CN1969756A - 用图像和测角来计算机辅助检测脊柱弯曲度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于提供在脊柱的图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的方法包括在脊柱的图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条(220)，以及基于脊柱的弯曲的线条来计算第一角度或第二角度中的至少一个(230)。

Description

用图像和测角来计算机辅助检测脊柱弯曲度的系统和方法

技术领域

本公开内容涉及用于提供脊柱弯曲度的自动检测的系统和方法，并且更特别地涉及用于使用脊柱的图像和角度测量来提供脊柱弯曲度的自动检测的系统和方法。

背景技术

本申请要求于2005年9月7日提交并且题目为“Detection of the Curvature ofthe Spine from X-Ray Images and Angle Measurements(根据X射线图像和角度测量进行脊柱的弯曲的检测)”的序列号为60/714,591(代理卷号为2005P16206US)的美国临时申请的权益，该临时申请的内容在此全文引入作为参考。

脊柱由二十四块通过椎间盘分隔的椎骨组成。脊柱的正常弯曲给脊柱提供了柔性、弹性和减震性的性质。脊柱侧凸是一种其中存在脊柱异常侧弯的肌骨骼状态，这引起脊柱向左或右弯曲。各种研究已经将脊柱侧凸定义为脊柱正常垂直线的侧向偏移，当通过X射线进行测量时，该侧向偏移大于十度。然而，当直接从背后观看身体时，正常的脊柱具有直线的外观，具有脊柱侧凸的脊柱因为异常的弯曲而类似字母S或C。当脊柱不能发展其正常的前后拱时，脊柱侧凸开始，这引起在椎间盘上要承载不正常的重量。某些椎间盘的中心移位到一侧而椎骨顶部移位到另一侧。这种称为半脱位的未对准引起脊柱向左或右弯曲。为了补偿这一弯曲，脊柱以另一程度向另一侧倾斜，并且结果是脊柱侧凸。

脊柱侧凸可发生在任何年龄，但是最常见于青春期。当早期识辨能够开始可停止畸形发展的治疗时，筛查是有用的。脊柱侧凸研究学会和美国矫形医生协会(The Scoliosis Research Society and the American Academy of OrthopaedicSurgeons)已经赞同学校筛查计划来在脊柱侧凸弯曲变成晚期之前检测脊柱侧凸弯曲。为了诊断该状况，医生可要求用X射线照像来得到更好的脊柱视图。在X射线图像中，通常通过观察脊柱的后视图并且测量曲线顶部和底部椎骨所形成的角度来测量脊柱侧凸的曲线。这一测量被称为科布(Cobb)角。

驼背是一种与脊柱侧凸有关联的可见的脊柱畸形。胸椎中的驼背意味着脊柱的正常脊柱后凸曲线的脊柱后凸角度过大。受驼背影响的脊柱在上背部区域显示了椎骨向前弯曲的迹象，这导致了“背偻”现象。脊柱侧凸研究学会将驼背定义为在X射线图像上测量四十五度或更大的脊柱弯曲。正常的脊柱在上背部区域仅有大约二十到四十五度的弯曲。驼背在脊柱的侧向X射线图像中由脊柱后凸角来表示，该脊柱后凸角是由侧向胸部放射照片上所画的两条线的交叉所构成的上角，这两条线与第二和第十一椎间盘间隙的前缘相切。

利用目前的方法，手动计算科布角。图1说明了在脊柱的冠状图(coronalview)中手动计算科布角。参考图1，第一步是找到末端椎骨，这些末端椎骨是朝着弯曲的凹面最严重地倾斜的曲线的上界和下界处的椎骨。一旦已选择这些椎骨，如图1中所示，沿上身的上终板和沿下身的下终板画出一条线。脊柱后凸角也手动确定。以与科布角相同的方式来限定脊柱后凸角，但根据侧面图像来计算该脊柱后凸角。脊柱图像的质量可以很差，诸如当图像是脊柱的X射线图像时，难以(如果不是不可能)定位椎骨的边界。

