CN110097546B - 一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置，该方法包括：获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。可以提升膝关节软骨组织缺损评估精度。

Description

一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置

技术领域

本申请涉及医学影像技术领域，尤其是涉及一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置。

背景技术

核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging，MRI)，是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance，NMR)原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。

MRI是临床中用于评估软骨缺损的技术手段之一，可以有效地对关节软骨全层缺损区域进行评估，但该评估方法，主要依据基于MRI的软骨成像序列，对关节软骨损伤的形态学改变进行诊断、分型，得到的只是一些定性评估结果，例如，有损伤、损伤较小、损伤较大等定性结果，使得膝关节软骨组织缺损评估结果精度不高。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种评估膝关节软骨组织缺损的方法及装置，提升膝关节软骨组织缺损评估精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种评估膝关节软骨组织缺损的方法，包括：

获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；

将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；

提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型，包括：

将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；

在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；

依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；

基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述所述提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值，包括：

对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；

对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；

依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；

提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

将MRI图像进行存储；以及，

将划分为体网格的三维模型对应的各数据导出，并保存为.mxp格式的体网格数据文件。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述膝关节三维数字化模型软件包括3D医学成像软件Mimics，利用3-matic软件提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

结合第一方面、第一方面的第一种至第四种中任一可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述获取目标膝关节软骨组织的MRI图像包括：

以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。

第二方面，本申请实施例还提供一种评估膝关节软骨组织缺损的装置，包括：

图像获取模块，用于获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；

三维模型构建模块，用于将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；

灰度值提取模块，用于提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

损伤评估模块，用于依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。

结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述所述三维模型构建模块，具体用于：

将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；

在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；

依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；

基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。

结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述灰度值提取模块，具体用于：

对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；

对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；

依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；

提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

结合第二方面、第二方面的第一种至第三种中任一可能的实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述图像获取模块，具体用于：

以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。

本申请实施例带来了以下有益效果：

本申请通获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。这样，通过将缺损软骨组织内部的每一个像素点的灰度值均与正常软骨组织相比较分析，依据损伤膝关节软骨组织的灰度值差异构建层级的分布云图，可以定量反映损伤的程度或损伤恢复的程度，可以提升膝关节软骨组织的缺损评估精度。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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评估膝关节软骨组织缺损的方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的评估膝关节软骨组织缺损的装置结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种计算机设备300的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的评估膝关节软骨组织缺损的方法流程示意图。如图1所示，该流程包括：

步骤101，获取目标膝关节软骨组织的MRI图像；

本申请实施例中，作为一可选实施例，获取目标膝关节软骨组织的MRI图像包括：

以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。

本申请实施例中，作为一可选实施例，目标膝关节可以是进行手术前的膝关节，以进行膝关节软骨组织缺损评估。作为另一可选实施例，目标膝关节还可以是手术后回复过程中的膝关节，以进行膝关节软骨组织缺损恢复评估。

本申请实施例中，作为另一可选实施例，在扫描得到目标膝关节软骨组织的MRI图像(图像数据)后，该方法还可以包括：将MRI图像进行存储。例如，将MRI图像或MRI图像数据以医学数字成像和通信(Digital Imaging and Communications in Medicine，DICOM)3.0格式存储在计算机工作站，并可以将DICOM3.0格式的MRI图像或MRI图像数据刻录到CD-ROM上。

步骤102，将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；

本申请实施例中，作为一可选实施例，将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型，包括：

A11，将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；

本申请实施例中，作为一可选实施例，在计算机工作站上，将存储的目标膝关节软骨组织的MRI图像，以DICOM格式导入到膝关节三维数字化模型软件，例如，3D医学成像软件Mimics6.0中，在Mimics6.0中定义上、下、左、右、前、后方向后，依据输入的MRI图像，在Mimics6.0中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像。

A12，在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；

本申请实施例中，从二维图像中，依据预先确定的膝关节软骨组织的特征信息，识别出目标膝关节软骨组织的范围。例如，对于Mimics6.0，在“Masks”中建立一种新的颜色，例如绿色，选择“SegmentationMenu”中的“Thresholding”，通过“Thresholding”调整上下阈值至绿色“Masks”完全覆盖所有层面的膝关节软骨组织。

A13，依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；

本申请实施例中，在确定出目标膝关节软骨组织的范围后，对该范围进行优化，确定出该范围的边缘。例如，对于Mimics6.0，选择“EditMasks”菜单中的“Erase”擦除膝关节软骨组织周围多余的绿色，对目标膝关节软骨组织的边缘进行优化处理，定义出膝关节软骨组织组织边缘。

A14，基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。

本申请实施例中，对各二维图像进行三维合成，得到三维模型。例如，对于Mimics6.0，选择“SegmentationMenu”中的“Calculate3DfromMasks”，采用“HighQuality”计算方法，运行后建立出目标膝关节软骨组织的三维数字化模型。

