一种基于Micro-CT图像快速分析椎体终板形态变化的方法

一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法
技术领域
1.本发明涉及骨科研究中观察脊柱退变过程椎体终板形态改变的技术领域，尤其涉及一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法。


背景技术：

2.脊柱退变是骨科常见疾病之一，椎间盘退变的研究是研究脊柱退变的重要内容，椎体中软骨终板的退变引起椎体力学改变，从而引起椎间盘退变，是椎间盘退变重要原因之一。因此，在椎间盘退变的研究中，软骨终般的形态成为椎间盘退变研究的重要对象之一。用于椎间盘退变的研究方法包括组织切片后he染色、番红o快速绿染色、micro-ct扫描、核磁共振检测，但以上研究手段无法观察到椎体终板完整的形态。
3.基于此，我们尝试寻找一种可以观察椎体终板形态的方法，经分析，发现用micro-ct扫描大鼠脊柱，基于图像进行三维重建，用ipl语言将椎体3d图像分离，然后调整分离后的椎体图像的角度可以清楚、直观地观察椎体的上下终板，也可以实现定量分析终板的退变程度，为此设计一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，解决了上述提出的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，包括以下步骤：
6.s1、对需要研究脊柱退变的动物或标本的脊柱micro-ct图像进行3d重建；
7.s2、对已经重建好的脊柱3d图像应用ipl语言进行分离；
8.s3、对已经分离的单个椎体的图像进行调整角度、保存图像；
9.s4、对于已保留的单个椎体图片，应用图像分析软件可以对终板进行定量。
10.进一步，所述s1中对于需要研究脊柱退变的动物或标本，按照动物的种类不同设置不同的扫描参数。
11.进一步，所述s2分离步骤如下：
12.s201、首先在工作站的eve窗口输入ipl，进入ipl应用后台，读取以上重建的3d图像，应用cl-rank-extract指令对3d图像进行分割，程序将反馈3d图像有多少个物体，我们选择1 to 1将获得最大的物体图像，并用write指令写出该物体图像，这样最大的椎体图像将保留于工作站；
13.s202、接下来重复201操作，再选择2 to 2获取第二个物体图像；
14.s203、依次进行，直到所有的椎体图像都分离出来，实现了快速分离椎体图像。
15.进一步，所述s3中调整角度和保存图像的方式为调整各个椎体的角度，使终板朝上并完整展现出来，一般取俯视位，然后保存图片。
16.进一步，所述s4中应用图像分析软件为ipp和imaginj等图像分析软件。
17.与相关技术相比较，本发明提供的一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法具有如下有益效果：
18.本发明提供，基于micro-ct扫描后的图像，应用ipl语言快速、完整地把脊柱3d图像分割为不同节段的椎体图像，每分割一个椎体图像所用时间少于1分钟，调整角度后直观、清楚地观察椎体上下终板的形态改变，从而为终板的定性评估及定量分析提供方便，为脊柱退行性病变的研究如椎间盘退变的研究提供一种新的方法。
附图说明
19.图1为本发明整体步骤示意图。
具体实施方式
20.实施例，由图1给出，一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，包括以下步骤：
21.s1、对需要研究脊柱退变的动物或标本的脊柱micro-ct图像进行3d重建；
22.具体的，对于需要研究脊柱退变的动物标本，按照动物的种类不同设置不同的扫描参数，行micro-ct断层扫描后的脊柱图像应用micro-ct自带软件进行3d重建，获取的图像自动保留在micro-ct工作站。
23.s2、对已经重建好的脊柱3d图像应用ipl语言进行分离；
24.具体的，为了实现以上方法，首先在工作站的eve窗口输入ipl，进入ipl应用后台，读取以上重建的3d图像，应用cl-rank-extract指令对3d图像进行分割，程序将反馈3d图像有多少个物体，我们选择1 to 1将获得最大的物体图像，并用write指令写出该物体图像，这样最大的椎体图像将保存于工作站。接下来重复以上操作，再选择2 to 2获取第二个物体；依次进行，直到所有的椎体图像都分离出来，实现快速分离椎体图像。
25.s3、对已经分离的单个椎体的图像进行调整角度、保存图像；
26.具体的，对分割的椎体图像进行排序和命名，把分割的椎体图像打开与未分割的3d整体图进行对比，辨别各个椎体是属于解剖位置的哪个椎体，做好记录。
27.其次是分别调整各个椎体的角度，使终板朝上并完整展现出来，一般取俯视位，然后保存图片，按照椎体的解剖位置命名。可以直观地观察椎体上下终板地形态改变。
28.s4、对于已保留的单个椎体图片，应用图像分析软件可以对终板进行定量。
29.具体的，对已经保存的单个椎体的图片，应用ipp、imaginj等图像分析软件中的计算模块，计算终板的表面积，这样可以实现定量评估椎体退变过程终板的变化。
30.综上所述，本发明取得了以下效果：基于micro-ct扫描后的图像，应用ipl语言快速、完整地把脊柱3d图像分离为不同节段的椎体图像，调整角度后直观、清楚地观察椎体上下终板的形态改变，从而为终板的定性评估及定量分析提供方便，为脊柱退行性病变的研究如椎间盘退变的研究提供一种新的方法。


