[发明专利]一种腿骨下肢力线自动检测方法及装置

权利要求书

1.一种腿骨下肢力线自动检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)获取CT影像数据：利用CT设备对病人的预定部位进行术前扫描，以获取术前CT影像；

(2)对CT影像中的病人骨骼进行分割和三维重建，在模型空间中建立病人的骨骼三维模型；

(3)针对股骨三维模型的股骨头球三维模型，通过双剖切面获取质心的方法来确定股骨头球心点位置；

(4)针对股骨和胫骨三维模型，采用刚性+弹性的配准方法获取膝关节髁间凹中心点、胫骨平台中心点、踝关节中心点的坐标；

(5)通过股骨头球心与膝关节髁间凹中心点的连线获得股骨机械轴线，通过胫骨平台中心点和踝关节中心点的连线获得胫骨机械轴线；

(6)针对股骨或胫骨三维模型，采用迭代搜索最大距离点对的方法确定股骨或胫骨的解剖轴线；

所述步骤(3)中，在股骨头球三维模型表面任选一点作为初始点位置，第一步过此初始点沿着横断面剖切，得到横断剖切面，提取横断剖切面闭合边缘，然后利用迭代循环搜索方法计算横断剖切面闭合边缘上任意两点的距离值，取所有点对中距离值最大的点对，然后获取这个点对的中点坐标，此中点坐标作为横断剖切面的质心点坐标；第二步过横断剖切面质心点沿着矢状面剖切，得到矢状剖切面，提取矢状剖切面闭合边缘，然后利用迭代循环搜索方法计算矢状剖切面闭合边缘上任意两点的距离值，取所有点对中距离值最大的点对，然后获取这个点对的中点坐标，此中点坐标作为矢状剖切面的质心点坐标；第三步，矢状剖切面质心点坐标作为股骨头球心点坐标。

2.根据权利要求1所述的腿骨下肢力线自动检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中，选择一例腿骨CT影像作为标准模板，在标准模板上标注3个中心点的位置，3个中心点为膝关节髁间凹中心点、胫骨平台中心点、踝关节中心点，将标准模板配准到待测CT影像上，获得配准矩阵，标准模板上的3个中心点乘以配准矩阵，来获取待测CT影像上的3个中心点位置坐标，重建出待测CT影像的腿骨三维模型，以便直观观察到3个中心点在腿骨模型的位置。

3.根据权利要求2所述的腿骨下肢力线自动检测方法，其特征在于：所述步骤(6)中，提取股骨三维模型的边界框(boundingbox)的高度值h，选取距离边界框(boundingbox)最顶端x1，x2，x3高度的横断切面作为医学定义的3个横断切面，其中

x1/h＝10％,x2/h＝20％,x3/h＝30％，获取3个横断切面后，利用迭代循环搜索方法确定横断切面的中心点坐标，再将确定的横断切面的3个中心点利用最小二乘法拟合为一条直线，此直线为股骨解剖轴线。

4.根据权利要求2所述的腿骨下肢力线自动检测方法，其特征在于：所述步骤(6)中，提取胫骨三维模型的边界框(boundingbox)的高度值h，选取距离边界框(boundingbox)最顶端x1，x2，x3高度的横断切面作为医学定义的3个横断切面，其中

x1/h＝10％,x2/h＝20％,x3/h＝30％，获取3个横断切面后，利用迭代循环搜索方法确定横断切面的中心点坐标，再将确定的横断切面的3个中心点利用最小二乘法拟合为一条直线，此直线为胫骨解剖轴线。