发明内容

根据本发明的示范性实施例，提供了一种用于在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的方法。该方法包括：在脊柱图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条；并且基于脊柱的弯曲的线条计算第一角度或第二角度中的至少一个。

根据本发明的示范性实施例，一种用于提供在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的系统包括：用于存储程序的存储装置；与存储装置进行通信的处理器，该处理器执行该程序以便：在脊柱图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条；并基于脊柱的弯曲的线条计算第一角度或第二角度中的至少一个。

根据本发明的示范性实施例，一种用于提供在脊柱的X射线图像中自动检测脊柱的弯曲并计算科布角或脊柱后凸角之一的方法包括：自动检测X射线图像是脊柱的侧面图还是脊柱的冠状图；在脊柱的X射线图像中检测脊柱；在脊柱的X射线图像中确定脊柱的弯曲；以及当确定X射线图像是脊柱的冠状图时，计算科布角，并且当确定X射线图像是脊柱的侧面图时，计算脊柱后凸角。

附图说明

当参考附图阅读其示范性实施例的说明时，本发明对于本领域普通技术人员来说将变得更明显。

图1说明了在脊柱的冠状图中手动计算科布角。

图2是根据本发明的示范性实施例示出在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的方法的流程图。

图3是根据本发明的示范性实施例示出在脊柱图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条的方法的流程图。

图4根据本发明的示范性实施例示出脊柱的X射线图像的冠状图中的曲线和科布角的显示。

图5A到5C根据本发明的示范性实施例说明了检测顶部切割点的步骤。

图6根据本发明的示范性实施例说明了脊柱的冠状图像和预选。

图7根据本发明的示范性实施例说明了改进脊柱椎骨的对比度。

图8A到8E根据本发明的示范性实施例说明了冠状图像的脊柱蒙片(mask)的产生。

图9A到9C根据本发明的示范性实施例说明了侧面图像的脊柱蒙片的产生。

图10A到10C根据本发明的示范性实施例示出了脊柱的弯曲的显示。

图11根据本发明的示范性实施例说明了曲线中的点的角度的计算。

图12A和12B根据本发明的示范性实施例分别说明了冠状图像和侧面图像中的脊柱曲线和科布角。

图13根据本发明的示范性实施例说明了在冠状图像中利用伽柏(Gabor)滤波器对感兴趣的两个椎骨进行边缘检测。

图14根据本发明的示范性实施例说明了用于实现在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的方法的计算机系统。

图15是根据本发明的示范性实施例示出了用于提供在脊柱的X射线图像中自动检测脊柱的弯曲并计算科布角或脊柱后凸角之一的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的示范性实施例。

图2是根据本发明的示范性实施例示出用于在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的方法的流程图。参考图2，在可选步骤210中，自动确定该图像是脊柱的第一视图还是脊柱的第二视图。例如，第一视图可以是脊柱的侧面图，而第二视图可以是脊柱的冠状图。图像的例子包括X射线图像、正电子发射断层扫描(PET)图像、计算机断层扫描(CT)图像、磁共振成像(MRI)图像、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)图像等等。

在步骤220，在脊柱图像中，脊柱的弯曲自动被显示为线条。图3是根据本发明的示范性实施例示出用于在脊柱图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条的方法的流程图。参考图3，在可选步骤310中，对图像进行预处理，以提高图像的对比度。

在步骤320，在图像中分隔脊柱。当图像是脊柱的第一视图时，在脊柱的第一视图中分隔脊柱可包括确定顶部切割点和底部切割点，其中顶部切割点对应于脊柱的起点，而底部切割点对应于脊柱的底部。确定顶部切割点的步骤可包括在图像的第一视图中检测头部。在本发明的示范性实施例中，在脊柱的第一视图中检测头部包括均衡直方图、取阈值和分割头部。

图5A到5C根据本发明的示范性实施例说明了用于检测顶部切割点的方法。首先，均衡直方图。例如，如图5A中所示，可将直方图限制到五个灰度级，以简化图像。如图5B中所示，利用例如新直方图一半处的阈值，可对头部进行分割。参考图5C，这个图像的每行的头部像素的总和产生一曲线，其中最小值对应于头部的底部。基于头部底部的位置，可检测脊柱的起点，该起点变成顶部切割点。

