CN112258492A

CN112258492A - 颅骨不对称信息的获取方法、存储介质及电子设备

Info

Publication number: CN112258492A
Application number: CN202011195834.4A
Authority: CN
Inventors: 李艳; 陈科屹; 赵梦瑶
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: WO2022089049A1; CN112258492B

Abstract

本发明提供了一种颅骨不对称信息的获取方法、存储介质及电子设备，通过初始侧视图中的额头最前沿点和下颏最前沿点确定前视基准线以及前视基准面，进而利用前视基准面确定颅骨中轴垂线，并以颅骨中轴垂线为基准建立三维坐标系，进而利用解剖学中互相对应的左侧解剖标志点和右侧解剖标志点在三维坐标系上的三维坐标以获取该颅骨的不对称信息，以便于根据该不对称信息判断人体的病变点或病变原因。

Description

颅骨不对称信息的获取方法、存储介质及电子设备

技术领域

本发明涉及一种颅骨不对称信息的获取方法、存储介质及电子设备。

背景技术

随着生物医学和人体生物力学的发展，通过建立人体三维模型来对人体进行分析和研究，进而探索人体组织器官相对位置关系对人体健康的影响。

目前通过医学扫描设备检测获取人体结构数据，并导入到终端设备中，但是由于人体结构的复杂性，以颅骨为例，颅骨理论上是遵循宇称守恒的，但是由于先天或者后天等因素颅骨存在不对称形，进而影响常规的切片方法中的矢状面、冠状面和水平面标准，导致使用者无法依据宇称守恒的准则进行模型切片以及数据分析，而这些不对称信息恰恰可能是造成某些疾病的诱因之一，因此需要一种颅骨不对称信息的获取方法。

发明内容

本发明提供了一种颅骨不对称信息的获取方法、存储介质及电子设备，通过确定中轴垂线进而创建三维坐标系，以助于依据宇称守恒定律进行数据对比分析。

本发明首先提供了一种颅骨不对称信息的获取方法，所述方法包括以下步骤：

根据颅骨三维模型的初始侧视图中的额头最前沿点和下颏最前沿点，连接所述额头最前沿点和所述下颏最前沿点确定前视基准线；

根据所述前视基准线确定经过所述前视基准线且垂直于所述初始侧视图所在平面的前视基准面；

根据所述前视基准面确定所述颅骨三维模型的前视图，根据所述前视图的解剖标志点确定中轴垂线；

确定三维坐标系中的y轴，其中所述y轴与所述中轴垂线位于同一直线上；

确定坐标原点，其中所述坐标原点为所述中轴垂线上的任一点；

确定三维坐标系中的z轴，其中所述z轴经过所述坐标原点且垂直于所述前视基准面；

确定三维坐标系中的x轴，建立三维坐标系，其中所述x轴经过所述坐标原点且分别垂直于所述y轴和z轴；

确定第一解剖标志点和第二解剖标志点，所述第一解剖标志点与所述第二解剖标志点为解剖学中互相对应的左侧解剖标志点和右侧解剖标志点；

获取所述第一解剖标志点关于所述三维坐标系的第一三维坐标；

获取所述第二解剖标志点关于所述三维坐标系的第二三维坐标；

根据所述第一三维坐标与所述第二三维坐标获取所述颅骨的第一不对称信息；其中，所述第一不对称信息包括所述第一三维坐标与所述第二三维坐标的绝对值差。

进一步的，所述“根据所述前视图的解剖标志点确定中轴垂线”，具体包括：

根据所述前视图确定鼻基点、左侧解剖标志点和右侧解剖标志点，其中，左侧解剖标志点和右侧解剖标志点在解剖学中左右对应；

确定经过所述左侧解剖标志点与所述右侧解剖标志点的基准线段；

确定中轴垂线，所述中轴垂线经过所述基准线段的中点和所述鼻基点。

进一步的，所述坐标原点为鼻基点。

进一步的，获取所述颅骨三维模型鼻部投影面积最大的视图作为所述颅骨三维模型的初始侧视图。

进一步的，还包括颅骨六视基准面的建立方法，所述“根据所述前视基准面确定所述颅骨三维模型的前视图，根据所述前视图的解剖标志点确定中轴垂线”之后包括：

确定所述前视图上的左视临界线和右视临界线，其中，所述左视临界线与所述中轴垂线平行并且所述左视临界线与所述颅骨最左侧相交，所述右视临界线与所述中轴垂线平行并且所述右视临界线所述颅骨最右侧相交；

