[發(fā)明專利]一種骨齡X光片RUS骨塊近輪廓點定位方法

有效

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• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111210424B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 江翔;何必仕;朱大榮;陳暉;徐哲
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T7/73
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發(fā)明公開了一種骨齡X光片RUS骨塊近輪廓點定位方法。本發(fā)明首先收集骨齡X光片數(shù)據(jù)集并做圖像預處理。其次選取樣本基準點，并對齊初始關鍵點序列。然后確定樣本集“參考點”并建立以“參考點”為原點的二維坐標系。最后采用自適應閾值法確定手形區(qū)域，按行和列掃描獲取新圖像中的K個基準點，計算“參考點”坐標，將所求RUS骨塊的平均相對序列與“參考點”坐標相加即可還原成圖像中的絕對位置。本發(fā)明可有效解決骨齡X光片中因手骨擺姿的旋轉、平移造成的基準點漂移問題，還能夠與所有需要提供RUS骨塊近輪廓點的搜索模型相結合，實現(xiàn)多個RUS骨塊的快速分割。

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)學圖像處理領域，具體涉及一種骨齡X光片RUS骨塊近輪廓點定位方法。

背景技術

目前的骨齡檢測技術大多需要對RUS骨塊進行分割、提取、分類/回歸等處理，而RUS骨塊的近輪廓點定位準確與否，直接影響ASM、AAM、CLM等手骨分割模型的精確度，進而影響后續(xù)骨齡評估效果。

文獻[1]提供一種基于OSTU的二次閾值算法和改進k余弦曲率的指骨關鍵點定位方法，該方法能夠快速定位手形二值圖像中的9個峰谷點，但是卻沒有更進一步確定指骨關節(jié)點和輪廓點。文獻[2]針對13處骨化中心的提取問題，提出了包括Canny邊緣識別、邊緣篩選,邊緣連接、骨中軸線多項式擬合等多種算法在內(nèi)的骨化中心區(qū)域定位方法，但是無法識別手指未張開的情況。文獻[3]采用粗定位模塊確定第一關鍵點的坐標，得到拇指、中指、小指、腕骨粗區(qū)域，再由細定位模塊確定第二關鍵點坐標，得到目標骨骺位置。但是所述方法只能定位若干個骨節(jié)點而無法通過骨塊近輪廓點獲得更準確的骨塊輪廓。

目前常見的RUS骨塊近輪廓點定位方法難以解決骨齡X光片中因手骨擺姿的旋轉、平移造成的基準點漂移問題。不僅如此，雖然能較為容易確定指骨、掌骨、腕骨等大致區(qū)域，但是若需定位到單個骨塊的近輪廓點，仍需要額外的訓練和學習。

[1]賀向前，冉隆科，譚鵬程,等.骨齡X射線圖像的預處理和改進k余弦的指骨關鍵點定位[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011(26):79-82.

[2]曹潤，熊開宇，黃偉航等.基于RUS-CHN標準的手腕骨骨化中心識別分割算法[J].北京體育大學學報,2018,v.41(04):80-86.

[3]魏子昆，楊忠程，丁澤震.一種檢測骨齡的方法及裝置[P].公開日：20190222,公開號：CN109377484A.

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種骨齡X光片RUS骨塊近輪廓點定位方法，通過大量骨齡片的訓練獲得一個通用的RUS骨塊輪廓模型，再根據(jù)模型提供的預設基準點確定圖像中指骨、掌骨、腕骨、尺骨、橈骨等骨塊的近輪廓點位置，進而為常見的手骨分割模型(如ASM、AAM、CLM等)提供足夠接近真實輪廓的起始搜索點，極大地提高RUS骨塊分割精度。

本發(fā)明方法的技術實現(xiàn)包括如下步驟S1～S4：

S1、收集骨齡X光片數(shù)據(jù)集、圖像預處理

收集國內(nèi)外1～19歲青少年所拍攝的骨齡X光片公開數(shù)據(jù)集，按照年齡和性別分成若干組，記作M_Stage1，M_Stage2，...，F(xiàn)_Stage1，F(xiàn)_Stage2，...，組成若干訓練樣本集。骨齡分組的目的是避免因年齡、性別差距導致手骨形態(tài)差異過大，從而影響定位的精度。

所述骨齡X光片訓練樣本均為“左利手”，參照現(xiàn)行的骨齡評價標準，例如TW3、TW3-C、RUS-CHN等，本發(fā)明可以處理的手骨包括14塊指骨(遠端拇指骨、近端拇指骨、第II/IV/III/V近端指骨、第II/IV/III/V中端指骨和第II/IV/III/V遠端指骨)，5塊掌骨，7塊腕骨和尺橈骨。

圖像預處理的實現(xiàn)包括如下步驟S11～S13：

S11、先以圖像左上角為原點，圖像的列為x軸，行為y軸建立二維平面坐標系。