确定底部切割点的步骤可包括在图像的第一视图中检测骨盆。通过被用于确定顶部切割点的相同的方法可确定底部切割点。

图6根据本发明的示范性实施例示出了脊柱的冠状图并说明了脊柱的预选。参考图6，去除初始图像的每侧的一部分，并去除头部和骨盆。例如，如果脊柱近似位于图像的中间，则可去除图像的每侧上的四分之一图像。通过分别在顶部切割点和底部切割点处切割初始图像，可去除头部和骨盆。脊柱的预选导致图像比初始图像具有更小的尺寸并主要显示脊柱。在脊柱的侧面图的情况下，预选包括去除骨盆，但头部可不被去除。

在步骤330，提高了脊柱图像的对比度。在本发明的示范性实施例中，提高脊柱图像的对比度包括，产生脊柱的蒙片并提高脊柱椎骨的对比度。图7根据本发明的示范性实施例说明了提高脊柱椎骨的对比度。产生脊柱的蒙片可包括找到感兴趣区域并产生蒙片来实现伪像的去除。

在本发明的示范性实施例中，找到感兴趣区域包括，将图像划分成多个切片，使得每个切片的宽度等于图像的宽度，并且每个切片的高度比图像的高度小预定数目的倍数。例如，将图像划分成具有与图像的宽度相同的宽度而高度比图像高度小20倍的多个切片。对于每个切片，均衡直方图以扩展强度分布并应用最大强度的预定百分比阈值来提高对比度。例如，对于每个切片，均衡直方图以扩展强度分布并应用最大强度的百分之七十五的阈值来提高对比度，如图7中所示。将每个切片移位切片高度的十分之一；并重复划分、均衡和移位预定数目的倍数的步骤来获得一组结果。对该组结果取均值。

当图像是脊柱的冠状图时，产生蒙片可包括：产生图像的二进制表示；应用形态学闭合，以利用图像的二进制表示中小的圆形结构化元素填充缝隙；并在图像的二进制表示中完成区域标记并选择感兴趣区域。可应用对蒙片宽度的约束来改进蒙片。

图8A到8E根据本发明的示范性实施例说明了冠状图像的脊柱蒙片的产生。例如，可产生脊柱蒙片，以能从肋骨去除基本上所有的伪像。以下步骤可被用于脊柱的冠状图像。首先，找到感兴趣区域：例如，将图像划分成具有与图像的宽度相同的宽度而高度比图像高度小二十倍的切片。对于每个切片，均衡直方图以扩展强度分布并应用例如最大强度的百分之七十五的阈值来提高对比度。其次，产生蒙片：例如，产生图像的二进制，每个非黑像素变成真，其余的变成假，如图8A中所示。应用形态学闭合(膨胀+腐蚀)，以用小的圆形结构划元素填充缝隙，如图8B中所示。

通过以下设置膨胀组A    通过以下设置腐蚀组A

$D(A,B)=A\⊕B=\underset{\mathrm{\β}\∈B}{\∪}(A+\mathrm{\β})$

完成区域标记并选择如图8C中所示的感兴趣区域。膨胀如图8D中所示。应用蒙片宽度约束以改进蒙片，如图8E中所示。填充黑色部分(宽度等于0)。去除洞(宽度小于平均宽度)。去除凸起(宽度大于平均宽度)。

图9A到9C根据本发明的示范性实施例说明了侧面图像的脊柱蒙片的产生。当图像是脊柱的侧面图时，产生蒙片可包括：产生图像的二进制表示；在图像的二进制表示中完成区域标记并选择感兴趣区域；分别提取区域的右边界和左边界作为矢量；选择最光滑的曲线；以及跟随该曲线画出蒙片并增加表示脊柱宽度的预定值。