步骤103，提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

本申请实施例中，作为一可选实施例，提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值，包括：

B11，对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；

本申请实施例中，对目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理。例如，利用基于数字化的正向工程软件，包括但不限于3-matic软件，对于Mimics6.0软件生成的三维模型，利用3-matic软件中fix模块的平滑(smooth)功能，设置平滑系数(smooth factor)为0.7，对三维模型进行平滑处理。

本申请实施例中，作为一可选实施例，对于Mimics6.0，利用FEA/CFD模块中的Remesh功能跳转到3-matic软件，以在3-matic软件中，对目标膝关节软骨组织的三维模型进行灰度值提取。

B12，对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；

本申请实施例中，选择3-matic软件中的自动网格(auto-mesh)功能，在三维模型的表面，生成面网格。作为一可选实施例，面网格为三角片网格，一个面网格包含有多个像素点。实际应用中，面网格划分的粒度可依据实际需要进行设置。

B13，依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；

B14，提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

本申请实施例中，体网格的灰度值包含有各像素点的灰度值。作为一可选实施例，在所述进行面网格划分之后，依据划分的面网格，生成三维模型的体网格之前，该方法还包括：

依据预先设置的面网格处理策略，在不减小网格质量的前提下，减少面网格数量。

本申请实施例中，对于一些非关键区域，面网格划分的粒度可以大些，以有效降低运算所需的资源，提升体网格划分效率。因而，在进行面网格划分后，还可以减少三角片(面网格)数目，但不减小网格的质量。例如，在3-matic软件中，选择remesh模块中的qualitypreserving reduce triangles功能，可以减少三角片数目，但不减少网格质量。

本申请实施例中，作为一可选实施例，还可以将划分为体网格的三维模型对应的各数据导出，并保存为.mxp格式的体网格数据文件，以备后续可以利用该数据文件进行灰度值提取。

步骤104，依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及预先获取的正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。

本申请实施例中，作为一可选实施例，可以将.mxp格式的体网格模型的文件中包含的数据导入到Mimics6.0中，导入后，可以在FEA mesh中看到生成的模型文件。

本申请实施例中，从正常膝关节软骨组织的三维模型中，选取与目标膝关节软骨组织的三维模型的位置和尺寸相对应位置的参考膝关节软骨组织的三维模型，提取参考膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。例如，对于Mimics6.0，通过查看正常膝关节软骨组织的三维模型的mask properties，获得其灰度值范围为：324-1249。

本申请实施例中，获取目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。例如，对于Mimics6.0，作为一可选实施例，查看目标膝关节软骨组织的三维模型的mask properties，获得其灰度值范围为：20-429。

计算目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值与对应位置的正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度差，得到灰度差分布云图。例如，对于Mimics6.0，利用FEA/CAD模块下的material功能，选择mask orange(缺损软骨的mask)根据正常(健康)膝关节软骨组织和目标(损伤)膝关节软骨组织的灰度值差异，将损伤膝关节软骨组织的灰度值差，按照预先设置的分级策略分为几个层级，赋予不同的颜色，从而得到损伤膝关节软骨组织灰度值差分布云图。其中，灰度值差越大，表明损伤程度越严重，或者，损伤恢复程度越不理想。这样，通过层级的分布云图，可以定量反映损伤的程度或损伤恢复的程度，从而提升了膝关节软骨组织的缺损评估精度。

本申请实施例中，基于二维的MRI图像构建的三维模型，并进行有限元网格划分，能够准确构建膝关节软骨组织的三维数字化模型，利用3-matic软件计算缺损部分的膝关节软骨组织的灰度值，根据损伤膝关节软骨组织的灰度值和对应位置正常膝关节软骨组织的灰度值差异，将影像学反映的软骨组织灰度值以像素级别进行分析，将缺损软骨组织内部的每一个像素点的灰度值均与正常软骨组织相比较分析，将损伤膝关节软骨组织的灰度值差异分为几个层级，通过赋予不同的颜色形成损伤膝关节软骨组织的灰度值差分布云图，以显示损伤程度或损伤恢复程度，从而评估分析缺损软骨组织的修复程度及部位。一方面，可以直观显示膝关节软骨组织的缺损修复情况，便于患者理解病情；另一方面，可以定量化软骨缺损修复情况，直观、定量化评估软骨缺损修复情况，便于预估软骨组织缺损程度，以便术中准备好各种修复材料器械等，从而为膝关节软骨组织缺损及软骨损伤修复术后评估研究提供了良好的基础模型。

本申请实施例的方法所建立的膝关节软骨组织的三维模型，除了能够准确反映膝关节的软骨组织解剖结构外，还可以准确画出包括半月板、前交叉韧带、后交叉韧带、内侧副韧带、外侧副韧带、关节软骨、股四头肌、髌腱在内的三维模型，评估术前及术后各种组织损伤与修复效果。

