[发明专利]基于视角的骨折线提取映射方法

说明书

本发明公开了一种基于视角的骨折线提取映射方法，包括获取复位后的骨折碎片作为输入并获取同种骨头类型的标准骨模板；确认视角位置和朝向，渲染骨折碎片得到深度缓冲和模板缓冲；确定骨折碎片的渲染区域及边界并标记骨折碎片的缝隙区域；细化处理缝隙标记得到缝隙线并平滑；将骨折碎片和缝隙线与标准骨模板配准得到初步复位的骨折线；将初步复位的骨折线与标准骨模板进行映射和变换得到最终的骨折线。本发明提供的这种基于视角的骨折线提取映射方法，通过创新性的骨折线提取映射方法，能够得到贴合骨模板表面的骨折线，效果较好，而且本发明方法准确率高、效率较高、精确度好且鲁棒性高。

技术领域

本发明属于图像处理领域，具体涉及一种基于视角的骨折线提取映射方法。

背景技术

骨折线是骨折以后，骨折的两个断端中间形成的间隙；在医疗领域，研究人员往往需要从不同形态的骨折模型上提取骨折线，然后在建模软件中将这些骨折线叠加在事先准备好的标准骨模板上。

目前，国内网的骨折线提取和映射的应用过程基本处在手工阶段，即利用建模和绘图软件等计算机辅助技术，进行图形图像处理。尽管三维骨折线的信息更加立体和全面，但由于映射技术上的限制，除少数尝试还原三维骨折线的对比研究内容外，大多数研究仍然停留在基于单视角的二维骨折线的叠加图像上。

骨折线与地理信息科学等领域中的断裂线或缝隙线有部分相似，因此也有人将该部分的提取映射方法应用于骨折线的提取映射。Thiele等人采用了特定的成本函数和最小花费路径算法在结构化特征上快速插值以实现缝隙线提取，Masoud和Koike在过去一些年提出了若干线状特征的方法，并开发了一种名为LINDA的数字高程分析软件将这些方法整合起来，尤其适合繁多的短线段检测。但这些方法都是基于特定的地理特征来进行缝隙线检测的方法，不能直接应用在复杂骨折碎片上。

同时，现有的人工进行骨折线提取和映射的方式，不仅费时费力，而且准确性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确率高、效率较高且精确度好的基于视角的骨折线提取映射方法。

本发明提供的这种基于视角的骨折线提取映射方法，包括如下步骤：

S1.获取复位后的骨折碎片作为输入，获取同种骨头类型的标准骨模板，并人工设定模型的缝隙宽度；

S2.确认视角位置和朝向，对步骤S1获取的骨折碎片进行渲染，从而得到深度缓冲和模板缓冲；

S3.根据步骤S2得到的模板缓冲确定骨折碎片的渲染区域及边界，并对骨折碎片的缝隙区域进行标记；

S4.对步骤S3得到的缝隙标记进行细化处理，得到缝隙线并进行平滑；

S5.将步骤S1获取的骨折碎片和步骤S4获取的缝隙线与步骤S1得到的标准骨模板进行配准，从而得到初步复位的骨折线；

S6.将步骤S5得到的初步复位的骨折线与步骤S1得到的标准骨模板分别进行映射和变换，从而得到最终的骨折线。

步骤S1所述的获取复位后的骨折碎片作为输入，并获取同种骨头类型的标准骨模板，具体为获取两块复位后的骨折碎片作为输入；通过CT获取正常骨头的体数据，然后通过三维网格重建得到三维表面模型；同时对标准骨模板模型进行网格处理，从而保证标准骨模板模型具有单连通、光滑、均匀和无孔的特性。

步骤S2所述的确认视角位置和朝向，对步骤S1获取的骨折碎片进行渲染，从而得到深度缓冲和模板缓冲，具体为通过人为观察，并结合旋转和平移操作确认视角位置和朝向；然后，根据确认的视角和朝向，渲染骨折碎片，并通过离屏渲染技术获得对应的深度缓冲和模板缓冲。