[发明专利]基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法

权利要求书

1.基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其方法包括如下步骤：

S1、采集腿部姿态的姿态角数据，获取膝关节伸、屈角α，膝关节内旋、外旋角β和髋关节内收、外展角γ角度数据，建立动态软组织平衡判断公式模型；

S2、获取训练所需数据，获取动态软组织平衡数据，动态软组织平衡数据记作p_data，再获取非动态软组织平衡数据，非动态软组织平衡数据记作p_z；

S3、建立生成器G，将非动态软组织平衡数据输入生成器G内；

S4、建立判别器D，将动态软组织平衡数据输判别器D内；

S5、生成器G采用多层感知机的网络结构，用MLP的参数来表示可导映射G(z)；

S6、判别器D采用带有参数的多层感知机，记为D(x)；

S7、优化目标函数，函数V(G,D)表示最终优化目标公式如下：

2.根据权利要求1所述的基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其特征在于：所述建立动态软组织平衡判断公式模型的方法如下：

S1.1、对膝关节伸、屈角α，膝关节内旋、外旋角β和髋关节内收、外展角γ进行归一化处理，归一化后得到α、β、γ对应归一化数据用ω_α、ω_β、ω_γ表示为：

S1.2、引入ω为不同腿部姿态下的动态权值，动态权值ω为：

ω＝ρ_αω_α+ρ_βω_β+ρ_γω_γ……(2-4)；

S1.3、建立动态软组织平衡判断公式模型，其公式为：

|△|<ω*T……(2-5)；

3.根据权利要求1所述的基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其特征在于：所述优化目标函数包括优化判别器D目标和优化生成器G目标。

4.根据权利要求3所述的基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其特征在于：所述优化判别器D目标的方法如下：

S2.1、从动态软组织平衡数据中抽取m个样本；

S2.2、从非动态软组织平衡数据中抽取m个噪声样本；

S2.3、将m个样本和m个噪声样本输入生成器G，生成数据

S2.4、通过梯度上升法跟新迭代判别器D的参数，以使得极大化

5.根据权利要求4所述的基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其特征在于：所述优化判别器D目标的函数公式入下：

6.根据权利要求4所述的基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其特征在于：所述优化生成器G目标的方法如下：

S3.1、从非动态软组织平衡数据中另外抽取m个噪声样本{z¹,z²,...z^m}；

S3.2、通过梯度下降法，更新迭代生成器G参数以使得极大化

7.根据权利要求6所述的基于生成对抗网络的全膝关节置换术中动态软组织平衡判断方法，其特征在于：所述优化生成器G目标的函数公式如下：