CN117152126A - 膝关节状态的确定装置、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种膝关节状态的确定装置、存储介质及电子设备。其中，该装置包括：预处理单元，用于对目标对象的下肢影像进行预处理操作，得到目标下肢影像；第一确定单元，用于依据目标下肢影像确定目标对象对应的下肢关键点，下肢关键点至少包括目标对象的股骨近端点、股骨远端点、胫骨近端点以及胫骨远端点；第二确定单元，用于依据下肢关键点确定目标对象对应的下肢力线，下肢力线至少包括目标对象的股骨机械轴线、胫骨机械轴线以及下肢机械轴线；第三确定单元，用于依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态。本申请解决了现有技术中通过人工方式确定下肢力线所导致的膝关节状态的确定效率低的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及医疗科技领域以及其他相关技术领域，具体而言，涉及一种膝关节状态的确定装置、存储介质及电子设备。
背景技术
随着医疗科技领域技术的发展，全膝关节置换术已成为治疗终末期膝骨关节炎的有效手段。现有技术中，在进行置换术后，医生通过依据个人经验对患者下肢进行目测，或者对患者下肢进行侵入性检查后，确定患者的下肢力线,之后，依据下肢力线确定患者术后的膝关节状态。然而，人工目测的方式缺乏量化结果，难以保证在确定下肢力线的过程中的准确度，而对患者进行侵入性检查则会延长患者的术后恢复时间。从而导致现有技术中通过人工方式确定下肢力线所导致的膝关节状态的确定效率低的技术问题。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请提供了一种膝关节状态的确定装置、存储介质及电子设备，以至少解决通过人工方式确定下肢力线所导致的膝关节状态的确定效率低的技术问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种膝关节状态的确定装置，包括：预处理单元，用于对目标对象的下肢影像进行预处理操作，得到目标下肢影像，其中，预处理操作用于对下肢影像中包括的像素点进行处理；第一确定单元，用于依据目标下肢影像确定目标对象对应的下肢关键点，其中，下肢关键点至少包括目标对象的股骨近端点、股骨远端点、胫骨近端点以及胫骨远端点；第二确定单元，用于依据下肢关键点确定目标对象对应的下肢力线，其中，下肢力线至少包括目标对象的股骨机械轴线、胫骨机械轴线以及下肢机械轴线；第三确定单元，用于依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态。
可选地，在膝关节状态的确定装置中，预处理单元还包括：第一操作子单元，用于对目标对象的下肢影像进行去噪操作，得到第一下肢图像，其中，去噪操作用于去除下肢影像中包括的冗余像素点，冗余像素点为下肢影像中不包括目标对象的下肢特征的像素点；第二操作子单元，用于对目标对象的第一下肢图像进行图像增强操作，得到第二下肢图像，其中，图像增强操作用于增强第一下肢图像中包括的像素点的对比度；第三操作子单元，用于对目标对象的第二下肢图像进行图像二值化操作，得到目标下肢图像，其中，图像二值化操作用于对第二下肢图像进行灰度处理。
可选地，在膝关节状态的确定装置中，第二确定单元还包括：第一确定子单元，用于依据股骨近端点和股骨远端点确定目标对象的股骨中心点；第二确定子单元，用于依据胫骨近端点和胫骨远端点确定目标对象的膝关节中心点；第三确定子单元，用于依据胫骨远端点确定目标对象的踝关节中心点；第四确定子单元，用于依据股骨中心点、膝关节中心点以及踝关节中心点确定目标对象的下肢力线。
可选地，在膝关节状态的确定装置中，第四确定子单元还包括：第一确定模块，用于将经过股骨中心点和膝关节中心点之间的直线确定为下肢力线中的股骨机械轴线；第二确定模块，用于将经过膝关节中心点和踝关节中心点之间的直线确定为下肢力线中的胫骨机械轴线；第三确定模块，用于将经过股骨中心点和踝关节中心点之间的直线确定为下肢力线中的下肢机械轴线。
