【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学成像，尤其涉及一种快速测量脊柱变形和扭转角度的装置和方法。
技术介绍
1、特发性青少年脊柱侧弯是一种复杂的脊柱三维畸形，据报道其发病率约为3-5％，并且有逐年增加的趋势。因此，针对特发性青少年脊柱侧弯的防控，需要早诊断早治疗。目前的筛查方式主要在被测试对象作adam前弯的动作时用脊椎扭转角度测量器scoliometer通过测量脊柱的扭转角度来作评定。当脊柱的扭转角度超过某一个阈值时，被测试对象需要作进一步的检查来作确定，目前的医学金标准是通过x射线成像脊柱来测量脊柱的左右弯曲程度。而且在特发性青少年脊柱侧弯病人在骨科成熟前，无论在治疗还是角度进展观察过程中，需要持续的用x光射线。但是x射线在人体内的积累有其风险，包括引致女孩增加患乳腺癌机率(2016年丹麦的一个研究已经证明在脊柱侧弯治疗过程中摄入了x射线在25年后癌症的发病率比同龄人增加4.8倍)。同时，脊椎扭转角度测量器scoliometer的测量智能只能用作初筛，因为其测量到的脊椎扭转角度并不代表脊柱由x光成像得到的脊柱左右弯曲的角度。另一方面，工程人员专利技术了很多方法希望来补充一个既可以准确评估脊柱侧弯程度同时又不需要辐射的测量工具。第一类方法是用不同的光学方法来获取人体背部的地形图，通过脊柱两边在地形图上的不对称来获知脊柱的侧弯的情况，可以通过特定的光线投影或深度相机获得背部的地形图。第二类方法是用空间传感器获得特定脊柱标志点的三维空间位置信息，比如棘突的位置。第三类方法则是把脊椎扭转角度测量器scoliometer做成电子化，即使用电子加速度计测重
2、最近几年，三维超声成像被广泛应用在脊柱侧弯的检查中，scolioscan为全球首部基于三维超声成像的无辐射脊柱侧弯检测系统。因为超声成像能直接看到脊柱的骨架的变形，从而可以准确地对脊柱侧弯进行评估，所以可以应用在脊柱侧弯的筛查、长期连续病情监测、及疗效评估等场景。但是三维超声脊柱评估由于应用了超声成像，所以必须在扫描前在背部涂上超声耦合剂，这一需要使得这个评估的时间比脊椎扭转角度测量器scoliometer的测量时间要长，这样对每个青少年作筛查的场合就需要很长的时间。随着社会医疗保障的提升和政府对青少年健康的关注，让脊柱筛查纳入青少年健康检测常规检查的工作迫在眉睫，因此，希望能像检查近视一样方便准确地快速筛查脊柱侧弯。但是由于脊柱结构复杂，而现有的设备结构复杂携带不方便，因此，不适用于日益广泛的筛查活动的开展。
3、基于此，需要一种新的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种快速测量脊柱变形和扭转角度的装置和方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，包括壳体、三维空间位置传感器、与所述三维空间位置传感器通信连接的数据处理模块、以及与所述数据处理模块通信连接的显示模块，所述三维空间位置传感器用于在沿脊柱方向扫描背部时获取每个扫描位置的三维空间信息，所述三维空间信息包括位置信息和角度信息；所述数据处理模块用于根据所述三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图，还用于计算所述三维曲面图上的多个扭转角度，并在所述三维曲面图上进行标识；所述显示模块用于显示具有标识的所述三维曲面图。
3、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，在所述扭转角度超过预设阈值时，所述数据处理模块在所述三维曲面图上利用不同的颜色、标注、文字或灰度中的一种或多种来标识不同的扭转角度。
4、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，所述壳体包括前壳单元、上壳单元、下壳单元和手持部，所述下壳单元与所述手持部一体成型，扫描时所述前壳单元与背部接触进行扫描。
5、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，所述数据处理模块利用所述前壳单元与背部相交的线来表征所述三维空间位置传感器获取的所述三维空间信息，并对得到的多条线形成的曲面进行插值来得到所述三维曲面图。
6、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，还包括用于获取脊柱的超声图像的超声模块，所述超声模块设置在所述壳体内且所述超声模块的声头与所述前壳单元平齐；所述数据处理模块还用于根据所述超声模块所采集到的超声图像以及所述三维空间位置传感器所采集的与超声图像互相对应的位置信息获得三维超声图像和多个投影图像。
7、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，所述数据处理模块还用于在脊柱的三维超声图像的冠状面图中融合脊柱的扭转信息后发送至所述显示模块进行显示。
8、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，还包括安装在所述前壳单元外的扫描辅助装置，所述扫描辅助装置具有与脊柱相配合的凹面。
9、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，还包括设置在所述凹面两侧的滚轮结构。
10、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，所述三维空间位置传感器安装在所述壳体内部。
11、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，所述三维空间位置传感器为设置在智能终端上的激光雷达。
12、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，所述智能终端通过固定装置安装在所述壳体的表面。
13、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，还包括鼠标，所述数据处理模块根据所述三维空间位置传感器的所述三维空间信息和所述鼠标的位置信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图。
14、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，包括设置在所述壳体的不同位置的多个三维空间位置传感器，所述数据处理模块根据多个所述三维空间位置传感器的多个三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图。
15、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置中，用于在扫描过程中，当所述扭转角度超过预设阈值时，通过声音、颜色或文字中的一种或多种提醒使用者。
16、此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种快速测量脊柱变形和扭转角度的方法，包括以下步骤：
17、利用三维空间位置传感器在沿脊柱方向扫描背部时获取每个扫描位置的三维空间信息，所述三维空间信息包括位置信息和角度信息；
18、根据所述三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图；
19、计算所述三维曲面图上的多个扭转角度，并在所述三维曲面图上进行标识；
20、显示具有标识的所述三维曲面图。
21、在本专利技术提供的快速测量脊柱变形和扭转角度的方法中，在所述三维曲面图上利用不同的颜色、标注、文字或灰度中的一种或多种来标识不同的扭转角度。
