对髋关节图像的处理方法及计算设备技术

本发明专利技术公开了一种对髋关节图像的处理方法，适于在计算设备中执行，包括步骤：获取多张包含髋关节的髋关节图像；利用多张髋关节图像，生成包含髋关节的三维图像；利用多张髋关节图像，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体；以及基于球体的球半径和球心位置，对三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像。本发明专利技术一并公开了用于执行该方法的计算设备。

Processing method and computing equipment of hip joint image

【技术实现步骤摘要】
对髋关节图像的处理方法及计算设备
本专利技术涉及图像处理
，尤其是对髋关节图像的处理方法。
技术介绍
随着数字医学的快速发展，数字化技术在外科手术中的应用越来越重要，数字化的手术规划克服了外科医生的视觉局限，使数据测量更加精准，诊断更为精确，手术更加精准、更加高效。对于骨科手术，例如，髋关节置换手术，传统的术前规划主要是通过X线片及假体模板相结合的方式来制定手术方案。在X线图像上标记髋臼的旋转中心，通过二维的图像模拟出代表髋臼的一个圆形，该圆形的圆心即为髋臼中心。再利用二维的髋臼中心确定出二维的髋臼杯位置。然而，所确定的二维的髋臼杯位置无法反映三维空间位置，精确度低，并且，X线很难拍摄出与实际骨盆1:1大小的X线图像，故只能近似判断髋臼杯的大小，传统方法结果误差较大。若是通过放置标准大小的标记物来进行等比例换算，换算的过程又会增加术前规划的复杂程度，费时费力。此外，髋臼中心的位置同时还受骨盆前、后倾以及左、右旋等多个三维参数影响，X线规划无法将这些三维参数考虑在内。鉴于此，需要一种对髋关节图像的处理方案，来提供准确的针对髋关节图像的术前信息，以更好地辅助专业医生制定手术方案。
技术实现思路
为此，本专利技术提供了对髋关节图像的处理方法及计算设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种对髋关节图像的处理方法，适于在计算设备中执行，包括步骤：获取多张包含髋关节的髋关节图像；利用多张髋关节图像，生成包含髋关节的三维图像；利用多张髋关节图像，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体；以及基于球体的球半径和球心位置，对三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像。可选地，在根据本专利技术的方法中，利用多张髋关节图像，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体的步骤包括：针对各髋关节图像，分别确定出用于拟合球体的第一拟合点；利用多张髋关节图像的第一拟合点，拟合出中间球体；确定中间球体的球半径和球心位置；根据中间球体的球半径和球心位置，从第一拟合点中筛选出第二拟合点；以及利用第二拟合点，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体。可选地，在根据本专利技术的方法中，针对各髋关节图像，分别确定出用于拟合球体的第一拟合点的步骤包括：针对各髋关节图像，从髋关节图像中识别出两个特征点；生成两个特征点的连线、以及垂直于所述连线的多条垂线；将多条垂线与髋臼月状关节面的多个交点，作为第一拟合点。可选地，在根据本专利技术的方法中，标注信息指示与所述髋关节匹配的假体的大小和位置。可选地，在根据本专利技术的方法中，基于球体的球半径和球心位置，对三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像的步骤包括：基于球体的球半径和球心位置，在三维图像上标注出所述球体近髋臼方向的一半球体，作为初始标注信息；以球心为中心，按照预设角度对初始标注信息进行旋转，得到旋转后的标注信息；以及在对旋转后的标注信息进行处理后，将其标注在三维图像上，作为包含标注信息的三维图像。可选地，根据本专利技术的方法还包括步骤：根据标注信息，确定与髋关节匹配的假体的大小和假体的放置位置。可选地，在根据本专利技术的方法中，以球心为中心，按照预设角度对初始标注信息进行旋转，得到旋转后的标注信息的步骤包括：以通过球心的Y轴为基准，将初始标注信息按照顺时针或逆时针方向旋转第一角度，得到初次旋转后的标注信息；以通过球心的Z轴为基准，将经初次旋转后的标注信息前倾第二角度，得到旋转后的标注信息。可选地，在根据本专利技术的方法中，在对旋转后的标注信息进行处理后，将其标注在三维图像上，作为包含标注信息的三维图像的步骤包括：确定旋转后的标注信息的轴线；以轴线为基准，在指向髋臼的方向形成新的球面，作为处理后的标注信息标注在三维图像上，其中，新的球面与骨质接触的面积达到预设范围。可选地，在根据本专利技术的方法中，预设范围为新的球面与骨质接触的面积占新的球面表面积的80％至100％。可选地，在根据本专利技术的方法中，利用多张髋关节图像，生成包含髋关节的三维图像的步骤包括：将多张髋关节图像分别输入到髋关节分割模型组件，获取仅包括骨骼的各个二维图像；将各个二维图像在空间上进行叠加，生成包含髋关节的三维图像。