CN113974920B - 膝关节股骨力线确定方法和装置、电子设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种膝关节股骨力线确定方法和装置、电子设备、存储介质。该方法包括:获取股骨的二维医学图像;基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维医学图像、股骨髓腔的二维医学图像;根据股骨头和股骨髓腔的二维医学图像分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线;获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标;基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线。本申请解决了传统方法确定股骨力线不够精准,且速度较慢的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及医学技术领域,具体而言,涉及一种膝关节股骨力线确定方法和装置、电子设备、存储介质。
背景技术
膝关节股骨力线是在全膝关节置换手术中极其重要的一个参数,可以直接影响全膝置换的手术规划和术后效果,因此在CT影像中提前对股骨力线进行测量是十分有意义的。
目前,市场上现有技术的缺点:
确定股骨力线不够精准,且速度较慢。
针对相关技术中传统方法确定股骨力线不够精准,且速度较慢的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种膝关节股骨力线确定方法,以解决上述问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种膝关节股骨力线确定方法。
根据本申请的膝关节股骨力线确定方法包括:
获取股骨的二维医学图像;
基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线;
获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标;
基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线。
进一步的,所述基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果,包括:
根据图像分割网络模型识别股骨的二维医学图像中的股骨头部分、股骨髓腔部分;
将股骨头部分的图像与股骨髓腔部分的图像分割,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果。
进一步的,所述根据股骨头的二维分割结果得到股骨头中心点的第一位置坐标,包括:
基于各个层面的股骨头的二维分割结果,进行三维重建,得到股骨头的三维医学图像;
基于股骨头的三维医学图像,得到股骨头中心点在三维坐标系下的第一位置坐标。
进一步的,所述根据股骨髓腔的二维医学图像得到髓腔解剖轴线,包括:
基于计算机视觉技术对股骨髓腔的二维分割结果进行层面分类,得到多个髓腔层面;
根据中心点计算公式,提取所有髓腔层面的股骨髓腔中心点;
通过最小二乘法对所有髓腔层面的股骨髓腔中心点进行直线拟合;
基于拟合结果,得到所述髓腔解剖轴线。
进一步的,所述获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标,包括:
获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线同步矫正至竖直状态;
基于矫正后的髓腔解剖轴线建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY 平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线与股骨远端的交点;
获得所述纵坐标最大的像素点对应的第二位置坐标;
通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线矫正前的第二位置坐标。
进一步的,所述基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线包括:
基于转换模型,将所述第一位置坐标和第二位置坐标进行从三维至二维的坐标转换,进而分别得到股骨头中心点的二维点坐标、髓腔解剖轴线与股骨远端外侧骨表面的交点的二维点坐标;
基于股骨头中心点的二维点坐标、髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的二维点坐标,得到经过股骨头中心点、髓腔解剖轴线与股骨远端外侧骨表面的交点的直线,即为膝关节股骨力线。
本申请还提供了一种膝关节股骨力线确定装置,包括:
图像采集模块,用于获取股骨的二维医学图像;
图像分割模块,用于基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
计算处理模块,用于根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线;
坐标建立模块,用于获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标;
力线确定模块,用于基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线。
进一步的,所述图像分割模块包括:
图像识别单元,用于根据图像分割网络模型识别股骨的二维医学图像中的股骨头部分、股骨髓腔部分;
图像分割单元,用于将股骨头部分的图像与股骨髓腔部分的图像分割,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果。
进一步的,所述计算处理模块包括:
中心点计算单元,用于基于各个层面的股骨头的二维分割结果,进行三维建模,得到股骨头的三维医学图像;基于股骨头的三维医学图像,得到股骨头中心点在三维坐标系下的第一位置坐标;
髓腔解剖轴线计算单元,用于基于计算机视觉技术对股骨髓腔的二维医学图像进行层面分类,得到多个髓腔层面;根据中心点计算公式,提取所有髓腔层面的股骨髓腔中心点;通过最小二乘法对所有髓腔层面的股骨髓腔中心点进行直线拟合;基于拟合结果,得到所述髓腔解剖轴线。
进一步的,所述坐标建立模块包括:
矫正单元,用于获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线同步矫正至竖直状态;
