CN112288858B - 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 - Google Patents
人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112288858B CN112288858B CN202011191078.8A CN202011191078A CN112288858B CN 112288858 B CN112288858 B CN 112288858B CN 202011191078 A CN202011191078 A CN 202011191078A CN 112288858 B CN112288858 B CN 112288858B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- skull
- view
- bone
- dimensional model
- human
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 claims abstract description 252
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 106
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 13
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 13
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims description 11
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 230000003902 lesion Effects 0.000 abstract description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 5
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 210000003557 bones of lower extremity Anatomy 0.000 description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 3
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 description 3
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 210000002050 maxilla Anatomy 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 210000002454 frontal bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000537 nasal bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000547 structure data Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
- G06T7/66—Analysis of geometric attributes of image moments or centre of gravity
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
- G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10088—Magnetic resonance imaging [MRI]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20212—Image combination
- G06T2207/20221—Image fusion; Image merging
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30008—Bone
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
本发明提供了一种人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备,旨在解决背景技术中提及的人体骨骼三维模型不便于分析的问题,首先通过以颅骨三维模型获取颅骨六视基准面,并以颅骨六视基准面为基准确定人体骨骼中除颅骨外的其他骨骼的六视基准面;还通过颅骨六视基准面确定颅骨定位矩形体,通过除颅骨外的其他骨骼的六视基准面确定骨头定位矩形体,将复杂的人体骨骼转换为规则的矩形体表示,以便于分析不同骨骼之间的相对位置关系以推断人体病变原因。
Description
技术领域
本发明涉及一种人体骨骼的建模方法、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,通过螺旋CT和核磁共振获取的人体骨骼三维模型难以转换为具体的数据,因此需要一种能够便于分析的人体骨骼的建模方法。
发明内容
本发明提供了一种人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备,旨在解决背景技术中提及的人体骨骼三维模型不便于分析的问题。
本发明提供了一种人体骨骼的建模方法,所述方法包括以下步骤:
获取人体骨骼三维模型,所述人体骨骼三维模型包括颅骨三维模型;
根据所述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颅骨前视基准面;
根据所述颅骨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颅骨前视基准面垂直的颅骨左视基准面,根据所述右视临界线确定经过所述右视临界线且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨右视基准面;
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颅骨前视基准面垂直的颅骨上视基准面,根据所述下视临界线确定经过所述下视临界线且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨下视基准面;
确定与所述颅骨前视基准面平行且分别与所述颅骨左视基准面和所述颅骨上视基准面垂直的颅骨后视基准面,以得到颅骨六视基准面;
获取颅骨定位矩形体;其中,所述颅骨定位矩形体是由所述颅骨前视基准面、所述颅骨后视基准面、所述颅骨左视基准面、所述颅骨右视基准面、所述颅骨上视基准面和所述颅骨下视基准面相交所得到的;
获取所述人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型所对应的六视基准面,并根据该六视基准面获取相对应的骨头定位矩形体;
以所述颅骨定位矩形体为基准,确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系。
进一步的,所述“以所述颅骨定位矩形体为基准,确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系”具体包括:
获取所述颅骨定位矩形体的中心点;
获取所述骨头定位矩形体的中心点;
根据所述颅骨定位矩形体的中心点以及所述骨头定位矩形体的中心点的距离以及方位以确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系。
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,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,第一人体骨骼三维模型包括第一颅骨三维模型,第二人体骨骼三维模型包括第二颅骨三维模型,其中,所述第一人体骨骼三维模型通过螺旋CT获取,所述第二人体骨骼三维模型通过核磁共振获取;
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为基准,将所述第一颅骨三维模型和所述第二颅骨三维模型进行数据融合得到第三颅骨三维模型;
以第一骨头六视基准面以及以第二骨头六视基准面进行数据融合得到第三骨头三维模型,其中,所述第一骨头六视基准面是由所述第一人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型获得,所述二骨头六视基准面是由所述第二人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型获得的;
根据所述第三颅骨三维模型与所述第三骨头三维模型以获取第三人体骨骼三维模型。
进一步的,所述方法还包括:
获取所述颅骨定位矩形体以及所述骨头定位矩形体的中心点;
根据人体骨骼的连接关系将骨骼相对应的所述中心点连接,以获取人体骨骼的几何模型图。
进一步的,所述方法还包括:
获取人体骨骼在第一阶段的第一几何模型图;
获取人体骨骼在第二阶段的第二几何模型图;
根据所述第一几何模型图和所述第二几何模型图对比分析得到人体骨骼变化信息。
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人体骨骼的建模方法。
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人体骨骼的建模方法。
本发明至少包括以下有益效果:
(1)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颅骨前视基准面,进而利用颅骨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颅骨左视基准面和颅骨右视基准面,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。
(2)本发明通过以颅骨三维模型获取颅骨六视基准面,并以颅骨六视基准面为基准确定人体骨骼中除颅骨外的其他骨骼的六视基准面。
(3)通过颅骨六视基准面确定颅骨定位矩形体,通过除颅骨外的其他骨骼的六视基准面确定骨头定位矩形体,将复杂的人体骨骼转换为规则的矩形体表示,以便于分析不同骨骼之间的相对位置关系以推断人体病变原因。
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是本发明人体骨骼的建模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,本发明提供一种人体骨骼的建模方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1:获取人体骨骼三维模型,所述人体骨骼三维模型包括颅骨三维模型。
S2: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。
S3: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颅骨前视基准面;
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颅骨前视基准面,将所述颅骨前视基准面作为建立颅骨六视基准面的初始基准。
S4:根据所述颅骨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;
S5: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;
S6: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且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨左视基准面,根据所述右视临界线30确定经过所述右视临界线30且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨右视基准面;
S7: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。
S8:根据所述上视临界线40确定经过所述上视临界线40且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨上视基准面,根据所述下视临界线50确定经过所述下视临界线50且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨下视基准面。
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颅骨左视基准面和颅骨右视基准面,进而将所述颅骨三维模型限制于所述颅骨左视基准面和所述颅骨右视基准面之间;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颅骨上视基准面和颅骨下视基准面,进而将所述颅骨三维模型限制于所述颅骨上视基准面和所述颅骨下视基准面之间。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。
S9:确定与所述颅骨前视基准面平行且分别与所述颅骨左视基准面和所述颅骨上视基准面垂直的颅骨后视基准面,以得到颅骨六视基准面。
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颅骨前视基准面,进而利用颅骨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颅骨左视基准面和颅骨右视基准面,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。
S10:获取颅骨定位矩形体;其中,所述颅骨定位矩形体是由所述颅骨前视基准面、所述颅骨后视基准面、所述颅骨左视基准面、所述颅骨右视基准面、所述颅骨上视基准面和所述颅骨下视基准面相交所得到的。
S11:获取所述人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型所对应的六视基准面,并根据该六视基准面获取相对应的骨头定位矩形体;
S12:以所述颅骨定位矩形体为基准,确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系。
本发明中通过以颅骨三维模型获取颅骨六视基准面,并以颅骨六视基准面为基准确定人体骨骼中除颅骨外的其他骨骼的六视基准面,并通过颅骨六视基准面确定颅骨定位矩形体,通过除颅骨外的其他骨骼的六视基准面确定骨头定位矩形体,将复杂的人体骨骼转换为规则的矩形体表示,以便于分析不同骨头之间的相对位置关系以推断人体病变原因。
本发明的一种实施例,所述方法还包括:
S13:获取所述颅骨定位矩形体以及所述骨头定位矩形体的中心点;
