[发明专利]一种在体运动检测及分析方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种在体运动检测及分析方法、装置、设备及介质，方法包括：对在体对象进行三维重建，得到三维模型数据；获取所述在体对象的运动轨迹数据；根据所述三维模型数据和所述运动轨迹数据，确定动态旋转矩阵；将所述在体对象的三维模型移动到运动轨迹的初始点；将所述在体对象的三维模型按照运动轨迹运行；计算所述在体对象的关节内面与面之间的目标距离；根据所述目标距离，确定所述在体对象的关节内骨动态位置信息。本发明降低了成本且易于实施，可广泛应用于医疗数据处理技术领域。

技术领域

本发明涉及医疗数据处理技术领域，尤其是一种在体运动检测及分析方法、装置、设备及介质。

背景技术

运动损伤检查的背景，随着全民生活水平的提高，对于运动健康的需求也越来越强烈，运动医学也随着发展。运动损伤的诊断往往是结合患者表现、临床查体以及影像学综合诊断。但由于个体差异性较大，且临床查体难以重复运动过程，仅仅特殊体位的检查，此外影像学检查对于非急性炎症的鉴别效率不高，因此常常会出现医生诊断无异常，但患者主诉不适的情况。因此运动医学的诊断还需要更加符合运动状态的评估手段。因此，引入运动生物力学的研究方法进入临床进行辅助诊断的需求不可忽视。例如步态分析引入临床诊断，其作为一种高效的诊断技术，已经帮助分析解决很多下肢病患问题。但步态更多是观察较为外向表现的疾病，如脑瘫步态、马蹄足步态等。与解剖形体及运动相关的关节内的撞击在步态中并未有典型性表现，非急性期影像学也未显示特异，临床检查往往是静息状态也难以发现。这类疾病虽然没有表现出明显的临床指征，但病患会持续主诉关节不适。这类疾病患病人口庞大，但却常常被临床忽视，而归其原因是临床尚无有效的诊断手段。因此，建立能够窥探关节内运动变化的技术十分重要，业内称之为在体运动分析技术。人体是一个动态平衡的生命体，从运动角度来说，运动状态下的人的活动是人体功能评价的基本形式，静态状态仅仅是一系列时间串中的一个时间节点，因此，想要全面了解人的运动从而对疾病及愈后进行判断，就需要对人体运动状态下的表现进行评估。因此希望能够通过在体运动分析对运动损伤及疾病进行诊断和评价。动态的运动分析在非生命体为对象的研究中的实施是可行的，但对于生命体的运动分析中，往往因为侵入性操作，而难以获得伦理的支持。这也使得对于生命体的运动分析停滞不前，因此，如何对生命体进行运动状态下的分析是运动医学研究领域的一大难点。

研究人员采取了多种方法进行生命体的在体运动分析，目前关于动态生物力学的研究方法包括三大类：一种是目前已经得到长足发展的有限元建模及分析法，该方法将建立一个静态的网格模型，利用数学方法对该静态模型进行边界约束、接触设置以及载荷或运动的加载，以接近真实运动的方式去模拟网格模型，并利用该网格模型分析相关的力学参数。另一种是利用影像超声设备采集运动状态下的不同节点的数据，例如用CT或者MRI采集运动中某几个状态的影像，再利用这些准静态数据进行推理分析，达到以节点推到运动过程的目的；也有人采用超声技术对运动状态进行分析，但由于受到超声技术的限制，解剖位置较深的信息难以获得。第三大类是利用关节内监测设备进行长期动态数据的采集，但是这种技术通常伴随着手术置入传感器，成本较高，适用于小样本的探索性的研究，而非检测手段。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种成本低且易于实现的在体运动检测及分析方法、装置、设备及介质。

本发明的一方面提供了一种在体运动检测及分析方法，包括：

对在体对象进行三维重建，得到三维模型数据；

获取所述在体对象的运动轨迹数据；

根据所述三维模型数据和所述运动轨迹数据，确定动态旋转矩阵；

将所述在体对象的三维模型移动到运动轨迹的初始点；

将所述在体对象的三维模型按照运动轨迹运行；

计算所述在体对象的关节内面与面之间的目标距离；

根据所述目标距离，确定所述在体对象的关节内骨动态位置信息。