[发明专利]一种后背三维对称度评价装置及方法

说明书

一种后背三维对称度评价装置及方法属于脊柱检测领域。装置包括大于等于两台摄像机形成的立体相机测量系统、结构光投射系统、红外补光系统、粘贴在后背皮肤上的标志点、暗室、计算机六部分组成。立体相机测量系统用于扫描人体后背，以获得后背三维点云数据；结构光投射系统用于生成结构光，简化三维重建难度之用；红外补光系统用于生成红外光，照射至后背所粘贴的反光标记点，用于增强标记点图像的对比度，同时又不影响可见光成像；标志点用于标记并定位脊柱曲线；暗室用于遮挡外部杂散光，用于提供较为黑暗的背景，保护被测者隐私；计算机用于拍摄图像、三维重建、特征计算等任务。本发明提供一种适合常年检测和大面积推广的廉价、安全检测方法。

技术领域

本发明涉及一种脊柱检测系统，特别是涉及一种后背三维对称度评价装置。

背景技术

脊柱侧弯是现代矫形外科和脊柱外科学中常见的较复杂的疾病形式。由于现代人长期久坐面对电脑手机等不良生活习惯，脊柱侧弯发病率近年来持续升高，然而早期身体机能并没有明显改变，只有经过预防性普查才能发现。早发现早干预是此类疾病的最佳应对途径，但目前缺乏可靠的脊柱功能评价指标和设备。

现有检测方法和设备包括人工测量，核磁共振检测，CT检测和X光检测。人工检查主要包括观察两侧肩膀是否等高，是否存在一侧肩胛骨比另一侧肩胛骨突出，双腿是否等长等相对主观的观察方式，以及利用卡尺等基本工具进行检查。这种方式主观性非常强，且没有准确定量的对侧弯情况进行描述，不利于后续的矫正方案制定和检查。CT检测只能反映横断面上的脊柱情况，需要有经验的医生进行判断，指标相对不完整。此外，核磁共振检测价格较为昂贵，最为常用的X光检测存在辐射损伤的问题，无法进行多次筛查检测，不便于进行青少年的脊柱侧弯筛查和特种人群的多次检查。

现有的脊柱形态检测手段主要有：直接测量法、内部影像法(包括X光、CT、MRI等造影手段)、云纹成像法等。直接测量法与内部造影法是目前最为普遍的脊柱形态检测方法。

1)直接测量法：健康人体的背部左右两侧关于后背中线对称且等高。通过观测患者体表形态，可间接获取患者脊柱形态的信息。直接测量法是最为经典也是最为原始的脊柱检测手段，其检测设备简单，轻便，是目前最为普及的脊柱形态初步检测手段。

2)内部造影法：现有内部造影成像检测方式以X光、CT、MRI等手段为主。核影像检查对人体会产生辐射损伤，且设备笨重、昂贵，检测成本高，难以应用于大面积筛查。

综上所述，主观法严重依赖检测者的主观经验，其主观、不稳定的描述语句不能作为客观化检测的数据。内部造影手段虽然能为医生提供较为直观、准确的脊柱图像，但其对患者的经济、健康代价高，并不适用于脊柱疾病筛查。

后背三维形貌检测可以间接描述脊柱形态，是一种无损的脊柱检测方法，该方法的核心就是健康人体脊柱两侧形态应对称，但事实上，由于脊柱侧弯等脊柱疾病造成后背脊柱两侧三维形态并不对称，而且由于脊柱侧弯产生了三维变形，脊柱为空间复杂曲线结构，很难找到良好的对称面或对称线结构，相应的也没有合适的方法能够描述该三维对称性。

发明内容