基于連續成像的頸椎運動特征

裴欣欣，羅嗣頻，萬業達，王學民,3，周 鵬,3*(.天津大學精密儀器與光電子工程學院，天津 30007；.天津醫院放射科，天津 300； 3.天津市生物醫學檢測技術與儀器重點實驗室，天津 30007)

基于連續成像的頸椎運動特征

裴欣欣1，羅嗣頻2，萬業達2，王學民1,3，周 鵬1,3*
(1.天津大學精密儀器與光電子工程學院，天津 300072；2.天津醫院放射科，天津 300211； 3.天津市生物醫學檢測技術與儀器重點實驗室，天津 300072)

目的 在獲取X線頸椎屈伸運動連續圖像的基礎上探討頸椎的運動特征。方法 對頸椎病患者及正常人頸椎過屈位至過伸位自發連續運動的多幀矢狀位X線圖像進行圖像預處理、配準后，記錄單椎體的運動軌跡，提取各椎體的特征點，并計算出活躍椎體的相對幾何學參數、運動速率。結果 患者組與正常組C4、5、6椎體動態軌跡不同。與正常組比較，過屈位時患者組C4、5椎體左側邊緣曲線與基準線的夾角較小(P均<0.05)。患者組C4椎體的運動存在不穩定性，角度變化的波動性、速率改變的幅度及頻率均較大。且患者組相鄰單椎體相對位置的改變更小。結論 通過本研究圖像預處理、配準、參數提取及結果分析方法，可真實反映頸椎病變帶來的功能學特征改變，為基于X線圖像的頸椎動態特征分析提供新思路。

頸椎；動態特征；運動速率；單椎體運動

傳統的頸椎病檢查多采用X線進行形態學特征分析[1-2]，而頸椎病初期是功能性的，靜態觀察不能很好地反映其特征。以往通過有限元法[3]可追蹤到靜態圖像椎體邊緣，基于雙目立體視覺的頸椎運動測量[4]、光學追蹤[5]和電磁追蹤[6-7]等均依賴于外部標記運動追蹤，所得數據誤差較大。Anderst等[8]將直徑1.6 mm的鈦珠植入研究對象的椎體和棘突內以獲取椎體運動特征，但方法具有侵入性。葉斌[9]通過攝取頸椎張口位、左右旋轉后張口位研究頸椎的動態運動。但此類研究多采用不同位置的靜態矢狀位圖像，分別對圖像進行測量分析，其動態特征不明顯。……