可选地，在膝关节状态的确定装置中，第三确定单元还包括：获取子单元，用于获取目标对象的股骨解剖轴线、膝关节横轴线以及踝关节横轴线；第五确定子单元，用于将下肢力线中的股骨机械轴线与下肢力线中的胫骨机械轴线之间的夹角确定为第一夹角；第六确定子单元，用于将下肢力线中的股骨机械轴线与股骨解剖轴线之间的夹角确定为第二夹角；第七确定子单元，用于将下肢力线中的胫骨机械轴线与膝关节横轴线之间的夹角确定为第三夹角；第八确定子单元，用于将下肢力线中的胫骨机械轴线与踝关节横轴线之间的夹角确定为第四夹角；第九确定子单元，用于依据第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角确定目标对象的膝关节状态。
可选地，在膝关节状态的确定装置中，第九确定子单元还包括：第四确定模块，用于依据夹角预设信息确定夹角预设区间，其中，夹角预设信息为依据N个健康对象的下肢影像中的每个下肢影像包括的夹角预设度数所确定的信息，健康对象的膝关节状态为正常状态，N为正整数，夹角预设区间包括第一夹角对应的第一夹角预设区间、第二夹角对应的第二夹角预设区间、第三夹角对应的第三夹角预设区间以及第四夹角对应的第四夹角预设区间；第五确定模块，用于在目标对象的第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角中的每个夹角均置于该夹角对应的夹角预设区间内的情况下，确定目标对象的膝关节状态为正常状态；第六确定模块，用于在目标对象的第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角中的任意一个夹角未置于该夹角对应的夹角预设区间内的情况下，确定目标对象的膝关节状态为异常状态。
可选地，膝关节状态的确定装置还包括：第四确定单元，用于依据夹角预设区间确定目标对象的矫正关键点的坐标，其中，矫正关键点的坐标至少包括目标对象的胫骨平台上缘中点的矫正坐标、股骨髁间窝的中心点的矫正坐标以及股骨近端点的矫正坐标；第五确定单元，用于依据矫正关键点的坐标确定目标对象的股骨侧力线对应的扇形摆动区间，其中，股骨侧力线为经过股骨近端点和股骨远端点的直线；第六确定单元，用于依据股骨近端点的坐标、股骨远端点的坐标以及扇形摆动区间的中值确定目标对象的股骨侧力线的旋转角度，其中，旋转角度用于表征以股骨远端点为中心，对股骨近端点的坐标进行更新所对应的股骨侧力线的旋转角度。
可选地，膝关节状态的确定装置还包括：第七确定单元，用于在目标对象的下肢机械轴线位于膝关节中心内侧的情况下，确定目标对象的膝关节状态为第一异常状态，其中，第一异常状态用于表征目标对象的膝关节内翻；第八确定单元，用于在目标对象的下肢机械轴线位于膝关节中心外侧的情况下，确定目标对象的膝关节状态为第二异常状态，其中，第二异常状态用于表征目标对象的膝关节外翻。
根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备控制上述任意一项的膝关节状态的确定装置。
根据本申请的另一方面，还提供了一种电子设备，其中，电子设备包括一个或多个处理器和存储器，存储器用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器控制上述任意一项的膝关节状态的确定装置。
在本申请中，首先对目标对象的下肢影像进行预处理操作，得到目标下肢影像，其中，预处理操作用于对下肢影像中包括的像素点进行处理，之后，依据目标下肢影像确定目标对象对应的下肢关键点，其中，下肢关键点至少包括目标对象的股骨近端点、股骨远端点、胫骨近端点以及胫骨远端点，然后，依据下肢关键点确定目标对象对应的下肢力线，其中，下肢力线至少包括目标对象的股骨机械轴线、胫骨机械轴线以及下肢机械轴线，最后，依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态。
由上述内容可知，本申请通过对下肢影像进行预处理的方式，提高了目标对象的下肢影像的可读性，从而降低了对下肢影像进行后续处理过程中的复杂度，进而从侧面提高了后续确定目标对象的膝关节状态的速率，之后，本申请依据预处理得到的目标下肢影像确定患者的下肢关键点，再通过下肢关键点之间的连线确定下肢力线，对比人工确定下肢力线的方式，本申请提高了确定下肢力线过程中的规范度，从而提高了确定下肢力线的准确率，进而实现了提高膝关节状态的确定效率的技术效果。
