CN102743158A - 一种脊柱数字化重建方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种脊柱数字化重建方法及系统，该方法包括：检测待检测人员的骨盆投射角，在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角；确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度；根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。该方法，以患者的骨盆投射角的基础，通过一系列计算以及绘图可以重建脊柱-骨盆矢状面平衡。与现有技术相比，该方法可以重建稳定的脊柱-骨盆矢状面，可以有效地指导脊柱矫形手术，并且提高了术后的疗效。
Description
技术领域
本申请涉及数字化技术领域，特别是涉及一种脊柱数字化重建方法及系统。
背景技术
成人脊柱侧凸是指在年龄超过20岁的，冠状面上Cobb角超过10°的脊柱畸形。脊柱冠状面形态表现为1个或数个节段向侧方偏离身体中线形成带有弧度的畸形，通常矢状面上形态还有后凸或前凸的增加或减少改变，同时还伴有脊柱旋转畸形，为三维畸形。Aebi按病因将成人脊柱侧凸大致分为三类：成人特发性脊柱侧凸、成人退变性脊柱侧凸和成人继发性脊柱侧凸。
随着人口老龄化，发病率有越来越高的趋势。随着人们对生活要求越来越高，脊柱侧凸的患者在保守治疗无效的情况下选择了手术。然而越来越多的研究表明成人脊柱侧凸的疗效除了术中充分解除神经压迫，是否重建稳定脊柱-骨盆矢状面整体平衡是影响术后疗效的重要因素之一。通过对现有技术的研究，发明人发现：由于患者处于一个病理情况下，现有技术很难判断患者目前脊柱畸形状态与原始解剖状态的差别，进而很难从脊柱-骨盆病理改变中找出多少是病理改变，多少是功能代偿，进而无法较好地指导脊柱侧凸手术。
因此，亟需一种脊柱数字化重建方法及系统。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种脊柱数字化重建方法及系统，以实现可以对脊柱进行数字化处理，得到与患者脊柱准确的数字化模型。
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
一种脊柱数字化重建方法，包括以下步骤：
检测待检测人员的骨盆投射角，在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角；
确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度；
根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
优选地，所述检测待检测人员的骨盆投射角，包括：
获取所述待检测人员的X光片；
从所获取的待检测人员的X光片中测量得到所述待检测人员的骨盆投射角。
优选地，所述根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角，包括：
预先获取所述骨盆投射角、骨盆倾斜角和骶骨倾斜角三者之间的关系，并且获取得到的关系式为：骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角；
将所述骨盆投射角和骨盆倾斜角代入到上述关系式中，并计算得到骶骨倾斜角。
优选地，所述确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度，包括：
从所述待检测人员的X光片中测量及计算得到预设矫形后颈7椎体前缘汇总点至骶1椎体前角的脊柱长度；
将测量及计算得到的预设矫形后颈7椎体前缘中点至骶1椎体前角的脊柱前缘长度作为矢状面脊柱相对长度。
优选地，所述根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型，包括：
根据骨盆倾斜角确定股骨头与骶骨矢状面的位置并固定不动；
根据骶骨矢状面确定颈7椎体前缘中心的位置；
根据骶骨倾斜角确定重建脊柱的模型，所述确定重建脊柱的模型可在经过所述颈7椎体前缘中心所在位置、且在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上可上下移动，所述脊柱的模型包括：Roussouly Ⅱ型、Roussouly Ⅲ型或RoussoulyⅣ型；
根据所确定重建脊柱的模型的特点得到脊柱的前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目；
分别确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下形状，并确定的构建所述脊柱的形状；
根据所述重建脊柱的模型、前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目和所述脊柱的形状得到脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