对于侧面图像，参考图9A到9C：产生图像的二进制表示。完成区域标记，并选择如图9A中所示的感兴趣区域。分别提取区域的右边界和左边界作为矢量。选择最光滑的曲线并用该曲线来表示背部，如图9B中所示。跟随该曲线画出蒙片并增加脊柱的宽度，该脊柱的宽度可任意限定，如图9C中所示。

如果已经分隔脊柱，则更容易提高椎骨的对比度。提取图像底部的截面。对于每个截面，应用直方图均衡和拉伸。例如，如果图像具有g₁与g₂之间的灰度级范围，则有可能通过使用更大范围的数值：从0到255来增加对比度。假设x＝图像的初始灰度级标度，而y＝最终的灰度级标度，则该转换可被表达如下：y＝255×(x-g_i)/(g₂-g_i)。

在每个截面中，提取最终的中线并将一条线的范围(band)向上移。这一技术对局部地在图像中的直方图起作用并可导致提高的对比度。

在步骤340，从所改进的图像中检测脊柱的边界。在本发明的示范性实施例中，从所改进的图像中检测脊柱的边界包括：将阈值用于对比度增强的图像；完成二进制图像的区域标记并选择脊柱；沿脊柱区域的每一行，在两个右和左矢量中存储最大和最小x坐标；以及利用预定高度的平滑窗以最小和最大x坐标来平滑这两个矢量。例如，预定高度可以是图像高度的十分之一。在步骤350，中线被显示在表示图像中的脊柱的弯曲的脊柱中。

图10A到10C根据本发明的示范性实施例示出脊柱的弯曲的显示。通过产生图像的二进制，随后通过区域标记和提取感兴趣区域，从所改进的图像中检测脊柱的边界，如图10A中所示。接着，如图10B中所示，分别提取右和左边界作为矢量(vecRight和vecLeft)。用大宽度(图像高度的十分之一)平滑这两个矢量。矢量A的平滑阵列R可被表达如下。

其中，N＝A中的元素数量，W＝平滑操作的宽度。

提取这两个矢量的等分线。对于图像的每行i：vecCurve(i)＝[vecRight(i)+vecLeft(i)]/2。通过将这一最终矢量(vecCurve)转换成图像中的线，获得如图10C中所示的脊柱曲线的表示。图12A和12B根据本发明的示范性实施例分别说明了冠状图像和侧面图像中的脊柱的曲线和科布角。

参考图2，在步骤230，基于脊柱的弯曲的线计算第一角度或第二角度。例如，第一角度可以是针对冠状图像所计算的科布角，而第二角度可以是针对侧面图像所计算的脊柱后凸角。

图4根据本发明的示范性实施例示出脊柱的X射线图像的冠状图中的曲线和科布角的显示。科布角可被计算为如图4中所示的脊柱曲线与水平线之间的两个最大角的总和。

在本发明的示范性实施例中，第一角度是科布角，而基于脊柱的弯曲计算科布角包括：确定脊柱的全局曲线；通过计算曲线每点处的角度从该曲线中找到最大正角和最大负角；以及通过对曲线的最大负角和最大正角的绝对值进行求和来计算科布角。计算曲线每点处的角度可包括：利用曲线在规定点处的切线和水平线来计算该角度；沿由所计算的角度设置的方向局部应用伽柏滤波；基于伽柏滤波根据椎骨的终板估计定向；以及将该定向设置为科布角。图13根据本发明的示范性实施例说明了用伽柏滤波器对冠状图像中的感兴趣的两个椎骨进行边缘检测。

在本发明的示范性实施例中，第二角度是脊柱后凸角，而基于脊柱的弯曲计算脊柱后凸角包括：确定脊柱的全局曲线；通过计算曲线每点处的角度从该曲线中找到最大正角和最大负角；以及通过对曲线的最大负角和最大正角的绝对值进行求和来计算脊柱后凸角。计算曲线每点处的角度可包括：利用曲线在规定点处的切线和水平线来计算该角度；沿由所计算的角度所设置的方向局部应用伽柏滤波；基于伽柏滤波根据椎骨的终板估计定向；以及将该定向设置为脊柱后凸角。