由此可见，本申请的技术方案通过对目标对象的下肢影像进行分析，得到目标对象的下肢力线，然后，依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态，从而实现了对目标对象进行无创检查的目的，并且提高了在确定目标对象的膝关节状态的过程中的速率和准确率，进而解决了现有技术中通过人工方式确定下肢力线所导致的膝关节状态的确定效率低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例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一种可选的膝关节状态的确定装置的示意图；
图2是根据本申请实施例的一种可选的下肢力线的示意图；
图3是根据本申请实施例的一种可选的膝关节状态的确定方法的流程图；
图4是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的示意图。
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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
还需要说明的是，本申请所涉及的相关信息（包括但不限于目标对象的预设夹角信息等）和数据（包括但不限于用于展示的数据、分析的数据以及电子病历数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。例如，本系统和相关用户或机构间设置有接口，在获取相关信息之前，需要通过接口向前述的用户或机构发送获取请求，并在接收到前述的用户或机构反馈的同意信息后，获取相关信息。
下面结合各实施例来进一步说明本申请。
实施例1
根据本申请实施例，提供了一种膝关节状态的确定装置（简称确定装置）的实施例，其中，图1是根据本申请实施例的一种可选的膝关节状态的确定装置的示意图，如图1所示，本申请实施例中的膝关节状态的确定装置包括：预处理单元101、第一确定单元102、第二确定单元103以及第三确定单元104。
可选地，预处理单元，用于对目标对象的下肢影像进行预处理操作，得到目标下肢影像，其中，预处理操作用于对下肢影像中包括的像素点进行处理；第一确定单元，用于依据目标下肢影像确定目标对象对应的下肢关键点，其中，下肢关键点至少包括目标对象的股骨近端点、股骨远端点、胫骨近端点以及胫骨远端点；第二确定单元，用于依据下肢关键点确定目标对象对应的下肢力线，其中，下肢力线至少包括目标对象的股骨机械轴线、胫骨机械轴线以及下肢机械轴线；第三确定单元，用于依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态。
可选地，目标对象可以是准备进行全膝关节置换术的患者或者是经过全膝关节置换术的术后患者，在对目标对象进行全膝关节置换术之前，利用本申请实施例中的确定装置对目标对象的下肢力线进行评估，从而实现了利用确定装置评估的下肢力线对全膝关节置换术进行规划的目的，进而从侧面提高了在手术过程中依据下肢力线对目标对象的膝关节假体位置进行调整的准确度。
可选地，确定装置通过X光机、MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）设备或其他影像设备对目标对象的下肢进行扫描，得到目标对象的下肢的X光片、MRI影像或其他格式的下肢影像，之后，利用图像拼接技术对目标对象的下肢对应的X光片、MRI影像以及其他格式的下肢影像进行处理，得到目标对象的下肢影像，其中，图像拼接技术用于对目标对象的下肢对应的X光片、MRI影像以及其他格式的下肢影像进行图像对齐、特征提取、特征匹配、几何变换以及图像融合等操作。
可选地，在依据目标下肢影像确定目标对象对应的下肢关键点过程中，首先对目标下肢影像进行定位与裁剪，得到目标对象的第一目标下肢影像、第二目标下肢影像以及第三目标下肢影像，其中，第一目标下肢影像用于表征目标对象的股骨内外上髁部位，第二目标下肢影像用于表征目标对象的胫骨平台内外侧髁部位，第三目标下肢影像用于表征目标对象的踝关节部位，之后，依据第一目标下肢影像、第二目标下肢影像以及第三目标下肢影像对目标对象的下肢关键点进行定位。
