[发明专利]一种骨强度模拟计算方法、装置及存储介质

说明书

本发明属于模拟计算技术领域，尤其是涉及一种骨强度模拟计算方法、装置和存储介质。骨强度模拟计算方法，包括获取待分析骨段骨松质的三维数据；根据所述三维数据，得到骨架力学模型；对所述骨架力学模型进行特征分析，得到骨架强度数据。本发明从影响骨强度的力学结构因素出发，通过数值模拟的方法计算骨架力学强度，以解决现有技术中存在的用骨密度评价骨强度，造成不能完善的体现骨强度的技术问题。

技术领域

本发明涉及骨强度评估技术领域，尤其是涉及一种骨强度模拟计算方法、装置及存储介质。

背景技术

骨矿含量测量的方法很多，而运用最多的是定量计算机体层摄影(quantitaitivecomputed tomography，简称QCT)和双能X线吸收法(dual energy X-ray absorptiometry，简称DXA)。DXA可反映骨皮质和骨松质的总和，测量结果为面积骨密度，单位为g/cm2；QCT其方法是使用常规CT加体模，通过对腰椎和其下方的参照体模同时扫描，然后在CT图像上将感兴趣区域(region of interest，ROI)定在每节椎体中部层面的骨松质区小梁骨，经计算机处理分析可得出每节椎体骨松质的骨密度值，然后再进一步计算出被测腰椎骨密度的平均值，可以将皮质骨与骨松质分开，测量真正的骨松质密度，测量结果为体积骨密度，单位为g/cm3。

现有评价骨强度都是根据骨密度值粗略评价骨强度，均存在缺陷。DXA是二维骨密度测量，反映的是面积密度而不是真正的体积，即DXA所测得的骨密度为扫描区内所有骨的总和，不能把骨皮质和骨松质区分开，骨皮质的存在会降低观察治疗变化的敏感性；并且DXA所测的骨密度明显受几何形状的影响，所以即使实际骨密度是一样的，如果用DXA，厚的骨比薄的骨密度要高；DXA测定脊柱骨密度是包括椎体和椎弓整个椎体面积密度，主动脉钙化、退行性骨关节病、骨质增生、棘突、骨痂和压缩性骨折都会导致骨密度增高。QCT可得出每节椎体骨松质的骨密度值，其单位为然后再进一步计算出被测腰椎骨密度的平均值，单位为g/cm3，是单纯的密度值，虽然能够解决DXA的部分问题，但密度值只能粗略评价骨强度，并不能完善的体现骨强度。

因此，针对上述问题本发明急需提供一种新的骨强度模拟计算方法、装置及存储介质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的骨强度模拟计算方法、装置及存储介质，从影响骨强度的力学结构因素出发，通过数值模拟的方法计算骨架力学强度，以解决现有技术中存在的用骨密度评价骨强度，造成不能完善的体现骨强度的技术问题。

本发明的一个方面，提供了一种骨强度模拟计算方法，包括以下步骤：

获取待分析骨段骨松质的三维数据；

根据所述三维数据，得到骨架力学模型；

对所述骨架力学模型进行特征分析，得到骨架强度数据。

进一步地，所述获取待分析骨段骨松质的三维数据，具体包括：

应用QCT测量方法得到待分析骨段骨松质的三维数据。

进一步地，所述根据所述三维数据，得到骨架力学模型，具体包括：

根据所述三维数据进行三维重建，得到骨小梁的空间结构；

对得到的骨小梁的空间结构进行骨架化处理，得到骨小梁的力学模型，即所述骨架力学模型。

进一步地，骨松质内的骨小梁间相互交织，三条及以上骨小梁的相连接处为小梁结点；

所述骨架强度数据包括小梁结点的数量数据，和/或，小梁结点的骨小梁间夹角数据。

进一步地，所述对所述骨架力学模型进行特征分析，得到骨架强度数据，包括：

判断所述骨架力学模型中构成各小梁结点的骨小梁的数量，得到各小梁结点的类型；