为了计算第一或第二角度(例如科布角或脊柱后凸角)，需要两个角度：倾斜最多的正角和负角。图9根据本发明的示范性实施例说明了曲线中的点的角度的计算。对于曲线的每一点i，计算切线与水平线之间的角度(α)。接着，将正角(α_P)与负角(α_N)分开。确定两个最大值并且这些值的总和给出了特定角度：特定角度＝max(α_P)+|max(α_N)|。

图14根据本发明的示范性实施例说明了用于实现在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲及计算特定角度的方法的计算机系统。图像的例子包括X射线图像、正电子发射断层扫描(PET)图像、计算机断层扫描(CT)图像、磁共振成像(MRI)图像、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)图像等等。

参考图14，用于实现在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲和计算特定角度的方法的计算机系统101其中可包括中央处理单元(CPU)109、存储器103和输入/输出(I/O)接口104。该计算机系统101通常通过I/O接口104被耦合到显示器105和诸如鼠标和键盘的各种输入装置106。支持回路可包括诸如高速缓冲存储器、电源、时钟电路以及通信总线的电路。存储器103可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘驱动器、磁带驱动器等，或者是其组合。本发明可被实现为被存储于存储器103中的例行程序107并由CPU109执行，以处理来自信号源108的信号。这样，该计算机系统101是通用计算机系统，当执行本发明的例行程序107时，该通用计算机系统变成特定用途的计算机系统。

该计算机平台101还包括操作系统和微指令代码。在此所描述的各种过程和功能可以是微指令代码的部分或者是经由操作系统所执行的应用程序(或其组合)的部分。另外，诸如附加数据存储装置和打印装置的各种其它外围装置可被连接到该计算机平台上。

在本发明的示范性实施例中，用于提供在脊柱图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的系统包括用于存储程序的存储装置(103)和与该存储装置(103)进行通信的处理器(109)。该处理器(109)执行该程序，以便在脊柱图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条，并且基于脊柱的弯曲的线条计算第一角度或第二角度中的至少一个。该处理器(109)可进一步执行该程序代码来自动检测，该图像是脊柱的侧面图还是脊柱的冠状图像。

该处理器(109)可执行该程序代码以便：在图像中分隔脊柱；提高脊柱图像的对比度；从所改进的图像中检测脊柱的边界；以及在表示图像中的脊柱的弯曲的脊柱中显示中线。

该处理器(109)可执行该程序代码以便：将图像划分为多个切片或截面，其中每个切片或截面的宽度等于图像的宽度，以及其中每个切片或截面的高度比图像的高度小预定数目的倍数；对于每个切片或截面，均衡直方图以扩展强度分布并应用最大强度的预定百分比阈值来提高对比度；将每个切片移位切片高度的十分之一；并且重复划分、均衡和移位预定数目的倍数的步骤来获得一组结果；以及计算该组结果的均值。

该处理器(109)可执行该程序代码以便：产生图像的二进制表示；在图像的二进制表示中完成区域标记并选择感兴趣区域；分别提取区域的右边界和左边界作为矢量；选择最光滑的曲线；以及跟随该曲线画出蒙片并增加表示脊柱宽度的预定值。

应进一步理解的是，因为附图中所描绘的一些组成系统部件和方法步骤可用软件实现，所以该系统部件(或过程步骤)之间的实际连接可依据本发明被编程的方式而有所不同。给出在此所提供的本发明的教导，相关领域的普通技术人员之一将能够想到本发明的这些以及类似的实施方案或构造。

图15是根据本发明的示范性实施例示出了用于提供在脊柱的X射线图像中自动检测脊柱的弯曲并计算科布角或脊柱后凸角之一的方法的流程图。

参考图15，在步骤1510，自动检测X射线图像是脊柱的侧面图还是脊柱的冠状图。在步骤1520，在脊柱的X射线图像中检测该脊柱。在步骤1530，在脊柱的X射线图像中确定脊柱的弯曲。在步骤1540，当确定X射线图像是脊柱的冠状图时，计算科布角，而当确定X射线图像是脊柱的侧面图时，计算脊柱后凸角。