根据所述左视临界线确定经过所述左视临界线且与所述前视基准面垂直的左视基准面，根据所述右视临界线确定经过所述右视临界线且与所述前视基准面垂直的右视基准面；

确定所述前视图上的上视临界线和下视临界线，其中，所述上视临界线与所述中轴垂线互相垂直并且所述上视临界线与所述颅骨最上侧相交，所述下视临界线与所述中轴垂线互相垂直并且所述下视临界线与所述颅骨最下侧相交；

根据所述上视临界线确定经过所述上视临界线且与所述前视基准面垂直的上视基准面，根据所述下视临界线确定经过所述下视临界线且与所述前视基准面垂直的下视基准面；

确定与所述前视基准面平行且分别与所述左视基准面和所述上视基准面垂直的后视基准面，得到所述颅骨六视基准面。

进一步的，所述方法还包括数据融合步骤，包括：

以第一颅骨三维模型获得的颅骨六视基准面以及以第二颅骨三维模型获得的颅骨六视基准面进行数据融合得到第三颅骨三维模型，其中，所述第一颅骨三维模型通过螺旋CT获取，所述第二颅骨三维模型通过核磁共振获取。

进一步的，所述方法还包括:

划分N个等间距的水平切面，其中所述水平切面与所述上视基准面平行，且所有所述水平切面处于所述上视基准面与所述下视基准面之间；

根据所述水平切面获取与其对应的所述颅骨三维模型的水平面切片。

进一步的，所述方法还包括：

根据所述前视基准面获取所述颅骨三维模型的前视图，并通过所述前视图上获取关于所述中轴垂线对称的第一矢状切线和第二矢状切线，且所述第一矢状切线和所述第二矢状切线平行于所述中轴垂线；

获取经过所述第一矢状切线且平行于所述左视基准面的第一矢状面切片；

获取经过所述第二矢状切线且平行于所述左视基准面的第二矢状面切片；

根据所述第一矢状面切片和所述第二矢状面切片确定所述颅骨三维模型的第二不对称信息。

本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的颅骨不对称信息的获取方法。

本发明还提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的颅骨不对称信息的获取方法。

本发明通过初始侧视图中的额头最前沿点和下颏最前沿点确定前视基准线以及前视基准面，进而利用前视基准面确定颅骨中轴垂线，并以颅骨中轴垂线为基准建立三维坐标系，进而利用解剖学中互相对应的左侧解剖标志点和右侧解剖标志点在三维坐标系上的三维坐标以获取该颅骨的不对称信息，以便于根据该不对称信息判断人体的病变点或病变原因。

应当理解的是，以上的一般描述和后面的细节描述仅仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是本发明颅骨不对称信息的获取方法的一实施例流程示意图。

图2是本发明颅骨前视基准线的确定方法的一实施例演示图。

图3是本发明颅骨中轴垂线的确定方法的一实施例演示图。

图4是图3中中轴垂线的确定方法的另一示意图。

图5是本发明颅骨部分基准线的一实施例演示图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，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发明中的具体含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

还需要说明的是，本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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。

在一种实施例中，本发明提供一种颅骨不对称信息的获取方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1:根据颅骨三维模型的初始侧视图中的额头最前沿点和下颏最前沿点，连接所述额头最前沿点和所述下颏最前沿点确定前视基准线10。

S2:根据所述前视基准线10确定经过所述前视基准线10且垂直于所述初始侧视图所在平面的前视基准面。

如图2所示，本实施例中，通过医疗器械扫描获取人体颅骨信息，进而载入到电脑以获取三维模型，获取颅骨三维模型的方式包括螺旋CT、核磁共振等，利用载入后的三维模型确定初始侧视图，通过所述初始侧视图上的额头最前沿点和所述下颏最前沿点以建立前视基准面，将所述前视基准面作为建立颅骨六视基准面的初始基准。

