计算机用于CT图像的脂肪计算

　　1　脂肪测量技术现状

　　目前在我国市场上出现的诊断肥胖和测量脂肪的仪器,绝大多数是利用生物电阻抗法(BIA)作为测量原理,这种仪器是间接对全身脂肪进行测量,准确性不高,更不能进行脂肪的局部测量和分析脂肪分布。有报道,对某一局部脂肪的测量,更能反映病人的肥胖程度。较先进的方法是在医院中,医生利用病人腹部CT图像,对某一局部的脂肪进行手工描迹,得出相应的面积值。在此过程中手工描迹只能对某一部分面积较大的脂肪区域进行计算,且人为因素对测量结果的影响很大,测量结果误差较大,而操作的复杂性使医生的工作效率也大大下降。

　　针对我国的情况我们尝试在利用CT技术测量出体脂分布的基础上,通过计算机的计算给出医生感光趣部位的体脂面积,这样医生不仅可以得到直观的脂肪分布图像还可以得到比较准确的脏器体脂堆积量。这为诊断和治疗肥胖病提供了非常好的工具,并为研究体脂分布对人体健康的危害提供了又一途径。

　　2　设计原理

　　2.1　处理对象

　　试验中我们选择腰椎三、四的CT图片作为研究对象,这是因为在此部位看不到过多的脏器,主要的部分就是皮下脂肪和肠,这便于研究和计算。而从腹部脏器CT值可以看出,脂肪的CT值不受造影剂的影响,且与其它组织CT值没有重叠。

　　2.2　两点法

　　在计算机上对图像进行处理是以灰度值为处理对象的,考虑到不同CT机拍出的CT图片会有一定灰度差别,不同的扫描仪和图像处理方法会使同一图像产生一定的灰度差别,为使计算结果不受干扰,在试验中我们请受试者在靠近腹部的地方放一个水袋,作为校正点之一,再在CT图片上选择一块面积较大且均匀的组织测出它的CT值,作为第二个校正点。这样根据CT窗宽技术,用这两个校正点的CT值和它们分别对应的灰度值,以及脂肪的CT值范围就可以得到脂肪的灰度范围:

　　确定了脂肪的灰度范围,就可以求出图像中在这一灰度范围内的像素个数,从而求得脂肪面积值。再将脂肪的面积值与腰部断面的总面积相比,我们得到的就是腰部脂肪面积的百分含量。

　　3　计算结果及分析

　　图1是在医院CT室拍摄的腰三、四部位的CT图像,窗位为150H,窗宽为1000H;经扫描仪处理后进入计算机。

　　图中O1为水袋,O2为肌肉组织,O3,O4为脂肪组织。CT机给出水的CT值为14.7,指定的肌肉组织CT值为67.4,两部分脂肪的CT值分别为-108.1、-107.6。我们选定脂肪的CT值范围为-80～-120。计算数据见表1

　　将表中的数据与图片的对比,我们看到在算法很好的计算出脂肪面积百分比,我们认为算法实现了它的功能。