CN115644903A - 一种椎体定位仪及椎体序列匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种椎体序列定位仪及椎体序列匹配方法，所述椎体序列匹配方法包括：获取目标对象的MRI矢状位图像和CT矢状位图像；利用定位仪分别从MRI矢状位图像和CT矢状位图像中确定出定位椎体；根据定位椎体进行椎体序列匹配。本发明实现了常规脊椎的CT矢状位图像和MRI矢状位图像上特征性点和特征性观察层的确定，从而实现了CT矢状位图像和MRI矢状位图像上椎体序列匹配。采用本申请的方案，可在胸椎CT和MRI矢状位图像上制定一个新的在腹腔干根部的定位标记并完成两种图像的椎体序列匹配，相比于常规的以骶骨或枢椎作为定位标记的椎体序列匹配方法，不需要扩大CT扫描范围或加做磁共振颈椎或者腰椎矢状位定位图像。本发明成本低，且简单易行。

Description

一种椎体定位仪及椎体序列匹配方法

技术领域

本发明涉及脊椎序列匹配技术领域，具体涉及一种椎体定位仪及椎体序列匹配方法。

背景技术

脊柱疾病诊治过程中，常需同时使用磁共振和CT影像检查来明确病变性质。在根据两种图像进行临床诊断时，必须进行准确的椎体序列匹配，否则将导致两种影像的信息错位，进而影响疾病性质的判断。若由此制定了错误的手术节段，将导致严重的医疗事故。脊柱为头尾侧纵向结构，在矢状位脊柱影像上才能直观、准确地观察椎体序列或病变的头尾侧边界。且在CT和磁共振矢状位图像上进行椎体序列匹配时，必须借助两种影像上都可见的同一标记进行定位，最常用的定位方法以脊柱最头端的枢椎或者最尾侧的骶椎作为标记，因为二者具有容易辨识的特殊形态。

胸部CT成为入院常规检查，虽然包括了胸椎的影像信息，但由于扫描范围未包括上述常规定位标记，无法和磁共振之间准确进行椎体序列匹配，常需要再加做更大扫描范围的CT检查。同时，目前常规的胸椎 MRI扫描范围不包括最头端的枢椎和最尾侧的骶椎，必须加做颈椎或者腰椎的矢状位定位图像才能保证常规定位方法的准确性。

综上，目前在常规扫描范围下的胸椎MRI和CT矢状位图像上，椎体序列匹配缺乏定位标记，必须同时扩大CT扫描范围并加做磁共振颈椎或者腰椎矢状位定位图像，才能保证胸椎CT和磁共振矢状位图像间椎体序列匹配的准确性，而这会增加检查费用和辐射剂量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种椎体定位仪及椎体序列匹配方法。

第一方面，一种椎体定位仪，其特征在于，所述椎体定位仪为透明状；所述椎体定位仪包括若干以焦点为中心辐射的刻度线，所述刻度线包括基准刻度线，所述椎体定位仪还包括若干与所述基准刻度线垂直的定位线。

优选地，各个刻度线之间的间隔角度为10°。

优选地，各个定位线之间的间隔距离为1mm。

优选地，所述椎体定位仪为扇形，所述椎体定位仪包括0°-90°的刻度线，所述基准刻度线为0°。

第二方面，一种椎体定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A1：获取脊椎的目标矢状位图像，从目标矢状位图像中确定出目标观察层和标记点；

步骤A2，根据所述定位仪、目标观察层和标记点确定出定位椎体。

优选地，步骤A1中，从目标矢状位图像中确定出目标观察层和标记点包括：

A11,从目标矢状位图像中确定出目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管，所述目标血管、第一可见分支血管和第二可见分支血管形成“Π”形结构，第一分支血管在第二分支血管上方；

A12,根据所述目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管确定目标观察层和标记点。

10.根据权利要求6所述的一种椎体定位方法，其特征在于，步骤A12，根据所述目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管确定目标观察层和标记点的方法包括：

A121，从可见分支血管的层面中确定出第一观察层，从“Π”形结构中确定出标记点，其中，所述第一观察层为第一分支血管或第二分支血管根部最宽的层面，所述标记点为目标血管的前侧缘和第一分支血管或第二分支血管的上缘或下缘夹角的顶点；

