[發明專利]使用標記物或支柱的投影確定物體位置的方法

有效

• 申請號: 201380074667.X
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN105051786B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 康斯坦丁·艾維格尼維什·米科夫;皮特·斯坦伊斯萊維什·韋堅斯基;亞歷山大·亞歷山多維什·莫恩科;德米特里·亞歷山多維什·斯瓦科維;米哈伊爾·山姆庫克;亞歷山大·切爾卡申
• 申請（專利權）人: 艾米科技有限公司;德克薩斯蘇格蘭禮儀兒童醫院
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 葛強;黃謙

本發明公開了一種通過使用包括標記物、固定元件以及支柱的物體創建本體部分的三維模型的一種方法。所述方法涉及放置于x射線源和x射線成像儀之間的本體部分以及物體的第一和第二X光相片。所述方法隨后確定標記物或支柱的投影之間的第一和第二組距離，以及使用標記物或支柱之間的預定距離和他們的投影之間的第一和第二組距離確定x射線源以及物體相對于x射線成像儀的第一和第二三維位置。所述方法然后使用標記物或支柱相對于x射線成像儀在兩個方向上的三維位置在三維參考坐標系中來校準物體的第一和第二三維投影。所述方法基于三維物體投影創建所述物體的三維模型。

技術領域

本發明涉及光線照相術一般領域，更具體地，涉及基于二維(2-D)X光相片生成物體的空間三維(3-D)模型。

背景技術

物體的三維空間建模具有很多有用的應用。物體的三維模型允許更容易地顯現和分析物體的相對于彼此的方向。建模的這個方面特別適用于骨科，或更具體地，用于分析骨骼缺損。計算機斷層掃描(CT)是已經在骨科領域使用的一種常規技術，其用來生成人體組織的三維表示。另一種常規技術涉及借助二維的X光相片來顯現和分析骨骼缺損。首先，在正交視圖中獲得缺損的骨骼段的放射攝影影像。隨后，缺損可以通過創建成像骨骼段的二維線性表示和投影，如在缺損的平面的線性表示，來進行分析?；蛘?，缺損的骨骼段輪廓的二維的X光相片可手動的確定并外推到建立缺損骨骼段的三維模型。

發明內容

本發明提供了一種創建本體部分的三維模型的方法，所述本體部分被耦合到物體上，所述物體包括沿著該物體以預定的距離布置的多個標記物。在一個實施例中，所述方法包括：1)接收被放置在x射線源和x射線成像儀之間的本體部分和物體的第一X光相片，所述第一X光相片包含本體部分，物體以及所述多個標記物的圖像；2)接收被放置在x射線源和x射線成像儀之間的本體部分和物體的第二X光相片，其中所述第二X光相片包含本體部分，物體以及所述多個標記物的圖像；3)確定在第一X光相片上的多個標記物的投影之間的第一組距離；4)使用多個標記物和多個標記物在第一X光相片上的第一組投影之間的預定的距離確定X射線源的第一三維位置以及物體相對于x射線成像儀的第一三維位置；4)確定在第二X光相片上的多個標記物的投影之間的第二組距離；5)使用多個標記物和多個標記物在第二X光相片上的第二組投影之間的預定的距離確定X射線源的第二三維位置以及物體相對于x射線成像儀的第二三維位置；以及6)使用多個標記物在第一方向和第二方向上相對于x射線成像儀的三維位置，在三維參考坐標系中校準物體的第一三維投影和第二三維投影；以及7)基于物體的第一和第二三維投影在三維參考坐標系中創建成像物體的三維模型。在一個實施例中，所述多個標記物包括多個接頭，所述多個支柱在所述多個接頭處連接至至少一個環形物。。在一個實施例中，該物體是一種矯形固定器。在一個實施例中，所述多個標記物包括五個標記物和通過數學關系式確定的x射線源和物體的三維位置。在其他實施例中，所述多個標記物包括四個標記物和通過數學關系式確定的x射線源和物體的三維位置。另一個實施例中提供了一種創建物體三維模型的方法，所述物體耦合至包括多個具有預定長度的支柱的物體上，所述每個支柱連接到至少兩個具有預定尺寸的固定元件上，所述方法包括：1)接收放置在x射線源和x射線成像儀之間的物體的第一X光相片，所述第一X光相片包含的圖像有：物體和多個具有預定長度的支柱，每個支柱與至少兩個固定件在兩個連接點相連接，所述兩個連接點之間的距離是預定的；2)接收放置在x射線源和x射線成像儀之間的物體的第二X光相片，其中所述第二X光相片包含的圖像有：物體和多個具有預定長度的支柱，每個支柱與至少兩個固定件在兩個連接點相連接，所述兩個連接點之間的距離是預定的；3)確定第一X光相片中多個支柱的縱軸的第一組投影；4)使用多個支柱的連接點以及第一X光相片上的多個支柱的縱軸的第一組投影之間的預定距離確定x射線源的第一三維位置以及物體相對于x射線成像儀的第一三維位置；5)確定第二X光相片上的多個支柱的縱軸的第二組投影；6)使用多個支柱的連接點以及第二X光相片上的多個支柱的縱軸的第二組投影之間的預定距離確定x射線源的第二三維位置以及物體相對于x射線成像儀的第二三維位置；7)使用多個支柱在第一方向和第二方向上相對于x射線成像儀的三維位置，在三維參考坐標系中校準物體的第一三維投影和第二三維投影；以及8)基于物體的第一三維投影和第二三維投影，在三維參考坐標系中創建成像物體的三維模型。在一個實施例中，所述物體是一種矯形固定器。在一個實施例中，所述多個支柱包括五個支柱和通過數學關系式確定的x射線源和物體的三維位置。在其他實施例中，所述多個支柱包括四個支柱和通過數學關系式確定的x射線源和物體的三維位置。