一种脊柱数字化重建系统，包括：角度获取单元、第一确定单元和模型重建单元，其中：
所述角度获取单元用于检测待检测人员的骨盆投射角，通过骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角；
所述第一确定单元用于确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度；
所述第二确定单元用于根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
优选地，所述角度获取单元包括：骨盆投射角度测量单元和角度计算单元，其中：
所述骨盆投射角度测量单元用于从预先获取的待检测人员的X光片中测量得到所述待检测人员的骨盆投射角；
所述角度计算单元用于在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并且预先获取所述骨盆投射角、骨盆倾斜角和骶骨倾斜角三者之间的关系，并且获取得到的关系式为：骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角；
将所述骨盆投射角和骨盆倾斜角代入到上述关系式中，并计算得到骶骨倾斜角。
优选地，所述模型重建单元包括：
颈7椎体前缘中心确定单元、脊柱模型选择单元、参数计算单元、脊柱弧形确定单元和整合单元，其中：
所述颈7椎体前缘中心确定单元用于根据骨盆倾斜角确定股骨头与骶骨矢状面的位置并固定不动，并根据骶骨矢状面确定颈7椎体前缘中心的位置；
所述脊柱模型选择单元用于根据骶骨倾斜角确定重建脊柱的模型，所述确定重建脊柱的模型可在经过所述颈7椎体前缘中心所在位置、且在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上可上下移动，所述脊柱的模型包括：RoussoulyⅡ型、RoussoulyⅢ型或RoussoulyⅣ型；
所述参数计算单元用于根据所确定重建脊柱的模型计算得到脊柱的前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目；
所述脊柱弧形确定的单元用于分别确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下形状，并确定的构建所述脊柱的形状；
所述整合单元用于根据所述重建脊柱的模型、前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目和所述脊柱的形状得到脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该方法，以患者的骨盆投射角的基础，首先可以根据骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角的公式，确定矫形后的骨盆倾斜角，然后建立建立一根虚拟的铅垂线，把C7前缘中心和骶骨前角固定在虚拟铅垂线上，在使得矫形节段以外的脊柱形态保持不变，并矫正腰椎前凸；最后根据Roussouly分型不同切点位置可算出按矢状面功能划分的腰椎下弧相对长度，根据角度、弧长可确定腰椎下弧，根据腰椎上弧角度和前凸倾斜角斜线交点可确定腰椎上弧，并根据胸1椎体致腰椎上弧顶点的椎体作为一整体，在胸椎下弧半径和腰椎上弧半径相等、胸椎上弧半径测量出来、构成胸椎的弧长已知的前提下来确定胸椎前缘形状。最后达到重建脊柱-骨盆矢状面平衡。
与现有技术相比，该方法可以重建稳定的脊柱-骨盆矢状面，可以有效地指导脊柱矫形手术，并且提高了术后的疗效。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种脊柱数字化重建方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的检测待检测人员的骨盆投射角的详细流程示意图；
图3为本申请实施例提供的确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度的详细流程示意图；
图4为本申请实施例提供的确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度的详细流程示意图；
图5为本申请实施例提供的确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下形状以及确定的构建所述脊柱的形状；
图6为本申请实施例提供的一种脊柱重建系统的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的角度获取单元的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的模型重建单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
