[发明专利]膝关节后外侧复合体腱骨结合部的形态识别及可视化方法有效

专利信息
申请号: 201910995594.7 申请日: 2019-10-18
公开(公告)号: CN110766789B 公开(公告)日: 2023-07-07
发明(设计)人: 宋艳;吴毅;王洪凯;胡昕;姚洁;熊雁;代灿 申请(专利权)人: 中国人民解放军陆军军医大学
主分类号: G06T17/00 分类号: G06T17/00;G06T19/20;G16H30/40
代理公司: 西安知诚思迈知识产权代理事务所(普通合伙) 61237 代理人: 闵媛媛
地址: 400038 重*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 膝关 节后 外侧 复合体 结合部 形态 识别 可视化 方法
【说明书】:

发明公开了一种膝关节后外侧复合体腱骨结合部的形态识别及可视化方法,首先对人体膝关节后外侧结构的横断面薄层真彩色高分辨率图像进行识别分割,在此基础上对膝关节后外侧复合体及其毗邻结构进行基于面绘制的三维重建,然后将膝关节的股骨、胫骨、腓骨以及PLC的FCL、PT、PFL、BT重建后的三维图像以三角形网格的格式导出,标记FCL、PT、PFL、BT分别与股骨以及腓骨的腱骨结合部的所有接触面,得出每个解剖结构在股骨、腓骨上的腱骨结合部及其中心点,并测量各解剖结构腱骨结合部的面积及其中心点之间的相互距离,最后创建交互式3d‑pdf模型进行可视化,解决了腱骨结合部附着部位难以确定和观察的问题。

技术领域

本发明属于人体膝关节后外侧研究领域,涉及一种人体膝关节后外侧复合体腱骨结合部的形态识别及可视化方法。

背景技术

膝关节后外侧复合体(Posterolateral Complex,PLC)是一个复杂的解剖和功能复合结构,位于膝关节后外侧区域。PLC由多条肌腱及韧带组成,前期通过中国可视化人体数据集研究认为PLC主要由腓侧副韧带(FCL)、腘肌肌腱(PT)、腘腓韧带(PFL)、股二头肌肌腱(BT)、弓状韧带(APL)和腓肠豆韧带(FFL)组成,它们共同维持膝关节PLC的静态和动态稳定性,这些结构的功能是抑制膝关节内翻,同时也辅助防止胫骨向后移和外旋。

在所有膝关节损伤中,近16%的人出现了PLC的损伤,如果不能正确识别诊断,这些损伤会导致膝关节的持续不稳定,并伴随重建失败。国内外解剖学家和医生对PLC解剖结构、生物力学和手术方案均有相关研究,逐步定义了PLC的解剖结构,而且在诊断、治疗和手术重建PLC损伤方面也有了很大进展。然而,目前关于膝关节PLC的腱骨结合部的细节研究却很少,PLC各解剖结构在股骨和腓骨止点的腱骨结合部的形态、面积、中心点的位置以及中心点之间的相互距离仍存在争议,在PLC的修复手术中对人体膝关节PLC的腱骨结合部解剖位置无法准确识别定位,对PLC腱骨结合部的形态面积、解剖位置和毗邻关系均有待进一步的研究。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种膝关节后外侧复合体腱骨结合部的形态识别及可视化方法,以解决目前对PLC各解剖结构FCL、PT、PFL和BT的腱骨结合部的解剖位置无法准确识别,无法对其进行准确的解剖学观察、计算、测量和研究,以及因此而影响PLC修复手术隧道方案制定的问题。

本发明实施例提供了一种膝关节后外侧复合体腱骨结合部的形态识别及可视化方法,首先对人体膝关节后外侧结构的横断面薄层真彩色高分辨率图像进行识别和分割,在此基础上对膝关节后外侧复合体及其毗邻结构进行基于面绘制的三维重建,然后基于重建的三维图像计算出膝关节后外侧各解剖结构的腱骨结合部及其中心点,并测量各解剖结构股骨和腓骨上腱骨结合部的面积以及中心点之间的相互距离,最后创建交互式3d-pdf模型,对人体膝关节后外侧复合体腱骨结合部的形态面积、解剖位置和毗邻关系进行可视化。

进一步的,按照以下步骤进行:

步骤S1、数据获取:在中国可视化人体数据集即CVH数据集中选择CVH-1、CVH-2和CVH-5双侧膝关节后外侧结构横断面薄层真彩色高分辨率图像数据集;

步骤S2、膝关节和PLC各解剖结构的图像分割:选取图像识别分割的基准和参考,利用图像处理软件对获取的数据集进行膝关节和PLC各解剖结构的识别和分割,分割结构为膝关节骨、PLC及其毗邻结构;

步骤S3、三维数字化重建:对膝关节骨、PLC及其毗邻结构进行基于面绘制的三维重建,并对重建的三维模型表面进行平滑和简化处理;

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