[發(fā)明專利]一種基于骨成像的人骨模型建立方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010893027.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112149515A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任曉丹;楊禹森
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/40;G06F30/28;G06F30/25
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取骨成像數(shù)據(jù)，重構(gòu)骨成像數(shù)據(jù)集；

S2：采用人骨組織識別算法，對骨成像中的骨組織進(jìn)行識別，得到骨組織數(shù)據(jù)集；

S3：采用人骨組織集中化算法，對骨組織數(shù)據(jù)集進(jìn)行下采樣，得到人骨模型點(diǎn)元數(shù)據(jù)集；

S4：利用人骨模型點(diǎn)元數(shù)據(jù)集，通過無網(wǎng)格方法建立人骨模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的步驟S1具體包括：

通過掃描獲取二維骨成像切片數(shù)據(jù)，并通過堆疊操作重構(gòu)三維的骨成像數(shù)據(jù)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的步驟S2具體包括：

S21：對骨成像數(shù)據(jù)集設(shè)定閾值，進(jìn)行閾值截取，并采用圖像處理中的噪聲過濾算法進(jìn)行噪聲過濾；

S22：得到骨組織數(shù)據(jù)集，完成骨成像中骨組織的識別。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的步驟S3具體包括：

S31：在坐標(biāo)軸三個方向采用設(shè)定間隔進(jìn)行池化下采樣；

S32：下采樣過程中，設(shè)置權(quán)函數(shù)進(jìn)行局部的加權(quán)平均；

S33：將下采樣后得到的數(shù)據(jù)集進(jìn)行一次二值化處理，完成人骨模型中骨組織的集中化，得到人骨模型點(diǎn)元數(shù)據(jù)集。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的下采樣中，根據(jù)人骨模型實(shí)際物理大小和計(jì)算機(jī)性能，對采樣間隔、重疊部分大小和采樣池內(nèi)局部采樣權(quán)重進(jìn)行調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的骨成像數(shù)據(jù)通過骨成像技術(shù)獲取，所述的骨成像技術(shù)包括X射線、計(jì)算機(jī)斷層掃描、磁共振成像和通過雙能量E射線吸收的骨礦物質(zhì)密度掃描。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的無網(wǎng)格方法具體為：

在建立人骨模型的過程中，對人骨模型點(diǎn)元數(shù)據(jù)集按照多個任意分布的坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造插值函數(shù)，并賦予包括材料本構(gòu)參數(shù)和邊界條件參數(shù)后，得到無網(wǎng)格數(shù)值人骨模型。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的無網(wǎng)格方法包括光滑粒子流體動力學(xué)法、無單元伽遼金法、再生核粒子法、物質(zhì)點(diǎn)法、近場動力學(xué)法和離散元法。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的噪聲過濾采用中值濾波函數(shù)和高斯模糊函數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于骨成像的人骨模型建立方法，其特征在于，所述的權(quán)函數(shù)包括高斯權(quán)函數(shù)、指數(shù)型權(quán)函數(shù)、徑向基函數(shù)、矩形權(quán)函數(shù)、三角形權(quán)函數(shù)和三次樣條權(quán)函數(shù)。