MR图像中髋关节软骨厚度的测量及校正-天津大学期刊中心.PDF

第 43 卷 第 2 期 天 津 大 学 学 报 Vol.43 No.2 2010 年 2 月 Journal of Tianjin University Feb. 2010 ▋ MR 图像中髋关节软骨厚度的测量及校正 曹 宇，赵 杰 (哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，哈尔滨 150080) 摘 要 ：为了准确诊断和治疗骨关节病，需要准确掌握关节软骨的厚度．核磁共振成像 (MRI)技术为关节软骨的厚度 测量提供了一种无辐射、非侵入的有效方法．针对 MR 射影切片成像的特点，提出了一种基于 MR 图像的髋关节软骨 厚度的测量和校正方法．首先，通过数学模型的论证，将结合高斯二阶微分的零交叉法应用于 MR 摄影平面中的软骨 厚度测量，得出 MR 摄影平面上薄面体法线方向的软骨测量厚度τ 0 ；在此基础上，提出一种校正算法，针对软骨曲面形 状引起的过测量问题对测量厚度误差加以校正，得到校正后的软骨厚度τ ．采用人体髋关节标本进行了 MR 射影和解 剖实验，对比了校正的测量厚度和解剖学测量值，实验结果验证了本文方法的有效性． 关键词 ：厚度测量；误差校正；核磁共振成像；软骨 中图分类号：TP391 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 (2010)02-0161-07 Measurement and Correction of Hip Cartilage Thickness from MR Images CAO Yu ，ZHAO Jie (State Key Laboratory of Robotics and System ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150080 ，China) Abstract ：For correct diagnosis and treatment of arthropathy ，the thickness of articular cartilage has to be measured accu- rately. Magnetic resonance imaging (MRI) offers a non-radiant and non-invasive method for thickness measurement of articular cartilage. In this paper a novel method has been proposed to measure and correct the articular cartilage thickness of human hip joint from MR images with characteristics of sliced imaging. The cartilage image-plane thickness in the normal directionτ 0 in MR slices was first measured with zero-crossing method in combination with the second directional deriva- tives of Gaussian bl