[发明专利]一种基于股骨旋转轴与内翻轴分析模型的构建方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于股骨旋转轴与内翻轴的分析模型的构建方法及系统。方法包括基于检查数据构建股骨‑髋臼模型；呈现股骨‑髋臼模型；基于股骨‑髋臼模型生成髋臼模型和股骨模型；基于股骨模型生成能够用于分割股骨头部模型和股骨体模型的切割面，其能够基于股骨头部模型和切割面构建旋转轴，其中，在股骨头部模型绕旋转轴转动的情况下，股骨头部模型能够以将股骨头部分区域移出负重区的方式在髋关节面内转动，其能够依据股骨头部模型的骨表面和旋转轴构建内翻轴，其中，在股骨头部模型绕内翻轴转动的情况下，股骨头部模型能够以将股骨头部分区域移除负重区的方式与髋关节面生成倾角。据此方法，本发明还涉及了一种构建系统。

技术领域

本发明涉及医疗信息化技术领域，尤其涉及一种基于股骨旋转轴与内翻轴的分析模型的构建方法及系统。

背景技术

股骨头坏死是一个病理演变过程，初始发生在股骨头的负重区，应力作用下坏死骨骨小梁结构发生损伤即显微骨折以及随后针对损伤骨组织的修复过程。造成骨坏死的原因不消除，修复不完善，损伤-修复的过程继续，导致股骨头结构改变、股骨头塌陷、变形，关节炎症，功能障碍。对这一疾病如果单纯的从临床症状及体征上进行确诊比较困难，容易出现误诊或者漏诊的情况，现阶段临床上主要采取的检测方法是X线检查及CT检查、磁共振检查3种诊断方式。在股骨头坏死的临床诊断中，X线检查是应用最广泛的一种方法，通过检查主要能够对患者的病情进展及骨坏死程度进行了解，CT检查也主要是对患者骨坏死的情况进行了解，通过对影像进行分析选择合适的治疗方法。

股骨头坏死(avascular necrosis of the femoral head，ANFH)主要采用以下方式治疗：非手术治疗、保髋手术治疗和人工关节置换术。随着技术计算机技术、空间导航技术以及图像处理技术的迅速发展，计算机辅助导航技术在传统的TKR手术方法中得到了较好应用。计算机辅助导航技术系统是将术前和术后获得的影像学资料经过计算机处理后形成三维可视影像。其可以进行模拟手术，术前可自动选出最适合的尺寸关节零件、模拟开刀，手术中在骨头中放置感应器，导航系统上有红外线摄像头，动态追踪手术器械相对患者解剖的实时空间位置关系，手术医生据此可精确地放置人工关节。不过导航技术存在如下地不足：导航技术无法确定负重片区，即导航技术是在非负重的情况下测量下肢力线，其结果与负重下的存在差异。

例如，公开号为CN108542408A的中国专利公开的一种三维立体股骨头尺寸测量装置。其主要包括：扫描床、防护装置、测量装置。扫描床第一段安装有防护装置，另一端安装测量装置，扫面装置安装在扫面床的侧面。该发明的三维立体股骨头尺寸测量装置将X射线扫描、双目立体摄像、三维建模技术相结合，准确地测定患者的股骨头的三维立体尺寸，达到精确测量的目的，在进行人工股骨头置换手术之前，对患者的股骨头进行三维建模，在根据患者的实际治疗情况，医护人员制定出最佳手术方案，结构巧妙，操作简单快捷，提高医疗人员的工作效率和患者的治愈率。

例如，公开号为CN107545578A的中国专利公开的一种CT图像中股骨头区域分割方法、装置及设备。该方法包括获取被检体股骨头区域CT序列图像，通过对所述CT序列图像的每一幅图像的股骨头区域进行定位，构建股骨头包围盒和股骨颈包围盒；基于空间辐射线法在股骨头包围盒和股骨颈包围盒内获取多个采样点；根据多个采样点生成二维采样图像；在二维采样图像上确定股骨头区域的骨皮质外边界。该发明旨在准确地分割CT序列图像中股骨头区域的骨皮质外边界。

例如，公开号为CN104462636B的中国专利公开的一种基于伞状股骨头支撑器的坏死股骨头修复模型的建模方法。其方法包括：一、待修复股骨头的三维模型获取；获取待修复股骨头NURBS曲面模型，待修复股骨头为存在骨组织坏死区域且预采用股骨头支撑器修复的股骨头；股骨头支撑器由伞状支撑器和支撑套筒组成；二、根据伞状支撑器形状，确定需分离坏死区域，建立坏死股骨头模型；三、股骨头支撑器模型建立；四、坏死股骨头植入模型建立：建立带植入通道的坏死股骨头植入模型和植入骨的三维模型；五、坏死股骨头修复模型建立。该发明能够简便地、快速建立股骨头支撑器植入坏死股骨头的修复模型，且所建立的修复模型质量高。