[发明专利]一种使用高次曲面拟合的新型骨密度计算方法及装置

权利要求书

1.一种使用高次曲面拟合的新型骨密度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、通过空拍采集空拍图像，确定高能和低能X线入射强度测量值；

步骤2、采集标准模体的高能低能X线图像，并对得到的图像进行预处理，确定标准模体高能和低能X线出射光强测量值；

步骤3、根据骨密度值F、标准模体高能X线出射光强测量值与高能X线入射光强测量值的对数比x、标准模体低能X线出射光强测量值与低能X线入射强度测量值的对数比y进行高次曲面拟合，求出拟合函数F(c；x,y)中各参数值，以得到骨密度计算公式；

步骤4、采集待测骨骼高能和低能X线图像，并对得到的图像进行预处理，确定待测骨骼高能和低能X线出射光强测量值；得到待测骨骼高能X线出射光强测量值与高能X线入射光强测量值的对数比x和待测骨骼低能X线出射光强测量值与低能X线入射光强测量值的对数比y；

步骤5、将所得待测骨骼的对数比x和y代入骨密度计算公式，求得待测骨骼的骨密度值。

2.根据权利要求1所述使用高次曲面拟合的新型骨密度计算方法，其特征在于：所述步骤3中拟合函数F(x,y)具体为：

其中Λ、Ω、Θ三个参数，分别是F对x、y不同程度的高次泰勒展开，具体为：

Λ＝λ₀+λ₁x+λ₂y+λ₃x²+λ₄xy+λ₅y²

Ω＝1+ω₁x+ω₂y+ω₃x²+ω₄xy+ω₅y²+ω₆x³+ω₇x²y+ω₈xy²+ω₉y³

Θ＝θ₀+θ₁x+θ₂y+θ₃x²+θ₄xy+θ₅y²+θ₆x³+θ₇x²y+θ₈xy²+θ₉y³+θ₁₀x⁴+θ₁₁x³y+θ₁₂x²y²+θ₁₃xy³+θ₁₄y⁴

其中，λ_i、ω_i、θ_i为泰勒展开系数。

3.根据权利要求1所述使用高次曲面拟合的新型骨密度计算方法，其特征在于：所述步骤3中采用迭代非线性最小二乘法进行求解得到拟合函数。

4.一种使用高次曲面拟合的新型骨密度计算装置，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于通过空拍、对标准模体和待测骨骼成像，采集获得空拍图像、标准模体和待测骨骼的高能和低能X线图像；

图像预处理模块，用于对空拍图像、标准模体和待测骨骼高能低能X线图像进行预处理，获得高能和低能X线入射强度测量值、标准模体和待测骨骼的高能和低能X线出射光强测量值；

拟合模块，用于根据高能和低能X线入射强度测量值、标准模体和待测骨骼的高能和低能X线出射光强测量值之间的关系进行高次曲面拟合，求出拟合表达式中各参数值，以得到骨密度计算公式；

骨密度计算模块，用于将待测骨骼高能和低能X线出射光强测量值代入骨密度计算公式，求得待测骨骼的骨密度值。

5.根据权利要求4所述使用高次曲面拟合的新型骨密度计算装置，其特征在于：所述图像采集模块采用骨密度仪。