一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置，该方法包括：获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。可以提升膝关节软骨组织缺损评估精度。

A Method and Device for Evaluating Cartilage Defect of Knee Joint

【技术实现步骤摘要】
一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置
本申请涉及医学影像
，尤其是涉及一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置。
技术介绍
核磁共振成像(NuclearMagneticResonanceImaging，MRI)，是利用核磁共振(nuclearmagneticresonnance，NMR)原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。MRI是临床中用于评估软骨缺损的技术手段之一，可以有效地对关节软骨全层缺损区域进行评估，但该评估方法，主要依据基于MRI的软骨成像序列，对关节软骨损伤的形态学改变进行诊断、分型，得到的只是一些定性评估结果，例如，有损伤、损伤较小、损伤较大等定性结果，使得膝关节软骨组织缺损评估结果精度不高。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置，提升膝关节软骨组织缺损评估精度。第一方面，本申请实施例提供了一种评估膝关节软骨组织缺损的方法，包括：获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型，包括：将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述所述提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值，包括：对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：将MRI图像进行存储；以及，将划分为体网格的三维模型对应的各数据导出，并保存为.mxp格式的体网格数据文件。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述膝关节三维数字化模型软件包括3D医学成像软件Mimics，利用3-matic软件提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。结合第一方面、第一方面的第一种至第四种中任一可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述获取目标膝关节软骨组织的MRI图像包括：以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。第二方面，本申请实施例还提供一种评估膝关节软骨组织缺损的装置，包括：图像获取模块，用于获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；三维模型构建模块，用于将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；灰度值提取模块，用于提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；损伤评估模块，用于依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述所述三维模型构建模块，具体用于：将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述灰度值提取模块，具体用于：对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。结合第二方面、第二方面的第一种至第三种中任一可能的实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述图像获取模块，具体用于：以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。本申请实施例带来了以下有益效果：本申请通获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。这样，通过将缺损软骨组织内部的每一个像素点的灰度值均与正常软骨组织相比较分析，依据损伤膝关节软骨组织的灰度值差异构建层级的分布云图，可以定量反映损伤的程度或损伤恢复的程度，可以提升膝关节软骨组织的缺损评估精度。本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估膝关节软骨组织缺损的方法，其特征在于，包括：获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。

【技术特征摘要】
1.一种评估膝关节软骨组织缺损的方法，其特征在于，包括：获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型，包括：将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值，包括：对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将MRI图像进行存储；以及，将划分为体网格的三维模型对应的各数据导出，并保存为.mxp格式的体网格数据文件。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膝关节三维数字化模型软件包括3D医学成像软件Mimics，利用3-matic软件提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取目标膝关节软骨组织的MRI图像包括：以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖英芳，代岭辉，任爽，张辛，胡晓青，
申请(专利权)人：北京大学第三医院，
类型：发明
国别省市：北京,11