可选地，由于股骨头为一个相对规则的圆形，所以确定装置通过在第一目标下肢影像中包括的股骨头部位绘制圆圈的方式，得到股骨头中心，之后，依次定位目标对象的膝关节间隙水平的软组织中点、胫骨平台上缘中点、髁间窝顶点处股骨髁的中点、胫骨髁间嵴中心、股骨髁间窝的中心点、踝关节间隙水平的软组织中点、踝关节间隙水平的内外踝表面间距的中点以及距骨中心点等骨性解剖标志点，再依据人体解剖学和影像分析学原理对上述骨性解剖标志点进行分析，由点连线，进而得到目标对象的下肢力线，最后，依据下肢力线所形成夹角的角度确定目标对象的膝关节状态。
由上述内容可知，本申请通过对下肢影像进行预处理的方式，提高了目标对象的下肢影像的可读性，从而降低了对下肢影像进行后续处理过程中的复杂度，进而从侧面提高了后续确定目标对象的膝关节状态的速率，之后，本申请依据预处理得到的目标下肢影像确定患者的下肢关键点，再通过下肢关键点之间的连线确定下肢力线，对比人工确定下肢力线的方式，本申请提高了确定下肢力线过程中的规范度，从而提高了确定下肢力线的准确率，进而实现了提高膝关节状态的确定效率的技术效果。
由此可见，本申请的技术方案通过对目标对象的下肢影像进行分析，得到目标对象的下肢力线，然后，依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态，从而实现了对目标对象进行无创检查的目的，并且提高了在确定目标对象的膝关节状态的过程中的速率和准确率，进而解决了现有技术中通过人工方式确定下肢力线所导致的膝关节状态的确定效率低的技术问题。
在一种可选的实施例中，预处理单元还包括：第一操作子单元、第二操作子单元以及第三操作子单元。
可选地，第一操作子单元，用于对目标对象的下肢影像进行去噪操作，得到第一下肢图像，其中，去噪操作用于去除下肢影像中包括的冗余像素点，冗余像素点为下肢影像中不包括目标对象的下肢特征的像素点。
可选地，确定装置通过控制第一操作子单元对目标对象的下肢影像进行去噪，实现了去除下肢影像中包括的冗余信息的目的，其中，冗余信息用于表征下肢影像中不包括目标对象的下肢特征的信息，从而提高了下肢影像的可靠度。
可选地，第二操作子单元，用于对目标对象的第一下肢图像进行图像增强操作，得到第二下肢图像，其中，图像增强操作用于增强第一下肢图像中包括的像素点的对比度。
可选地，确定装置通过控制第二操作子单元对目标对象的第一下肢影像进行图像增强，实现了对第一下肢影像中包括的像素点的对比度进行更新的目的，从而提高了第一下肢影像的清晰度。
可选地，第三操作子单元，用于对目标对象的第二下肢图像进行图像二值化操作，得到目标下肢图像，其中，图像二值化操作用于对第二下肢图像进行灰度处理。
可选地，确定装置通过控制第三操作子单元对目标对象的第二下肢影像进行灰度处理，实现了降低第二下肢影像中包括的像素点对应的颜色信息的复杂度的目的，提高了确定装置后续对第二下肢影像进行处理的效率，对比彩色图像，灰度图像只需存储一个通道的像素值，进而实现了降低下肢影像所占用的存储空间的技术效果。
在一种可选的实施例中，第二确定单元还包括：第一确定子单元、第二确定子单元、第三确定子单元以及第四确定子单元。
可选地，第一确定子单元，用于依据股骨近端点和股骨远端点确定目标对象的股骨中心点；第二确定子单元，用于依据胫骨近端点和胫骨远端点确定目标对象的膝关节中心点；第三确定子单元，用于依据胫骨远端点确定目标对象的踝关节中心点；第四确定子单元，用于依据股骨中心点、膝关节中心点以及踝关节中心点确定目标对象的下肢力线。
可选地，上述股骨头中心点为股骨近端点和股骨远端点之间的连线上的胫骨嵴中点，上述膝关节中心点位于股骨和胫骨之间，是膝关节的轴心点，上述踝关节中心点为目标对象的距骨近端骨性关节面的中点，在依据目标下肢影像无法确定距骨近端骨性关节面的情况下，将胫骨远端点近似拟合为目标对象的踝关节中心点。
在一种可选的实施例中，图2是根据本申请实施例的一种可选的下肢力线的示意图。另外，用于确定目标对象的下肢力线的第四确定子单元还包括：第一确定模块、第二确定模块以及第三确定模块。