图1为本申请实施例提供的一种脊柱数字化重建方法的流程示意图。
如图1所示，本申请实施例提供的该方法包括以下步骤：
S100：检测待检测人员的骨盆投射角。
骨盆投射角作为骨盆解剖形态的参数,在个体间存在差异,自人体骨骼生长停止后保持一个相对恒定值，不会随着体位变化而变化。近年来有研究表明，骨盆投射角的值随着人体的成长有轻微增长趋势,成年后成长停滞后达到稳定状态。
在本申请实施例中，如图2所示，该步骤可以包括：
S101：获取所述待检测人员的X光片。
这里检测X光片可以采用医院常用的X光片机来进行。
S102：从所获取的待检测人员的X光片中测量得到所述待检测人员的骨盆投射角。
当获取到待检测人员的X光片后，操作人员可以利用几何关系来测量得到待检测人员的骨盆投射角。
S200：在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角。
根据现有的研究，骨盆投射角与骨盆倾斜角之间存在一定的对应关系，所以当需要获取骨盆倾斜角时，只需在预设设置的对应关系表中，查找到与骨盆投射角相对应的骨盆倾斜角。
S300:根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角。
关于骨盆投射角、骨盆倾斜角以及骶骨倾斜角，这三者之间的关系为：骨盆投射角=骨盆倾斜角+骶骨倾斜角，所以根据上述两个步骤得到的骨盆投射角和骨盆倾斜角，并且将骨盆投射角和骨盆倾斜角代入到上述公式内，即可通过简单计算就可以得到骶骨倾斜角。
S400：确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度。
在本申请实施例中，如图3所示，该步骤可以包括：
S401：从所述待检测人员的X光片中测量及计算得到预设矫形后颈7椎体前缘汇总点至骶1椎体前脚的脊柱长度；
S402：将测量及计算得到的预设矫形后颈7椎体前缘中点至骶1椎体前角的脊柱前缘长度作为矢状面脊柱相对长度。
S500：根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
在本申请实施例中，如图4所示，该步骤可以包括：
S501：根据骨盆倾斜角确定股骨头与骶骨矢状面的位置并固定不动，并根据骶骨矢状面确定颈7椎体前缘中心的位置。
S502：根据骶骨倾斜角确定重建脊柱的模型。
这里脊柱的模型包括：Roussouly Ⅱ型、RoussoulyⅢ型或RoussoulyⅣ型，并且确定重建脊柱的模型可在经过所述颈7椎体前缘中心所在位置、且在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上可上下移动。
S503:根据所确定重建脊柱的模型计算得到脊柱的前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目。
S504：分别确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下形状，并确定的构建所述脊柱的形状。
在本申请实施例中，如图5所示，该步骤可以包括：
S5041：确定腰椎上、下弧形的形状。
根据不同类型脊柱切点不同得出腰椎下弧长度，结合腰椎下弧弧度等于骶骨倾斜角两者确定腰椎下弧形状。根据不同类型脊柱的前凸倾斜角、腰椎上弧角度及构成腰椎上下弧的两圆圆心在同一直线上确定腰椎上弧形状。
S5042：确定胸椎上下弧长度。
根据计算得到的预设矫形后颈7椎体前缘中点至骶1椎体前角的脊柱长度减去腰椎上下弧长度得到胸椎上下弧长度。
S5043：确定胸椎上下弧形状。
先做两个构成胸椎上下弧的圆（构成胸椎上弧圆的半径等于屈伸动力位片时构成胸椎上弧前缘圆的半径中间值，胸椎下弧圆半径等于腰椎上弧圆半径）两圆圆心在同一直线上，胸椎下弧起点为切点，胸椎上弧终点在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上。通过上下调整胸椎上弧终点的位置达到胸椎上下弧长度等于根据计算得到的预设矫形后颈7椎体前缘中点至骶1椎体前角的脊柱长度减去腰椎上下弧长度确定胸椎上下弧形状。
S5044：将上述确定的腰椎上、下弧形的形状，胸椎上、下形状进行整合，即可得到需要构建的脊柱的形状。
S600：根据上述确定的重建脊柱的模型、前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目和所述脊柱的形状得到脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