S14:根据人体骨骼的连接关系将骨骼相对应的所述中心点连接,以获取人体骨骼的几何模型图。
本实施例中通过将颅骨定位矩形体以及骨头定位矩形体的中心点代表与其相对应的骨头,并根据人体骨骼的连接关系将中心点连接,形成由点组成的人体骨骼模型图,从几何角度直观的展示人体骨骼信息,以便于对比分析。
进一步的,所述方法还包括
获取人体骨骼在第一阶段的第一几何模型图,获取人体骨骼在第二阶段的第二几何模型图,并根据所述第一几何模型图和所述第二几何模型图对比分析得到人体骨骼变化信息。
本实施例通过上述方法获取同一人在不同阶段的人体骨骼几何模型图,例如治疗前和治疗后,以便于医疗人员或者研究人员根据不同阶段的几何模型图直观对比分析获知治疗效果。
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。
本发明的一种实施例,如图3-4所示,所述S4包括:
S401: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。
S402: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。
S403: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。
应当说明的是,图4中所示的颅骨中轴垂线与图3中所示并不完全相同,图4中为了便于显示颅骨中轴垂线与所述左侧解剖标志点以及所述右侧解剖标志点的垂直距离,而进行微调。
本发明的另一实施例中,第一人体骨骼三维模型包括第一颅骨三维模型,第二人体骨骼三维模型包括第二颅骨三维模型,其中,所述第一人体骨骼三维模型通过螺旋CT获取,所述第二人体骨骼三维模型通过核磁共振获取;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为基准,将所述第一颅骨三维模型和所述第二颅骨三维模型进行数据融合得到第三颅骨三维模型。
以第一骨头六视基准面以及以第二骨头六视基准面进行数据融合得到第三骨头三维模型,其中,所述第一骨头六视基准面是由所述第一人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型获得,所述二骨头六视基准面是由所述第二人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型获得的。
根据所述第三颅骨三维模型与所述第三骨头三维模型以获取第三人体骨骼三维模型。
本实施例中通过螺旋CT和核磁共振分别获取第一颅骨三维模型和第二颅骨三维模型,并通过相同的建立六视基准面的方法,通过找出一个或多个标志点相对六视基准面的位置,将不同方式获取的颅骨三维模型进行数据融合,获取数据更为精确的第三颅骨三维模型;并通过同样的方法获取第三骨头三维模型,进而融合得到完整的人体骨骼三维模型。
更进一步的,所述方法还包括:
通过所述螺旋CT获取第一人体三维模型,其中所述第一人体三维模型包括第一人体骨骼三维模型。
根据所述第一人体骨骼三维模型执行上述步骤,确定第一颅骨六视基准面。
通过所述核磁共振获取第二人体三维模型,其中所述第二人体三维模型包括第二人体骨骼三维模型,且还包括血管和神经中至少一项的模型信息。
根据所述第第二人体骨骼三维模型执行上述步骤,确定第二颅骨六视基准面。
根据所述第一颅骨六视基准面和所述第二颅骨六视基准面,将所述第一人体骨骼三维模型与所述第二人体骨骼三维模型进行数据融合,以获取第三人体骨骼三维模型。
本实施例中,通过螺旋CT和核磁共振分别获取第一人体三维模型和第二人体三维模型,通过所述第一人体三维模型中的第一人体骨骼三维模型和所述第二第一人体三维模型中的第二人体骨骼三维模型为参考基础,利用建立的第一颅骨六视基准面和第二颅骨六视基准面获取解剖标志点在不同人体骨骼三维模型对应的位置,通过所述解剖标志点以定位和融合所述第一人体骨骼三维模型和所述第二人体骨骼三维模型,进而融合所述第一人体三维模型和所述第二人体三维模型。
优选的,以螺旋CT获取的第一人体骨骼三维模型为基准,将以核磁共振获取的第二人体三维模型中的血管模型或神经模型导入所述第一人体骨骼三维模型中,利用螺旋CT和核磁共振检测获取的不同结构、组织及器官的精确度不一,将两者的优势融合从而获取更为精确的人体三维模型。
本发明的一种实施例,所述步骤S9还包括:
确定与所述颅骨前视基准面平行且分别与所述颅骨左视基准面和所述颅骨上视基准面垂直的颅骨后视基准面,所述颅骨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颅骨后视基准面,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。
本发明的一种实施例,所述步骤S12包括:
S1201:获取所述颅骨定位矩形体的中心点;
S1202:获取所述骨头定位矩形体的中心点;
S1203:根据所述颅骨定位矩形体的中心点以及所述骨头定位矩形体的中心点的距离以及方位以确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系。
本实施例中将定位矩形体的中心点作为该矩形体以及对应的骨骼的代表,利用中心点的距离以及方位以确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系,以便于进行人体骨骼的受力分析计算,有助于分析人体病变源。
人体骨骼共有206块骨,它们相互连接构成人体的骨架——骨骼。分为颅骨、躯干骨和四肢骨3个大部分。其中,有颅骨29块、躯干骨51块、四肢骨126块。本发明中将颅骨一大类视为一个整体,建立颅骨六视基准面以及颅骨定位矩形体,并以其为基准点,将躯干骨和四肢骨包含的所有骨头分别作为一个整体,以此来分析不同骨头之间的相对位置关系。
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。
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人体骨骼的建模方法。
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;
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人体骨骼的建模方法。
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人体骨骼的建模方法的步骤。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。
基于人体隐私考虑,本发明所示出的人体模型图为通过软件绘制的示意图,且仅作为本发明的参考。
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 (8)
1.一种人体骨骼的建模方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取人体骨骼三维模型,所述人体骨骼三维模型包括颅骨三维模型;
根据所述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颅骨前视基准面;
根据所述颅骨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,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;
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与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颅骨前视基准面垂直的颅骨左视基准面,根据所述右视临界线确定经过所述右视临界线且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨右视基准面;
