本發(fā)明涉及醫(yī)學影像輔助定位技術領域，具體地，涉及一種寬幅面動態(tài)人體快速掃描方法。

背景技術：

目前常規(guī)的螺旋CT檢查中，需要首先掃描定位圖像，然后在定位圖像上確定掃描的起始點和終止點，以確定掃描范圍。常規(guī)劑量的定位掃描不僅增加患者的輻射劑量，同時也使球管的壽命縮短，如果不掃描定位圖像，則又不能準確的確定掃描的范圍。

目前的研究集中在醫(yī)生根據(jù)自己的臨床經(jīng)驗，縮短定位圖像的掃描路徑，進而減少患者的受照劑量，減少曝光時間，延長CT球管壽命。這種人工經(jīng)驗方法不能從根本上解決問題，也不能準確的獲取定位圖像的掃描區(qū)間，并且由于人體的移動或者扭動還可能造成定位圖提取位置較大的偏差。

因此，如何有效的獲取定位圖像又不對人體造成多余的輻射影響，是需要重點解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種寬幅面動態(tài)人體快速掃描方法，能夠有效的獲取定位圖像又不對人體造成多余的輻射影響。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種寬幅面動態(tài)人體快速掃描方法，包含步驟如下：

步驟1：安裝CMOS相機；

步驟2：圖像快速拍照，并將圖像實時傳輸?shù)胶笈_的PC機上；

步驟3：人體輪廓的智能識別，通過CMOS相機實時采集人體圖像，識別出人體所在區(qū)域；

步驟4：對人體區(qū)域智能化識別，分割出人體各部位的不同區(qū)域；

步驟5：通過對系統(tǒng)的尺寸標定和位置校準，給出等比例的層厚切片；

步驟6：通過識別得出人體各部位的起始位置和尺寸，給出對角坐標值；

步驟7：通過獲取的人體各部位的定位數(shù)據(jù)，設計一套報警系統(tǒng)，根據(jù)不同的安全等級采用不同的警報；

步驟8：根據(jù)被檢測者所穿衣服選擇切分和檢測方式。

步驟1中，相機安裝高度為1.6米，視野范圍為280cm*100cm，相機鏡頭采用廣角鏡頭，鏡頭的視野角達到160°。

步驟2中，CMOS相機每秒捕捉30幀圖像，圖像的分辨率達到1920*1080。

步驟3中，通過CMOS相機實時采集床板上的人體圖像，通過視頻幀的連續(xù)采集和提取，對背景建模，然后進行前景目標的提取和分割，并且進行二值化操作，識別出人體所在的區(qū)域，得到二值化后的人體連通區(qū)域。

步驟4中，通過步驟3獲取到的人體二值化圖像數(shù)據(jù)，對人體區(qū)域智能化識別，按照人體不同部位的結構特征、比例和位置關系，分割出來人體各部位的不同的區(qū)域。

步驟5中，層厚切片可調(diào)節(jié)。

步驟6中，對角坐標值通過初始坐標的標定換算成離床板中心點的距離，輸出頭部對角坐標值(x0,y0)，(x1,y1)，同理給出其他區(qū)域的坐標值，該坐標值表示離床板中心點的水平距離和垂直距離。

步驟7中，安全等級分為安全、警告、禁止三種，其中警告為身體超出床長度，禁止為身體超出床寬度和被檢測者異常坐起兩種情況，當身體超出時進行自動檢測預警提醒操作者，并且提示是屬于哪種情況，系統(tǒng)需要進行異常坐姿的檢測判斷。

