【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学x光图像处理，尤其是基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法与系统。
技术介绍
1、当人体的脊柱在侧向上出现异常弯曲时，这种情况被称为脊柱侧弯。正常情况下，脊柱在正面视图上是笔直的，但在某些情况下，脊柱可能向一侧或两侧发生弯曲，形成侧弯的曲线。这种侧弯可能发生在不同的部位，通常出现在胸部(胸椎侧弯)或腰部(腰椎侧弯)，甚至可能涉及多个部位。脊柱侧弯的严重程度可以因个人情况而异，从轻微到严重不等。在某些情况下，脊柱侧弯可能不需要治疗，但在其他情况下，特别是当脊柱侧弯对身体功能造成影响时，可能需要采取治疗措施，如物理治疗、矫正装置、甚至手术。
2、atr角度是评估椎体旋转及一侧肋骨抬起畸形程度的重要参数，需在前屈试验下借助躯干旋转测量仪进行量化，以躯干旋转测量仪分别测量受检者脊柱各段(胸段、胸腰段、腰段)，记录最大偏斜角(atr)及部位。atr的大小与脊柱侧弯的严重程度呈正相关。
3、cobb角是一种用于测量脊柱侧弯的标准方法。它用于确定脊柱侧弯的程度，并在诊断和治疗中提供重要参考。医生会在患者的脊柱x光片上选择最弯曲的上椎体和下椎体，通常是侧弯最严重的两个椎骨。然后在侧面的x光片上，画出上下椎体的最边缘，然后用一条垂直线分别与这两条线相交，形成一个角度，这个角度就是cobb角。cobb角度表示的是两个椎体之间的最大侧弯角度。当医生测量出的cobb角度超过一定数值(通常为10度以上)，就可以诊断为脊柱侧弯。这个角度的测量有助于医生确定侧弯的程度，从而制定相应的治疗计划。而对于大规模
4、比起一般检查和atr角度检查，cobb角度是全世界公认的评估脊柱侧弯严重程度的黄金指标。市场上也有很多体外探测和预测cobb角度的办法，比如通过超声、红外、结构光等方式去体外预测脊柱的结构，相对我们广泛人工操作检测而言这种方式有很大的提高，能够达到一定的效果。而同时，这些方式却有很大的缺陷，需要花几万甚至几十万去采购检测仪器和设备，设备占地面积大，运输麻烦同时也需要专业搭建而且手持操作的难度高，需要专业人员培训，费时也费力。
5、因此，有必要提供一种基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法与系统来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、因此，本专利技术所要解决的技术问题就是在极短时间内对脊柱结构进行估计并计算出atr角度和cobb角度，满足不需要专业培训、不需要专业复杂装备的刚性需求，通过简易的设备和摄像头采集再加图像算法就可以满足对脊柱的结构的估计以及atr角度和cobb角度计算。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法，其特征在于，通过以下步骤从而得到atr角度及部位，包括图像处理和计算atr角度的算法：
4、s1：图像预处理：对采集的图像进行预处理，以去除噪声、调整对比度、增强图像细节，用于提高后续处理步骤的准确性和效果；
5、s2：目标探测球检测：使用计算机视觉技术中的目标检测，目标检测算法可以帮助在图像中定位探测球；
6、s3：atr角度计算：在s2中收集到的位置信息可以用来计算atr角度；
7、对于cobb角的计算采用以下步骤
8、s1：图像预处理：对采集的图像进行预处理，去除噪声、调整对比度、增强图像细节，提高后续处理准确性和效果；
9、s2：目标检测与跟踪：使用目标检测和跟踪算法，识别探测球位置并追踪其运动，定位球并跟踪其在连续帧之间的移动；
10、s3：轨迹重建：利用收集到的探测球1、探测球2位置信息重建球的轨迹，将连续位置连接以获得运动轨迹；
11、s4：曲线拟合：对探测球1、探测球2的轨迹点先做平均后可得出一条轨迹再使用曲线拟合技术近似描述其运动路径，将轨迹数据拟合为数学函数或曲线以便后续分析；
12、s5:计算曲率：使用拟合的曲线或数学函数计算轨迹的曲率，反映曲线在某一点的弯曲程度；
13、s6：确定脊柱侧弯类型：选取曲率最大的两个点，这两个点也就是c型或者s型脊柱侧弯的最上方和最下方开始弯曲的地方；
14、s7：确定每个cobb角度两端最倾斜的椎体：针对c最倾斜的两端椎体，即曲率最大的两个点去找到上端椎体和下端椎体位置；
15、s8:从这两端椎体做垂线然后计算两条垂直线的交角，该角度即为cobb角，用于评估脊柱侧弯的程度。
16、作为本专利技术所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法的一种优选方案，如果被试者的atr角度>5度，这时使用探测球来探索脊柱轨迹。
17、作为本专利技术所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统的一种优选方案，所述系统包括：脊柱侧弯atr和cobb角度检测装置、计算机视觉采集和控制分析装置、电子控制模块组、显示器及长条桌。
18、作为本专利技术所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统的一种优选方案，所述脊柱侧弯atr和cobb角度检测装置，包括带凹槽的支撑框架、第一斜杆、第二斜杆、探测球体1和探测球体2、手持把手、脊柱凹槽水平定位装置及脊柱凹槽侧弯定位装置。
