CN113628740B - 一种基于3d照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一：将景深摄像头置于测试人员正上方，被测试人员按照Adam方法在景深摄像头前做动作；步骤二：景深摄像头运用景深拍照(3D‑TOF)技术与3D摄像技术，建立被测试人员人身三维模型图，并将模型图自动导入计算机；步骤三：计算机根据模型图，得到背部三维曲面等高线数据图，自动选取关于脊柱对称的多个对称关键点，基于的曲面里的关键点来测算；步骤四：计算机利用if语句算法，如果脊柱左右两个关键点的高度一致则输出脊柱无侧弯现象，如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象。

Description

一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法。
背景技术
目前，儿童的脊柱形态分析大都利用数字化智能检测设备检测脊柱侧弯的情况。这种检测设备可以对人体的姿态特征进行数字化采样，例如获取加速度计的行进轨迹、X光图像、核磁共振图像等，然后对采样数据进行分析，得到脊柱侧弯的情况。但是这种检测设备往往需要结合其他专业化的设备才能对脊柱形态进行分析，确定脊柱形态所属的类别，例如加速度计、X光机和核磁共振仪，也就是说，需要在配备有专业化设备的场景下才能对脊柱形态的类别进行分析，使用专用化设备分析脊柱形态的类别，虽然可以保证分析结果的准确性，但是其分析速度较慢且过程复杂，降低分析脊柱形态的效率，而且这些设备复杂，体型巨大，适用场所固定，需要专业人士现场规范操作，且检测和操作人员均面临人体辐射的影响，对人的身体健康十分不利。
发明内容
鉴于背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种效率更高且不会危害被测人员身体健康的基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法。
为此，本发明是采用如下技术方案来实现：
一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：将景深摄像头置于测试人员正上方，被测试人员按照Adam方法在景深摄像头前做动作；
步骤二：景深摄像头运用景深拍照(3D-TOF)技术与3D摄像技术，建立被测试人员人身三维模型图，并将模型图自动导入计算机；
步骤三：计算机根据模型图，得到背部三维曲面等高线数据图，自动选取关于脊柱对称的多个对称关键点，基于的曲面里的关键点来测算；
步骤四：计算机利用if语句算法，如果脊柱左右两个关键点的高度一致则输出脊柱无侧弯现象，如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象；
步骤五：如果高度不一致，则结合神经网络算法运用站立位脊柱全长片拍摄进行自动化的cobb角度计算；
步骤六：利用if算法，若Cobb角<25度，输出建议无需手术治疗，可以在康复治疗师的指导下进行姿势矫正的动作训练，每隔4～6个月随访一次，进行动态观察；若25度<Cobb角<50度，建议支具治疗；若Cobb角>50度，建议手术治疗。
进一步的，所述步骤一中被测试人员做的动作具体为赤裸上身或佩戴紧身衣服向前弯曲，双足并拢站立，双膝伸直，双臂自然悬垂，躯干自腰部开始向前弯曲直至背部达到水平面。
进一步的，所述步骤四中cobb角度计算具体为构建标准Cobb坐标图，根据上一步Adam测量结果得到侧弯点位置并标注，与坐标中心点连线测算角度范围，利用Halcon自动测量角度。
进一步的，所述Halcon自动测量角度具体为Halcon实现在图片中绘制框，找到边缘的两条直线，并将找到的直线进行自动运算，计算出角度，自动测量角度度数，可自行修改算法。
采用上述方案后，被测人员只需在景深摄像头前按照Adam方法做相应动作即可，景深摄像头运用景深拍照(3D-TOF)技术与3D摄像技术，建立被测试人员人身三维模型图，并将模型图自动导入计算机，计算机根据模型图得到背部三维曲面等高线数据图，自动选取关于脊柱对称的多个对称关键点，基于的曲面里的关键点来测算，然后根据相对高度，输出被测人员的脊柱形态类别，上述方法通过被测人员运动至预定姿态的三维模型图进行分析得到脊柱形态类别，不仅保证了在不需要借助专业化设备的情况下得到的脊柱形态类别的准确性，而且在任何场景下都可以分析脊柱形态类别，解决了传统使用专业化设备进行分析的局限性，同时还大大加快了脊柱形态的分析速度，提高对脊柱形态类别进行分析的效率，且不会危害被测人员身体健康。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明提供的一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：将景深摄像头置于测试人员正上方，被测试人员按照Adam方法在景深摄像头前做动作；