技术特征：
1.一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、对需要研究脊柱退变的动物或标本的脊柱micro-ct图像进行3d重建；s2、对已经重建好的脊柱3d图像应用ipl语言进行分离；s3、对已经分离的单个椎体的图像进行调整角度、保存图像；s4、对于已保留的单个椎体图片，应用图像分析软件可以对终板进行定量。2.根据权利要求1所述的一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，其特征在于，所述s1中对于需要研究脊柱退变的动物或标本，按照动物的种类不同设置不同的扫描参数。3.根据权利要求1所述的一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，其特征在于，所述s2分离步骤如下：s201、首先在工作站的eve窗口输入ipl，进入ipl应用后台，读取以上重建的3d图像，应用cl-rank-extract指令对3d图像进行分割，程序将反馈3d图像有多少个物体，我们选择1to 1将获得最大的物体图像，并用write指令写出该图像，这样最大的椎体图像将保留于工作站，该过程在1分钟内完成；s202、接下来重复201操作，再选择2to 2获取第二个物体图像；s203、依次进行，直到所有的椎体图像都分离出来，实现了快速分离椎体图像。4.根据权利要求1所述的一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，其特征在于，所述s3中调整角度和保存图像的方式为调整各个椎体的角度，使终板朝上并完整展现出来，一般取俯视位，然后保存图片。5.根据权利要求1所述的一种基于micro-ct图像快速分析椎体终板形态变化的方法，其特征在于，所述s4中应用图像分析软件为ipp和imaginj等图像分析软件。

技术总结
本发明公开了一种基于Micro-CT图像快速分析椎体终板形态变化的方法，涉及骨科研究中观察脊柱退变过程椎体终板形态改变的技术领域，包括以下步骤：S1、对需要研究脊柱退变的动物或标本的脊柱Micro-CT图像进行3D重建；S2、对已经重建好的脊柱3D图像应用IPL语言进行分离；S3、对已经分离的单个椎体的图像进行调整角度、保存图像；S4、对于已保留的单个椎体图片，应用图像分析软件可以对终板进行定量；本发明提供，基于Micro-CT扫描后的图像，应用IPL语言快速、完整地把脊柱3D图像分离为不同节段的椎体图像，调整角度后直观、清楚地观察椎体上下终板的形态改变，从而为终板的定性评估及定量分析提供方便，为脊柱退行性病变的研究如椎间盘退变的研究提供一种新的方法。椎间盘退变的研究提供一种新的方法。椎间盘退变的研究提供一种新的方法。


技术研发人员：吴秀华 朱青安 郑磊 叶永浓 黄志平 李萍 李鹏 杨佳晨 陈佳雨
受保护的技术使用者：南方医科大学南方医院
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/3/31