A122,判断所述第一观察层面是否满足预设条件，若是，将所述第一观察层作为目标观察层，若否，记录第一观察层面上标记点在视窗内的相对位置，保持放大倍率和视窗中心位置不变，观察其他脊椎正中附近的矢状位图像，从脊椎正中附近的目标矢状位图像中确定出最靠左且满足预设条件的层面作为目标观察层，其中，所述预设条件为标记点视窗位置后方椎体的棘突部分或全部可见。

优选地，步骤A2,根据所述定位仪、目标观察层以及标记点确定出定位椎体的方法包括：

A21,在目标观察层，连接相邻椎体的椎体前缘上的点形成椎体前缘线段，将定位仪的焦点与标记点视窗位置重合，以焦点为轴心旋转调整定位仪位置，使定位仪上的定位线与所述前缘线段重合或者平行；获取基准刻度线与所述前缘线段的垂直交点，在所述的所有椎体前缘线段产生的垂直交点为一个时，确定所述交点为定位标志；

A22,若所述定位标志在椎体前壁中点附近，则定义该椎体为定位椎体；若所述定位标志在椎间盘附近，则定义该椎间盘的头侧椎体为定位椎体。

第三方面，一种椎体序列匹配方法，所述方法包括：

B1,获取目标对象的MRI矢状位图像和CT矢状位图像；

B2,利用定位仪分别从MRI矢状位图像和CT矢状位图像中确定出定位椎体；

B3,根据定位椎体进行椎体序列匹配。

本发明的有益效果体现在：本发明实施例提供了一种椎体序列匹配方法，与椎体定位仪配合，实现了常规脊椎的CT矢状位图像和MRI矢状位图像上特征性点和特征性观察层的确定，从而分别定位出CT矢状位图像和MRI矢状位图像上特征性椎体和特征性定位标志，进行实现了CT矢状位图像和MRI矢状位图像上椎体序列匹配。采用本申请的方案，不需要加做扩大CT扫描范围并加做磁共振颈椎或者腰椎矢状位定位图像，就可以识别出两种图像上的同一定位标志并完成两种图像的椎体序列匹配。本发明成本低，且简单易行。本发明实施例还提供了一种椎体定位仪及椎体定位方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例所提供的一种椎体定位方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种椎体定位方法中步骤A1的流程图；

图3为本发明实施例所提供的一种椎体定位方法中步骤A2的流程图；

图4为本发明实施例所提供的一种椎体序列匹配方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的CT矢状位图像上鼠标光标尖部与标记点重合时的鼠标光标位置示意图；

图6为本发明实施例所提供的CT矢状位图像上通过定位仪确定定位标志的示意图；

图7为本发明实施例所提供的CT矢状位图像上的观察结果示意图；

图8为本发明实施例所提供的CT矢状位图像上的标记点视窗后方棘突部分可见的示意图；

图9为本发明实施例所提供的MRI矢状位图像上鼠标光标尖部与标记点重合时的鼠标光标位置示意图；

图10为本发明实施例所提供的MRI矢状位图像上通过定位仪确定定位标志的示意图；

图11为本发明实施例所提供的MRI矢状位图像上的标记点视窗后方棘突部分可见的示意图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

本发明应用于医学影像领域，下述实施例中所涉及的定位仪、MRI矢位图像、CT矢位图像均在显示器上展示，所涉及的脊椎定位方法和脊椎椎体序列匹配方法均通过显示器与输入设备(包括但不限于鼠标、键盘)配合是实现。

实施例1，

本发明实施例所提供的一种椎体定位仪的结构示意图，所述椎体定位仪为透明状；所述椎体定位仪包括若干以焦点为中心辐射的刻度线，所述刻度线包括基准刻度线，所述椎体定位仪还包括若干与所述基准刻度线垂直的定位线。

在本发明实施例中，各个刻度线之间的间隔角度为10°。

在本发明实施例中，各个定位线之间的间隔距离为1mm。

在本发明实施例中，所述椎体定位仪为扇形，所述椎体定位仪包括0° -90°的刻度线，所述基准刻度线为0°。

本发明的定位仪可以很好地辅助脊椎椎体定位，其具体的结构示意图可参考图5或者图6。需要说明的是，本发明所提供的椎体定位仪可以是透明状的图标，也可以是透明材质实物，其具体的形式在本发明实施例中不做限制。

