宽幅面动态人体快速扫描方法与流程

本发明涉及医学影像辅助定位技术领域，具体地，涉及一种宽幅面动态人体快速扫描方法。

背景技术：

目前常规的螺旋CT检查中，需要首先扫描定位图像，然后在定位图像上确定扫描的起始点和终止点，以确定扫描范围。常规剂量的定位扫描不仅增加患者的辐射剂量，同时也使球管的寿命缩短，如果不扫描定位图像，则又不能准确的确定扫描的范围。

目前的研究集中在医生根据自己的临床经验，缩短定位图像的扫描路径，进而减少患者的受照剂量，减少曝光时间，延长CT球管寿命。这种人工经验方法不能从根本上解决问题，也不能准确的获取定位图像的扫描区间，并且由于人体的移动或者扭动还可能造成定位图提取位置较大的偏差。

因此，如何有效的获取定位图像又不对人体造成多余的辐射影响，是需要重点解决的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种宽幅面动态人体快速扫描方法，能够有效的获取定位图像又不对人体造成多余的辐射影响。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种宽幅面动态人体快速扫描方法，包含步骤如下：

步骤1：安装CMOS相机；

步骤2：图像快速拍照，并将图像实时传输到后台的PC机上；

步骤3：人体轮廓的智能识别，通过CMOS相机实时采集人体图像，识别出人体所在区域；

步骤4：对人体区域智能化识别，分割出人体各部位的不同区域；

步骤5：通过对系统的尺寸标定和位置校准，给出等比例的层厚切片；

步骤6：通过识别得出人体各部位的起始位置和尺寸，给出对角坐标值；

步骤7：通过获取的人体各部位的定位数据，设计一套报警系统，根据不同的安全等级采用不同的警报；

步骤8：根据被检测者所穿衣服选择切分和检测方式。

步骤1中，相机安装高度为1.6米，视野范围为280cm*100cm，相机镜头采用广角镜头，镜头的视野角达到160°。

步骤2中，CMOS相机每秒捕捉30帧图像，图像的分辨率达到1920*1080。

步骤3中，通过CMOS相机实时采集床板上的人体图像，通过视频帧的连续采集和提取，对背景建模，然后进行前景目标的提取和分割，并且进行二值化操作，识别出人体所在的区域，得到二值化后的人体连通区域。

步骤4中，通过步骤3获取到的人体二值化图像数据，对人体区域智能化识别，按照人体不同部位的结构特征、比例和位置关系，分割出来人体各部位的不同的区域。

步骤5中，层厚切片可调节。

步骤6中，对角坐标值通过初始坐标的标定换算成离床板中心点的距离，输出头部对角坐标值(x0,y0)，(x1,y1)，同理给出其他区域的坐标值，该坐标值表示离床板中心点的水平距离和垂直距离。

步骤7中，安全等级分为安全、警告、禁止三种，其中警告为身体超出床长度，禁止为身体超出床宽度和被检测者异常坐起两种情况，当身体超出时进行自动检测预警提醒操作者，并且提示是属于哪种情况，系统需要进行异常坐姿的检测判断。

步骤8中，如果被检测者所穿衣服遮挡住四肢，则按照正常的人体比例进行切分；如果被检测者所穿衣物和床板同色，则用多帧动态视频进行检测。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提出了利用智能化图像处理的方法，采用广角镜头和实时成像装置，快速的扫描动态的人体图像，并且利用智能化的图像处理和图像分割的方法，获取人体躯干的坐标位置，并且输出给CT等医学影像扫描机构。通过图像分析的方式直接构建人体的躯干数据，直接获取人体的整个轮廓，构建扫描的起始位置，并且利用人体的躯干切面数据控制不同位置的辐射剂量。

2、本发明解决了目前的定位图依靠CT常规剂量扫描进而造成患者受辐射剂量增加、CT球管曝光时间延长等问题，是一种节省资源并且降低人体辐射污染的新方法。

3、本发明可以解决在CT扫描过程中，由于患者身体移动或者扭动造成的定位不准确，并且由于位置移动造成剂量控制不准确的问题，可以实现动态的人体实时扫描和躯干定位，图像处理速度高达30帧每秒，从而实现CT扫描剂量的实时精准控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为固定被检测者的位置示意图；

图2为背景建模和前景目标提取；

图3为人体图像二值化；

图4为人体区域智能化结构识别；

图5为头部切片；

图6为头部位置定位；

图7为身体超出床体边缘预警。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1～图7所示，本发明所提供的一种宽幅面动态人体快速扫描方法，包含步骤：

步骤1：安装CMOS相机。

相机安装高度为1.6米，视野范围为280cm*100cm，相机镜头采用广角镜头，镜头的视野角达到160°，安装示意图如图1所示。

步骤2：图像的快速拍照，通过CMOS相机每秒捕捉30帧图像，图像的分辨率达到1920*1080，图像实时传输到后台的处理PC上面。

步骤3：人体轮廓的智能识别，通过CMOS相机实时采集CT床板等固定物体上的人体图像，通过视频帧的连续采集和提取，可以对背景建模，然后进行前景目标的提取和分割，如图2所示，并且进行二值化操作，识别出人体所在的区域，得到二值化后的人体连通区域，如图3所示。

步骤4：通过步骤3获取到的人体二值化图像数据，可以对人体区域智能化识别，按照头部、颈部、胸腔、腹部、四肢等躯干的结构特征、比例和位置关系，可以分割出来头部、颈部、胸腔、腹部、上肢和下肢等不同的区域，如图4所示。

步骤5：通过对系统的尺寸标定和位置校准，可以给出等比例的层厚切片，如图5所示，以头部为例。

该层厚切片可调节。

步骤6：通过识别得出人体各部位的起始位置和尺寸，给出对角坐标值。

该值通过初始坐标的标定可以换算成离CT机架中心点的距离，如图6所示。输出头部对角坐标值(x0,y0)，(x1,y1)，同理可以给出其他区域的坐标值，该坐标值表示离CT机架中心点的水平距离和垂直距离。

步骤7：安全等级功能。

通过步骤6获取到的人体各部位的定位数据，可以设计一套报警系统，根据不同的安全等级采用不同的警报，安全等级分为安全、警告、禁止三种，其中警告为身体超出床长度，禁止为身体超出床宽度和被检测者异常坐起两种情况。当身体超出时进行自动检测预警提醒操作者，并且提示是属于那种情况，如图7所示。系统需要进行异常坐姿检测判断。

步骤8：衣服遮挡功能判断。

如果被检测者所穿衣服遮挡住四肢，则按照正常的人体比例进行切分；如果被检测者所穿衣物和床板同色，则用多帧动态视频进行检测。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。