[發(fā)明專利]一種分析模型的構(gòu)建系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011325087.1
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN112451090B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程徽;羅殿中;張洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

1.一種分析模型的構(gòu)建系統(tǒng)，包括：

模型構(gòu)建模塊（1），基于檢查數(shù)據(jù)構(gòu)建股骨-髖臼模型，檢查數(shù)據(jù)至少來源于兩種不同的掃面成像方式；

圖像顯示模塊（2），用于呈現(xiàn)所述股骨-髖臼模型；

其特征在于，所述系統(tǒng)還包括判別模塊（7），用于判別系統(tǒng)構(gòu)建的結(jié)果是否滿足需求，

所述系統(tǒng)還包括模型切割模塊（4），用于基于股骨-髖臼模型生成能夠用于分割股骨頭部模型和股骨體模型的切割面；

旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)建模塊（5），其能夠基于所述股骨頭部模型和所述切割面構(gòu)建旋轉(zhuǎn)軸，在所述股骨頭部模型繞所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，所述股骨頭部模型能夠以將股骨頭部分區(qū)域移出負(fù)重區(qū)的方式在髖關(guān)節(jié)面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，

如果所述旋轉(zhuǎn)軸與所述切割面的法向量的角度小于第一角度閾值，則所述旋轉(zhuǎn)軸滿足第一特征需求；否則，所述旋轉(zhuǎn)軸不滿足所述第一特征需求；

在所述判別模塊（7）判別出所述旋轉(zhuǎn)軸不滿足所述第一特征需求的情況下，所述模型切割模塊（4）基于所述股骨模型對所述股骨頭部模型和股骨體模型進(jìn)行切割以重新生成切割面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括內(nèi)翻軸構(gòu)建模塊（6），其能夠依據(jù)所述股骨頭部模型的骨表面和所述旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)建內(nèi)翻軸，其中，在所述股骨頭部模型繞所述內(nèi)翻軸轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，所述股骨頭部模型能夠以將股骨頭部分區(qū)域移除負(fù)重區(qū)的方式與所述髖關(guān)節(jié)面生成傾角。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述判別模塊（7）還用于判別所述切割面是否滿足第二特征需求；

如果所述切割面的法向量與所述髖關(guān)節(jié)面形成的空間體的重心線的角度小于第二角度閾值，則所述切割面滿足所述第二特征需求；否則，所述切割面不滿足所述第二特征需求；

在所述判別模塊（7）判別出所述切割面不滿足所述第二特征需求的情況下，所述模型切割模塊（4）基于所述股骨模型對所述股骨頭部模型和股骨體模型進(jìn)行切割以重新生成切割面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述判別模塊（7）還用于判別所述切割面是否滿足第三特征需求；如果所述切割面與所述髖關(guān)節(jié)面形成的空間體的空間距離滿足距離閾值，則所述切割面滿足所述第三特征需求；否則，所述切割面不滿足所述第三特征需求；

在所述判別模塊（7）判別出所述切割面不滿足所述第三特征需求的情況下，所述模型切割模塊（4）基于所述股骨模型對所述股骨頭部模型和股骨體模型進(jìn)行切割以重新生成切割面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括回轉(zhuǎn)軸構(gòu)建模塊（8），用于將至少兩個(gè)符合所述第一特征需求的旋轉(zhuǎn)軸生成一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，其中，在所述股骨頭部模型繞所述回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，所述股骨頭部模型能夠以將股骨頭部分區(qū)域移出負(fù)重區(qū)的方式在髖關(guān)節(jié)面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)翻軸構(gòu)建模塊（6）能夠在所述回轉(zhuǎn)軸構(gòu)建模塊（8）構(gòu)建了所述回轉(zhuǎn)軸的情況下基于所述回轉(zhuǎn)軸構(gòu)建內(nèi)翻軸而不基于旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)建內(nèi)翻軸，以使得所述內(nèi)翻軸能夠與所述股骨頭部模型的旋轉(zhuǎn)中心軸能夠配套使用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，在切割面的位置關(guān)系符合所述第二特征需求和所述第三特征需求的情況下，所述旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)建模塊（5）能夠按照如下方式構(gòu)建所述旋轉(zhuǎn)軸：

計(jì)算所述切割面與所述股骨頭部模型的點(diǎn)集合，并基于所述點(diǎn)集合形成的平面圖形生成所述平面圖形的重心作為第一標(biāo)志點(diǎn)；

以所述股骨頭部模型的重心作為第二標(biāo)志點(diǎn)；

構(gòu)建同時(shí)穿過所述第一標(biāo)志點(diǎn)和所述第二標(biāo)志點(diǎn)的直線作為所述旋轉(zhuǎn)軸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)翻軸構(gòu)建模塊（6）按照如下方式構(gòu)建所述內(nèi)翻軸：

在所述旋轉(zhuǎn)軸滿足所述第一特征需求的情況下，所述內(nèi)翻軸構(gòu)建模塊（6）生成能包圍完整的股骨頭部模型的股骨頭表面的方向包圍盒；

提取構(gòu)成方向包圍盒的所有線段中的最短線段；

對最短線段進(jìn)行歸一化處理得到第一線段；

將第一線段移動(dòng)到所述第一標(biāo)志點(diǎn)處得到第二線段；

對所述旋轉(zhuǎn)軸與所述第二線段進(jìn)行叉積運(yùn)算得到歸一化的第三線段；

求第三線段與完整的股骨模型的表面的交點(diǎn)作為第三標(biāo)志點(diǎn)；和

將第二線段沿第三線段平移到第三標(biāo)志點(diǎn)處作為內(nèi)翻軸。