可选地，第一确定模块，用于将经过股骨中心点和膝关节中心点之间的直线确定为下肢力线中的股骨机械轴线；第二确定模块，用于将经过膝关节中心点和踝关节中心点之间的直线确定为下肢力线中的胫骨机械轴线；第三确定模块，用于将经过股骨中心点和踝关节中心点之间的直线确定为下肢力线中的下肢机械轴线。
可选地，上述第四确定单元还包括：第七确定模块、第八确定模块以及第九确定模块。
可选地，第七确定模块，用于将经过股骨上下1/2交界的髓腔中点与膝关节以上10cm处股骨髓腔中点之间的直线确定为目标对象的股骨解剖轴线；第八确定模块，用于将胫骨平台对应的切线确定为膝关节横轴线；第九确定模块，用于将距骨近端骨性平台对应的切线确定为踝关节横轴线。
在一种可选的实施例中，第三确定单元还包括：获取子单元、第五确定子单元、第六确定子单元、第七确定子单元、第八确定子单元以及第九确定子单元。
可选地，获取子单元，用于获取目标对象的股骨解剖轴线、膝关节横轴线以及踝关节横轴线；第五确定子单元，用于将下肢力线中的股骨机械轴线与下肢力线中的胫骨机械轴线之间的夹角确定为第一夹角；第六确定子单元，用于将下肢力线中的股骨机械轴线与股骨解剖轴线之间的夹角确定为第二夹角；第七确定子单元，用于将下肢力线中的胫骨机械轴线与膝关节横轴线之间的夹角确定为第三夹角；第八确定子单元，用于将下肢力线中的胫骨机械轴线与踝关节横轴线之间的夹角确定为第四夹角；第九确定子单元，用于依据第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角确定目标对象的膝关节状态。
举例说明，确定装置首先获取目标对象的股骨中心点、膝关节中心点以及踝关节中心点中的每个中心点对应的点坐标值，然后，确定某两个中心点之间的连线，例如：选取股骨中心点和膝关节中心点进行连线，之后，通过股骨中心点对应的点坐标值和膝关节中心点对应的点坐标值计算得到两点连线对应的矢量直线，再将矢量直线转换为第一特征向量，其中，第一特征向量用于表征目标对象的股骨中心点和膝关节中心点对应的股骨机械轴线。
另外，通过上述确定装置对应的执行步骤，依次得到第二特征向量和第三特征向量，其中，第二特征向量用于表征目标对象的膝关节中心点和踝关节中心点对应的股骨机械轴线，第三特征向量用于表针目标对象的股骨中心点和踝关节中心点对应的下肢机械轴线，之后，确定装置依据第一特征向量、第二特征向量以及第三特征向量确定第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角中每个夹角的角度。
在一种可选的实施例中，第九确定子单元还包括：第四确定模块、第五确定模块以及第六确定模块。
可选地，第四确定模块，用于依据夹角预设信息确定夹角预设区间，其中，夹角预设信息为依据N个健康对象的下肢影像中的每个下肢影像包括的夹角预设度数所确定的信息，健康对象的膝关节状态为正常状态，N为正整数，夹角预设区间包括第一夹角对应的第一夹角预设区间、第二夹角对应的第二夹角预设区间、第三夹角对应的第三夹角预设区间以及第四夹角对应的第四夹角预设区间；第五确定模块，用于在目标对象的第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角中的每个夹角均置于该夹角对应的夹角预设区间内的情况下，确定目标对象的膝关节状态为正常状态；第六确定模块，用于在目标对象的第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角中的任意一个夹角未置于该夹角对应的夹角预设区间内的情况下，确定目标对象的膝关节状态为异常状态。
可选地，上述夹角预设信息至少包括M个先验参考角中的每个先验参考角对应的正常范围，其中，先验参考角度至少包括股骨近端外侧角LPFA、股骨远端外侧角mLDFA、胫骨近端内侧角mMPTA、胫骨远端外侧角mLDTA、解剖股骨远端外侧角aLDFA、解剖胫骨近端内侧角aMPTA、解剖胫骨远端外侧角aLDTA、胫骨股骨关节线夹角JLCA、股骨垂直机械轴角MA、胫骨近端后倾角PPTA、胫骨远端前倾角ADTA以及Q角。
其中，股骨近端外侧角用于表征经过股骨中心点与大转子之间的直线与股骨机械轴线所形成的外侧夹角，股骨近端外侧角对应的正常范围为；股骨远端外侧角用于表征股骨内外侧髁远端切线与股骨机械轴线所形成的外侧夹角，股骨远端外侧角对应的正常范围为/>；胫骨近端外侧角用于表征胫骨内外侧平台切线与股骨机械轴线之间的内侧夹角，胫骨近端外侧角对应的正常范围为/>；胫骨远端外侧角用于表征胫骨内外侧平台切线与下肢机械轴线之间的外侧夹角，胫骨远端外侧角对应的正常范围为。
另外，解剖股骨远端外侧角用于表征股骨解剖轴与股骨内外侧髁远端切线在膝关节外侧所形成的夹角，解剖股骨远端外侧角对应的正常范围为；解剖胫骨近端内侧角用于表征胫骨内外侧平台切线与胫骨解剖轴两者之间形成的内侧夹角，解剖胫骨近端内侧角对应的正常范围为/>；解剖胫骨远端外侧角用于表征胫骨远端切线与胫骨解剖轴线两者之间的外侧夹角，解剖胫骨远端外侧角对应的正常范围为/>；胫骨股骨关节线夹角用于表征胫骨近端关节线与股骨远端关节线之间的夹角，正常生理体位下为；股骨垂直机械轴角用于表征股骨机械轴线与身体垂直轴线所形成的外翻角，股骨垂直机械轴角对应的正常值为/>；胫骨近端后倾角用于表征矢状面胫骨平台切线与胫骨解剖轴线所形成的夹角，胫骨近端后倾角对应的正常范围为/>；胫骨远端前倾角用于表征矢状面上胫骨远端的关节切线与胫骨解剖轴线所形成的夹角，胫骨远端前倾角对应的正常范围为/>；Q角用于表征髂前上棘与髌骨中心的连线、统髌骨中心与胫骨结节中心连线所形成的夹角，男性对应的正常范围为/>，女性对应的正常范围为/>。
在一种可选的实施例中，膝关节状态的确定装置还包括：第四确定单元、第五确定单元以及第六确定单元。
可选地，第四确定单元，用于依据夹角预设区间确定目标对象的矫正关键点的坐标，其中，矫正关键点的坐标至少包括目标对象的胫骨平台上缘中点的矫正坐标、股骨髁间窝的中心点的矫正坐标以及股骨近端点的矫正坐标；第五确定单元，用于依据矫正关键点的坐标确定目标对象的股骨侧力线对应的扇形摆动区间，其中，股骨侧力线为经过股骨近端点和股骨远端点的直线；第六确定单元，用于依据股骨近端点的坐标、股骨远端点的坐标以及扇形摆动区间的中值确定目标对象的股骨侧力线的旋转角度，其中，旋转角度用于表征以股骨远端点为中心，对股骨近端点的坐标进行更新所对应的股骨侧力线的旋转角度。
可选地，确定装置在得到旋转角度之后，依据罗德里格斯旋转矩阵对目标对象的下肢力线进行调整，其中，绕水平方向进行旋转的罗德里格斯旋转矩阵如下所示：
绕垂直方向进行旋转的罗德里格斯旋转矩阵如下所示：
绕立体方向进行旋转的罗德里格斯旋转矩阵如下所示：
在一种可选的实施例中，膝关节状态的确定装置还包括：第七确定单元和第八确定单元。
可选地，第七确定单元，用于在目标对象的下肢机械轴线位于膝关节中心内侧的情况下，确定目标对象的膝关节状态为第一异常状态，其中，第一异常状态用于表征目标对象的膝关节内翻；第八确定单元，用于在目标对象的下肢机械轴线位于膝关节中心外侧的情况下，确定目标对象的膝关节状态为第二异常状态，其中，第二异常状态用于表征目标对象的膝关节外翻。
可选地，图3是根据本申请实施例的一种可选的膝关节状态的确定方法的流程图，如图3所示，膝关节状态的确定方法包括：
对目标对象的下肢影像进行预处理操作，得到目标对象对应的目标下肢影像，之后，依据目标下肢影像确定目标对象对应的下肢关键点，再依据下肢关键点确定目标对象对应的下肢力线，然后，依据下肢力线确定目标对象的四个夹角，其中，四个夹角包括第一夹角、第二夹角、第三夹角以及第四夹角，最后，通过判断四个夹角中的每个夹角是否均处在该夹角对应的夹角预设区间，从而确定目标对象的膝关节状态。
另外，在膝关节状态为异常状态的情况下，确定目标对象的矫正关键点的坐标，矫正关键点的坐标至少包括目标对象的胫骨平台上缘中点的矫正坐标、股骨髁间窝的中心点的矫正坐标以及股骨近端点的矫正坐标，之后，确定目标对象的股骨侧力线对应的扇形摆动区间，最后，依据扇形摆动区间对股骨进行罗德里格斯旋转。
可选地，本申请实施例只需对目标对象的膝关节进行影像扫描，不涉及对目标对象进行侵入性操作，无需辅助使用侵入性工具与测量标尺，从而实现了为目标对象提供更经济的膝关节下肢力线的测量服务的目的，另外，本申请使用计算机辅助处理技术对目标对象的下肢关键点进行辅助选取，对比人工选点的方式，本申请提高了在选取目标对象的下肢关键点的过程中的准确性，此外，通过本申请实施例中的确定装置可实现对多个目标对象的下肢影像进行批量处理的效果，从而提升了确定膝关节状态的速率。
