[发明专利]基于医疗植入式骨钉的固有特性自动查找并测量其外形尺寸的方法

说明书

基于医疗植入式骨钉的固有特性自动查找并测量其外形尺寸的方法，其包括以下步骤：步骤1：采集图像；将骨钉批量、任意放置于一大视野影像测量仪之上；步骤2：利用骨钉的固有特性自动查找骨钉；将采集所得图像利用图像二值化画处理；步骤3：对于单个固定进行自动测量外形尺寸；针对所述单个骨钉的螺纹外径、小径、头部直径、长度数据进行测量；步骤4：批量测量；用多线程异步同时执行步骤2，即可批量快速测量图像上所有骨钉的外形尺寸。本发明快速批量检测植入式医疗骨钉的外形尺寸，且可以适用绝大多数医疗骨钉，以解决现有技术中存在的技术问题。

技术领域

本发明涉及医疗植入式骨钉技术领域和精密影像测量领域，尤其涉及基于医疗植入式骨钉的固有特性自动查找并测量其外形尺寸的方法。

背景技术

医疗植入式骨钉又称骨折固定螺钉，临床中常用于固定的骨科内植入物。医疗植入式骨钉通常用于内部骨折或脱位的固定，通过直接拧入两个不同骨块或固定骨板等内植入物实现骨折的固定，定位骨骼并促进其痊愈。

医疗植入式骨钉外形与普通钉子相似，一般体积较小，骨钉的长度、螺纹径及头径等大小各异。因为使用环境的特殊，所以必须精确测量骨钉尺寸。但传统的骨钉测量通常选用卡尺测量或在光学影像检测设备上检测。带来的问题：

1、卡尺精度不高，并且测量结果受人为影响较大；

2、影像测量仪，精度高，但需要专用的治具，且上下料繁琐；

3、影像测量仪，需要对每个种类的骨订预先制作程式；

4、单颗测量，效率低下，无法满足现代工业批量化生产的需求。

发明内容

本发明解决的问题是如何能批量且高精度的检测骨钉，且所检测方法基于所述骨钉的固有特性之上。

为解决上述问题，本发明提供一种的技术方案基于医疗植入式骨钉的固有特性自动查找并测量其外形尺寸的方法，其包括以下步骤：

步骤1：采集图像；将骨钉批量、任意放置于一大视野影像测量仪之上；

步骤2：利用骨钉的固有特性自动查找骨钉；将采集所得图像利用图像二值化画处理；

步骤3：对于单个固定进行自动测量外形尺寸；针对所述单个骨钉的螺纹外径、小径、头部直径、长度数据进行测量；

步骤4：批量测量；用多线程异步同时执行步骤2，即可批量快速测量图像上所有骨钉的外形尺寸。

进一步优选的：所述步骤2中，还包括以下分步骤：

步骤2.1：进行阈值分割，所有灰度值大于阈值的像素点可能为待测骨钉用0表示，所有灰度值小于或等于阈值的像素点为空白区域用1表示；

步骤2.2：在所有用0表示的区域找到像素点连续的块，对每个块进行编号，并计算出重心和面积，为了排除干扰，以最大块的面积作为基准，排除面积过小的块，剩下的块就待测的骨钉。

进一步优选的：所述步骤3中，包括以下分步骤：

步骤3.1：亚像素边缘提取：对步骤2中得到一个像素块求最小外接矩形，并对矩形稍微放大，以放大后的矩形作为选择区域；通过Canny算法，对选区内的图像进行精确的亚像素边缘提取；

步骤3.2：测量螺纹的外形尺寸：以步骤3.1中得到的矩形中分线为大概的基准，利用骨钉的固有特性找到两边螺纹的大概位置；其中螺纹又具有特殊性找出波峰点，用最小二乘法拟合直线，即可得到螺纹外径的尺寸；找到波谷点，用最小二乘法拟合直线，即可以得到螺纹小径尺寸；再，通过螺纹外径的平分线与螺纹内径的平分线，可以精确的计算出骨钉整体的中分线。以螺纹的中分线与螺纹头部边缘的交点为坐标原点，以中分线为方向，建立坐标系。测量螺纹的长度，头部宽度。