[發(fā)明專利]一種用于脊柱三維成像的光學掃描裝置和脊柱三維成像的方法

在審

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• 申請日: 2023-05-18
• 公開（公告）號: CN116584895A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何丹
• 申請（專利權(quán)）人: 芙索特（上海）醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G06T17/00
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 童素珠

本發(fā)明涉及一種用于脊柱三維成像的光學掃描裝置和脊柱三維成像的方法。本發(fā)明的裝置包括三維成像光學定位設(shè)備和三維成像光學掃描設(shè)備。三維成像光學定位設(shè)備包括殼體、伸縮桿、左支架和右支架、左面板和右面板。伸縮桿的遠端、左面板和右面板分別設(shè)置有中心反光定位標、左反光定位標和右反光定位標。三維成像光學掃描設(shè)備包括：與中心反光定位標、左反光定位標和右反光定位標對應的中心深度鏡頭、左深度鏡頭和右深度鏡頭。將三維成像光學掃描設(shè)備的各鏡頭分別對準三維成像光學定位設(shè)備的各相應反光定位標進行三維成像光學掃描。本發(fā)明的方法包括數(shù)據(jù)采樣步驟、獲得初步脊柱三維圖像步驟和獲得最終脊柱三維圖像步驟。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種用于脊柱三維成像的光學掃描裝置和脊柱三維成像的方法。

背景技術(shù)

脊柱三維成像是脊柱治療，尤其脊柱側(cè)彎治療的重要步驟。傳統(tǒng)的脊柱三維成像裝置和方法僅僅對于人體背部進行平面掃描以獲得人體背部的點云數(shù)據(jù)，然后通過特定的算法，例如特征識別，尋找脊柱中線等建模合成出脊柱三維圖像。由此可見，傳統(tǒng)的脊柱三維成像裝置和方法并沒有對采樣點的深度數(shù)據(jù)進行采樣。由于缺少采樣點的深度數(shù)據(jù)，因此建模合成出的脊柱三維圖像的精度并不高，這一點在體形相同但胖瘦不同的人身上能夠非常明顯地表現(xiàn)出來。進一步地，傳統(tǒng)的脊柱三維成像裝置和方法過度依賴算法和建模，這必然導致冗長的程序，不可避免地帶來過多的程序錯誤，使得可靠性變差，并且現(xiàn)有技術(shù)中也沒有一個程序可以做到高精度地重建脊柱三維圖像，所以依靠算法和建模并不能獲得令人滿意的脊柱三維圖像。另外，傳統(tǒng)的脊柱三維成像裝置和方法僅支連續(xù)三維成像掃描，并不支持離散三維成像掃描。本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道，由于脊柱具有一定長度，以及使用者在連續(xù)掃描時所存在的技術(shù)和心理等問題，連續(xù)掃描很難保證其軌跡始終在所需測量的脊柱上，因此必然會產(chǎn)生大量的誤差，而其中長距離的誤差也是不可避免的，這一點也使得傳統(tǒng)的脊柱三維成像裝置和方法的精度不會很高。

發(fā)明內(nèi)容

以鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于脊柱三維成像的光學掃描裝置和脊柱三維成像的方法。本發(fā)明采用了光學掃描裝置，因此解決了采樣點的深度數(shù)據(jù)無法獲得的問題，并且本發(fā)明除了支持連續(xù)三維成像光學掃描外，還特別支持離散三維成像光學掃描，因此使得脊柱三維成像的誤差小，精度高，由此可見，本發(fā)明的方法和裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中脊柱三維成像精度不高、誤差大、過程復雜可靠性差的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于脊柱三維成像的光學掃描裝置，該裝置包括三維成像光學定位設(shè)備和三維成像光學掃描設(shè)備。

三維成像光學定位設(shè)備包括殼體、伸縮桿、左支架和右支架、左面板和右面板。殼體具有管腔或者位于殼體上部的凹槽，該管腔或者凹槽內(nèi)設(shè)置有能沿殼體的中心縱向軸線方向前后伸縮的彈性機構(gòu)。伸縮桿部分插入殼體的管腔或者凹槽內(nèi)并與彈性機構(gòu)連接，使得伸縮桿能夠跟隨彈性機構(gòu)的伸縮沿殼體的中心縱向軸線方向移動。左支架和右支架分別自殼體的左右兩側(cè)沿著殼體的中心縱向軸線方向朝遠側(cè)延伸超出殼體的遠端相等的距離，在彈性機構(gòu)未伸縮時，伸縮桿超出殼體的遠端的部分長于左支架和右支架超出殼體的遠端的部分。左面板和右面板分別與左支架和右支架的遠端連接。伸縮桿的遠端、左面板和右面板分別設(shè)置有中心反光定位標、左反光定位標和右反光定位標。

三維成像光學掃描設(shè)備包括：與中心反光定位標、左反光定位標和右反光定位標對應的中心深度鏡頭、左深度鏡頭和右深度鏡頭。

將三維成像光學掃描設(shè)備的中心深度鏡頭、左深度鏡頭和右深度鏡頭分別對準三維成像光學定位設(shè)備的中心反光定位標、左反光定位標和右反光定位標進行三維成像光學掃描。

優(yōu)選地，設(shè)置有經(jīng)過中心反光定位標且垂直于左反光定位標和右反光定位標連線的平面，左反光定位標和右反光定位標到該平面的距離相等。

優(yōu)選地，該平面經(jīng)過殼體的中心縱向軸線。

優(yōu)選地，沿該平面的方向觀察，中心反光定位標、左反光定位標和右反光定位標在一條直線上。