[发明专利]一种腰椎三维测量方法

摘要

本发明涉及一种腰椎三维测量方法，所述方法将椎体进行CT扫描，将CT连续断层图像数据进行三维模型重建，在三维模型中根据椎体的形态结构确定三维空间平面坐标，并根据坐标平面确定椎体各项参数的测量方法，包括测量腰椎的椎孔矢状径、椎体矢状径、椎弓根间距、椎弓根宽度、椎弓根高度。本发明还通过上述方法和实体接触式精密测量法分别对5例腰椎各项解剖参数进行测量，本发明基于CT二维断层图像建立的腰椎骨三维数字化分析模型的三维测量法具有很高的准确性及可靠性。

主权项

一种腰椎三维测量方法，具体包括以下步骤：1)将离体腰椎骨标本进行螺旋CT扫描；2)腰椎三维模型的建立：将CT扫描仪获取的腰椎骨的原始数据，并导入三维重建软件进行三维重建计算，得到椎体的三维模型；3)腰椎三维模型的优化：将第2)步得到的腰椎三维模型，用工程软件Pro/EWildfire4.0对模型进行优化处理；4)三维空间平面的确定：根据椎体的形态结构，以椎体为基准，使其上下终板表面轮廓线尽可能重合时垂直于屏幕方向为z轴方向，并在此方向上定义矢状基准中线平面、冠状基准中线平面，再根据上述两平面做出另一与其二者均垂直的基准平面定义为水平面，以上确定为椎体模型的三维空间正交基准平面，并根据面面关系定义上面观、后面观、左面观三个视觉方向，方便此后的分析测量；5)将模型沿矢状中线基准平面进行剖切，在左视角下选择该剖面线最左边的点即椎体前皮质外缘，定义为A点，据此再在此剖面上定义椎体后皮质外缘为B点，椎板前皮质外缘为C点；将模型沿冠状中线基准平面进行剖切，在后视角下可找到左右椎弓根内侧皮质外缘，分别定义为D点，E点；其中A与B的连线在横断面上投影线段的长度定义为椎体矢状径(CSD)，B与C的连线在水平面上的投影线段长度定义为椎孔矢状径(SCSD)；D点和E点的连线在水平面投影线段长度即为椎弓根间距(DMBP)；6)采用第3)步建立的优化的腰椎三维模型，选取腰椎两侧椎弓根峡部区域的三角面片模型为兴趣区，将其他多余的三角面片去掉，分别对左右两侧椎弓根峡部模型进行分析和测量，下面以一侧为例进行说明，将椎弓根前后缘轮廓线调整至尽可能重合的方向，并定义此时垂直屏幕的方向为钉道轴线方向，平行于屏幕做一投影平面，将模型投影至此平面上，并提取最内侧的轮廓线，而后在此投影平面上做该轮廓线最大内接圆，确定其圆心和圆周线的位置，将此内接圆沿钉道轴线方向进行拉伸，得到一个圆柱形结构，即为理论椎弓根钉道。沿垂直于钉道轴线方向选取椎弓根上下皮质外缘和内外皮质外缘，其中上下缘皮质外缘点在上述投影平面上的投影点之间的连线在矢状中线基准平面上 的投影线段长度定义为椎弓根高度，内外侧皮质外缘点在投影平面上的投影点之间的连线在水平面上的投影线段长度定义为椎弓根宽度。7)对上述定义的椎孔矢状径、椎体矢状径、椎弓根间距、椎弓根宽度、椎弓根高度分别其进行测量，即得到腰椎三维的重要参数值。