实施例2

如图1所示，本发明实施例提供了一种椎体定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤A1：获取脊椎的目标矢状位图像，从目标矢状位图像中确定出目标观察层和标记点；

如图2所示，具体的，步骤A1中，从目标矢状位图像中确定出目标观察层和标记点包括：

A11,从目标矢状位图像中确定出目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管，所述目标血管、第一可见分支血管和第二可见分支血管形成“Π”形结构，第一分支血管在第二分支血管上方；其中，第一分支血管为腹腔干，第二分支血管为肠系膜上动脉，目标血管为腹主动脉；

A12,根据所述目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管确定目标观察层和标记点。

进一步地，步骤A12，根据所述目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管确定目标观察层和标记点的方法包括：

A121，从可见分支血管的层面中确定出第一观察层，从“Π”形结构中确定出标记点，其中，所述第一观察层为第一分支血管或第二分支血管根部最宽的层面，所述标记点为目标血管的前侧缘和第一分支血管或第二分支血管的上缘或下缘夹角的顶点；

A122,判断所述第一观察层面是否满足预设条件，若是，将所述第一观察层作为目标观察层，若否，记录第一观察层面上标记点在视窗内的相对位置，保持放大倍率和视窗中心位置不变，观察其他脊椎正中附近的矢状位图像，从脊椎正中附近的目标矢状位图像中确定出最靠左且满足预设条件的层面作为目标观察层，其中，所述预设条件为标记点视窗位置后方椎体的棘突部分或全部可见。

具体的，记录第一观察层面上标记点在视窗内的相对位置，保持放大倍率和视窗中心位置不变，观察其他脊椎正中附近的矢状位图像的实质是：将鼠标光标的尖部对准标记点，用鼠标光标的尖部位置代表标记点的高低和前后位置，并保持鼠标光标在屏幕上的位置恒定，滑动鼠标滑轮或通过键盘按键观察脊柱正中附近的矢状位图像。

具体的，标记点后方的棘突部分或全部可见的实质是：第一观察层上鼠标光标后方椎体的棘突部分或全部可见，或者目标观察层上鼠标光标后方椎体的棘突部分或全部可见。

如图3所示，步骤A2，根据所述定位仪、目标观察层和标记点确定出定位椎体。

具体的，步骤A2,根据所述定位仪、目标观察层以及标记点确定出定位椎体的方法包括：

A21,在目标观察层，连接相邻椎体的椎体前缘上的点形成椎体前缘线段，将定位仪的焦点与标记点视窗位置重合，以焦点为轴心旋转调整定位仪位置，使定位仪上的定位线与所述前缘线段重合或者平行；获取基准刻度线与所述前缘线段的垂直交点，在所述的所有椎体前缘线段产生的垂直交点为一个时，确定所述交点为定位标志；

A22,若所述定位标志在椎体前壁中点附近，则定义该椎体为定位椎体；若所述定位标志在椎间盘附近，则定义该椎间盘的头侧椎体为定位椎体。

综上，本发明实施例提供了一种椎体定位方法，与椎体定位仪配合，实现了常规脊椎矢状位图像上特征性点和特征性观察层的确定，从而定位出特征性椎体和特征性定位标志，为椎体序列匹配提供了基础支持。

实施例3

如图4所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种椎体序列匹配方法，所述方法包括：

B1,获取目标对象的MRI矢状位图像和CT矢状位图像；

B2,利用定位仪分别从MRI矢状位图像和CT矢状位图像中确定出定位椎体；

B3,根据定位椎体进行椎体序列匹配。

具体的，步骤B2中，利用定位仪分别从MRI矢状位图像和CT矢状位图像中确定出定位椎体的方法参考上述实施例，在本实施例中不做赘述。

具体的，步骤B3中，根据定位椎体进行椎体序列匹配的方法包括：利用定位标志进行椎体序列匹配时，可按如下规则对图像进行定位：若定位标志在椎体前壁中点附近，该椎体定义为定位椎体，若定位标志在某椎间盘附近，则该椎间盘的头侧椎体定义为标记椎椎体，根据与定位椎体的相对位置关系对各椎体进行排序。进一步地，可通过以下步骤验证两种影像上定位椎体的一致性：在用定位仪找到定位标志并确定定位椎体后，保持定位仪位置不变，在定位椎体上选取一个观察点，读取其在定位仪上对应的定位角度。优选地，在CT上以椎体松质骨部分的前上顶点为观察点，在MRIT2像上以表现为高信号的椎体松质骨部分的前上顶点为观察点，通过两种影像上同一观察点定位角度的相似性，证明两种影像上定位椎体的一致性。

综上，本发明实施例提供了一种椎体序列匹配方法，与椎体定位仪配合，实现了常规脊椎的CT矢状位图像和MRI矢状位图像上特征性点和特征性观察层的确定，从而分别定位出CT矢状位图像和MRI矢状位图像上特征性椎体和特征性定位标志，进行实现了CT矢状位图像和MRI矢状位图像上椎体序列匹配。采用本申请的方案，不需要加做扩大CT扫描范围并加做磁共振颈椎或者腰椎矢状位定位图像，就可以识别出两种图像上的同一定位标志并完成两种图像的椎体序列匹配。本发明成本低，且简单易行。

为了更好地理解本发明的方案，下面对本申请椎体定位方法及椎体序列匹配方法的操作案例进行详细阐述。

1.CT平扫进行三维重建后，在矢状位图像上观察主动脉向前方发出的两根临近分支血管，两者与腹主动脉形成开口朝向前的“Π”形。在上方分支血管根部直径最宽的图层上，将上方分支血管上缘与主动脉前缘夹角的顶点作为标记点，并将鼠标光标尖部与该标记点重合，如图5所示，为了显示清楚，用虚线圆圈对鼠标进行了标识，需要说明的，下文所涉及图像中的鼠标位置同样用虚线圆圈进行了标识。

2.保持光标在屏幕上的位置恒定,滑动鼠标滑轮并调整图层位置至脊柱正中附近，观察鼠标光标后方棘突部分可见的图层，如图8所示，选择其中最左侧图层为观察层面。在该观察层面上，使椎体定位仪的焦点与鼠标光标尖部重叠，以标记点为轴心旋转定位仪，使定位仪上某根定位线同时经过标记后方两个相邻椎体的前上顶点。此时定位仪上0°刻度线与椎体前缘线段垂直相交，交点在椎间盘水平附近，并且经过标记点的0°刻度线无法与其他椎体前缘线段相交，如图6所示，图中加粗的短黑线为椎体前缘线段，加粗的长黑线为0°刻度线。将垂直交点定义为定位标志，垂直交点邻近椎间盘的头侧椎体定义为定位椎体，其前上顶点在定位仪上对应的定位角度约50°，如图6所示，定位椎体头侧椎体前上顶点对应的定位角度约70°，尾侧椎体前上顶点对应的定位角度约0°。以定位椎体为参照对椎体进行排序，该案例中，定位椎体记为1号椎体，头侧方向依次排序为2、3、4……号椎体，如图6所示。

3.将鼠标光标尖部对准定位标志，如图7所示，滑动鼠标滑轮调整图层位置查看不同层面影像，则可知椎管后方在1号和2号、2号和3号椎体间的椎间盘水平分别存在致压物。

5.同上述步骤在矢状位胸椎MRI图像上进行观察和定位。观察主动脉向前方发出的两根分支临近血管，在上方分支血管根部直径最宽的图层上，选择上方的分支血管上缘与主动脉前缘夹角的顶点作为标记点，并将鼠标光标尖部对准该标记点，如图9所示。