三维坐标系建立单元,用于基于矫正后的髓腔解剖轴线建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
像素点识别单元,用于基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线与股骨远端的交点;
位置坐标获取单元,用于获得所述纵坐标最大的像素点对应的第二位置坐标;
处理单元,用于通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线矫正前的第二位置坐标。
进一步的,所述力线确定模块包括:
坐标重建单元,用于基于转换模型,将所述第一位置坐标和第二位置坐标进行从三维至二维的坐标转换,进而分别得到股骨头中心点的二维点坐标、髓腔解剖轴线与股骨远端外侧骨表面的交点的二维点坐标;
力线计算单元,用于基于股骨头中心点的二维点坐标、髓腔解剖轴线与股骨远端外侧骨表面的交点的二维点坐标,得到经过股骨头中心点、髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的直线,即为膝关节股骨力线。
一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的所述计算机程序执行时用于实现上述任一种方法。
一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序在存储介质中执行时用于实现上述任一种方法。
在本申请实施例中,通过深度学习技术快速分割出股骨头,并计算出股骨头中心,同时利用图像技术提取髓腔中心线,并计算髓腔中心线和股骨远端骨质的交点,最终计算出股骨力线,实现了较为精准,且速度较快的计算股骨力线的技术效果,进而解决了现有技术在计算股骨力线时,耗时耗力,精准度差的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据本申请实施例的膝关节股骨力线确定方法的流程图;
图2是根据本申请实施例的膝关节股骨力线的示意图;
图3是根据本申请实施例的股骨头的分割参考标准标签示意图;
图4是根据本申请实施例的股骨髓腔中心点的示意图;
图5是根据本申请实施例的股骨和髓腔解剖轴线同步矫正的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本发明的各种实施例中,各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
根据本发明实施例,如图1所示,提供了一种膝关节股骨力线确定方法,该方法包括如下的步骤:
S100、获取股骨的二维医学图像;
S200、基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
S300、根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线CB;
S400、获取所述髓腔解剖轴线CB的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线CB 与股骨远端的交点的第二位置坐标;
S500、基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线AB。
在进一步的实施例中,所述基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果,包括:
S202、根据图像分割网络模型识别股骨的二维医学图像中的股骨头部分、股骨髓腔部分;
S204、将股骨头部分的图像与股骨髓腔部分的图像分割,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果。
在进一步的实施例中,根据股骨头的二维分割结果得到股骨头中心点的第一位置坐标,包括:
S302、基于各个层面的股骨头的二维分割结果,进行三维建模,得到股骨头的三维医学图像;
S304、基于股骨头的三维医学图像,得到股骨头中心点在三维坐标系下的第一位置坐标。
在进一步的实施例中,所述根据股骨髓腔的二维分割结果得到髓腔解剖轴线 CB,包括:
S306、基于计算机视觉技术对股骨髓腔的二维分割结果进行层面分类,得到多个髓腔层面;
S308、根据中心点计算公式,提取所有髓腔层面的股骨髓腔中心点,如图5所示;
S310、通过最小二乘法对所有髓腔层面的股骨髓腔中心点进行直线拟合;
S312、基于拟合结果,得到所述髓腔解剖轴线CB。
在进一步的实施例中,所述获取所述髓腔解剖轴线CB的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的第二位置坐标,包括:
S402、获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线CB同步矫正至竖直状态,如图5所示;
S404、基于矫正后的髓腔解剖轴线CB建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
S406、基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线CB经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点;
S408、获得所述纵坐标最大的像素点对应的第二位置坐标;
S410、通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线CB和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线CB矫正前的第二位置坐标。
在进一步的实施例中,所述基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标,得到膝关节股骨力线AB,包括:
S502、基于转换模型,将所述第一位置坐标和第二位置坐标进行从三维至二维的坐标转换,进而分别得到股骨头中心点的二维点坐标A、髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的二维点坐标B;
S504、基于股骨头中心点的二维点坐标A、髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的二维点坐标B,得到经过股骨头中心点、髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的直线,即为膝关节股骨力线AB,如图2所示。
还包括一个实施例,本发明提供一种膝关节股骨力线确定装置,包括:
图像采集模块,用于获取股骨的二维医学图像;
图像分割模块,用于基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
计算处理模块,用于根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线,根据股骨头和股骨髓腔的二维医学图像分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线CB;
坐标建立模块,用于获取所述髓腔解剖轴线CB的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的第二位置坐标;
力线确定模块,用于基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标,得到膝关节股骨力线AB。
在进一步的实施例中,所述图像分割模块包括:
图像识别单元,用于根据图像分割网络模型识别股骨的二维医学图像中的股骨头部分、股骨髓腔部分;
图像分割单元,用于将股骨头部分的图像与股骨髓腔部分的图像分割,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果。
在进一步的实施例中,所述计算处理模块包括:
中心点计算单元,用于基于基于各个层面的股骨头的二维分割结果,进行三维建模,得到股骨头的三维医学图像;基于股骨头的三维医学图像,得到股骨头中心点在三维坐标系下的第一位置坐标;
髓腔解剖轴线计算单元,用于基于计算机视觉技术对股骨髓腔的二维医学图像进行层面分类,得到多个髓腔层面;根据中心点计算公式,提取所有髓腔层面的股骨髓腔中心点;通过最小二乘法对所有髓腔层面的股骨髓腔中心点进行直线拟合;基于拟合结果,得到所述髓腔解剖轴线CB。
在进一步的实施例中,所述坐标建立模块包括:
矫正单元,用于获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线CB同步矫正至竖直状态;
三维坐标系建立单元,用于基于矫正后的髓腔解剖轴线CB建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
像素点识别单元,用于基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线CB经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点;
位置坐标获取单元,用于获得所述纵坐标最大的像素点对应的第二位置坐标;
处理单元,用于通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线CB和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线CB矫正前的第二位置坐标。
在进一步的实施例中,所述力线确定模块包括:
坐标重建单元,用于基于转换模型,将所述第一位置坐标和第二位置坐标进行从三维至二维的坐标转换,进而分别得到股骨头中心点的二维点坐标A、髓腔解剖轴线CB与股骨远端外侧骨表面的交点的二维点坐标B;
力线计算单元,用于基于股骨头中心点的二维点坐标A、髓腔解剖轴线CB与股骨远端外侧骨表面的交点的二维点坐标B,得到经过股骨头中心点、髓腔解剖轴线CB与股骨远端外侧骨表面的交点的直线,即为膝关节股骨力线AB。
还包括一个实施例,本发明提供一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序在存储介质中执行时用于实现上述的膝关节股骨力线确定方法,该方法包括:
获取股骨的二维医学图像;
基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线CB;
获取所述髓腔解剖轴线CB的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的第二位置坐标;
基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标,得到膝关节股骨力线。
其中,可读存储介质可以是计算机存储介质,也可以是通信介质。通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。例如,可读存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息,且可向该可读存储介质写入信息。当然,可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(pplictionSpecific Integrted Circuits,SIC)中。另外,该 SIC可以位于用户设备中。当然,处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。可读存储介质可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RM)、 CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本发明还提供一种程序产品,该程序产品包括执行指令,该执行指令存储在可读存储介质中。设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令,至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。
还包括一个实施例,本发明提供一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的所述计算机程序执行时用于实现上述的膝关节股骨力线确定方法,该方法包括:
获取股骨的二维医学图像;
基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线CB;
获取所述髓腔解剖轴线CB的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点的第二位置坐标;
基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标,得到膝关节股骨力线。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种膝关节股骨力线确定方法,其特征在于,包括:
