[發(fā)明專利]一種C型臂X光機(jī)圖像的識(shí)別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210017148.0
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN114533094A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張儒毅;胡一為;彭亮;章凱
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B6/00
• 分類號(hào): A61B6/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 程天鵬

本發(fā)明公開了一種C型臂X光機(jī)圖像的識(shí)別方法，特點(diǎn)是通過U?Net模型對(duì)胸椎和腰椎之間的分界線進(jìn)行檢測，再使用YOLOV3模型來自動(dòng)檢測脊柱圖像的椎骨，并對(duì)胸椎和腰椎進(jìn)行識(shí)別，最后，通過SIFT算法對(duì)C臂X光圖像和初始灰度圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，以此識(shí)別出最終的C臂X光識(shí)別圖像；優(yōu)點(diǎn)是通過圖像檢測后再基于區(qū)域分割結(jié)果進(jìn)行排序，可以在圖像識(shí)別任務(wù)上取得良好的效果，在缺乏圖像視野的問題上，由于術(shù)前提供了全脊柱X光片，可以使用圖像配準(zhǔn)的方法來解決，基于特征的圖像配準(zhǔn)方法是基于圖像中的顯著點(diǎn)以及地標(biāo)建立特征點(diǎn)的匹配關(guān)系進(jìn)行配準(zhǔn)，其識(shí)別效率高而且出錯(cuò)率較小，能夠廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種X光機(jī)圖像的識(shí)別方法，尤其是一種C型臂X光機(jī)圖像的識(shí)別方法。

背景技術(shù)

由于可以實(shí)時(shí)查看手術(shù)中的動(dòng)態(tài)情況，C型臂X光機(jī)圖像作為術(shù)中定位的重要工具被廣泛應(yīng)用于骨科手術(shù)中，然而由于C型臂X光機(jī)圖像缺少3D空間上的位置信息，醫(yī)生通常需要依據(jù)術(shù)前拍攝的X光正位片與側(cè)位片對(duì)C臂圖像的位置進(jìn)行人工判斷，存在一定的差錯(cuò)可能性，效率不高，因此自動(dòng)的C型臂X光機(jī)圖像識(shí)別能夠?yàn)獒t(yī)生在術(shù)中提供極大的便利。

C型臂X光機(jī)圖像識(shí)別的主要難點(diǎn)在于椎骨的識(shí)別以及圖像視野受到限制，圖像中通常只能顯示3～5節(jié)椎骨，同時(shí)缺少上下脊椎之間的信息；在椎骨識(shí)別問題中，由于個(gè)體存在差異性，以及低級(jí)圖像特征存在對(duì)高頻信息的弱敏感性，傳統(tǒng)方法所用的基于統(tǒng)計(jì)模型的方法和基于特征學(xué)習(xí)的方法均不具備良好的判決性能，因此，尋找一種具有良好泛化性，以及能夠提取深層次圖像特征的椎骨識(shí)別方法成為了目前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種識(shí)別效率和識(shí)別平均精度較高的C型臂X光機(jī)圖像的識(shí)別方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種C型臂X光機(jī)圖像的識(shí)別方法，包括以下步驟：

步驟1)：通過術(shù)前X光機(jī)獲取全脊柱X光片并轉(zhuǎn)化為初始灰度圖像I₁，對(duì)I₁進(jìn)行自適應(yīng)對(duì)比度增強(qiáng)得到增強(qiáng)后的圖像，根據(jù)增強(qiáng)后的圖像獲取脊柱圖像的左邊界S₁和右邊界S₂，并對(duì)I₁上依據(jù)S₁和S₂進(jìn)行裁剪得到脊柱圖像I₂；

步驟2)：通過U-Net網(wǎng)絡(luò)對(duì)I₁處理后生成分割后的二分類圖像，將分割后的二分類圖像進(jìn)行裁剪得到裁剪后的二分類圖像，隨后根據(jù)裁剪后的二分類圖像獲取頸椎與胸椎的分界線L1以及胸椎與腰椎的分界線L2；

步驟3)：通過YOLOv3模型對(duì)I₂處理得到檢測后的脊柱圖像，然后基于L1和L2設(shè)置檢測后的脊柱圖像中預(yù)測框的類別標(biāo)簽并放大，得到放大后的檢測圖像I₃，將I₃依據(jù)S₁和S₂覆蓋I₁中的I₂部分即獲得最終的全脊柱X光片椎骨識(shí)別圖像I₄；

步驟4)：通過C型臂X光機(jī)獲取與全脊柱X光片匹配的C臂X光圖像I₅，根據(jù)I₁與I₅基于SIFT算法獲得匹配的特征點(diǎn)，獲取待識(shí)別的C臂X光圖像的圓心坐標(biāo)(x₀，y₀)，最后在I₄中以(x₀，y₀)為圓心，以I₅的半徑R為半徑進(jìn)行裁剪得到最終的C臂X光識(shí)別圖像。

具體過程如下：