步骤二：景深摄像头运用景深拍照(3D-TOF)技术与3D摄像技术，建立被测试人员人身三维模型图，并将模型图自动导入计算机；
步骤三：计算机根据模型图，得到背部三维曲面等高线数据图，自动选取关于脊柱对称的多个对称关键点，基于的曲面里的关键点来测算；
步骤四：计算机利用if语句算法，如果脊柱左右两个关键点的高度一致则输出脊柱无侧弯现象，如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象；
步骤五：如果高度不一致，则结合神经网络算法运用站立位脊柱全长片拍摄进行自动化的cobb角度计算；
步骤六：利用if算法，若Cobb角<25度，输出建议无需手术治疗，可以在康复治疗师的指导下进行姿势矫正的动作训练，每隔4～6个月随访一次，进行动态观察；若25度<Cobb角<50度，建议支具治疗；若Cobb角>50度，建议手术治疗。
在本实施例中，所述步骤一中被测试人员做的动作具体为赤裸上身或佩戴紧身衣服向前弯曲，双足并拢站立，双膝伸直，双臂自然悬垂，躯干自腰部开始向前弯曲直至背部达到水平面，所述步骤四中cobb角度计算具体为构建标准Cobb坐标图，根据上一步Adam测量结果得到侧弯点位置并标注，与坐标中心点连线测算角度范围，利用Halcon自动测量角度，所述Halcon自动测量角度具体为Halcon实现在图片中绘制框，找到边缘的两条直线，并将找到的直线进行自动运算，计算出角度，自动测量角度度数，可自行修改算法。
采用上述方案后，被测人员只需在景深摄像头前按照Adam方法做相应动作即可，景深摄像头运用景深拍照(3D-TOF)技术与3D摄像技术，建立被测试人员人身三维模型图，并将模型图自动导入计算机，计算机根据模型图得到背部三维曲面等高线数据图，自动选取关于脊柱对称的多个对称关键点，基于的曲面里的关键点来测算，然后根据相对高度，输出被测人员的脊柱形态类别，上述方法通过被测人员运动至预定姿态的三维模型图进行分析得到脊柱形态类别，不仅保证了在不需要借助专业化设备的情况下得到的脊柱形态类别的准确性，而且在任何场景下都可以分析脊柱形态类别，解决了传统使用专业化设备进行分析的局限性，同时还大大加快了脊柱形态的分析速度，提高对脊柱形态类别进行分析的效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：将景深摄像头置于测试人员正上方，被测试人员按照Adam方法在景深摄像头前做动作；
步骤二：景深摄像头运用景深拍照3D-TOF技术与3D摄像技术，建立被测试人员人身三维模型图，并将模型图自动导入计算机；
步骤三：计算机根据模型图，得到背部三维曲面等高线数据图，自动选取关于脊柱对称的多个对称关键点，基于的曲面里的关键点来测算；
步骤四：计算机利用if语句算法，如果脊柱左右两个关键点的高度一致则输出脊柱无侧弯现象，如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象如果高度不一致则输出疑似存在脊柱侧弯现象；
步骤五：如果高度不一致，则结合神经网络算法运用站立位脊柱全长片拍摄进行自动化的cobb角度计算；
步骤六：利用if算法，若Cobb角<25度，输出建议无需手术治疗，在康复治疗师的指导下进行姿势矫正的动作训练，每隔4~6个月随访一次，进行动态观察；若25度<Cobb角<50度，建议支具治疗；若Cobb角>50度，建议手术治疗。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：所述步骤一中被测试人员做的动作具体为赤裸上身或佩戴紧身衣服向前弯曲，双足并拢站立，双膝伸直，双臂自然悬垂，躯干自腰部开始向前弯曲直至背部达到水平面。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：所述步骤四中cobb角度计算具体为构建标准Cobb坐标图，根据上一步Adam测量结果得到侧弯点位置并标注，与坐标中心点连线测算角度范围，利用Halcon自动测量角度。
4.根据权利要求3所述的一种基于3D照相技术的儿童脊柱形态快速分析方法，其特征是：所述Halcon自动测量角度具体为Halcon实现在图片中绘制框，找到边缘的两条直线，并将找到的直线进行自动运算，计算出角度，自动测量角度度数，可自行修改算法。
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