一种脑部肿瘤头皮定位图像处理方法

摘要

本发明公开了一种脑部肿瘤头皮定位图像处理方法，包括以下步骤：(1)初步估计病人颅内肿瘤的头皮投影区域，在区域内贴上两个可被成像设备识别的标志点，从成像设备获取二维医学图像切片集，重建头皮表层的三维轮廓；(2)在二维图像上手动勾画出肿瘤轮廓线，重建肿瘤表面；(3)在二维图像上确定标志点位置，重建标志点；(4)将三维重建的轮廓图像旋转到合适位置，等比例打印输出。本发明相对于现有技术，实现简便；应用于脑部肿瘤定位时，精度满足开颅肿瘤手术要求，有利于缩短手术时间，减少手术创伤，能在保证良好暴露前提下尽量减小切口长度。

主权项

一种脑部肿瘤头皮定位的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）初步估计病人颅内肿瘤的头皮投影区域，在区域内贴上两个可被成像设备识别的标志点，从成像设备获取二维医学图像切片集，并重建头皮表层的三维轮廓；所述重建头皮表层的三维轮廓，具体包括以下步骤：（1.1）读取第一张脑部切片图像；（1.2）对脑部切片图像做均值滤波，去除噪声信息；（1.3）将脑部切片图像转化为二值图像；（1.4）对二值图像分别求X方向和Y方向的导数，将X方向和Y方向的导数都不为零的像素点确认为切片图像的轮廓点；（1.5）通过八邻域搜索算法将轮廓点顺序排列成轮廓线；（1.6）读取下一张脑部切片图像，重复步骤（1.2）～（1.6），直至脑部切片图像读取完毕；（1.7）采用最短对角线准则将相邻轮廓线上的轮廓点依次连接成三角网格，实现头皮表层的三维轮廓的重建；（2）在二维图像上手动勾画出肿瘤轮廓线，重建肿瘤表面；（3）在二维图像上确定标志点位置，重建标志点；（4）将三维重建的轮廓图像旋转到合适位置，等比例打印输出：具体包括以下步骤：（4.1）将打印选择框中的三维图像保存到内存，获取原始尺寸cx和cy；（4.2）得到矩形打印框左上角P1和右上角P2的屏幕坐标，计算P1、P2间的屏幕距离ScreenDis；（4.3）采用基于OpenGL深度缓存技术的反向坐标变换法，获取P1、P2对应的三维坐标P1’、P2’，计算三维距离RealDis；所述基于OpenGL深度缓存技术的反向坐标变换法，具体为：（4.3.1）将三维场景中各物体的像素坐标通过模型变换M和投影变换P投影到指定的视口坐标系中，实现三维物体的二维投影，三维坐标变为二维坐标，像素的深度信息则存储在OpenGL深度缓存中；（4.3.2）从OpenGL的深度缓存中取得当前屏幕坐标的深度值，通过以下公式（1）求得三维坐标： ObjX ObjY ObjZ 1 = INV ( PM ) 2 ( winX - view [ 0 ] ) view [ 2 ] - 1 2 ( winY - view [ 1 ] ) view [ 3 ] - 1 2 ( winZ ) - 1 1 - - - ( 1 ) 其中，winX、winY为屏幕二维坐标，winZ为winX、winY所在位置像素的深度值，范围在0～1之间；view[0]为视口原点横坐标，view[1]为视口原点纵坐标，view[2]为视口宽度，view[3]为视口高度，INV()表示矩阵的逆，W可取任意非零值，用于保证矩阵的齐次性；ObjX、ObjY、ObjZ即为所要求的三维坐标；（4.4）由屏幕距离ScreenDis和实际距离RealDis可求得图像缩放缩放因子： factor = Real Dis ScreenDis （4.5）按内存中图像以px*py大小输出到打印设备，其中，px=factor*cxpy=factor*cy。