[发明专利]一种基于形态学的脊柱模拟矫正方法及装置

权利要求书

1.一种基于形态学的脊柱模拟矫正方法，其特征在于，所述方法包括：

1)、建立待矫正脊椎的三维模型，并获取三维模型中各块脊椎骨的中心点的当前坐标；

2)、获取待矫正脊椎在无变形状态时各块脊椎骨的中心点的目标坐标；

3)、根据目标坐标与当前坐标之间的差异，对当前坐标进行矫正处理，得到矫正后的三维模型；

4)、获取矫正后的三维模型中各脊椎骨相对于待矫正脊椎的三维模型中对应脊椎骨的旋转角和旋转轴；

5)、将所述旋转角和旋转轴作为对应的脊椎骨的矫正参数，获取应用所述矫正参数后的脊椎的当前三维模型，将当前三维脊椎模型中各块脊椎骨的中心点坐标作为当前坐标，并返回执行步骤3)，直至待矫正脊椎三维模型中各块脊椎骨都处于无变形状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于形态学的脊柱模拟矫正方法，其特征在于，所述建立待矫正脊椎的三维模型，包括：

利用待矫正脊椎的CT图序列，利用MC三维建模方法建立待矫正脊椎的三维模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于形态学的脊柱模拟矫正方法，其特征在于，所述步骤2)，包括：

将待矫正脊椎的三维模型中的各块脊椎骨复制并平移至无变形状态的位置，以建立无变形状态时脊椎的三维模型，并获取无变形状态时各块脊椎骨的中心点的坐标，

根据待矫正脊椎的三维模型中相邻两块脊椎骨之间的直线距离，对无变形状态时脊椎的三维模型中对应脊椎骨的中心点之间的距离进行拉伸或者缩放处理；

将拉伸或者缩放处理后的无变形状态时脊椎的三维模型中各块脊椎骨的中心点的坐标作为目标坐标。

4.根据权利要求1所述的一种基于形态学的脊柱模拟矫正方法，其特征在于，所述步骤3)，包括：

将待矫正脊椎的三维模型与在无变形状态的三维模型的端部脊椎骨的中心点重合，以重合端部的脊椎骨的中心点为起点，将待矫正脊椎中与起点对应的脊椎骨的下一块脊椎骨的中心点作为当前点；

以当前点的前一点为圆心，将当前点的坐标朝向无变形状态的脊椎骨的中心点旋转设定角度，其中，将当前点到当前点的前一点的直线作为第一直线，将当前点的前一点到无变形状态的脊椎模型中对应于当前点的中心点的直线作为第二直线，第一直线与第二之间的夹角为所述设定角度的预设数量倍，所述预设数量为大于1的整数；

将当前点的下一点作为当前点，并返回执行所述以当前点的前一点为圆心，将当前点的坐标朝向无变形状态的脊椎骨的中心点旋转设定角度的步骤，直至所有脊椎骨都被的中心点坐标都被矫正；

根据待矫正脊椎的三维模型中相邻两块脊椎骨之间的直线距离，对矫正后脊椎的三维模型中的对应脊椎骨的中心点之间的距离进行拉伸或者缩放处理；并将拉伸或者缩放处理后的待矫正脊椎的三维模型作为矫正后的三维模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于形态学的脊柱模拟矫正方法，其特征在于，所述步骤4)，包括：

根据矫正后的三维模型的中心点的坐标，获取与该模型对应的第一空间拟合曲线，获取所述第一空间拟合曲线上各个中心点处的第一切向量；

根据待矫正脊椎的三维模型的各个中心点的坐标，获取与该模型对应的第二空间拟合曲线，获取所述第二空间拟合曲线上各个中心点处的第二切向量；

根据所述第一切向量和第二切向量获取矫正状态的三维模型中各块脊椎骨的旋转角和旋转轴。

6.一种基于形态学的脊柱模拟矫正装置，其特征在于，所述装置包括：

建立模块，用于建立待矫正脊椎的三维模型，并获取三维模型中各块脊椎骨的中心点的当前坐标；

第一获取模块，用于获取待矫正脊椎在无变形状态时各块脊椎骨的中心点的目标坐标；

处理模块，用于根据目标坐标与当前坐标之间的差异，对当前坐标进行矫正处理，得到矫正后的三维模型；

第二获取模块，用于获取矫正后的三维模型中各脊椎骨相对于待矫正脊椎的三维模型中对应脊椎骨的旋转角和旋转轴；

返回模块，用于将所述旋转角和旋转轴作为对应的脊椎骨的矫正参数，获取应用所述矫正参数后的脊椎的当前三维模型，将当前三维脊椎模型中各块脊椎骨的中心点坐标作为当前坐标，并返回执行步骤3)，直至待矫正脊椎三维模型中各块脊椎骨都处于无变形状态。