图2为本申请实施例提供的评估膝关节软骨组织缺损的装置结构示意图。如图2所示，包括：

图像获取模块201，用于获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；

本申请实施例中，作为一可选实施例，目标膝关节可以是进行手术前的膝关节，以进行膝关节软骨组织缺损评估。作为另一可选实施例，目标膝关节还可以是手术后回复过程中的膝关节，以进行膝关节软骨组织缺损恢复评估。

三维模型构建模块202，用于将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；

灰度值提取模块203，用于提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

本申请实施例中，作为一可选实施例，膝关节三维数字化模型软件包括3D医学成像软件Mimics，利用3-matic软件提取目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

损伤评估模块204，用于依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估。

本申请实施例中，从正常膝关节软骨组织的三维模型中，选取与目标膝关节软骨组织的三维模型的位置和尺寸相对应位置的参考膝关节软骨组织的三维模型，提取参考膝关节软骨组织的三维模型的灰度值，计算目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值与对应位置的正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度差，得到灰度差分布云图。

本申请实施例中，作为一可选实施例，三维模型构建模块202，具体用于：

将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；

在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；

依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；

基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。

本申请实施例中，作为一可选实施例，灰度值提取模块203，具体用于：

对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；

对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；

依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；

提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

本申请实施例中，作为另一可选实施例，灰度值提取模块203，具体还用于：

依据预先设置的面网格处理策略，在不减小网格质量的前提下，减少面网格数量。

本申请实施例中，作为一可选实施例，图像获取模块201，具体用于：

以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。

本申请实施例中，作为一可选实施例，该装置还包括：

存储模块(图中未示出)，用于将MRI图像进行存储；以及，

将划分为体网格的三维模型对应的各数据导出，并保存为.mxp格式的体网格数据文件。

如图3所示，本申请一实施例提供了一种计算机设备300，用于执行图1中的评估膝关节软骨组织缺损的方法，该设备包括存储器301、处理器302及存储在该存储器301上并可在该处理器302上运行的计算机程序，其中，上述处理器302执行上述计算机程序时实现上述评估膝关节软骨组织缺损的方法的步骤。

具体地，上述存储器301和处理器302能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器302运行存储器301存储的计算机程序时，能够执行上述评估膝关节软骨组织缺损的方法。

对应于图1中的评估膝关节软骨组织缺损的方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述评估膝关节软骨组织缺损的方法的步骤。

具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述评估膝关节软骨组织缺损的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种评估膝关节软骨组织缺损的方法，其特征在于，包括：

获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；

将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；

提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估；

所述提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值，包括：

对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；

对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；

依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；

提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

在所述进行面网格划分之后，依据划分的面网格，生成三维模型的体网格之前，该方法还包括：

依据预先设置的面网格处理策略，在不减小网格质量的前提下，减少面网格数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型，包括：

将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；

在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；

依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；

基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将MRI图像进行存储；以及，

将划分为体网格的三维模型对应的各数据导出，并保存为.mxp格式的体网格数据文件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膝关节三维数字化模型软件包括3D医学成像软件Mimics，利用3-matic软件提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取目标膝关节软骨组织的MRI图像包括：

以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。

6.一种评估膝关节软骨组织缺损的装置，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取目标膝关节软骨组织的核磁共振成像MRI图像；

三维模型构建模块，用于将获取的所述MRI图像输入预设的膝关节三维数字化模型软件，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型；

灰度值提取模块，用于提取所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

损伤评估模块，用于依据所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值以及正常膝关节软骨组织的三维模型的灰度值的灰度值差，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值差等级分布云图，并基于所述灰度差等级分布云图进行缺损评估；

所述灰度值提取模块，具体用于：

对所述目标膝关节软骨组织的三维模型进行平滑处理；

对平滑处理的三维模型，进行面网格划分；

依据划分的面网格，生成三维模型的体网格；

提取每一体网格的灰度值，得到所述目标膝关节软骨组织的三维模型的灰度值；

在所述进行面网格划分之后，依据划分的面网格，生成三维模型的体网格之前，还包括：

依据预先设置的面网格处理策略，在不减小网格质量的前提下，减少面网格数量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三维模型构建模块，具体用于：

将获取的所述MRI图像导入3D医学成像软件中，定义上、下、左、右、前、后方向，依据输入的MRI图像，在所述3D医学成像软件中显示出矢状位、冠状位、额状位的二维图像；

在所述二维图像中，确定出目标膝关节软骨组织的范围；

依据预先设置的过滤处理策略，在确定出的目标膝关节软骨组织的范围内，确定目标膝关节软骨组织的边缘；

基于确定出的目标膝关节软骨组织的边缘对应的二维图像，在所述3D医学成像软件中，构建所述目标膝关节软骨组织的三维模型。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述图像获取模块，具体用于：

以头线圈作为磁共振机的接收线圈，以目标膝关节自然伸直并外旋10°～15°度为扫描体位，以目标膝关节间隙为扫描范围的中心，扫描范围为所述中心上下各10cm，利用所述磁共振机进行扫描，得到MRI图像，其中，所述目标膝关节包括：目标左膝关节和目标右膝关节。

Images