S3:根据所述前视基准面确定所述颅骨三维模型的前视图，根据所述前视图的解剖标志点确定中轴垂线104。

S4:确定三维坐标系中的y轴，其中所述y轴与所述中轴垂线104位于同一直线上。

S5:确定坐标原点，其中所述坐标原点为所述中轴垂线104上的任一点。

S6:确定三维坐标系中的z轴，其中所述z轴经过所述坐标原点且垂直于所述前视基准面。

S7:确定三维坐标系中的x轴，建立三维坐标系，其中所述x轴经过所述坐标原点且分别垂直于所述y轴和z轴。

本实施例中通过获取中轴垂线，并以中轴垂线104为基准建立三维坐标系，从而建立颅骨的标准，并以该三维坐标系为基础获取颅骨上任一点相对其的三维坐标。

S8:确定第一解剖标志点和第二解剖标志点，所述第一解剖标志点与所述第二解剖标志点为解剖学中互相对应的左侧解剖标志点和右侧解剖标志点。

S9:获取所述第一解剖标志点关于所述三维坐标系的第一三维坐标。

S10:获取所述第二解剖标志点关于所述三维坐标系的第二三维坐标。

S11:根据所述第一三维坐标与所述第二三维坐标获取所述颅骨的第一不对称信息；其中，所述第一不对称信息包括所述第一三维坐标与所述第二三维坐标的绝对值差。

本实施例中，先确定第一解剖标志点和第二解剖标志点，且所述第一解剖标志点和所述第二解剖标志点为解剖学中互相对应的左侧解剖标志点和右侧解剖标志点，获取两者分别对应的三维坐标，并通过对两个三维坐标的对比获取；例如，获取的第一三维坐标为(X1,Y1,Z1)，获取的第二三维坐标为(X2,Y2,Z2)，所述绝对值差为(|X2-X1|，|Y2-Y1|，|Z2-Z1|),结合人体的其他数据报告以及该不对称信息，以便于医护人员或者研究人员分析颅骨的病变以及病变原因。

本发明的一种实施例，如图3-4所示，所述S3包括：

S301:根据所述前视图确定鼻基点101、左侧解剖标志点102和右侧解剖标志点103，其中，左侧解剖标志点102和右侧解剖标志点103在解剖学中左右对应。

S302:确定经过所述左侧解剖标志点102与所述右侧解剖标志点103的基准线段。

S303:确定中轴垂线104，所述中轴垂线104经过所述基准线段的中点和所述鼻基点101。

本实施例中，选择鼻基点(鼻基点在解剖学中指的是鼻骨朝嘴唇方向的最底端点)作为中轴垂线104的第一基准点，并通过人体解剖学中互相对应的左侧解剖标志点和右侧解剖标志点来获取第二基准点，利用两点确定一直线的原理建立中轴垂线104。左侧解剖标志点102为上颌骨右侧的眶下孔，右侧解剖标志点103为上颌骨左侧的眶下孔，当然，所述左侧解剖标志点102和所述右侧解剖标志点103也可以选择左右眶上孔最上缘点、左右眼眶内侧壁距离点、额骨与颧骨交汇左右眼眶外侧壁等对称的左右侧解剖标志点。

在本实施例中，所述坐标原点为鼻基点。

本发明的另一实施例中，所述方法还包括：

获取所述颅骨三维模型鼻部投影面积最大的视图作为为所述颅骨三维模型的初始侧视图。

本实施例中，通过寻找鼻部侧面投影面积最大的视图以作为所述颅骨三维模型的初始侧视图，也可以通过寻找鼻尖点最突出的视图作为所述颅骨三维模型的初始侧视图，并以此作为确定前视基准线的原始基准面。

本发明提供的另一实施例中，还包括颅骨六视基准面的建立方法，所述S3之后包括：

S12:确定所述前视图上的左视临界线20和右视临界线30，其中，所述左视临界线20与所述中轴垂线104平行并且所述左视临界线20与所述颅骨最左侧相交，所述右视临界线30与所述中轴垂线104平行并且所述右视临界线30所述颅骨最右侧相交；

