[发明专利]一种参数化人体假肢骨骼建模方法

权利要求书

1.一种参数化人体假肢骨骼建模方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据医院采集的大量人体上下肢的CT扫描数据，在医学图像处理软件中进行几何重塑；先将扫描图片导入到图像处理软件中清除了图像外围的噪声，然后根据骨骼和皮肤的吸收密度不同，分别提取出骨骼和皮肤的部分；

2)将重建的皮肤部分生成三维文件，导入到有限元建模软件中；然后在有限元建模软件中通过样条插值方法，先均匀取点，再由这些点样条插值生成曲线段，对线段均分后得到所需的标志点；

3)在有限元建模软件中，以GHBMC人体模型为基准模型，对基准模型的肢体部分与导入的肢体部分进行标志点的选取，标志点的位置一一对应；

4)在确定标志点的基础上，进行RBF变换，将基准模型依次进行平移、旋转、放缩至导入肢体的位置；

5)将变换后的基准模型进一步投影到导入肢体表面，实现外观几何的充分贴合；

6)对所有CT数据重复上述步骤，得到大量变换、投影后的有限元模型，将这些有限元模型的数据进行主成分分析和线性回归分析，进而建立起参数化人体假肢骨骼模型，通过该模型得到残缺肢体的外观形态。

2.如权利要求1所述的一种参数化人体假肢骨骼建模方法，其特征在于：所述步骤3)中，标志点的选取方法：先确定上下肢上的人体解剖学点；然后在每两个解剖学点之间均匀连续地大量取点，并采用样条插值的方法，通过取得的点建立平滑的样条曲线；最后对样条曲线均分取点，作为确定的标志点。

3.如权利要求1所述的一种参数化人体假肢骨骼建模方法，其特征在于：所述步骤5)中，几何外观的充分贴合实现过程如下：

5.1)通过基准模型和CT成像上的标志点，以及RBF-morphing的方式，将基准模型映射到CT成像的对应位置处；

5.2)将映射之后基准模型的上层几何投影到CT成像的几何上，保证了肢体的关节部位完全贴合。

4.如权利要求3所述的一种参数化人体假肢骨骼建模方法，其特征在于：所述步骤5.1)中，利用空间点的位置关系，利用最小二乘法实现最优映射。

5.如权利要求3所述的一种参数化人体假肢骨骼建模方法，其特征在于：所述步骤5.2)中，投影过程：首先求待投影面在每个节点处的法向量，然后求各法向量与目标面的交点；将待投影面的每个节点的坐标替换为各个交点坐标，得到投影后的面。