19、作为本专利技术所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统的一种优选方案，第一斜杆、第二斜杆与带凹槽的支撑框架顶端连接，第一斜杆、第二斜杆顶部和探测球体1、探测球2连接，手持把手与带凹槽的支撑框架背面连接。
20、作为本专利技术所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统的一种优选方案，所述计算机视觉采集和控制分析装置包括：摄像头、三脚架及摄像头usb扩展接口，摄像头和三脚架通过螺纹连接固定。
21、作为本专利技术所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统的一种优选方案，所述电子控制模块组包括：笔记本电脑、摄像头usb扩展接口及usb扩展插口。
22、本专利技术的有益效果：本专利技术创造使用两个探测球的位置和滑动轨迹来估算脊柱atr角度和cobb角度的方法可能带来一些潜在的好处。首先，这是一种非侵入性的筛查方法，不需要使用x射线或其他成像技术来观察脊柱，从而避免了辐射暴露和其他潜在的不适。
23、其次，相比其他的红外和超声等检测脊柱侧弯的设备方法，使用摄像头和计算机视觉算法来跟踪探测球的运动轨迹可能具有更低的成本，因为这些设备通常较为普遍和易于获取，也不需要专业的设备和专业的培训，常规普通人员就可以完成，同一个装置同时检测atr角度和cobb角度。
24、探测球的轨迹是连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查方法，其特征在于，通过以下步骤从而得到ATR角度及部位，包括图像处理和计算ATR角度的算法：
2.根据权利要求1所述基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查方法，其特征在于：如果被试者的ATR角度>5度，这时使用探测球来探索脊柱轨迹。
3.基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查系统，其特征在于，包括权利要求1-2任一所述基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查方法，所述系统包括：脊柱侧弯ATR和Cobb角度检测装置、计算机视觉采集和控制分析装置、电子控制模块组、显示器及长条桌。
4.根据权利要求3所述基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查系统，其特征在于，所述脊柱侧弯ATR和Cobb角度检测装置，包括带凹槽的支撑框架(206)、第一斜杆(201)、第二斜杆(202)、探测球体1和探测球体2、手持把手(203)、脊柱凹槽水平定位装置(204)及脊柱凹槽侧弯定位装置(205)。
5.根据权利要求4所述基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查系统，其
6.根据权利要求3所述基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查系统，所述计算机视觉采集和控制分析装置包括：摄像头(107)、三脚架(106)及摄像头usb扩展接口；摄像头(107)和三脚架(106)通过螺纹连接固定。
7.根据权利要求3所述基于图像分析的脊柱侧弯ATR角和Cobb角检查系统，所述电子控制模块组包括：笔记本电脑(105)、摄像头usb扩展接口及usb扩展插口；所述摄像头usb扩展接口与笔记本电脑(105)通过数据线连接usb扩展插口。
...【技术特征摘要】
1.基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法，其特征在于，通过以下步骤从而得到atr角度及部位，包括图像处理和计算atr角度的算法：
2.根据权利要求1所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法，其特征在于：如果被试者的atr角度>5度，这时使用探测球来探索脊柱轨迹。
3.基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统，其特征在于，包括权利要求1-2任一所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查方法，所述系统包括：脊柱侧弯atr和cobb角度检测装置、计算机视觉采集和控制分析装置、电子控制模块组、显示器及长条桌。
4.根据权利要求3所述基于图像分析的脊柱侧弯atr角和cobb角检查系统，其特征在于，所述脊柱侧弯atr和cobb角度检测装置，包括带凹槽的支撑框架(206)、第一斜杆(201)、第二斜杆(202)、探测球体1和探测球体2、手持把手(203)、脊柱凹...
【专利技术属性】
技术研发人员：王元博，严明洋，祁繁，孙朋生，王维平，
申请(专利权)人：南京星顿医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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