S13:根据所述中轴垂线104确定在所述前视图上与所述中轴垂线互相平行的左视临界线20和右视临界线30，根据所述左视临界线20确定经过所述左视临界线20且与所述前视基准面垂直的左视基准面，根据所述右视临界线30确定经过所述右视临界线30且与所述前视基准面垂直的右视基准面；

S14:确定所述前视图上的上视临界线40和下视临界线50，其中，所述上视临界线40与所述中轴垂线104互相垂直并且所述上视临界线40与所述颅骨最上侧相交，所述下视临界线50与所述中轴垂线104互相垂直并且所述下视临界线50与所述颅骨最下侧相交。

S15:根据所述上视临界线40确定经过所述上视临界线40且与所述前视基准面垂直的上视基准面，根据所述下视临界线50确定经过所述下视临界线50且与所述前视基准面垂直的下视基准面。

如图5所示，本实施例中，通过所述中轴垂线104为基准获取与其平行的左视临界线20和右视临界线30，以生成紧贴所述颅骨三维模型的左视基准面和右视基准面，进而将所述颅骨三维模型限制于所述左视基准面和所述右视基准面之间；进一步通过所述中轴垂线104为基准获取与所述左视临界线20垂直的上视临界线40和下视临界线50，以生成紧贴所述颅骨三维模型的上视基准面和下视基准面，进而将所述颅骨三维模型限制于所述上视基准面和所述下视基准面之间。应当说明的是，本发明中提及的临界线是指划分三维模型与其他区域的边界线，所述临界线的一侧为三维模型，另一侧为其他区域，且所述临界线与三维模型存在交点。

S16:确定与所述前视基准面平行且分别与所述左视基准面和所述上视基准面垂直的后视基准面。

本发明通过初始侧视图中的额头最前沿点和下颏最前沿点确定前视基准线以及前视基准面，进而利用前视基准面确定颅骨中轴垂线，并通过以颅骨中轴垂线为基准建立左视基准面和右视基准面，从而确定包裹颅骨的六视基准面确定颅骨冠状面、矢状面和水平面标准，并且通过确定标准以助于依据宇称守恒定律进行数据对比分析，从而实现依据不同人体的颅骨建立对应的标准，具备较强适应性；并且可以依据建立的六视基准面来对不同获取方式获得的同一人体的颅骨数据信息进行对比，以结合多种模型获取方式的优点。

本发明的另一实施例，通过获取人体整体三维模型，在确定所述颅骨三维模型的六视基准面的前提下，建立了人体的标准坐标，进而衍生到建立所有骨骼的相对坐标，实现脊柱、骨盆、下肢、上肢、胸骨、锁骨、肋骨等骨骼的几何建模和数学建模，并通过模型以及相对坐标为基础的数据换算，实现骨骼的测量评估结构换算标准化、科学化，智能化，数据化，为生物力学在每一块骨骼之间的坐标的推演打下科学的基础。

进一步的，本发明的另一实施例通过人体骨骼的建模建立人体的标准坐标系，在这样的坐标系基础上再进行大脑、血管、神经、肌肉和内脏中任一项或者多项的建模，从而通过以上建模和标准坐标系与相对坐标系之间的结合，衍生出来正向算法与逆向算法，这样就能够实现精准定位骨骼与大脑、神经、血管、肌肉、内脏等之间的位置距离关系，让这些人体组织形成一个完整的全局科学测量体系，实现人类数字人的组织结构融合下的数字孪生。

更进一步的，骨骼与大脑、神经、血管、肌肉、内脏等之间的位置距离关系以及后续针对该人体的医疗方案和医疗效果可以作为分析数据源存储进入云服务器，基于大数据对每个人体对应的所述分析数据源进行分析，确定并获取相对位置距离关系、医疗方案以及相应的医疗效果的关系函数，以通过所述关系函数为依据进行医疗诊断和分析。