虽然出于说明目的而参考所附的附图已经详细描述了本发明的示范性实施例，但是应该理解的是，本发明的过程和系统不应被解释为限定于此。对于本领域那些技术人员来说，很显然的是，在不偏离如由所附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，利用在此要被包括的权利要求的等同物可对前述示范性实施例进行各种修改。

Claims (31)

1、一种用于提供在脊柱的图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的方法，该方法包括：

在脊柱的图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条；和

基于脊柱的弯曲的线条计算第一角度或第二角度中的至少一个。

2、如权利要求1所述的方法，其中，第一角度是科布角，而第二角度是脊柱后凸角。

3、如权利要求1所述的方法，进一步包括自动检测所述图像是脊柱的第一视图还是第二视图。

4、如权利要求3所述的方法，其中，第一视图是脊柱的侧面图，而第二视图是脊柱的冠状图像。

5、如权利要求1所述的方法，其中，在脊柱的图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条包括：

在所述图像中分隔脊柱；

提高脊柱的图像的对比度；

从所改进的图像中检测脊柱的边界；和

在表示图像中的脊柱的弯曲的脊柱中显示中线。

6、如权利要求5所述的方法，其中，所述图像是脊柱的第一视图，并且其中，在脊柱的第一视图中分隔脊柱包括：

确定顶部切割点，该顶部切割点对应于脊柱的起点；和

确定底部切割点，该底部切割点对应于脊柱的底部。

7、如权利要求6所述的方法，其中，确定顶部切割点包括在图像的第一视图中检测到头部。

8、如权利要求7所述的方法，其中，在所述图像的第一视图中检测到头部包括均衡直方图、取阈值以及分割该头部。

9、如权利要求6所述的方法，其中，确定底部切割点包括在图像的第一视图中检测到骨盆。

10、如权利要求6所述的方法，其中，所述图像的第一视图是脊柱的侧面图或脊柱的冠状图之一。

11、如权利要求6所述的方法，进一步包括去除图像的每侧的一部分。

12、如权利要求5所述的方法，其中，提高脊柱的图像的对比度的方法包括产生脊柱的蒙片并提高脊柱椎骨的对比度。

13、如权利要求12所述的方法，其中，产生脊柱的蒙片包括找到感兴趣区域和产生蒙片，以便实现伪像的去除。

14、如权利要求13所述的方法，其中，找到感兴趣区域包括以下步骤：

将所述图像划分成多个切片或截面，其中，每个切片或截面的宽度等于图像的宽度，并且其中，每个切片或截面的高度比所述图像的高度小预定数目的倍数；

对于每个切片或截面，均衡直方图以扩展强度分布并应用最大强度预定百分比的阈值来提高对比度；

将每个切片移位切片高度的十分之一；和

重复划分、均衡和移位预定数目的倍数的步骤，获得一组结果；和

计算该组结果的均值。

15、如权利要求13所述的方法，其中，当所述图像是脊柱的冠状图时，产生蒙片包括：

产生图像的二进制表示；

应用形态学闭合，以利用图像的二进制表示中的小的圆形结构划元素填充缝隙；和

在图像的二进制表示中完成区域标记并选择感兴趣区域。

16、如权利要求15所述的方法，进一步包括应用蒙片宽度约束来改进蒙片。

17、如权利要求13所述的方法，其中，当所述图像是脊柱的侧面图时，产生蒙片包括：

产生图像的二进制表示；

在图像的二进制表示中完成区域标记并选择感兴趣区域；

分别提取区域的右边界和左边界作为矢量；

选择最光滑的曲线；和

跟随该曲线画出蒙片并增加表示脊柱宽度的预定值。

18、如权利要求5所述的方法，进一步包括预处理，以在分隔图像中的脊柱之前提高图像的对比度。

19、如权利要求5所述的方法，其中，从所改进的图像中检测脊柱的边界包括：