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颅骨前视基准面垂直的颅骨上视基准面,根据所述下视临界线确定经过所述下视临界线且与所述颅骨前视基准面垂直的颅骨下视基准面;
确定与所述颅骨前视基准面平行且分别与所述颅骨左视基准面和所述颅骨上视基准面垂直的颅骨后视基准面,以得到颅骨六视基准面;
获取颅骨定位矩形体;其中,所述颅骨定位矩形体是由所述颅骨前视基准面、所述颅骨后视基准面、所述颅骨左视基准面、所述颅骨右视基准面、所述颅骨上视基准面和所述颅骨下视基准面相交所得到的;
获取所述人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型所对应的六视基准面,并根据该六视基准面获取相对应的骨头定位矩形体;
以所述颅骨定位矩形体为基准,确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的人体骨骼的建模方法,其特征在于,所述“以所述颅骨定位矩形体为基准,确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系”具体包括:
获取所述颅骨定位矩形体的中心点;
获取所述骨头定位矩形体的中心点;
根据所述颅骨定位矩形体的中心点以及所述骨头定位矩形体的中心点的距离以及方位以确定所述骨头定位矩形体与所述颅骨定位矩形体的相对位置关系。
3.根据权利要求1所述的人体骨骼的建模方法,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。
4.根据权利要求1所述的人体骨骼的建模方法,其特征在于,第一人体骨骼三维模型包括第一颅骨三维模型,第二人体骨骼三维模型包括第二颅骨三维模型,其中,所述第一人体骨骼三维模型通过螺旋CT获取,所述第二人体骨骼三维模型通过核磁共振获取;
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为基准 ,将所述第一颅骨三维模型和所述第二颅骨三维模型进行数据融合得到第三颅骨三维模型;
以第一骨头六视基准面以及以第二骨头六视基准面进行数据融合得到第三骨头三维模型,其中,所述第一骨头六视基准面是由所述第一人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型获得,所述第二骨头六视基准面是由所述第二人体骨骼三维模型中除颅骨外的其他任意骨头的三维模型获得的;
所述第三颅骨三维模型与所述第三骨头三维模型进行数据融合以获取第三人体骨骼三维模型。
5.根据权利要求1所述的人体骨骼的建模方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述颅骨定位矩形体以及所述骨头定位矩形体的中心点;
根据人体骨骼的连接关系将骨骼相对应的所述中心点连接,以获取人体骨骼的几何模型图。
6.根据权利要求5所述的人体骨骼的建模方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取人体骨骼在治疗前的第一几何模型图;
获取人体骨骼在治疗后的第二几何模型图;
根据所述第一几何模型图和所述第二几何模型图对比分析得到人体骨骼变化信息。
7.一种存储介质,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1-6中任一项所述的人体骨骼的建模方法。
8.一种电子设备,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1-6中任一项所述的人体骨骼的建模方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011191078.8A CN112288858B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 |
PCT/CN2021/118040 WO2022089057A1 (zh) | 2020-10-30 | 2021-09-13 | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011191078.8A CN112288858B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112288858A CN112288858A (zh) | 2021-01-29 |
CN112288858B true CN112288858B (zh) | 2022-11-11 |
Family
ID=74354096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011191078.8A Active CN112288858B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112288858B (zh) |
WO (1) | WO2022089057A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112258638B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-11-12 | 李艳 | 人体模型的建模方法、装置、存储介质及电子设备 |
CN112288858B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-11-11 | 李艳 | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 |
CN112258640B (zh) * | 2020-10-30 | 2024-03-22 | 李艳 | 颅骨模型的建立方法、装置、存储介质及电子设备 |
CN112270743B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-10-15 | 李艳 | 颅骨六视基准面的确定方法、装置、存储介质及电子设备 |
CN115544812B (zh) * | 2022-11-28 | 2023-05-05 | 杭州轻宇宙科技有限公司 | 一种数字孪生虚拟人的构建方法、系统、电子设备及介质 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1801213A (zh) * | 2005-09-30 | 2006-07-12 | 铁岭市公安局213研究所 | 三维颅骨身源鉴定方法及设备 |
CN101216953A (zh) * | 2008-01-04 | 2008-07-09 | 西北工业大学 | 颅骨三维模型构建方法 |
CN207425197U (zh) * | 2017-08-01 | 2018-05-29 | 曲靖医学高等专科学校 | 一种基于颅脑解剖结构的磁力模型 |
CN110169782A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-27 | 北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院) | 一种颅面骨骼结构的头影测量方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9216084B2 (en) * | 2013-08-09 | 2015-12-22 | Howmedica Osteonics Corp. | Patient-specific craniofacial implants |