6.保持光标在屏幕上的位置恒定,滑动鼠标滑轮并调整图层位置至脊柱正中附近，如图11所示，观察标记点后方棘突部分可见的图层，选择其中最左侧图层为观察层面。在该观察层面上，使椎体定位仪的焦点与标记点重叠，如图10所示，以标记点为轴心旋转定位仪，使定位仪上某根定位线同时经过标记后方两个相邻椎体的前上顶点。此时定位仪上0°刻度线与椎体前缘线段垂直相交，交点在椎间盘水平附近，并且经过标记点的0°刻度线无法与其他椎体前缘线段相交，如图10所示，图中加粗的短黑线为椎体前缘线段，加粗的长黑线为0°刻度线。将垂直交点定义为定位标志，垂直交点邻近椎间盘的头侧椎体定义为定位椎体，其前上顶点在定位仪上对应的定位角度约53°，如图10所示，定位椎体头侧椎体前上顶点对应的定位角度约70°，尾侧椎体前上顶点对应的定位角度约0°。以定位椎体为参照对椎体进行排序，该案例中，定位椎体记为1号椎体，头侧方向依次排序为2、3、4……号椎体，如图10 所示，滑动鼠标滑轮调整图层位置查看不同层面影像，则可知椎管后方在2 号和3号椎体间的椎间盘水平脊髓明显受压形变，并且脊髓存在信号异常，而 1号和2号椎体间的椎间盘水平脊髓无明显受压。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种椎体定位仪，其特征在于，所述椎体定位仪为透明状；所述椎体定位仪包括若干以焦点为中心辐射的刻度线，所述刻度线包括基准刻度线，所述椎体定位仪还包括若干与所述基准刻度线垂直的定位线。

2.根据权利要求1所述的一种椎体序列定位仪，其特征在于，各个刻度线之间的间隔角度为10°。

3.根据权利要求1所述的一种椎体序列定位仪，其特征在于，各个定位线之间的间隔距离为1mm。

4.根据权利要求3所述的一种椎体序列定位仪，其特征在于，所述椎体定位仪为扇形，所述椎体定位仪包括0°-90°的刻度线，所述基准刻度线为0°。

5.一种椎体定位方法，适用于权利要求1-4所述的一种椎体序列定位仪，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A1：获取脊椎的目标矢状位图像，从目标矢状位图像中确定出标记点和目标观察层；

步骤A2，根据所述定位仪、标记点的视窗内位置和目标观察层确定出定位椎体。

6.根据权利要求5所述的一种椎体定位方法，其特征在于，步骤A1中，从目标矢状位图像中确定出目标观察层和标记点包括：

A11,从目标矢状位图像中确定出目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管，所述目标血管、第一可见分支血管和第二可见分支血管形成“Π”形结构，第一分支血管在第二分支血管上方；

A12,根据所述目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管确定目标观察层和标记点。

7.根据权利要求6所述的一种椎体定位方法，其特征在于，步骤A12，根据所述目标血管及其对应的第一可见分支血管和第二可见分支血管确定目标观察层和标记点的方法包括：

A121，从可见分支血管的层面中确定出第一观察层，从“Π”形结构中确定出标记点，其中，所述第一观察层为第一分支血管或第二分支血管根部最宽的层面，所述标记点为目标血管的前侧缘和第一分支血管或第二分支血管的上缘或下缘夹角的顶点；

A122,判断所述第一观察层面是否满足预设条件，若是，将所述第一观察层作为目标观察层，若否，记录第一观察层面上标记点在视窗内的相对位置，保持放大倍率和视窗中心位置不变，观察其他脊椎正中附近的矢状位图像，从脊椎正中附近的目标矢状位图像中确定出最靠左且满足预设条件的层面作为目标观察层，其中，所述预设条件为标记点视窗位置后方椎体的棘突部分或全部可见。

8.根据权利要求6所述的一种椎体定位方法，其特征在于，步骤A2,根据所述定位仪、目标观察层以及标记点确定出定位椎体的方法包括：

A21,在目标观察层，连接相邻椎体的椎体前缘上的点形成椎体前缘线段，将定位仪的焦点与标记点视窗位置重合，以焦点为轴心旋转调整定位仪位置，使定位仪上的定位线与所述前缘线段重合或者平行；获取基准刻度线与所述前缘线段的垂直交点，在所述的所有椎体前缘线段产生的垂直交点为一个时，确定所述交点为定位标志；

A22,若所述定位标志在椎体前壁中点附近，则定义该椎体为定位椎体；若所述定位标志在椎间盘附近，则定义该椎间盘的头侧椎体为定位椎体。

9.一种椎体序列匹配方法，适用于权利要求5-8所述的一种椎体序列定位方法，其特征在于，所述方法包括：

B1,获取目标对象的MRI矢状位图像和CT矢状位图像；

B2,利用定位仪分别从MRI矢状位图像和CT矢状位图像中确定出定位椎体；

B3,根据定位椎体进行椎体序列匹配。

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