可选地，在根据本专利技术的方法中，将各个二维图像在空间上进行叠加，生成包含髋关节的三维图像的步骤包括：将所述各个二维图像中的骨盆的左右方向设置为x轴方向，CT扫描方向为z轴方向，与x轴和z轴所成平面垂直的方向设置为y轴方向；将各个二维图像沿z轴方向在空间上进行叠加，生成包含髋关节的三维图像。根据本专利技术的又一方面，提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；和存储器；一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行如上所述方法中的任一方法的指令。根据本专利技术的再一方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令当计算设备执行时，使得计算设备执行如上所述的方法中的任一方法。根据本专利技术的方案，通过对髋关节图像的处理，可在图像中显示与该髋关节相匹配的假体信息，为假体安置提供准确率高的术前规划数据。具体地，生成包含髋关节的三维图像，并确定出髋臼的月状面，通过该月状面的几何空间形态，来拟合出一个球体，使得这个球体最大程度与髋臼月状面相贴合。进一步地，根据该球体的球半径和球心位置，对三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像。该标注信息指示了与髋关节相匹配的假体的大小和位置。根据本专利技术的方案，很好地克服了髋臼中心受骨盆前、后倾以及左、右旋等位置的影响，准确计算出髋臼中心的位置。附图说明为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。图1示出了根据本专利技术一个实施例的计算设备100的构造示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的对髋关节图像的处理方法200的流程示意图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的髋关节置换的示图；图4示出了根据本专利技术一个实施例的髋关节图像的局部示意图；以及图5示出了根据本专利技术一个实施例的外展角的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1是示例计算设备100的框图。在基本的配置102中，计算设备100典型地包括系统存储器106和一个或者多个处理器104。存储器总线108可以用于在处理器104和系统存储器106之间的通信。取决于期望的配置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对髋关节图像的处理方法，所述方法适于在计算设备中执行，包括步骤：/n获取多张包含髋关节的髋关节图像；/n利用多张髋关节图像，生成包含髋关节的三维图像；/n利用所述多张髋关节图像，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体；以及/n基于所述球体的球半径和球心位置，对所述三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种对髋关节图像的处理方法，所述方法适于在计算设备中执行，包括步骤：
获取多张包含髋关节的髋关节图像；
利用多张髋关节图像，生成包含髋关节的三维图像；
利用所述多张髋关节图像，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体；以及
基于所述球体的球半径和球心位置，对所述三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述利用多张髋关节图像，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体的步骤包括：
针对各髋关节图像，分别确定出用于拟合球体的第一拟合点；
利用多张髋关节图像的第一拟合点，拟合出中间球体；
确定所述中间球体的球半径和球心位置；
根据所述中间球体的球半径和球心位置，从所述第一拟合点中筛选出第二拟合点；以及
利用所述第二拟合点，拟合出与髋臼月状关节面相贴合的球体。


3.如权利要求2所述的方法，其中，所述针对各髋关节图像，分别确定出用于拟合球体的第一拟合点的步骤包括：
针对各髋关节图像，从所述髋关节图像中识别出两个特征点；
生成所述两个特征点的连线、以及垂直于所述连线的多条垂线；
将所述多条垂线与髋臼月状关节面的多个交点，作为第一拟合点。


4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述标注信息指示与所述髋关节匹配的假体的大小和位置。


5.如权利要求4所述的方法，其中，所述基于球体的球半径和球心位置，对三维图像进行处理，生成包含标注信息的三维图像的步骤包括：
基于所述球体的球半径和球心位置，在所述三维图像上标注出所述球体近髋臼方向的一半球体，作为初始标注信息；
以球心为中心，按照预设角度对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸凌，安奕成，刘星宇，柴伟，
申请(专利权)人：张逸凌，北京长木谷医疗科技有限公司，长木谷医疗科技青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11