(biāo)為中心，選取所需大小的膝關(guān)節(jié)圖像。本發(fā)明利用了膝關(guān)節(jié)部分X射線照片所具有的關(guān)節(jié)面近似直線的特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)單的數(shù)字圖像處理技術(shù)，避免了復(fù)雜的圖像識(shí)別算法所帶來(lái)的較高的計(jì)算資源需求，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源要求不高，處理時(shí)間較短，也不需要機(jī)器學(xué)習(xí)等算法需要的大量樣本及模型訓(xùn)練過(guò)程，整個(gè)處理過(guò)程各個(gè)步驟均可監(jiān)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理和醫(yī)學(xué)成像交叉領(lǐng)域，尤其是涉及一種從人體X射線圖像中自動(dòng)提取膝關(guān)節(jié)部分圖像的方法。

背景技術(shù)

人體X射線下肢全長(zhǎng)片是指包含從人體骨盆至足部的下肢全景X射線照片，通過(guò)數(shù)字化成像方式，能夠獲得人體下肢全長(zhǎng)的數(shù)字化X射線照片。數(shù)字化X射線照片能夠通過(guò)電腦進(jìn)行圖像處理，提高了圖像處理的準(zhǔn)確性和速度。人體下肢力線測(cè)量過(guò)程，需要對(duì)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等部位的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行獲取。利用X射線照片數(shù)字化后能夠直接使用電腦進(jìn)行處理的優(yōu)勢(shì)，與數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)鍵點(diǎn)提取、自動(dòng)力線測(cè)量、自動(dòng)關(guān)鍵部位提取等功能，能夠極大提升處理效率和準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種從人體X射線圖像中自動(dòng)提取膝關(guān)節(jié)部分圖像的方法，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，結(jié)合人體X射線下肢全長(zhǎng)數(shù)字化照片中膝關(guān)節(jié)的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)膝關(guān)節(jié)部分圖像的自動(dòng)提取。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種從人體X射線圖像中自動(dòng)提取膝關(guān)節(jié)部分圖像的方法，包括如下步驟：

(1)導(dǎo)入人體X射線下肢全長(zhǎng)數(shù)字化照片；

(2)提取膝關(guān)節(jié)部分圖像，并分為左右側(cè)膝關(guān)節(jié)兩部分；

(3)對(duì)提取的左側(cè)膝關(guān)節(jié)圖像進(jìn)行處理，得到左側(cè)膝關(guān)節(jié)水平邊緣圖像；

(4)對(duì)水平邊緣圖像進(jìn)行hough變換并提取線段；

(5)取獲得的線段的中點(diǎn)并記錄坐標(biāo)；

(6)以獲得中點(diǎn)的坐標(biāo)為中心，選取所需大小的膝關(guān)節(jié)圖像；

(7)對(duì)提取的右側(cè)膝關(guān)節(jié)圖像進(jìn)行步驟3至步驟6的處理。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中，導(dǎo)入的人體X射線下肢全長(zhǎng)數(shù)字化照片尺寸為m像素*n像素，選取的左側(cè)膝關(guān)節(jié)圖像左上角像素位置應(yīng)為(p1,q1)，其中，p1為大于0小于m的整數(shù)，q1為大于0小于n/2的整數(shù)；粗略選取的右側(cè)膝關(guān)節(jié)圖像左上角像素位置應(yīng)為(p2,q2)，其中p2為大于0小于m的整數(shù)，q2為大于n/2小于n的整數(shù)。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)采用基于sobel算法的圖像卷積濾波處理提取圖像的水平邊緣以及垂直邊緣，將得到的水平邊緣和垂直邊緣相減，得到左側(cè)膝關(guān)節(jié)水平邊緣圖像。

進(jìn)一步的，水平邊緣提取使用的算子為

1 2 1

0 0 0

-1 -2 -1

濾波閾值為：0.04。

進(jìn)一步的，提取垂直邊緣，所使用的算子為：

1 0 -1

2 0 -2

1 0 -1

濾波閾值為：0.04。