CN108158653A - 利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法及系统，方法包括：S1/S2：采集患者原始CT图像进行三维重建；S3：在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；S4：将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算长度α；S5：在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面包含股骨头凹点P3；S6：将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；S7：计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β。本发明通过对患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像进行三维建模，可快速得到患者股骨颈骨折的嵌插/分离的长度数据以及扭转程度的夹角数据。

Description

利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法及系统
技术领域
本发明涉及利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法及系统。
背景技术
股骨颈骨折是指由于骨质疏松、髋周肌肉群退变、反应迟钝或遭受严重外伤所致的股骨颈断裂。该部位血运较差，若骨折处理不及时、不适当，都会导致骨折不愈合或并发股骨头缺血性坏死，创伤性关节炎，严重地影响生活。
股骨颈骨折部的形态分为嵌入型和错位型骨折。这两型股骨颈骨折的骨折线可表现为致密线和/或透亮线。致密骨折线表示两骨折端的骨小梁有重叠嵌插，而透亮骨折线则意味着两骨折端有分离。（1）嵌入型股骨颈骨折无明显错位，通常股骨颈可见模糊的致密骨折线，局部骨小梁中断，局部骨皮质出现小的成角或凹陷，股骨干的外旋畸形小明显。此型骨折属较稳定性骨折。由于骨折发生时外力作用的不同，股骨头可发生不同程度的内收、外旋。前倾或后倾的成角畸形。如出现嵌入端成角畸形较明显，或骨折线的斜度较大、骨折端部分有分离，或股骨干外旋明显时，提示骨折不稳定。（2）错位型股骨颈骨折较常见，亦称为内收型股骨颈骨折。两折端出现旋转和错位。股骨头向后倾骨折端向前成角，股骨干外旋向上错位，骨折线分离明显。
因此在进行手术之前，需要提供一种方法，该方法可以用于判断患者股骨颈骨折区域的骨折类型及旋转程度，主要包括嵌插/分离的长度、以及骨折旋转的角度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法及系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法，包括以下步骤：
S1：采集患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像；
S2：将所述原始CT图像进行三维重建；
S3：在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；
S4：将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；
S5：延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；
S6：将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；
S7：计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β。
进一步地，所述的股骨头中心点P2的寻找方式为：在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到N%，则为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。
进一步地，所述的嵌套面积需达到95%。
进一步地，所述的原始CT图像以.dicom格式存储。
进一步地，所述的三维建模采用Mimics软件进行构建。
本发明还提供一种利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，包括：
原始CT图像采集模块：用于采集患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像；
三维重建模块：用于将所述原始CT图像进行三维重建；
骨性标志点寻找模块：用于在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；
A线长度计算模块：用于将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；
a切面寻找模块：用于延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；
B线获取模块：用于将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；
夹角角度β计算模块：用于计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β。
进一步地，所述的股骨头中心点P2的寻找方式为：在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到N%，则为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。
进一步地，所述的嵌套面积需达到95%。
进一步地，所述的原始CT图像以.dicom格式存储。
进一步地，所述的三维建模采用Mimics软件进行构建。
本发明的有益效果是：本发明通过对患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像进行三维建模，可快速得到患者股骨颈骨折的嵌插/分离的长度数据以及扭转程度的夹角数据。
附图说明
图1本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：
利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法及系统，如图1所示，包括以下步骤：
S1：采集患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像；在本实施例中，可以通过直接获得以.dicom格式保存的原始CT图像的方式进行采集。
S2：将所述原始CT图像进行三维重建；在本实施例中，三维重建的软件为Mimics。
S3：在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2。
其中，由于大粗隆顶点很显而易见，因此其寻找方式不在此进行赘述；而由于股骨头不是一个标准的球形，也难以界定股骨头和股骨颈的界限，因此在本实施例中，股骨头中心点P2采用填充与拟合的方式进行寻找：具体地，在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到95%，则认为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。
S4：将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；此A线长度α用于后期计算嵌插/分离的长度（通过与患者正常侧股骨的A线长度α’进行比较得到）。
S5：延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；此处会将a切面作为参考面。
S6：将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线。
S7：计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β；该夹角角度β用于后期计算股骨颈旋转的角度（通过与患者正常侧股骨的进行夹角角度β’比较得到）。
因此，采用本实施例的方式，可以利用虚拟成像技术，对股骨颈骨折病灶区进行多维度显影，并快速得到患者股骨颈骨折的嵌插/分离的长度数据以及扭转程度的夹角数据。
本实施例还提供一种利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，部分内容与方法方式类似，在此不进行赘述。所述的系统包括：
原始CT图像采集模块：用于采集患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像；
三维重建模块：用于将所述原始CT图像进行三维重建；
骨性标志点寻找模块：用于在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；
A线长度计算模块：用于将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；
a切面寻找模块：用于延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；
B线获取模块：用于将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；
夹角角度β计算模块：用于计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β。
更优地，在本实施例中，所述的股骨头中心点P2的寻找方式为：在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到N%，则为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。
更优地，在本实施例中，所述的嵌套面积需达到95%。
更优地，在本实施例中，所述的原始CT图像以.dicom格式存储。
更优地，在本实施例中，所述的三维建模采用Mimics软件进行构建
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (10)

1.利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：采集患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像；
S2：将所述原始CT图像进行三维重建；
S3：在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；
S4：将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；
S5：延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；
S6：将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；
S7：计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β。
2.根据权利要求1所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法，其特征在于：所述的股骨头中心点P2的寻找方式为：在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到N%，则为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。
3.根据权利要求2所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法，其特征在于：所述的嵌套面积需达到95%。
4.根据权利要求1所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法，其特征在于：所述的原始CT图像以.dicom格式存储。
5.根据权利要求4所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的方法，其特征在于：所述的三维建模采用Mimics软件进行构建。
6.利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，其特征在于：包括：
原始CT图像采集模块：用于采集患者股骨颈骨折的股骨的原始CT图像；
三维重建模块：用于将所述原始CT图像进行三维重建；
骨性标志点寻找模块：用于在三维重建的模型上分别寻找两个骨性标志点，所述的两个骨性标志点为大粗隆顶点P1、股骨头中心点P2；
A线长度计算模块：用于将大粗隆顶点P1和股骨头中心点P2连接，得到A线，并计算A线长度α；
a切面寻找模块：用于延长A线，在所有的垂直于A线在股骨头上的切面中，找到其中一个a切面，所述的a切面包含股骨头凹点P3，所述的股骨头凹点P3为股骨头上部的小凹处骨性标志点；
B线获取模块：用于将大粗隆顶点P1和股骨头凹点P3进行连接，得到B线；
夹角角度β计算模块：用于计算B线在a切面的投影与B线的夹角角度β。
7.根据权利要求6所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，其特征在于：所述的股骨头中心点P2的寻找方式为：在股骨头中填充球体，当在股骨头外侧与所述球体边界进行重合对比，嵌套面积能达到N%，则为拟合成功，此时将所述球体球心作为股骨头中心点P2。
8.根据权利要求7所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，其特征在于：所述的嵌套面积需达到95%。
9.根据权利要求6所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，其特征在于：所述的原始CT图像以.dicom格式存储。
10.根据权利要求9所述的利用虚拟成像对股骨颈骨折病灶多维度显影的系统，其特征在于：所述的三维建模采用Mimics软件进行构建。
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