[发明专利]一种骨盆CT三维坐标体系的建立方法

说明书

本发明公开一种骨盆CT三维坐标体系的建立方法，属于医用图像处理领域，包括a)采集CT数据、b)建立三维模型、c)装配三维模型、d)拟合对齐、e)重建均值骨盆模型、f)建立均值骨盆三维坐标系D几个步骤。本发明利用三维立体坐标体系对骨盆CT三维重建的图像进行后处理，建立可准确显示和定量计算骨盆骨折移位程度和角度的骨盆坐标体系。

技术领域

本发明涉及一种医用图像处理方法，特别涉及一种骨盆CT三维坐标体系的建立方法。

背景技术

骨盆骨折是创伤骨科中最复杂的骨折，其发生率较高，位置深在，骨折的移位方式多样，还往往伴随着神经血管，甚至泌尿道和肠道系统的损伤，其诊断和治疗长期困扰着骨科医师。目前手术治疗是治疗不稳定骨盆骨折的主要方法，治疗方式也逐渐向微创化、机器人化转变。而骨盆骨折手术成功和预后良好的关键是能否根据患者的影像资料，知晓骨折的移位方式及手术中的复位方法，在并发症最小的情况下获得良好的复位效果和恢复骨盆环的稳定。

但由于骨盆解剖结构的复杂特殊和骨盆骨折构型的多样性，传统的影像资料诸如骨盆X片，因伪影遮挡、体位等的相互影响，难以确定骨折的具体移位及旋转方向。而骨盆二维CT图像可以显示骨折移位的位置，但在显示移位的距离和角度，尤其是旋转移位时表现欠佳，同时要求术中有较强的空间三维想象能力，无法用于指导复位。目前骨盆CT三维重建图像可以动态、清晰地显示骨盆骨折的位置，并且观察损伤时移位及旋转方向。但是，因为缺乏标准参照，导致遵循“逆力学损伤机制”标准进行术中复位的过程中施力的具体力度与方向无法把控与监督，使得靠现有的影像图像技术进行闭合复位甚至是有限切开复位治疗骨盆仍然十分困难。

针对目前骨盆骨折影像的不足，为了使影像资料更好地指导临床，国内外医师也做过一些尝试，诸如三维重建表面遮盖技术、灰度调节技术、多平面重组、容积重建及最大密度投影等数据采集时的图像处理，应用MRI图像测量参数以及通过建立骨盆坐标轴辅助分析等。而目前骨盆坐标系的确立，尤其是骨盆原点的位置和坐标系的适用方面存在诸多争议。陈惟昌确定的人体坐标系统，将耻骨联合上缘中点定义为坐标系原点，虽然定位容易，标志明显，可以将重要结构与器官区分开，但其确定的为整个人体的坐标系，适合应用针对整个人体为对象时的定位定性诊断。徐青镭等将髋臼的中心为原点建立骨盆正交坐标系，并测定了骨性标志和周围肌肉附着点的坐标，坐标轴适用于研究髋关节的运动及其手术治疗的效果。Guoyan Zheng则将骶尾关节中心及耻骨联合上缘的连线与两髋臼中心连线的交点定为原点，常用于测量髋关节置换术中髋臼的大小。而Maedeh等在研究骨盆旋转度及倾斜度时，将骨盆髂前上棘中点确定为原点。

发明内容

本发明旨在提供一种骨盆CT三维坐标体系的建立方法，利用三维立体坐标体系对骨盆CT三维重建的图像进行后处理，建立可准确显示和定量计算骨盆骨折移位程度和角度的骨盆坐标体系。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开的一种骨盆CT三维坐标体系的建立方法，包括以下步骤：

a)采集CT数据：采集N个健康成人骨盆二维CT的N组原始数据；

b)建立三维模型：利用N组原始数据，分别建立N个三维模型去除三维模型的股骨和腰椎，得到N个骨盆的三维模型

c)装配三维模型：获取三维模型的重心以重心为原点，建立坐标系将N个三维模型连同坐标系一起重叠，得到基准坐标系和基准原点

d)拟合对齐：利用最小二乘法原理，固定任意一个三维模型为参考模型，将所有其他三维模型和三维模型的骶尾骨部位进行最佳拟合对齐，获得一个拟合对齐后的三维模型C；