22、在本专利技术提供的快速测量脊柱变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，包括壳体、三维空间位置传感器、与所述三维空间位置传感器通信连接的数据处理模块、以及与所述数据处理模块通信连接的显示模块，所述三维空间位置传感器用于在沿脊柱方向扫描背部时获取每个扫描位置的三维空间信息，所述三维空间信息包括位置信息和角度信息；所述数据处理模块用于根据所述三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图，还用于计算所述三维曲面图上的多个扭转角度，并在所述三维曲面图上进行标识；所述显示模块用于显示具有标识的所述三维曲面图。
2.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述数据处理模块在所述三维曲面图上利用不同的颜色、标注、文字或灰度中的一种或多种来标识不同的扭转角度。
3.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述壳体包括前壳单元、上壳单元、下壳单元和手持部，所述下壳单元与所述手持部一体成型，扫描时所述前壳单元与背部接触进行扫描。
4.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述数据处理模块利用所述前壳单元与背部
5.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括用于获取脊柱的超声图像的超声模块，所述超声模块设置在所述壳体内且所述超声模块的声头与所述前壳单元平齐；所述数据处理模块还用于根据所述超声模块所采集到的超声图像以及所述三维空间位置传感器所采集的与超声图像互相对应的位置信息获得三维超声图像和多个投影图像。
6.如权利要求5所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于在脊柱的三维超声图像的冠状面图中融合脊柱的扭转信息后发送至所述显示模块进行显示。
7.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括安装在所述前壳单元外的扫描辅助装置，所述扫描辅助装置具有与脊柱相配合的凹面。
8.如权利要求7所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括设置在所述凹面两侧的滚轮结构。
9.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述三维空间位置传感器安装在所述壳体内部。
10.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述三维空间位置传感器为设置在智能终端上的激光雷达。
11.如权利要求10所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述智能终端通过固定装置安装在所述壳体的表面。
12.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括鼠标，所述数据处理模块根据所述三维空间位置传感器的所述三维空间信息和所述鼠标的位置信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图。
13.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，包括设置在所述壳体的不同位置的多个三维空间位置传感器，所述数据处理模块根据多个所述三维空间位置传感器的多个三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图。
14.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括警报模块，用于在扫描过程中，当所述扭转角度超过预设阈值时，通过声音、颜色或文字中的一种或多种提醒使用者。
15.一种快速测量脊柱变形和扭转角度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
16.如权利要求15所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的方法，其特征在于，在所述三维曲面图上利用不同的颜色、标注、文字或灰度中的一种或多种来标识不同的扭转角度。
17.如权利要求15所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的方法，其特征在于，在根据所述三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图的所述步骤中，利用前壳单元与背部相交的线来表征所述三维空间位置传感器获取的所述三维空间信息，并对得到的多条线形成的曲面进行插值来得到所述三维曲面图。
18.如权利要求15所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的方法，其特征在于，还包括：在扫描过程中，当所述扭转角度超过预设阈值时，通过声音、颜色或文字中的一种或多种提醒使用者。
...【技术特征摘要】
1.一种快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，包括壳体、三维空间位置传感器、与所述三维空间位置传感器通信连接的数据处理模块、以及与所述数据处理模块通信连接的显示模块，所述三维空间位置传感器用于在沿脊柱方向扫描背部时获取每个扫描位置的三维空间信息，所述三维空间信息包括位置信息和角度信息；所述数据处理模块用于根据所述三维空间信息形成表征脊柱弯曲程度的三维曲面图，还用于计算所述三维曲面图上的多个扭转角度，并在所述三维曲面图上进行标识；所述显示模块用于显示具有标识的所述三维曲面图。
2.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述数据处理模块在所述三维曲面图上利用不同的颜色、标注、文字或灰度中的一种或多种来标识不同的扭转角度。
3.如权利要求1所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述壳体包括前壳单元、上壳单元、下壳单元和手持部，所述下壳单元与所述手持部一体成型，扫描时所述前壳单元与背部接触进行扫描。
4.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述数据处理模块利用所述前壳单元与背部相交的线来表征所述三维空间位置传感器获取的所述三维空间信息，并对得到的多条线形成的曲面进行插值来得到所述三维曲面图。
5.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括用于获取脊柱的超声图像的超声模块，所述超声模块设置在所述壳体内且所述超声模块的声头与所述前壳单元平齐；所述数据处理模块还用于根据所述超声模块所采集到的超声图像以及所述三维空间位置传感器所采集的与超声图像互相对应的位置信息获得三维超声图像和多个投影图像。
6.如权利要求5所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于在脊柱的三维超声图像的冠状面图中融合脊柱的扭转信息后发送至所述显示模块进行显示。
7.如权利要求3所述的快速测量脊柱变形和扭转角度的装置，其特征在于，还包括安装在所述前壳单元外的扫描辅助装置，所述扫描辅助装置具有与脊柱相配合的凹面。
8.如权利要求7所述的快速...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑永平，李家成，韩明珠，孟强，
申请(专利权)人：中慧医学成像有限公司，
类型：发明
国别省市：
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