由上述内容可知，本申请通过对下肢影像进行预处理的方式，提高了目标对象的下肢影像的可读性，从而降低了对下肢影像进行后续处理过程中的复杂度，进而从侧面提高了后续确定目标对象的膝关节状态的速率，之后，本申请依据预处理得到的目标下肢影像确定患者的下肢关键点，再通过下肢关键点之间的连线确定下肢力线，对比人工确定下肢力线的方式，本申请提高了确定下肢力线过程中的规范度，从而提高了确定下肢力线的准确率，进而实现了提高膝关节状态的确定效率的技术效果。
由此可见，本申请的技术方案通过对目标对象的下肢影像进行分析，得到目标对象的下肢力线，然后，依据下肢力线确定目标对象的膝关节状态，从而实现了对目标对象进行无创检查的目的，并且提高了在确定目标对象的膝关节状态的过程中的速率和准确率，进而解决了现有技术中通过人工方式确定下肢力线所导致的膝关节状态的确定效率低的技术问题。
实施例2
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备控制上述实施例1中的膝关节状态的确定装置。
实施例3
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，电子设备包括一个或多个处理器和存储器，存储器用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器控制上述实施例1中的膝关节状态的确定装置。
图4是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的示意图，如图4所示，本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现上述实施例1中的任意一项膝关节状态的确定装置。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种膝关节状态的确定装置，其特征在于，包括：
预处理单元，用于对目标对象的下肢影像进行预处理操作，得到目标下肢影像，其中，所述预处理操作用于对所述下肢影像中包括的像素点进行处理；
第一确定单元，用于依据所述目标下肢影像确定所述目标对象对应的下肢关键点，其中，所述下肢关键点至少包括所述目标对象的股骨近端点、股骨远端点、胫骨近端点以及胫骨远端点；
第二确定单元，用于依据所述下肢关键点确定所述目标对象对应的下肢力线，其中，所述下肢力线至少包括所述目标对象的股骨机械轴线、胫骨机械轴线以及下肢机械轴线；
第三确定单元，用于依据所述下肢力线确定所述目标对象的膝关节状态。
2.根据权利要求1所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述预处理单元，包括：
第一操作子单元，用于对所述目标对象的下肢影像进行去噪操作，得到第一下肢图像，其中，所述去噪操作用于去除所述下肢影像中包括的冗余像素点，所述冗余像素点为所述下肢影像中不包括所述目标对象的下肢特征的像素点；
第二操作子单元，用于对所述目标对象的第一下肢图像进行图像增强操作，得到第二下肢图像，其中，所述图像增强操作用于增强所述第一下肢图像中包括的像素点的对比度；
第三操作子单元，用于对所述目标对象的第二下肢图像进行图像二值化操作，得到目标下肢图像，其中，所述图像二值化操作用于对所述第二下肢图像进行灰度处理。
3.根据权利要求1所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述第二确定单元，包括：
第一确定子单元，用于依据所述股骨近端点和所述股骨远端点确定所述目标对象的股骨中心点；
第二确定子单元，用于依据所述胫骨近端点和所述胫骨远端点确定所述目标对象的膝关节中心点；
第三确定子单元，用于依据所述胫骨远端点确定所述目标对象的踝关节中心点；
第四确定子单元，用于依据所述股骨中心点、所述膝关节中心点以及所述踝关节中心点确定所述目标对象的下肢力线。
4.根据权利要求3所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述第四确定子单元，包括：
第一确定模块，用于将经过所述股骨中心点和所述膝关节中心点之间的直线确定为所述下肢力线中的股骨机械轴线；
