[发明专利]基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法，其特征在于，包括：

基于图像识别技术确定膝关节股骨的二维CT图像中每个断层层面的髓腔中心点的坐标；

根据所有断层层面的髓腔中心点的坐标拟合出髓腔轴线；

对所述二维CT图像进行三维重建，得到所述股骨的三维模型；

将所述三维模型中的髓腔轴线进行三维图形变换，以使所述髓腔轴线垂直于水平面；

根据所述三维模型获得所述股骨一端的透视图像；

基于所述透视图像，以所述髓腔轴线为中心旋转所述股骨，以使股骨双侧后髁点的纵坐标相同；

将所述透视图像中的股骨双侧后髁点还原到所述三维模型，以得到膝关节股骨双侧后髁点的三维坐标。

2.如权利要求1所述的基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法，其特征在于，基于图像识别技术确定膝关节股骨的二维CT图像中的每个断层层面的髓腔中心点的坐标包括：

提取股骨髓腔中像素值大于预设像素阈值的各个像素点；

计算各个所述像素点的质量中心，将所述质量中心的坐标作为所述髓腔中心点的坐标。

3.如权利要求1所述的基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法，其特征在于，根据所有断层层面的髓腔中心点的坐标拟合出髓腔轴线包括：

基于最小二乘法将所有断层层面的髓腔中心点的坐标拟合成髓腔轴线。

4.如权利要求1所述的基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法，其特征在于，将所述透视图像中的股骨双侧后髁点还原到所述三维模型，包括：

标记与所述透视图像视角垂直的第一直线以及第二直线，其中，所述第一直线穿过所述股骨双侧后髁点中一侧的后髁点且与所述髓腔轴线平行；所述第二直线穿过所述股骨双侧后髁点中另一侧的后髁点且与所述髓腔轴线平行；

分别确定所述第一直线和第二直线经过的骨质像素的质量中心的三维坐标，得到的两个质量中心的三维坐标为所述膝关节股骨双侧后髁点的三维坐标。

5.一种基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别系统，其特征在于，包括：

髓腔中心点确定模块，用于基于图像识别技术确定膝关节股骨的二维CT图像中每个断层层面的髓腔中心点的坐标；

髓腔曲线拟合模块，与所述髓腔中心点确定模块相耦合，用于根据所有断层层面的髓腔中心点的坐标拟合出髓腔轴线；

三维重建模块，与所述髓腔曲线拟合模块相耦合，用于对所述二维CT图像进行三维重建，得到所述股骨的三维模型；

第一调整模块，与所述三维重建模块相耦合，用于将所述三维模型中的髓腔轴线进行三维图形变换，以使所述髓腔轴线垂直于水平面；

第二调整模块，与所述第一调整模块相耦合，用于根据所述三维模型获得所述股骨一端的透视图像；

第三调整模块，与所述第二调整模块相耦合，用于基于所述透视图像，以所述髓腔轴线为中心旋转所述股骨，以使股骨双侧后髁点的纵坐标相同；

还原模块，与所述第三调整模块相耦合，用于将所述透视图像中的股骨双侧后髁点还原到所述三维模型，以得到膝关节股骨双侧后髁点的三维坐标。

6.如权利要求5所述的基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别系统，其特征在于，所述髓腔中心点确定模块用于提取股骨髓腔中像素值大于预设像素阈值的各个像素点；计算各个所述像素点的质量中心，将所述质量中心的坐标作为所述髓腔中心点的坐标。

7.如权利要求5所述的基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别系统，其特征在于，所述髓腔曲线拟合模块用于基于最小二乘法将所有断层层面的髓腔中心点的坐标拟合成髓腔轴线。