[发明专利]一种人体髋关节的运动受力变化评估方法及装置

权利要求书

1.一种人体髋关节的运动受力变化评估方法，其特征在于，包括下述步骤：

根据第一时刻下和站立姿态下待评估者髋关节的髋臼到膝盖之间的第一标记点在运动模型下的坐标，分别计算所述第一时刻下所述髋关节的股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格；

根据获得的坐标转换关系将所述股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格分别转换到所述运动模型对应的运动坐标系下，将转换得到的六面体网格、所述髋臼上第二标记点、所述股骨上第三标记点的三维坐标转换到以髋关节中心为坐标原点的局部坐标系下；

根据第一和第二时刻点所述第二标记点的坐标矩阵，获取所述第一和第二时刻点之间的髋臼变换矩阵，根据所述髋臼变换矩阵、第一和第二时刻点所述第三标记点的坐标矩阵，获取所述第一和第二时刻点之间的股骨变换矩阵；

将所述髋臼变换矩阵作用于所述局部坐标系下股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格，将所述股骨变换矩阵作用于所述髋臼变换矩阵作用后的股骨六面体网格，得到所述第二时刻下所述股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格；

根据所述第二时刻下所述股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格，获取所述第二时刻下所述髋臼软骨的接触压力。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分别计算所述第一时刻下所述髋关节的股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格的步骤之前，还包括：

获取运动时所述第二标记点和第三标记点的三维坐标变化，以得到所述待评估者髋关节的所述运动模型；

获取所述站立姿态下所述髋关节的运动身体轮廓，根据所述运动身体轮廓和所述髋关节的身体解剖轮廓，对所述髋关节的三维网格解剖模型和所述运动模型进行配准；

根据所述站立姿态下所述第一标记点在所述三维网格解剖模型和所述运动模型下的坐标，获取所述三维网格解剖模型和所述运动模型的坐标转换关系。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获取运动时所述第二标记点和第三标记点的三维坐标变化，以得到所述待评估者髋关节的所述运动模型的步骤之前，还包括：

对所述站立姿态下所述待评估者的髋关节CT图像进行图像分割，以得到所述股骨、髋臼软骨、髋臼的三角片以及所述身体解剖轮廓；

根据所述股骨、髋臼软骨、髋臼的三角片，重建所述股骨、髋臼软骨、髋臼的六面体网格，以得到所述髋关节的三维网格解剖模型。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述站立姿态下所述髋关节的运动身体轮廓，根据所述运动身体轮廓和所述髋关节的身体解剖轮廓，对所述髋关节的三维网格解剖模型和所述运动模型进行配准的步骤，包括：

使用三维扫描仪获取所述站立姿态下所述待评估者所述髋关节的运动身体轮廓；

通过所述髋关节上的预设关键部位将所述髋关节的解剖身体表面和运动身体表面在解剖坐标系下重合在一起，对所述三维网格解剖模型和运动模型进行配准，以得到所述站立姿态下第一标记点在所述三维网格解剖模型和运动模型下的坐标。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述髋臼变换矩阵、第一和第二时刻点所述第三标记点的坐标矩阵，获取所述第一和第二时刻点之间的股骨变换矩阵的步骤，包括：

根据所述髋臼变换矩阵以及所述第一时刻下第三标记点的坐标矩阵，获取股骨第三标记点在所述髋臼变换矩阵下的坐标矩阵；

根据所述第二时刻点所述第三标记点的坐标矩阵以及所述第三标记点在所述髋臼变换矩阵下的坐标矩阵，获取所述股骨变换矩阵。