[发明专利]内耳空间姿态分析方法及分析系统

权利要求书

1.一种内耳空间姿态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据颞骨影像数据构建分割模型，经过该模型分割后的颞骨结构包括：外半规管、后半规管、上半规管、总管、前庭、耳蜗和眼球；

对分割后的颞骨影像通过旋转使得总管顶端和眼球底部位于横断面，且双侧内耳相对矢状面对称，据此构建出空间坐标系；

从分割后的颞骨影像中获取所述外半规管、后半规管、上半规管的中心线并转为点数组，采用最小二乘法分别拟合平面获取各半规管的平面方程，计算所述外半规管、后半规管、上半规管的平面法向量在所述空间坐标系中的单位向量，构建个体半规管空间姿势数学模型；

检测多例双侧内耳模型，计算该模型在所述空间坐标系中各半规管平面法向量之和的单位向量，以此作为人体半规管空间姿势数学模型分析BBPV患者颞骨影像数据，制定患者的个体化BBPV诊疗方案。

2.根据权利要求1所述的内耳空间姿态分析方法，其特征在于，所述根据颞骨影像数据构建分割模型，具体通过以下步骤实现：

从医学影像信息系统中导出颞骨影像样本数据，保存为Dicom格式；

采用3D卷积神经网络对颞骨影像样本数据中的内耳结构和眼球进行识别训练，构建半规管和眼球的自动化分割模型；

通过所述自动化分割模型对颞骨影像进行自动化分割，将内耳结构分割为：外半规管、后半规管、上半规管、总管、前庭、耳蜗和眼球。

3.根据权利要求1所述的内耳空间姿态分析方法，其特征在于，所述空间坐标系的构建通过以下步骤实现：

选取分割后的颞骨影像中，双侧眼球最下缘和双侧半规管共同管的顶端所构成的平面，以该平面为空间坐标系的水平面，其法向量为空间坐标系的Z轴；

取两侧所述总管顶端连线为X轴，取X和Z轴的叉乘为Y轴。

4.根据权利要求3所述的内耳空间姿态分析方法，其特征在于，所述空间坐标系的Z轴的构建过程包括：

从分割后的颞骨影像中分别获取内耳中各外半规管、后半规管、上半规管的中心线；

获取所述外半规管、后半规管、上半规管的中心线所构成中心环的交叉点，将内耳中心线模型转为点数组；

计算所述交叉点之间各点连线距离，根据各半规管的中心环长度排除异常交叉点，识别所述外半规管、后半规管、上半规管的空间位置，其中所述后半规管和所述上半规管的上方交叉点对应为总管顶端；

取所述内耳中眼球坐标最低点和两侧总管顶端构成平面并计算平面方程；

分析眼球各点到该平面的距离，取距离最大的点，该点与两侧总管顶端构成半规管眼球平面作为横断面，该横断面的法向量为Z轴。

5.根据权利要求1所述的内耳空间姿态分析方法，其特征在于，所述内耳空间姿态分析方法还包括基于所述个体半规管空间姿势数学模型的构建方法，通过检测多组双侧内耳模型计算得到人体半规管空间姿势数学模型，所述人体半规管空间姿势数学模型由所述外半规管、后半规管、上半规管各平面的平均单位法向量构成，所述平均单位法向量通过以下步骤获得：

获取至少100例分割后的双侧内耳模型，分别计算所述双侧内耳模型中每个半规管平面与所述空间坐标系中各坐标轴的方向角，根据方向角余弦建立其单位法向量；

计算所述单位法向量的矢量和的单位向量，该单位向量即为平均单位法向量。

6.根据权利要求5所述的内耳空间姿态分析方法，其特征在于，所述内耳空间姿态分析方法还包括：根据所述人体半规管空间姿势数学模型分析BBPV患者颞骨影像数据，制定患者的个体化BBPV诊疗方案。

7.根据权利要求6所述的内耳空间姿态分析方法，其特征在于，所述个体化BBPV诊疗方案包括：

利用所述人体半规管空间姿势数学模型中患者的后半规管平面法向量计算后半规管与各坐标轴之间的夹角余弦平均值，得到后半规管旋转到矢状面平行的欧拉角方案和旋转路径，和/或

利用所述人体半规管空间姿势数学模型中患者的外半规管平面法向量计算外半规管与各坐标轴之间的夹角余弦平均值，得到外半规管旋转到冠状面平行的欧拉角方案和旋转路径。