本發(fā)明具體涉及一種基于超聲圖像的髖臼覆蓋程度的測量系統(tǒng)及測量方法。

背景技術(shù)：

髖關(guān)節(jié)上撐軀干下連雙下肢，是人在行走、坐臥中最需要、也是最關(guān)鍵的部位，髖關(guān)節(jié)的髖部是連接人體軀干和下肢的重要樞紐，髖關(guān)節(jié)的髖部覆蓋部分股骨頭的端頭，以保證關(guān)節(jié)的靈活和穩(wěn)定，在醫(yī)學研究中經(jīng)常需要對嬰兒的髖臼覆蓋程度進行測量和分析。

現(xiàn)有的測量方法主要是通過X光和超聲影像，然而嬰幼兒髖關(guān)節(jié)大部分由軟骨成分構(gòu)成，股骨頭尚未骨化，X光很難顯示髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)形態(tài)，并且有放射性損害。超聲影像作為一種安全、簡便并可實時動態(tài)觀察的影像學技術(shù)，越來越多地應用到對嬰兒的檢測研究中，超聲檢查可以很好地顯示髖關(guān)節(jié)及周圍組織解剖結(jié)構(gòu)，顯示股骨頭與髖臼的相對位置，直觀顯示髖關(guān)節(jié)的軟骨及骨性結(jié)構(gòu)，特別是對3--5月以下股骨頭骨化中心尚未出現(xiàn)的嬰幼兒最為適用。

現(xiàn)有的超聲影像測量方法是引入兩個夾角來定量測量髖臼的覆蓋程度，分別是髂骨基線與骨頂線相交夾角，以及髂骨基線與軟骨頂線相交夾角，夾角測量受側(cè)邊定位點的選擇影響很大。而實際掃描操作中，圖像中的髖臼邊緣在每次掃描時的輕微位移是很難避免的，從而直接影響到夾角的數(shù)值。因此，該測量方法對操作手法熟練程度和圖像的清晰度要求較高，使得測量速度較慢，并且容易出現(xiàn)誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種基于超聲圖像的髖臼覆蓋程度的測量系統(tǒng)及測量方法，以解決現(xiàn)有測量方法對操作手法熟練程度和圖像的清晰度要求較高，使得測量速度較慢，并且容易出現(xiàn)誤差的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一方面，提供一種基于超聲圖像的髖臼覆蓋程度的測量系統(tǒng)，包括

預處理模塊：用于對髖關(guān)節(jié)位置的二維超聲圖像進行預處理，對圖像整體降低噪聲以去掉背景干擾，然后對圖像細節(jié)進行增強，最后對掃描中因移動造成的誤差予以校正；

邊緣檢測模塊：對比髖臼、股骨頭和周圍組織的灰度差異，根據(jù)髖臼和股骨頭的輪廓線走向?qū)⒉磺逦牟糠盅a全，從而獲得清晰的髖臼和股骨頭輪廓線；

分析處理模塊：用于確定出髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C，并沿髂骨A畫出一條平行于人體中軸線的基線D，沿股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B畫出一條平行于基線D的股骨頭參考線，沿髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C畫出一條平行于基線D的髖臼參考線；

覆蓋程度測量模塊：測量出股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和基線D之間的垂直距離L₁，以及髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C和基線D之間的垂直距離L₂，根據(jù)垂直距離L₁和垂直距離L₂測算出髖臼覆蓋比例R。

另一方面，提供一種基于超聲圖像的髖臼覆蓋程度的測量方法，包括以下步驟，

S1，細節(jié)增強處理：通過預處理模塊對髖關(guān)節(jié)位置的二維超聲圖像進行預處理，對圖像整體降低噪聲以去掉背景干擾，然后對圖像細節(jié)進行增強，最后對掃描中因移動造成的誤差予以校正；

S2，輪廓線補全處理：通過邊緣檢測模塊對比髖臼、股骨頭和周圍組織的灰度差異，根據(jù)髖臼和股骨頭的輪廓線走向?qū)⒉磺逦牟糠盅a全，從而獲得清晰的髖臼和股骨頭輪廓線；

