[发明专利]关节置换术前规划方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种关节置换术前规划方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取患者待置换关节的骨骼图像；对所述骨骼图像进行处理，将所述骨骼图像裁剪为预定数量的区域图像；使用经训练的特征点检测模型分别检测对应的区域图像得到每个区域的特征点；根据特征点确定关节置换假体的初始位姿；根据确定的关节置换假体的初始位姿确定关节置换假体置换的最终位姿。根据本公开实施例能够实现全膝关节置换术前规划的自动执行，减少人工干预，提高术前规划的一致性和可靠性，降低对医生经验的要求以及人为因素对结果的影响。

技术领域

本发明属于医学技术领域，尤其涉及一种关节置换术前规划方法及装置、计算设备及计算机存储介质。

背景技术

人工膝关节置换术作为治疗严重的膝关节损伤及病变的方法，现在已经得到广泛的使用，置换手术使用人工材料制造的关节假体代替人体自身的受损膝关节，达到治疗的目的。

全膝关节假体置换术前需要一套完备详尽的术前规划方案。有很多的CAD软件可以辅助医生制定方案，特征点的生成是其中必要的一步。一般来说，这些特征点需要医生利用CAD软件提供的工具先对骨骼区域进行分割，借助分割后的骨骼区域手动标记特征点，之后CAD软件根据标记的点的空间位置自动计算假体的初始放置位姿，然后经过医生调整后确定假体的最终放置位姿完成关节置换的术前规划。

发明内容

本发明提供一种关节置换术前规划方法及装置、计算设备及计算机存储介质，实现关键置换术前规划的自动执行，减少人工干预，提高了术前规划的一致性和可靠性，降低了对医生经验的要求以及人为因素对结果的影响。

第一方面，本发明提供一种关节置换术前规划方法，包括：

获取患者待置换关节的骨骼图像；

对所述骨骼图像进行处理，将所述骨骼图像裁剪为预定数量的区域图像；

使用经训练的特征点检测模型检测所述区域图像得到每个区域的特征点；

根据特征点确定关节置换假体的初始位姿；

根据确定的关节置换假体的初始位姿确定关节置换假体置换的最终位姿。

作为优选，所述待置换关节为膝关节，所述预定数量的区域图像包括包含股骨头部分的股骨上侧的图像、膝关节部分的图像和包含踝关节部分的胫骨下侧的图像。

进一步地，所述对所述骨骼图像进行处理，将所述骨骼图像裁剪为预定数量的区域图像，包括：使用模糊位置裁剪得到预定数量的粗定位区域；对每个粗定位区域进行处理得到所述预定数量的区域图像。

进一步地，每个所述区域图像使用对应的特征点检测模型进行检测，所述区域图像对应的特征点检测模型采用相同的结构。

进一步地，所述特征点检测模型包括U-Net网络和DSNT模块。

进一步地，所述使用经训练的特征点检测模型检测所述区域图像得到每个区域的特征点，包括：通过U-Net网络提取特征，得到特征点的概率图；通过DSNT模块对特征点的概率图进行处理得到特征点的坐标。

进一步地，所述特征点包括参考点和截骨测量点，所述参考点用于建立坐标系，所述截骨测量点用于确定截骨深度；

所述参考点包括股骨膝关节中心、股骨头中心、股骨内上髁、股骨外上髁、胫骨膝关节中心、胫骨内侧踝、胫骨外侧踝、PCL中心、胫骨结节前内侧1/3；

所述截骨测量点包括股骨内侧后方截骨深度测量点、股骨外侧后方截骨深度测量点、股骨内侧远端截骨深度测量点、股骨外侧远端截骨深度测量点、胫骨内侧近端截骨深度测量、胫骨外侧近端截骨深度测量点。

进一步地，所述根据特征点确定关节置换假体的初始位姿，包括：

根据特征点中的参考点建立坐标系；

根据特征点中的截骨测量点确定截骨深度；

根据坐标系和截骨深度确定假体初始位姿。