本发明的一种实施例，所述S16还包括：

确定与所述前视基准面平行且分别与所述左视基准面和所述上视基准面垂直的后视基准面，所述后视基准面与所述颅骨三维模型有且仅有一个交点。

本实施例中，通过设置与所述颅骨三维模型有且仅有一个交点的后视基准面，从而将所述颅骨三维模型限制于六视基准面中，以建立更为精确的颅骨标准。

进一步的，本发明的一种实施例，在所述S13之后，所述方法还包括:

根据所述前视基准面获取所述颅骨三维模型的前视图，并通过所述前视图上获取关于所述中轴垂线104对称的第一矢状切线和第二矢状切线，且所述第一矢状切线和所述第二矢状切线平行于所述中轴垂线104。

获取经过所述第一矢状切线且平行于所述左视基准面的第一矢状面切片。

获取经过所述第二矢状切线且平行于所述左视基准面的第二矢状面切片。

本实施例中，通过所述前视图和所述中轴垂线104确定所述颅骨三维模型上理论对称的两个第一矢状面切线和第二矢状面切线，并通过获取对应的颅骨骨骼的位置数据的偏差来判断人体的不对称信息，进而通过所述不对称信息来判断人体的问题部位，再进而对相应的问题部位做深层次的诊断和分析。

更进一步的，本发明的另一实施例中，通过以所述颅骨建立的标准坐标系为基础，将对应的大脑、神经、血管、肌肉、韧带和内脏中的至少一项载入，建立与实际人体对应的数字孪生模型，从而通过所述第一矢状面切片和所述第二矢状面切片来获取骨骼与大脑、神经、血管、肌肉、韧带或内脏的相对位置关系，进而获取较为精确的人体不对称信息，以及通过所述相对位置关系来判断其对人体器官或者组织的影响。

本发明的一种实施例，在所述S15之后，所述方法还包括:

划分N个等间距的水平切面，其中所述水平切面与所述上视基准面平行，且所有所述水平切面处于所述上视基准面与所述下视基准面之间。

本实施例中，通过所述上视基准面和所述下视基准面来限制颅骨的上下极限，划分等间距的水平切面进而生成等间距的水平面切片，在已经建立所述上视基准面和所述下视基准面以紧贴所述颅骨的基础上，切割获取的所述水平面切片数量相对较少，也即是所述水平面切片上获取的有效数据相对较多。

进一步的，本发明的一种实施例，在所述S16之后，所述方法还包括:

划分N个等间距的冠状切面，其中所述冠状切面与所述前视基准面平行，且所有所述冠状切面处于所述前视基准面与所述后视基准面之间。

根据所述冠状切面获取与其对应的所述颅骨三维模型的冠状面切片。

本实施例中，通过所述前视基准面与所述后视基准面来限制颅骨的前后极限，划分等间距的水平切面进而生成等间距的冠状面切片，在已经建立所述前视基准面和所述后视基准面以紧贴所述颅骨的基础上，切割获取的所述水平面切片数量相对较少，也即是所述冠状面切片上获取的有效数据相对较多。

在一种实施例中，本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理执行时实现上述的颅骨不对称信息的获取方法。

在一种实施例中，本发还提供一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

所述电子设备集成的模块/单元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，本发明实现上述实施例所述的应用程序多开方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上文方法实施例所述的颅骨不对称信息的获取方法的步骤。其中，所述算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。

本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，所述“根据所述前视图的解剖标志点确定中轴垂线”，具体包括：

3.根据权利要求1所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，所述坐标原点为鼻基点。

4.根据权利要求1所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，获取所述颅骨三维模型鼻部投影面积最大的视图作为所述颅骨三维模型的初始侧视图。

5.根据权利要求1所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，还包括颅骨六视基准面的建立方法，所述“根据所述前视基准面确定所述颅骨三维模型的前视图，根据所述前视图的解剖标志点确定中轴垂线”之后包括：

6.根据权利要求5所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，所述方法还包括数据融合步骤，包括：

7.根据权利要求5所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，所述方法还包括:

8.根据权利要求5所述的颅骨不对称信息的获取方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的颅骨不对称信息的获取方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一项所述的颅骨不对称信息的获取方法。