S3，圖像分析處理：通過分析處理模塊確定出髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C，并沿髂骨A畫出一條平行于人體中軸線的基線D，沿股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B畫出一條平行于基線D的股骨頭參考線，沿髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C畫出一條平行于基線D的髖臼參考線；

S4，覆蓋比例的測量：通過覆蓋程度測量模塊測量出股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和基線D之間的垂直距離L₁，以及髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C和基線D之間的垂直距離L₂，根據(jù)垂直距離L₁和垂直距離L₂測算出髖臼覆蓋比例R，其測算公式為R＝L₂/L₁。

作為優(yōu)選，所述步驟S3圖像分析處理過程中，可以手動調(diào)整髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B、髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C、基線D、股骨頭參考線和髖臼參考線的位置。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明對獲取的超聲圖像進行了細節(jié)增強和輪廓線補全的處理；然后確定出髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B、髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C、基線D、股骨頭參考線和髖臼參考線；最后股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和基線D之間的垂直距離L₁，以及髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C和基線D之間的垂直距離L₂，測算出髖臼覆蓋比例R。本發(fā)明對操作手法熟練程度和圖像的清晰度要求較低，使得測量速度較快，并且不容易出現(xiàn)誤差。

2、本發(fā)明在分析處理過程中，可以手動調(diào)整髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B、髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C、基線D、股骨頭參考線和髖臼參考線的位置，有利于提高髖臼覆蓋比例的測量的準確性。

附圖說明

圖1為基于超聲圖像的髖臼覆蓋程度的測量系統(tǒng)的原理框圖；

圖2為基于超聲圖像的髖臼覆蓋程度的測量系統(tǒng)的測量原理示意圖；

圖3為嬰兒髖關(guān)節(jié)超聲檢測操作手法示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實施例及相應的附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

參考圖1、2和3，本實施例以嬰兒髖關(guān)節(jié)測量為例，首先通過B超設備獲取嬰兒的髖關(guān)節(jié)位置二維超聲圖像。操作手法圖見圖3，探頭沿冠狀切面方向掃描，具體的操作方式為：首先啟動超聲設備，待其開始工作后，將探頭置于髖關(guān)節(jié)位置開始掃描，此時探頭回波信號返回超聲設備，通過信號處理生成并輸出顯示待測嬰兒髖關(guān)節(jié)位置的超聲圖像。移動探頭位置和方向，直到髖關(guān)節(jié)位于圖像的中間位置，并可以比較清晰地看到股骨頭和髖臼的輪廓。

獲得超聲圖像后，通過預處理模塊對髖關(guān)節(jié)位置的二維超聲圖像進行預處理，對圖像整體降低噪聲以去掉背景干擾，然后對圖像細節(jié)進行增強，尤其是在各個組織的分界邊緣位置。最后對掃描中因移動造成的誤差予以校正，比如嬰兒在診斷中的髖部移動。

通過邊緣檢測模塊對比髖臼、股骨頭和周圍組織的灰度差異，根據(jù)髖臼和股骨頭的輪廓線走向?qū)⒉磺逦牟糠盅a全，從而獲得清晰的髖臼和股骨頭輪廓線。

通過分析處理模塊確定出髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C，并沿髂骨A畫出一條平行于人體中軸線的基線D，沿股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B畫出一條平行于基線D的股骨頭參考線，沿髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C畫出一條平行于基線D的髖臼參考線。圖像分析處理過程中，分析處理模塊有時不是非常準確，可以手動調(diào)整髂骨A、股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B、髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C、基線D、股骨頭參考線和髖臼參考線的位置，有利于提高髖臼覆蓋比例的測量的準確性。

通過覆蓋程度測量模塊測量出股骨頭圓形的最外側(cè)邊緣點B和基線D之間的垂直距離L₁，以及髖臼內(nèi)側(cè)的最邊緣點C和基線D之間的垂直距離L₂，根據(jù)垂直距離L₁和垂直距離L₂測算出髖臼覆蓋比例R，其測算公式為R＝L₂/L₁。

相對股骨頭而言，髖臼軟骨的下緣在超聲圖像中更容易看清，故而我們采用髖臼下緣內(nèi)側(cè)為參考點，這樣的設定更容易避免誤差，結(jié)果更精確。

上述實施方式用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。