JP6741305B2 - 脊椎骨姿勢推定装置 - Google Patents
脊椎骨姿勢推定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6741305B2 JP6741305B2 JP2018209314A JP2018209314A JP6741305B2 JP 6741305 B2 JP6741305 B2 JP 6741305B2 JP 2018209314 A JP2018209314 A JP 2018209314A JP 2018209314 A JP2018209314 A JP 2018209314A JP 6741305 B2 JP6741305 B2 JP 6741305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spinal column
- shape
- model
- back surface
- shape model
- 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 claims description 23
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 26
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 14
- 206010039722 scoliosis Diseases 0.000 description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 11
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 10
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000011436 cob Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 3
- 206010010214 Compression fracture Diseases 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 208000003618 Intervertebral Disc Displacement Diseases 0.000 description 2
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 2
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 2
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 208000008035 Back Pain Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 208000019804 backache Diseases 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000001981 hip bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000001621 ilium bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 210000002239 ischium bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 210000003689 pubic bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
図1は、本発明に係る脊椎骨姿勢推定装置の機能構成を例示する図である。図1の装置は、モデル保持部10、背面形状情報入力部12、正中矢状面推定部14、モデル位置合わせ部16、脊柱パラメータ推定部18及び推定結果出力部20を含む。
ヒトの脊柱は、頚椎7個、胸椎12個、腰椎5個、仙椎5個、尾椎4個の合計33個の椎骨(脊椎骨とも呼ばれる)からなる。仙椎や尾椎はそれぞれ癒合していることから仙骨や尾骨と呼ばれ、左右一対の寛骨(すなわち腸骨、座骨、恥骨)と共にいわゆる骨盤をなす。骨盤を剛体とみなせば、脊柱が背面外皮の3D形状に及ぼす主な要因は、頚椎や胸椎、腰椎とみなすことができる。この場合、脊椎パラメータは、24個(すなわち頚椎7個、胸椎12個、腰椎5個)の椎骨の影響を考えればよい。もし頚部周辺の影響を無視するならば、脊柱パラメータから頚椎を省略してもよく、この場合は17個(胸椎12個、腰椎5個)の椎骨の影響だけを考えればよい。
背面形状モデルを表現する形式には特に限定はないが、以下では、コンピュータグラフィックス(CG)において立体表面の3D形状を表現する代表的な手法であるポリゴンメッシュ形式を用いる例を示す。
脊柱パラメータ推定部18が行う推定演算の例を説明する。
脊柱パラメータ推定部18による脊柱パラメータΦの推定結果は、推定結果出力部20により出力される。
次に、正中矢状面推定部14及びモデル位置合わせ部16の機能について説明する。
このとき点
以上の説明では、側弯症の診断への応用を主たる例にとって説明を行ったが、当業者には明らかなように、上記実施形態の手法は、側弯症以外の脊柱の症状の診断にも適用可能である。更にいえば、上記実施形態の手法は背面の形状から脊柱の状態を推定できるものなので、診断以外にも、推定した脊柱の状態の情報を利用可能な様々な分野・用途に適用可能である。上記実施形態の手法の利用が見込まれる診断以外の分野・用途の例としては、例えば、立位又は着座等の姿勢の評価や矯正、運動時などの様々な姿勢での脊柱の状態や負荷等の評価、3Dアニメーション製作や3D造形等への利用(例えば、人の姿勢を撮影して得られた脊柱パラメータを、アニメーションや造形モデル上で人の身体を規定するスケルトンモデルへ適用)などがある。
Claims (7)
- ヒトの背面の3次元形状を脊柱パラメータの関数として表す背面形状モデルを保持する手段と、
評価対象者の背面の3次元形状を実測した実測形状データを取得する手段と、
前記実測形状データに対する前記背面形状モデルの誤差を最小化する前記脊柱パラメータを推定する脊柱パラメータ推定手段と、
前記脊柱パラメータ推定手段が推定した前記脊柱パラメータに基づいた出力情報を出力する出力手段と、
を含む脊椎骨姿勢推定装置。 - 前記実測形状データを平面について対称に反転した反転データと、前記実測形状データと、の誤差を最小化する前記平面を、前記実測形状データの正中矢状面として推定する正中矢状面推定手段と、
前記正中矢状面推定手段が推定した正中矢状面と、前記背面形状モデルの正中矢状面とが一致するよう、前記背面形状モデルと前記実測形状データとを位置合わせする位置合わせ手段と、
を更に含み、前記脊柱パラメータ推定手段は、前記位置合わせ手段により位置合わせされた前記背面形状モデルと前記実測形状データとを用いて、前記脊柱パラメータを推定する、請求項1に記載の脊椎骨姿勢推定装置。 - 前記脊柱パラメータは、脊柱を構成する椎骨ごとに、当該椎骨の3次元座標及び3軸それぞれについての回転を表す6自由度のパラメータを含む、請求項1又は2に記載の脊椎骨姿勢推定装置。
