[发明专利]用于定位脊柱的方法、设备和系统

说明书

本发明涉及一种根据独立权利要求的用于在人或动物身体的图像(特别地，计算机断层扫描(CT)图像)中定位脊柱的方法以及对应设备和系统。

通常，获取身体的多个轴向CT图像，并且这些CT图像随后被存储、评估和/或以二维和/或三维表示方式进行显示。由于大量的获取的图像数据，CT图像中的脊柱的自动定位是计算密集并且存储器要求型任务。

本发明的目的在于提供一种用于在人或动物身体的图像(特别地，CT图像)中定位脊柱的方法以及对应设备和系统，从而一方面允许减少对计算能力和/或存储器的需要并且另一方面确保脊柱的可靠定位。

这个目的由根据独立权利要求的方法以及对应设备和系统实现。

根据本发明的方法包括下面的步骤：获取人或动物身体的至少一部分的多个切片图像，和通过考虑表征所述获取的切片图像中的骨头的分布的至少一个参数，从获取的多个切片图像自动地选择切片图像和/或切片图像的部分，其中所述选择的切片图像和/或切片图像的部分包括关于脊柱的图像信息。

根据本发明的对应方法包括：通过考虑表征所述获取的切片图像中的骨头的分布的至少一个参数，从多个切片图像自动地选择切片图像和/或切片图像的部分，已获取的所述切片图像涉及人或动物身体的至少一部分，其中所述选择的切片图像和/或切片图像的部分包括关于脊柱的图像信息。

根据本发明的设备包括：图像处理单元，通过考虑表征所述获取的切片图像中的骨头的分布的至少一个参数，从人或动物身体的至少一部分的多个切片图像自动地选择切片图像和/或切片图像的部分，其中所述选择的切片图像和/或切片图像的部分包括关于脊柱的图像信息。

根据本发明的系统包括：图像采集单元，特别地，计算机断层扫描单元，用于获取人或动物身体的至少一部分的多个切片图像；和图像处理单元，通过考虑表征所述获取的切片图像中的骨头的分布的至少一个参数，从获取的多个切片图像自动地选择切片图像和/或切片图像的部分，其中所述选择的切片图像和/或切片图像的部分包括关于脊柱的图像信息。

本发明基于这样的方案：基于对关于获取的切片图像中的骨头的分布的获取的切片图像的切片方式（slice-wise）(即，逐切片)分析，从获取的身体的多个切片图像自动地选择切片图像和/或其部分。根据分析的结果，选择包含关于脊柱的图像信息的切片图像和/或其部分，和/或舍去不包含关于脊柱的图像信息的切片图像。对获取的切片图像的切片方式分析基于存在于切片中的骨结构的统计和分布特征。优选地，对获取的切片图像中的骨分布图的分析仅发生在一个行程中，即获取的切片图像被逐切片地分析，例如开始于与颈部相关的切片图像并且结束于与腿相关的切片图像。

通过这个方案，在CT图像的许多情况下，大部分的CT图像数据能够被省去，例如非常经常需要总数据量的一半的身体的腿区域的切片图像。特别地，CT图像数据的这种部分能够在相应的脊柱图像的体积重构期间被从获取的切片省去。此外，与脊管相距太远的部分能够在椎间盘和脊椎标记的搜索期间被遮蔽并且忽略。因此，为了二维和/或三维图像重构而对计算能力和存储器的需要能够显著减少而不损失与脊柱相关的相关图像信息，从而能够确保选择的图像中的脊柱的可靠定位。后者特别地适用于可能在特定选择的切片图像中发现什么椎间盘的随后的估计。

本发明的含义中的术语“选择切片图像”不仅涉及选择切片图像，还涉及拒绝切片图像或遮蔽其一部分。因此，本发明的含义中的“选择的切片图像”分别是选择的切片图像和/或其一部分或者未被舍去或遮蔽的切片图像和/或其一部分。

本发明的含义中的切片图像中的“骨头的分布”涉及与切片图像中的骨头相关的强度值或像素的分布或散布。优选地，以Hounsfield单位(HU)的Hounsfield标度给出切片图像的强度值和/或切片图像的强度值被变换为Hounsfield单位(HU)的Hounsfield标度，其中强度值散布在间隔g [350；1050] HU上以使得骨头能够因此大体上由间隔阈值分割。

本发明的含义中的“表征骨头的分布的参数”涉及切片图像内的骨头结构的分布的一个或多个性质。优选地，能够从骨分布获得该参数，和/或它能够是例如与骨头相关的强度值或像素的平均值或中值、骨分布的散布、宽度、方差或标准偏差。如以下将会详细阐述的，存在许多另外的表征骨头的分布的优选参数。

优选地，脊柱具有纵向轴线，并且相应切片图像的图像平面基本上垂直于脊柱的纵向轴线。因此，本发明的含义中的切片图像被称为轴向图像。