由于成人患者在脊柱畸形后，留给唯一线索成年后骨盆投射角的值基本保持稳定不变，所以本申请实施例提供的该方法，以患者的骨盆投射角的基础，首先可以根据骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角的公式，确定矫形后的骨盆倾斜角，然后建立建立一根虚拟的铅垂线，把C7前缘中心和骶骨前角固定在虚拟铅垂线上，在使得矫形节段以外的脊柱形态保持不变，并矫正腰椎前凸；最后根据Roussouly分型不同切点位置可算出按矢状面功能划分的腰椎下弧相对长度，根据角度、弧长可确定切点的空间位置，根据腰椎上弧角度和前凸倾斜角斜线交点可确定腰椎上弧长度，并根据胸1椎体致腰椎上弧顶点的椎体作为一整体，把胸椎下弧半径调至和腰椎上弧半径相等来重建脊柱-骨盆矢状面平衡。
与现有技术相比，该方法可以重建稳定的脊柱-骨盆矢状面，可以有效地指导脊柱矫形手术，并且提高了术后的疗效。
实施例二：
图6为本申请实施例提供的一种脊柱重建系统的结构示意图。
如图6所示，该系统包括：角度获取单元1、第一确定单元2和模型重建单元3，其中：
角度获取单元1用于检测待检测人员的骨盆投射角，在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角。
在本申请实施例中，如图7所示，角度获取单元1包括：骨盆投射角度测量单元11和角度计算单元12，其中：
所述骨盆投射角度测量单元11用于从预先获取的待检测人员的X光片中测量得到所述待检测人员的骨盆投射角；
所述角度计算单元12用于在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并且预先获取所述骨盆投射角、骨盆倾斜角和骶骨倾斜角三者之间的关系，并且获取得到的关系式为：骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角；
将所述骨盆投射角和骨盆倾斜角代入到上述关系式中，并计算得到骶骨倾斜角。
第一确定单元2用于确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度。
在应用时，第二确定单元2从所述待检测人员的X光片中测量及计算得到预设矫形后颈7椎体前缘汇总点至骶1椎体前角的脊柱长度，然后将测量及计算得到的预设矫形后颈7椎体前缘中点汇总点至骶1椎体前角的脊柱长度作为矢状面脊柱相对长度。
模型重建单元3用于根据确定的矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
如图8所示，在本申请实施例中，模型重建单元3包括：颈7椎体前缘中心确定单元31、脊柱模型选择单元32、参数计算单元33、脊柱弧形确定单元34和整合单元35，其中：
所述颈7椎体前缘中心确定单元31用于根据骨盆倾斜角确定股骨头与骶骨矢状面的位置并固定不动，并根据骶骨矢状面确定颈7椎体前缘中心的位置；
所述脊柱模型选择单元32用于根据骶骨倾斜角确定重建脊柱的模型，所述确定重建脊柱的模型可在经过所述颈7椎体前缘中心所在位置、且在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上可上下移动，所述脊柱的模型包括：RoussoulyⅡ型、RoussoulyⅢ型或RoussoulyⅣ型；
所述参数计算单元33用于根据所确定重建脊柱的模型计算得到脊柱的前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目；
所述脊柱弧形确定单元34用于分别确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下形状，并确定的构建所述脊柱的形状；
所述整合单元35用于根据所述重建脊柱的模型、前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目和所述脊柱的形状得到脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
本申请实施例提供的该系统，以患者的骨盆投射角的基础，首先可以根据骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角的公式，确定矫形后的骨盆倾斜角，然后建立建立一根虚拟的铅垂线，把C7前缘中心和骶骨前角固定在虚拟铅垂线上，在使得矫形节段以外的脊柱形态保持不变，并矫正腰椎前凸；最后根据Roussouly分型不同切点位置可算出按矢状面功能划分的腰椎下弧相对长度，根据角度、弧长可确定切点的空间位置，根据腰椎上弧角度和前凸倾斜角斜线交点可确定腰椎上弧长度，并根据胸1椎体致腰椎上弧顶点的椎体作为一整体，把胸椎下弧半径调至和腰椎上弧半径相等来重建脊柱-骨盆矢状面平衡。
与现有技术相比，该方法可以重建稳定的脊柱-骨盆矢状面，可以有效地指导脊柱矫形手术，并且提高了术后的疗效。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种脊柱数字化重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测待检测人员的骨盆投射角，在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角；
