[發(fā)明專利]基于CT值椎弓根釘置釘釘?shù)肋x擇方法、裝置和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010469016.2
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN111627011A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙鑫;謝幼專
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/136;G06T7/155;G06T17/00;G16H30/20;G16H50/50
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李治東

1.一種基于CT值椎弓根釘置釘釘?shù)肋x擇方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取患者脊柱的CT數(shù)據(jù)并導(dǎo)入三維軟件；

對(duì)所述CT數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并建模以得到單節(jié)段實(shí)心的目標(biāo)腰椎模型；所述目標(biāo)腰椎模型包括椎弓根和椎體；

將構(gòu)建的虛擬螺釘分別模擬置入預(yù)設(shè)的多個(gè)位于椎弓根內(nèi)但呈不同位置和角度的釘?shù)溃治鰧?duì)比各釘?shù)乐兄萌氲穆葆斔诠琴|(zhì)的平均CT值大小，選擇平均CT值最大的釘?shù)酪宰鳛樽倒斪顑?yōu)釘?shù)馈?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將構(gòu)建的虛擬螺釘分別模擬置入預(yù)設(shè)的多個(gè)位于椎弓根內(nèi)但呈不同位置和角度的釘?shù)?，包括?/p>

選擇所述目標(biāo)腰椎模型的俯視圖視角，在二維橫斷位視圖上選取所述椎弓根和椎體連接的兩端端點(diǎn)；

依據(jù)兩端點(diǎn)連接的線段創(chuàng)建垂直于俯視圖視角的第一平面，并將所述椎弓根投影至所述第一平面，以在所述第一平面上得到弓根的截面圖形；

根據(jù)所述截面圖形的周長(zhǎng)和面積擬合出一橢圓，并定位出所述橢圓的中心點(diǎn)；經(jīng)中心點(diǎn)并垂直于所述第一平面的直線作為螺釘?shù)妮S線；

將所述軸線延長(zhǎng)至椎弓根關(guān)節(jié)突外側(cè)表面并交于一點(diǎn)，以將該點(diǎn)作為螺釘置入的起始點(diǎn)；

基于所述起始點(diǎn)，設(shè)置螺釘半徑，以將螺釘沿垂直于所述第一平面的方向置入。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)位于椎弓根內(nèi)但呈不同位置和角度的釘?shù)赖念A(yù)設(shè)方法，包括：

依據(jù)所述起始點(diǎn)建立與所述第一平面平行的第二平面，基于所述第二平面以所述橢圓的長(zhǎng)軸和短軸分別為x軸和y軸建立直角坐標(biāo)系；

將所述直角坐標(biāo)系中的所述起始點(diǎn)為圓心，設(shè)置一置釘范圍值為半徑，以形成一置釘圓；在所述置釘圓上選取一或多個(gè)點(diǎn)作為新起始點(diǎn)，以供形成不同位置的釘?shù)?；?或，依據(jù)所述起始點(diǎn)或各新起始點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置偏轉(zhuǎn)角，以使螺釘沿旋轉(zhuǎn)中心分別向上下左右任意一方向偏轉(zhuǎn)，以供形成不通過角度的釘?shù)馈?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將構(gòu)建的虛擬螺釘分別模擬植入多個(gè)位于椎弓根內(nèi)但呈不同位置和角度的釘?shù)?，分析?duì)比各不同位置和角度的釘?shù)乐兄萌氲穆葆斔诠琴|(zhì)的平均CT值大小，包括：

通過軟件自動(dòng)規(guī)劃形成多個(gè)在椎弓根內(nèi)呈不同位置和角度的釘?shù)溃?/p>

采用圓柱構(gòu)建虛擬的螺釘并模擬置入不同的位置和角度的釘?shù)溃?/p>

各所述釘?shù)乐兄萌氲穆葆斣谘祪?nèi)相交得到釘?shù)浪诠琴|(zhì)部分的平均CT值，對(duì)比各平均CT值，以得到平均CT值最大的釘?shù)馈?/p>

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平均CT值與把持力呈正相關(guān)關(guān)系；其中，平均CT值最大的釘?shù)罏槁葆斉c腰椎之間把持力最大的位置和角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述CT數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并建模以得到單節(jié)段實(shí)心的目標(biāo)腰椎模型，包括：

調(diào)整窗寬窗位并選擇易于區(qū)分CT數(shù)據(jù)中骨骼區(qū)域的窗寬窗位；

根據(jù)閾值分割及形態(tài)學(xué)插值算法對(duì)所述CT數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

逐個(gè)對(duì)脊柱進(jìn)行建模，并通過劃分得到單節(jié)段實(shí)心的目標(biāo)腰椎模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

在根據(jù)閾值分割及形態(tài)學(xué)插值算法對(duì)所述CT數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，所述目標(biāo)腰椎模型中包含有DICOM信息；

依據(jù)DICOM信息可讀取對(duì)應(yīng)目標(biāo)腰椎模型的醫(yī)學(xué)影像信息；其中，醫(yī)學(xué)影像信息中的圖像像素是矩陣排列的，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)有灰度值，根據(jù)所述灰度值能得到后續(xù)測(cè)得CT值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：依據(jù)選擇的平均CT值最大的釘?shù)涝谒鋈S軟件中創(chuàng)建并輸出對(duì)應(yīng)該釘?shù)赖膶?dǎo)航模塊模型。