[发明专利]一种颞颌关节运动追踪方法及系统

说明书

本发明公开了一种颞颌关节运动追踪方法，包括如下步骤：S1：对同一颞颌关节部分别进行三维MRI结构扫瞄和二维MRI动态扫瞄，得到三维MRI数据和二维MRI数据；S2：基于三维MRI数据构建三维模型V_Bone；S3：基于二维MRI数据得到二维动态影像I_D(u,v)；S4：通过SVR算法将三维模型V_Bone与相对应的二维动态影像I_D(u,v)进行匹配，得到二维动态影像I_D(u,v)中的颞颌关节的实时位置，从而实现颞颌关节的运动追踪。本发明对颞颌关节的运动追踪精准性高，其精度可达到1毫米与1°；SVR算法对输入误差不敏感，抗干扰性强；减少软组织对关节运动追踪的影响，且得到的颞颌关节运动更为贴合日常生活中常见的运动；相比于CT扫描，本发明基于MRI开发，无辐射，对受试者健康方面提供保障。

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种颞颌关节运动追踪方法及系统。

背景技术

现有用于颞颌关节运动重建的方法中，比较成熟的是使用标记点对 CBCT图像进行配准的方法，该方法通过追踪口内固定的标记点获得颞颌关节的真实运动情况，可用于颞下颌关节疾病的辅助诊断，关节运动的动态分析等，暂时并未运用于颞颌关节运动重建。其中，现有技术中最接近本发明的为一种颞下颌关节运动重建系统，包含标记点的检测模块、视频采集模块、图像处理模块和运动重建模块。其具体的技术方案实现为固定两台摄像机并建立全局坐标系，让被拍摄者根据指令做关节运动，利用光学采集装置采集口腔内标记点的图像序列，并采集被拍摄者的颞颌关节CT影像数据。将双摄像头采集到的标记点的空间坐标与采集到的口内固定标记装置的CT影像数据结合，确定关节的空间位置信息，最后通过CT图像分割出被拍摄者的上、下颌骨，配准后获得颞下颌关节的运动情况。

然而上述现有技术存在以下缺陷：

精度低，基于红外反光球的运动捕捉技术存在软组织移动误差，即运动捕捉设备捕捉的红外反光球粘贴在皮肤表面，皮肤与骨骼间存在软组织，追踪皮肤表面的运动无法精准反映关节运动；

影响受试者颞颌关节运动，使用夹具固定于受试者的上下颌牙齿，会影响受试者的运动，这种情况下记录的颞颌关节运动并非生活中常见的运动。

辐射，基于CT的方法均有辐射，对受试者产生健康方面的影响。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种颞颌关节运动追踪方法及系统，以解决颞颌关节运动捕捉精度低、存在辐射的技术问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种颞颌关节运动追踪方法，包括如下步骤：

S1：对同一颞颌关节部分别进行三维MRI结构扫瞄和二维MRI动态扫瞄，得到三维MRI数据和二维MRI数据；

S2：基于三维MRI数据构建三维模型V_Bone；

S3：基于二维MRI数据得到二维动态影像I_D(u,v)，其中，u、v分别为行方向上和列方向上的影像大小；

S4：通过SVR算法将三维模型V_Bone与相对应的二维动态影像I_D(u,v)进行匹配，得到二维动态影像I_D(u,v)中的颞颌关节的实时位置，以实现对颞颌关节的运动追踪。

其中，步骤S4具体包括如下步骤：

S41：初始化三维模型V_Bone的转换位置P^(k)，其中，k的初始值为0，P⁽⁰⁾为预设初始的转换位置；

S42：将三维模型V_Bone转换到位置P^(k)，得到