确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度；
根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测待检测人员的骨盆投射角，包括：
获取所述待检测人员的X光片；
从所获取的待检测人员的X光片中测量得到所述待检测人员的骨盆投射角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角，包括：
预先获取所述骨盆投射角、骨盆倾斜角和骶骨倾斜角三者之间的关系，并且获取得到的关系式为：骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角；
将所述骨盆投射角和骨盆倾斜角代入到上述关系式中，并计算得到骶骨倾斜角。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度，包括：
从所述待检测人员的X光片中测量及计算得到预设矫形后颈7椎体前缘中点至骶1椎体前角的脊柱长度；
将测量及计算得到的预设矫形后颈7椎体前缘中点至骶1椎体前角的脊柱前缘长度作为矢状面脊柱相对长度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型，包括：
根据骨盆倾斜角确定股骨头与骶骨矢状面的位置并固定不动；
根据骶骨矢状面确定颈7椎体前缘中心的位置；
根据骶骨倾斜角确定重建脊柱的模型，所述确定重建脊柱的模型可在经过所述颈7椎体前缘中心所在位置、且在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上可上下移动，所述脊柱的模型包括：Roussouly Ⅱ型、Roussouly Ⅲ型或RoussoulyⅣ型；
根据所确定重建脊柱的模型的特点得到脊柱的前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目；
分别确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下弧形状，并确定的构建所述脊柱的形状；
根据所述重建脊柱的模型、前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目和所述脊柱的形状得到脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
6.一种脊柱数字化重建系统，其特征在于，包括：角度获取单元、第一确定单元和模型重建单元，其中：
所述角度获取单元用于检测待检测人员的骨盆投射角，通过骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并根据骨盆投射角和骨盆倾斜角计算得到骶骨倾斜角；
所述第一确定单元用于确定待矫形脊柱节段的预设矫形后的矢状面脊柱相对长度；
所述第二确定单元用于根据确定的所述矢状面脊柱相对长度以及骶骨倾斜角重建脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述角度获取单元包括：骨盆投射角度测量单元和角度计算单元，其中：
所述骨盆投射角度测量单元用于从预先获取的待检测人员的X光片中测量得到所述待检测人员的骨盆投射角；
所述角度计算单元用于在预先设置的骨盆投射角与骨盆倾斜角的对应关系表中查表得到骨盆倾斜角，并且预先获取所述骨盆投射角、骨盆倾斜角和骶骨倾斜角三者之间的关系，并且获取得到的关系式为：骶骨倾斜角=骨盆投射角-骨盆倾斜角；
将所述骨盆投射角和骨盆倾斜角代入到上述关系式中，并计算得到骶骨倾斜角。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模型重建单元包括：
颈7椎体前缘中心确定单元、脊柱模型选择单元、参数计算单元、脊柱弧形确定单元和整合单元，其中：
所述颈7椎体前缘中心确定单元用于根据骨盆倾斜角确定股骨头与骶骨矢状面的位置并固定不动，并根据骶骨矢状面确定颈7椎体前缘中心的位置；
所述脊柱模型选择单元用于根据骶骨倾斜角确定重建脊柱的模型，所述确定重建脊柱的模型可在经过所述颈7椎体前缘中心所在位置、且在经过骶骨平台中点的虚拟铅垂线上可上下移动，所述脊柱的模型包括：RoussoulyⅡ型、RoussoulyⅢ型或RoussoulyⅣ型；
所述参数计算单元用于根据所确定重建脊柱的模型计算得到脊柱的前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目；
所述脊柱弧形确定的单元用于分别确定腰椎上、下弧形的形状，胸椎上下弧的长度、胸椎上下弧形状，并确定的构建所述脊柱的形状；
所述整合单元用于根据所述重建脊柱的模型、前凸倾斜角、切点和构成腰椎前凸的椎体数目和所述脊柱的形状得到脊柱-骨盆矢状面平衡模型。
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