CN106777473A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-05-31 | 南京林业大学 | 一种用于汽车碰撞损伤研究的人体头部有限元建模方法 |
TWI632479B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-08-11 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | 醫學影像建模系統以及醫學影像建模方法 |
US10937250B2 (en) * | 2016-12-06 | 2021-03-02 | National University Of Singapore | Methods of reconstructing skulls |
CN207489318U (zh) * | 2017-09-29 | 2018-06-12 | 曲靖医学高等专科学校 | 一种头颅的断层解剖磁力模型 |
CN108280881A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-13 | 清华大学 | 一种参数化人体假肢骨骼建模方法 |
CN111243413B (zh) * | 2020-03-06 | 2021-07-02 | 吉林大学 | 一种颜面部解剖教学的建模方法及教学系统 |
CN112288858B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-11-11 | 李艳 | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 |
-
2020
- 2020-10-30 CN CN202011191078.8A patent/CN112288858B/zh active Active
-
2021
- 2021-09-13 WO PCT/CN2021/118040 patent/WO2022089057A1/zh active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1801213A (zh) * | 2005-09-30 | 2006-07-12 | 铁岭市公安局213研究所 | 三维颅骨身源鉴定方法及设备 |
CN101216953A (zh) * | 2008-01-04 | 2008-07-09 | 西北工业大学 | 颅骨三维模型构建方法 |
CN207425197U (zh) * | 2017-08-01 | 2018-05-29 | 曲靖医学高等专科学校 | 一种基于颅脑解剖结构的磁力模型 |
CN110169782A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-27 | 北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院) | 一种颅面骨骼结构的头影测量方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
54例大致正常成年汉族人下颌骨三维CT形态学测量;陈全等;《北京大学学报(医学版)》;20150108;全文 * |
A Free Plate Model Could Predict Ultrasonic Guided Waves Propagation in a 3D Printed Skull Phantom;Jialiang Gao等;《2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS)》;20191208;全文 * |
基于CT数据的三维重构相关技术的研究与应用;孙亦博;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20071015;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112288858A (zh) | 2021-01-29 |
WO2022089057A1 (zh) | 2022-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112288858B (zh) | 人体骨骼的建模方法、存储介质及电子设备 | |
CN112258492B (zh) | 颅骨不对称信息的获取方法、存储介质及电子设备 | |
CN112258638B (zh) | 人体模型的建模方法、装置、存储介质及电子设备 | |
CN112258639B (zh) | 颅骨矫正信息的获取方法、存储介质及电子设备 | |
CN112288725B (zh) | 颅骨中轴垂线的确定方法、装置、存储介质及电子设备 | |
CN112270743B (zh) | 颅骨六视基准面的确定方法、装置、存储介质及电子设备 | |
CN112258640B (zh) | 颅骨模型的建立方法、装置、存储介质及电子设备 | |
CN112270705B (zh) | 颅骨的切片方法、存储介质及电子设备 | |
EP1124487B1 (en) | Dental image processing method and system | |
CN109767841B (zh) | 一种基于颅颌面三维形态数据库的相似模型检索方法及装置 | |
CN110946652B (zh) | 一种骨螺钉的钉道规划方法和装置 | |
KR101831514B1 (ko) | 환자의 악골의 움직임 추정이 반영된 증강현실 시스템 및 증강현실 제공방법 | |
CN110969698A (zh) | 颞骨空间坐标系的构建方法、空间定位方法及电子设备 | |
WO2022089055A1 (zh) | 颅骨切片的获取方法、装置、存储介质及电子设备 | |
WO2022089051A1 (zh) | 颅骨矫正方案生成系统、构建方法、获取方法及装置 | |
CN111462055A (zh) | 颅骨检测方法及装置 | |
CN115063386A (zh) | 医学图像处理方法、装置、设备及存储介质 | |
CN112842531B (zh) | 一种神经外科手术计划系统 | |
CN113855081B (zh) | 孕37-42周预测足月新生儿出生体重的方法 | |
CN113240645B (zh) | 显示处理方法、装置、存储介质、处理器及终端设备 | |
CN117649442B (zh) | 利用平衡器官解剖标志构筑三维头影测量坐标系的方法 | |
EP3975120A1 (en) | Technique for guiding acquisition of one or more registration points on a patient's body | |
CN114519771A (zh) | 基于混合现实技术的手术模型成像方法、装置、存储介质 | |
CN113017833A (zh) | 脏器定位方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
CN114549748A (zh) | 一种三维人脸标志点自动确定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |