[發明專利]一種人體骨骼缺失部位的骨骼模型獲取方法、系統及終端

在審

• 申請號: 202011166009.1
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112381922A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 趙秀陽;劉方泉
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/33;G06F17/16;G06F17/13
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 徐胭脂

1.一種人體骨骼缺失部位的骨骼模型獲取方法，其特征在于，包括步驟：

對目標骨骼的CT圖像以及對基準骨骼的CT圖像，分別進行重構得到各自對應的3D骨骼模型，依次記為第一骨骼模型S1和第二骨骼模型S2；所述目標骨骼，為患者的帶有待修復骨缺失部位的骨骼；所述基準骨骼，為所述目標骨骼在患者身體中的對稱骨骼；第一骨骼模型S1和第二骨骼模型S2大小相等且對稱放置；

將第一骨骼模型S1轉換成第一點云模型C1，將第二骨骼模型S2轉換成第二點云模型C2；

對第二點云模型C2作對稱變換，得到與第一點云模型C1同樣狀態的第三點云模型C2’；

將第一點云模型C1作為基準點云模型，對第三點云模型C2’進行相對于基準點云模型的變形配準得到配準點云模型C3；

去除配準點云模型C3中與第一點云模型C1重疊的點，得到第四點云模型C4；

判斷第四點云模型C4中是否存在離群點：若是，則刪除第四點云模型C4中的離群點，得到目標點云模型；若否，則第四點云模型C4即為得到的目標點云模型；

將所得到的目標點云模型轉換為三維骨骼模型，即得到目標骨骼的待修復骨缺失部位的骨骼模型。

2.根據權利要求1所述的人體骨骼缺失部位的骨骼模型獲取方法，其特征在于，將第一點云模型C1作為基準點云模型，對第三點云模型C2’進行相對于基準點云模型的變形配準得到配準點云模型C3，具體實現步驟包括：

在第一點云模型C1上選取相應數量的特征點，分別記為第一特征點；并在第三點云模型C2’上選取對應位置的特征點，分別記為第二特征點；各第一特征點均不是目標骨骼的待修復骨缺失部位上的點；

基于特征點的約束，對第三點云模型C2’進行平移旋轉變形使其上選取的第二特征點與第一點云模型C1上的第一特征點對齊，之后以第一點云模型C1作為基準點云模型，對第三點云模型C2’進行變形配準，得到配準點云模型C3。

3.根據權利要求2所述的人體骨骼缺失部位的骨骼模型獲取方法，其特征在于，第一特征點的數量至少為6個。

4.一種人體骨骼缺失部位的骨骼模型獲取系統，其特征在于，包括：

3D骨骼模型重構單元，對目標骨骼的CT圖像以及對基準骨骼的CT圖像，分別進行重構得到各自對應的3D骨骼模型，依次記為第一骨骼模型S1和第二骨骼模型S2；所述目標骨骼，為患者的帶有待修復骨缺失部位的骨骼；所述基準骨骼，為所述目標骨骼在患者身體中的對稱骨骼；第一骨骼模型S1和第二骨骼模型S2大小相等且對稱放置；

點云模型轉換單元，將第一骨骼模型S1轉換成第一點云模型C1，將第二骨骼模型S2轉換成第二點云模型C2；

點云模型變換單元，對第二點云模型C2作對稱變換，得到與第一點云模型C1同樣狀態的第三點云模型C2’；

配準變形單元，將第一點云模型C1作為基準點云模型，對第三點云模型C2’進行相對于基準點云模型的變形配準得到配準點云模型C3；

重疊點去除單元，去除配準點云模型C3中與第一點云模型C1重疊的點，得到第四點云模型C4；

離群點刪除單元，判斷第四點云模型C4中是否存在離群點：若是，則刪除第四點云模型C4中的離群點，得到目標點云模型；若否，則得到目標點云模型為第四點云模型C4；

目標點云轉換單元，將所得到的目標點云模型轉換為三維骨骼模型，該轉換為的三維骨骼模型即為得到的目標骨骼的待修復骨缺失部位的骨骼模型。

5.根據權利要求4所述的人體骨骼缺失部位的骨骼模型獲取系統，其特征在于，所述的配準變形單元，包括：

特征點選取單元，用于在第一點云模型C1上選取相應數量的特征點，分別記為第一特征點；并用于在第三點云模型C2’上選取對應位置的特征點，分別記為第二特征點；各第一特征點均不是目標骨骼的待修復骨缺失部位上的點；

配準模型獲取單元，基于特征點的約束，對第三點云模型C2’進行平移旋轉使其上選取的第二特征點與第一點云模型C1上的第一特征點對齊，之后以第一點云模型C1作為基準點云模型，對第三點云模型C2’進行變形配準，得到配準點云模型C3。