[发明专利]使用标记物或支柱的投影确定物体位置的方法

说明书

本发明公开了一种通过使用包括标记物、固定元件以及支柱的物体创建本体部分的三维模型的一种方法。所述方法涉及放置于x射线源和x射线成像仪之间的本体部分以及物体的第一和第二X光相片。所述方法随后确定标记物或支柱的投影之间的第一和第二组距离，以及使用标记物或支柱之间的预定距离和他们的投影之间的第一和第二组距离确定x射线源以及物体相对于x射线成像仪的第一和第二三维位置。所述方法然后使用标记物或支柱相对于x射线成像仪在两个方向上的三维位置在三维参考坐标系中来校准物体的第一和第二三维投影。所述方法基于三维物体投影创建所述物体的三维模型。

技术领域

本发明涉及光线照相术一般领域，更具体地，涉及基于二维(2-D)X光相片生成物体的空间三维(3-D)模型。

背景技术

物体的三维空间建模具有很多有用的应用。物体的三维模型允许更容易地显现和分析物体的相对于彼此的方向。建模的这个方面特别适用于骨科，或更具体地，用于分析骨骼缺损。计算机断层扫描(CT)是已经在骨科领域使用的一种常规技术，其用来生成人体组织的三维表示。另一种常规技术涉及借助二维的X光相片来显现和分析骨骼缺损。首先，在正交视图中获得缺损的骨骼段的放射摄影影像。随后，缺损可以通过创建成像骨骼段的二维线性表示和投影，如在缺损的平面的线性表示，来进行分析。或者，缺损的骨骼段轮廓的二维的X光相片可手动的确定并外推到建立缺损骨骼段的三维模型。

发明内容

本发明提供了一种创建本体部分的三维模型的方法，所述本体部分被耦合到物体上，所述物体包括沿着该物体以预定的距离布置的多个标记物。在一个实施例中，所述方法包括：1)接收被放置在x射线源和x射线成像仪之间的本体部分和物体的第一X光相片，所述第一X光相片包含本体部分，物体以及所述多个标记物的图像；2)接收被放置在x射线源和x射线成像仪之间的本体部分和物体的第二X光相片，其中所述第二X光相片包含本体部分，物体以及所述多个标记物的图像；3)确定在第一X光相片上的多个标记物的投影之间的第一组距离；4)使用多个标记物和多个标记物在第一X光相片上的第一组投影之间的预定的距离确定X射线源的第一三维位置以及物体相对于x射线成像仪的第一三维位置；4)确定在第二X光相片上的多个标记物的投影之间的第二组距离；5)使用多个标记物和多个标记物在第二X光相片上的第二组投影之间的预定的距离确定X射线源的第二三维位置以及物体相对于x射线成像仪的第二三维位置；以及6)使用多个标记物在第一方向和第二方向上相对于x射线成像仪的三维位置，在三维参考坐标系中校准物体的第一三维投影和第二三维投影；以及7)基于物体的第一和第二三维投影在三维参考坐标系中创建成像物体的三维模型。在一个实施例中，所述多个标记物包括多个接头，所述多个支柱在所述多个接头处连接至至少一个环形物。。在一个实施例中，该物体是一种矫形固定器。在一个实施例中，所述多个标记物包括五个标记物和通过数学关系式确定的x射线源和物体的三维位置。在其他实施例中，所述多个标记物包括四个标记物和通过数学关系式确定的x射线源和物体的三维位置。另一个实施例中提供了一种创建物体三维模型的方法，所述物体耦合至包括多个具有预定长度的支柱的物体上，所述每个支柱连接到至少两个具有预定尺寸的固定元件上，所述方法包括：1)接收放置在x射线源和x射线成像仪之间的物体的第一X光相片，所述第一X光相片包含的图像有：物体和多个具有预定长度的支柱，每个支柱与至少两个固定件在两个连接点相连接，所述两个连接点之间的距离是预定的；2)接收放置在x射线源和x射线成像仪之间的物体的第二X光相片，其中所述第二X光相片包含的图像有：物体和多个具有预定长度的支柱，每个支柱与至少两个固定件在两个连接点相连接，所述两个连接点之间的距离是预定的；3)确定第一X光相片中多个支柱的纵轴的第一组投影；4)使用多个支柱的连接点以及第一X光相片上的多个支柱的纵轴的第一组投影之间的预定距离确定x射线源的第一三维位置以及物体相对于x射线成像仪的第一三维位置；5)确定第二X光相片上的多个支柱的纵轴的第二组投影；6)使用多个支柱的连接点以及第二X光相片上的多个支柱的纵轴的第二组投影之间的预定距离确定x射线源的第二三维位置以及物体相对于x射线成像仪的第二三维位置；7)使用多个支柱在第一方向和第二方向上相对于x射线成像仪的三维位置，在三维参考坐标系中校准物体的第一三维投影和第二三维投影；以及8)基于物体的第一三维投影和第二三维投影，在三维参考坐标系中创建成像物体的三维模型。在一个实施例中，所述物体是一种矫形固定器。在一个实施例中，所述多个支柱包括五个支柱和通过数学关系式确定的x射线源和物体的三维位置。在其他实施例中，所述多个支柱包括四个支柱和通过数学关系式确定的x射线源和物体的三维位置。