[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

说明书

本发明公开了一种基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法及系统，其方法包括：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。本发明能够对膝关节股骨后髁点进行精准的定位。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法及系统。

背景技术

膝关节后髁点是膝关节股骨的重要解剖位置，在膝关节手术中是重要的参考点，通常将后髁点定义为在股骨髓腔轴线平行于水平面时两侧后髁与水平面的接触点。目前相关技术通常可以利用深度学习中的点识别算法对后髁点进行识别。发明人发现，该深度学习的点识别算法在对膝关节股骨后髁点进行识别时需要对后髁点进行精准标注，而在三维模型上对后髁点进行标注过程中由于会有较大的主观性导致误差较高，无法实现膝关节股骨后髁点的精准定位。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法及系统，其能够对膝关节股骨后髁点进行精准的定位。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于运动模拟算法的膝关节股骨后髁点识别方法，其包括：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。

在本发明的一实施方式中，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：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。

在本发明的一实施方式中，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。

在本发明的一实施方式中，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：标记第一直线以及第二直线，其中，所述第一直线穿过所述左侧最低点且与所述髓腔轴线平行，第二直线穿过所述右侧最低点且与所述髓腔轴线平行；分别确定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的双侧后髁点的三维坐标。