第二确定模块，用于将经过所述膝关节中心点和所述踝关节中心点之间的直线确定为所述下肢力线中的胫骨机械轴线；
第三确定模块，用于将经过所述股骨中心点和所述踝关节中心点之间的直线确定为所述下肢力线中的下肢机械轴线。
5.根据权利要求4所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述第三确定单元，包括：
获取子单元，用于获取所述目标对象的股骨解剖轴线、膝关节横轴线以及踝关节横轴线；
第五确定子单元，用于将所述下肢力线中的股骨机械轴线与所述下肢力线中的胫骨机械轴线之间的夹角确定为第一夹角；
第六确定子单元，用于将所述下肢力线中的股骨机械轴线与所述股骨解剖轴线之间的夹角确定为第二夹角；
第七确定子单元，用于将所述下肢力线中的胫骨机械轴线与所述膝关节横轴线之间的夹角确定为第三夹角；
第八确定子单元，用于将所述下肢力线中的胫骨机械轴线与所述踝关节横轴线之间的夹角确定为第四夹角；
第九确定子单元，用于依据所述第一夹角、所述第二夹角、所述第三夹角以及所述第四夹角确定所述目标对象的膝关节状态。
6.根据权利要求5所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述第九确定子单元，包括：
第四确定模块，用于依据夹角预设信息确定夹角预设区间，其中，所述夹角预设信息为依据N个健康对象的下肢影像中的每个下肢影像包括的夹角预设度数所确定的信息，所述健康对象的膝关节状态为正常状态，N为正整数，所述夹角预设区间包括第一夹角对应的第一夹角预设区间、所述第二夹角对应的第二夹角预设区间、所述第三夹角对应的第三夹角预设区间以及所述第四夹角对应的第四夹角预设区间；
第五确定模块，用于在所述目标对象的第一夹角、所述第二夹角、所述第三夹角以及所述第四夹角中的每个夹角均置于该夹角对应的夹角预设区间内的情况下，确定所述目标对象的膝关节状态为正常状态；
第六确定模块，用于在所述目标对象的第一夹角、所述第二夹角、所述第三夹角以及所述第四夹角中的任意一个夹角未置于该夹角对应的夹角预设区间内的情况下，确定所述目标对象的膝关节状态为异常状态。
7.根据权利要求6所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述膝关节状态的确定装置还包括：
第四确定单元，用于依据所述夹角预设区间确定所述目标对象的矫正关键点的坐标，其中，所述矫正关键点的坐标至少包括所述目标对象的胫骨平台上缘中点的矫正坐标、股骨髁间窝的中心点的矫正坐标以及股骨近端点的矫正坐标；
第五确定单元，用于依据所述矫正关键点的坐标确定所述目标对象的股骨侧力线对应的扇形摆动区间，其中，所述股骨侧力线为经过所述股骨近端点和所述股骨远端点的直线；
第六确定单元，用于依据所述股骨近端点的坐标、所述股骨远端点的坐标以及所述扇形摆动区间的中值确定所述目标对象的股骨侧力线的旋转角度，其中，所述旋转角度用于表征以所述股骨远端点为中心，对所述股骨近端点的坐标进行更新所对应的股骨侧力线的旋转角度。
8.根据权利要求4所述的膝关节状态的确定装置，其特征在于，所述膝关节状态的确定装置还包括：
第七确定单元，用于在所述目标对象的下肢机械轴线位于所述膝关节中心内侧的情况下，确定所述目标对象的膝关节状态为第一异常状态，其中，所述第一异常状态用于表征所述目标对象的膝关节内翻；
第八确定单元，用于在所述目标对象的下肢机械轴线位于所述膝关节中心外侧的情况下，确定所述目标对象的膝关节状态为第二异常状态，其中，所述第二异常状态用于表征所述目标对象的膝关节外翻。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备控制权利要求1至8中任意一项所述的膝关节状态的确定装置。
10.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，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控制权利要求1至8中任意一项所述的膝关节状态的确定装置。
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