步驟8中，如果被檢測者所穿衣服遮擋住四肢，則按照正常的人體比例進行切分；如果被檢測者所穿衣物和床板同色，則用多幀動態(tài)視頻進行檢測。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明提出了利用智能化圖像處理的方法，采用廣角鏡頭和實時成像裝置，快速的掃描動態(tài)的人體圖像，并且利用智能化的圖像處理和圖像分割的方法，獲取人體軀干的坐標位置，并且輸出給CT等醫(yī)學影像掃描機構。通過圖像分析的方式直接構建人體的軀干數(shù)據(jù)，直接獲取人體的整個輪廓，構建掃描的起始位置，并且利用人體的軀干切面數(shù)據(jù)控制不同位置的輻射劑量。

2、本發(fā)明解決了目前的定位圖依靠CT常規(guī)劑量掃描進而造成患者受輻射劑量增加、CT球管曝光時間延長等問題，是一種節(jié)省資源并且降低人體輻射污染的新方法。

3、本發(fā)明可以解決在CT掃描過程中，由于患者身體移動或者扭動造成的定位不準確，并且由于位置移動造成劑量控制不準確的問題，可以實現(xiàn)動態(tài)的人體實時掃描和軀干定位，圖像處理速度高達30幀每秒，從而實現(xiàn)CT掃描劑量的實時精準控制。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為固定被檢測者的位置示意圖；

圖2為背景建模和前景目標提取；

圖3為人體圖像二值化；

圖4為人體區(qū)域智能化結構識別；

圖5為頭部切片；

圖6為頭部位置定位；

圖7為身體超出床體邊緣預警。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

圖1～圖7所示，本發(fā)明所提供的一種寬幅面動態(tài)人體快速掃描方法，包含步驟：

步驟1：安裝CMOS相機。

相機安裝高度為1.6米，視野范圍為280cm*100cm，相機鏡頭采用廣角鏡頭，鏡頭的視野角達到160°，安裝示意圖如圖1所示。

步驟2：圖像的快速拍照，通過CMOS相機每秒捕捉30幀圖像，圖像的分辨率達到1920*1080，圖像實時傳輸?shù)胶笈_的處理PC上面。

步驟3：人體輪廓的智能識別，通過CMOS相機實時采集CT床板等固定物體上的人體圖像，通過視頻幀的連續(xù)采集和提取，可以對背景建模，然后進行前景目標的提取和分割，如圖2所示，并且進行二值化操作，識別出人體所在的區(qū)域，得到二值化后的人體連通區(qū)域，如圖3所示。

步驟4：通過步驟3獲取到的人體二值化圖像數(shù)據(jù)，可以對人體區(qū)域智能化識別，按照頭部、頸部、胸腔、腹部、四肢等軀干的結構特征、比例和位置關系，可以分割出來頭部、頸部、胸腔、腹部、上肢和下肢等不同的區(qū)域，如圖4所示。

步驟5：通過對系統(tǒng)的尺寸標定和位置校準，可以給出等比例的層厚切片，如圖5所示，以頭部為例。

該層厚切片可調(diào)節(jié)。

步驟6：通過識別得出人體各部位的起始位置和尺寸，給出對角坐標值。

該值通過初始坐標的標定可以換算成離CT機架中心點的距離，如圖6所示。輸出頭部對角坐標值(x0,y0)，(x1,y1)，同理可以給出其他區(qū)域的坐標值，該坐標值表示離CT機架中心點的水平距離和垂直距離。

步驟7：安全等級功能。

通過步驟6獲取到的人體各部位的定位數(shù)據(jù)，可以設計一套報警系統(tǒng)，根據(jù)不同的安全等級采用不同的警報，安全等級分為安全、警告、禁止三種，其中警告為身體超出床長度，禁止為身體超出床寬度和被檢測者異常坐起兩種情況。當身體超出時進行自動檢測預警提醒操作者，并且提示是屬于那種情況，如圖7所示。系統(tǒng)需要進行異常坐姿檢測判斷。

步驟8：衣服遮擋功能判斷。

如果被檢測者所穿衣服遮擋住四肢，則按照正常的人體比例進行切分；如果被檢測者所穿衣物和床板同色，則用多幀動態(tài)視頻進行檢測。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。