将阈值用于对比度增强的图像；

完成二进制图像的区域标记并选择脊柱；

沿脊柱区域的每一行，在两个右和左矢量中存储最小x坐标和最大x坐标；和

利用预定高度的平滑窗口以最小x坐标和最大x坐标来平滑所述两个矢量。

20、如权利要求19所述的方法，其中，所述预定高度是图像高度的十分之一。

21、如权利要求5所述的方法，其中，在表示所述X射线图像中的脊柱的弯曲的脊柱中显示中线包括：

通过计算预先计算的左和右矢量之间的中间值来获得脊柱区域的每条线的中点；和

连接所有的预先计算的中点，以形成脊柱的曲线的表示。

22、如权利要求1所述的方法，其中，第一角度是科布角，并且其中，基于脊柱的弯曲计算科布角包括：

确定脊柱的全局曲线；

通过计算曲线每点处的角度从该曲线中找到最大正角和最大负角；和

通过对该曲线的最大负角和最大正角的绝对值进行求和来计算科布角。

23、如权利要求22所述的方法，其中，计算曲线每点处的角度包括：

利用曲线在规定点处的切线和水平线来计算该角度；

沿由所计算的角度所设置的方向局部应用伽柏滤波；

基于伽柏滤波根据椎骨的终板估计定向；和

将该定向设置为科布角。

24、如权利要求1所述的方法，其中，第二角度是脊柱后凸角，并且其中，基于脊柱的弯曲计算脊柱后凸角包括：

确定脊柱的全局曲线；

通过计算曲线每点处的角度从该曲线中找到最大正角和最大负角；和

通过对曲线的最大负角和最大正角的绝对值进行求和来计算脊柱后凸角。

25、如权利要求24所述的方法，其中，计算曲线每点处的角度包括：

利用曲线在规定点处的切线和水平线来计算该角度；

沿由所计算的角度所设置的方向局部应用伽柏滤波；

基于伽柏滤波根据椎骨的终板估计定向；和

将该定向设置为脊柱后凸角。

26、一种用于提供在脊柱的图像中自动检测脊柱的弯曲并计算特定角度的系统，该系统包括：

用于存储程序的存储装置；

与该存储装置进行通信的处理器，该处理器执行该程序以便：

在脊柱的图像中将脊柱的弯曲自动显示为线条；和

基于脊柱的弯曲的线条计算第一角度或第二角度中的至少一个。

27、如权利要求26所述的系统，其中，所述处理器进一步执行所述程序代码以便：

在所述图像中分隔脊柱；

提高脊柱图像的对比度；

从所改进的图像中检测脊柱的边界；和

在表示图像中的脊柱的弯曲的脊柱中显示中线。

28、如权利要求26所述的系统，其中，所述处理器进一步执行所述程序代码，以便自动检测，所述图像是脊柱的侧面图还是脊柱的冠状图像。

29、如权利要求26所述的系统，其中，所述处理器进一步执行所述程序代码以便：

将所述图像划分成多个切片或截面，其中，每个切片或截面的宽度等于图像的宽度，并且其中，每个切片或截面的高度比图像的高度小预定数目的倍数；

对于每个切片或截面，均衡直方图，以扩展强度分布并应用最大强度的预定百分比的阈值来提高对比度；

将每个切片移位切片高度的十分之一；和

重复划分、均衡和移位预定数目的倍数的步骤，以获得一组结果；和

计算该组结果的均值。

30、如权利要求26所述的系统，其中，所述处理器进一步执行所述程序代码以便：

产生图像的二进制表示；

在图像的二进制表示中完成区域标记并选择感兴趣区域；

分别提取区域的右边界和左边界作为矢量；

选择最光滑的曲线；和

跟随该曲线画出蒙片并增加表示脊柱宽度的预定值。

31、一种用于提供在脊柱的X射线图像中自动检测脊柱的弯曲并计算科布角或脊柱后凸角之一的方法，该方法包括：

自动检测该X射线图像是脊柱的侧面图还是脊柱的冠状图；

在该脊柱的X射线图像中确定脊柱的弯曲；

在脊柱的X射线图像中确定脊柱的弯曲；和

当确定该X射线图像是脊柱的冠状图时，计算科布角，而当确定该X射线图像是脊柱的侧面图时，计算脊柱后凸角。

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