获取股骨的二维医学图像;
基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线;
获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标;
所述获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标,包括:
获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线同步矫正至竖直状态;
基于矫正后的髓腔解剖轴线建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线与股骨远端的交点;
获得所述纵坐标最大的像素点对应的矫正后的第二位置坐标;
通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线矫正前的第二位置坐标;
基于所述第一位置坐标和矫正前的所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果,包括:
根据图像分割网络模型识别股骨的二维医学图像中的股骨头部分、股骨髓腔部分;
将股骨头部分的图像与股骨髓腔部分的图像分割,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据股骨头的二维分割结果得到股骨头中心点的第一位置坐标,包括:
基于各个层面的股骨头的二维分割结果,进行三维重建,得到股骨头的三维医学图像;
基于股骨头的三维医学图像,得到股骨头中心点在三维坐标系下的第一位置坐标。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据股骨髓腔的二维分割结果得到髓腔解剖轴线,包括:
基于计算机视觉技术对股骨髓腔的二维分割结果进行层面分类,得到多个髓腔层面;
根据中心点计算公式,提取所有髓腔层面的股骨髓腔中心点;
通过最小二乘法对所有髓腔层面的股骨髓腔中心点进行直线拟合;
基于拟合结果,得到所述髓腔解剖轴线。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一位置坐标和所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线包括:
基于转换模型,将所述第一位置坐标和第二位置坐标进行从三维至二维的坐标转换,进而分别得到股骨头中心点的二维点坐标、髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的二维点坐标;
基于股骨头中心点的二维点坐标、髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的二维点坐标,得到经过股骨头中心点、髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的直线,即为膝关节股骨力线。
6.一种膝关节股骨力线确定装置,其特征在于,包括:
图像采集模块,用于获取股骨的二维医学图像;
图像分割模块,用于基于预先训练好的图像分割网络模型,对所述股骨的二维医学图像进行图像分割处理,得到股骨头的二维分割结果、股骨髓腔的二维分割结果;
计算处理模块,用于根据股骨头和股骨髓腔的二维分割结果分别得到股骨头中心点的第一位置坐标和髓腔解剖轴线;
坐标建立模块,用于获取所述髓腔解剖轴线的三维直线方程,得到所述髓腔解剖轴线与股骨远端的交点的第二位置坐标;
力线确定模块,用于基于所述第一位置坐标和矫正前的所述第二位置坐标得到膝关节股骨力线;
所述坐标建立模块包括:
矫正单元,用于获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线CB同步矫正至竖直状态;
三维坐标系建立单元,用于基于矫正后的髓腔解剖轴线CB建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
像素点识别单元,用于基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线CB经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线CB与股骨远端的交点;
位置坐标获取单元,用于获得所述纵坐标最大的像素点对应的矫正后的第二位置坐标;
处理单元,用于通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线CB和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线CB矫正前的第二位置坐标。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述坐标建立模块包括:
矫正单元,用于获得所述股骨的三维医学图像,并基于旋转矩阵将股骨和髓腔解剖轴线同步矫正至竖直状态;
三维坐标系建立单元,用于基于矫正后的髓腔解剖轴线建立三维坐标系,并使所述髓腔解剖轴线与XY平面垂直,与Z轴平行,得到所述髓腔解剖轴线经过的所有像素点的坐标为(x_xis,y_xis,z),其中x_xis,y_xis为固定值,z值为变量;
像素点识别单元,用于基于计算机视觉技术在髓腔解剖轴线经过的所有像素点中识别包含有骨质的多个像素点,并记录所述多个像素点在三维坐标系下的坐标,其中所述多个像素点中纵坐标最大的像素点即为髓腔解剖轴线与股骨远端外侧骨表面的交点;
位置坐标获取单元,用于获得所述纵坐标最大的像素点对应的第二位置坐标;处理单元,用于通过所述旋转矩阵对所述髓腔解剖轴线和股骨进行空间逆变换,得到在所述股骨和髓腔解剖轴线矫正前的第二位置坐标。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序在所述处理器中执行所述程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法。
9.一种存储介质,存储计算机程序,其特征在于,所述计算机程序在所述存储介质中执行所述程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法。
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