- 前記背面形状モデルは、ヒトの背面の3次元形状をポリゴンメッシュで表現した場合の各頂点の座標が、前記脊柱パラメータの関数として変形することを表すモデルである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の脊椎骨姿勢推定装置。
- 前記出力手段は、前記脊柱パラメータにより変形可能な脊柱の3次元形状モデルに対して、推定された前記脊柱パラメータを適用して得られた変形後の前記3次元形状モデルの画像を表示する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の脊椎骨姿勢推定装置。
- ヒトの背面の3次元形状を脊柱パラメータの関数として表す背面形状モデルを入力するステップと、
評価対象者の背面の3次元形状を実測した実測形状データを取得するステップと、
前記実測形状データに対する前記背面形状モデルの誤差を最小化する前記脊柱パラメータを推定するステップと、
推定された前記脊柱パラメータに基づいた出力情報を出力するステップと、
を含む脊椎骨姿勢推定方法。 - コンピュータに、
ヒトの背面の3次元形状を脊柱パラメータの関数として表す背面形状モデルを入力するステップと、
評価対象者の背面の3次元形状を実測した実測形状データを取得するステップと、
前記実測形状データに対する前記背面形状モデルの誤差を最小化する前記脊柱パラメータを推定するステップと、
推定された前記脊柱パラメータに基づいた出力情報を出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018209314A JP6741305B2 (ja) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | 脊椎骨姿勢推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018209314A JP6741305B2 (ja) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | 脊椎骨姿勢推定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020074876A JP2020074876A (ja) | 2020-05-21 |
JP6741305B2 true JP6741305B2 (ja) | 2020-08-19 |
Family
ID=70724650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018209314A Active JP6741305B2 (ja) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | 脊椎骨姿勢推定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6741305B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6738506B1 (ja) * | 2020-05-29 | 2020-08-12 | 株式会社日本医療機器開発機構 | 背部画像の読影支援装置、読影支援方法、及びプログラム |
JP7076154B1 (ja) | 2020-12-17 | 2022-05-27 | 株式会社スペースビジョン | 脊柱配列推定装置、方法及びプログラム |
EP4295764A1 (en) * | 2021-02-19 | 2023-12-27 | Tohoku University | Spinal alignment estimating device, spinal alignment estimating system, spinal alignment estimating method, spinal alignment estimating program, and computer-readable recording medium for recording spinal alignment estimating program |
CN112967784A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-15 | 重庆电子工程职业学院 | 一种计算机软件开发测试装置 |
CN114419676B (zh) * | 2022-01-24 | 2024-09-17 | 深圳平安智慧医健科技有限公司 | 基于人工智能的坐姿分析方法、装置、计算机设备及介质 |
WO2023188796A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 日本電気株式会社 | 姿勢評価装置、姿勢評価システム、姿勢評価方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2964030B1 (fr) * | 2010-08-25 | 2012-09-28 | Axs Ingenierie | Procede et dispositif de determination dynamique de la position et orientation des elements osseux du rachis |
DE102012111385B4 (de) * | 2012-11-23 | 2018-05-03 | Diers Engineering Gmbh | Bestimmen der räumlichen Lage und Orientierung der Wirbelkörper der Wirbelsäule |
KR102199152B1 (ko) * | 2016-02-15 | 2021-01-06 | 각고호우징 게이오기주크 | 척주배열 추정장치, 척주배열 추정방법 및 척주배열 추정프로그램 |
WO2017175761A1 (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 国立大学法人北海道大学 | 側弯症診断支援装置、側弯症診断支援方法及びプログラム |
-
2018
- 2018-11-07 JP JP2018209314A patent/JP6741305B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020074876A (ja) | 2020-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6741305B2 (ja) | 脊椎骨姿勢推定装置 | |
CN108697375B (zh) | 脊柱排列推定装置、脊柱排列推定方法及脊柱排列推定程序 | |
Douglas | Image processing for craniofacial landmark identification and measurement: a review of photogrammetry and cephalometry | |
US9561004B2 (en) | Automated 3-D orthopedic assessments | |
Gilles et al. | Musculoskeletal MRI segmentation using multi-resolution simplex meshes with medial representations | |
Benameur et al. | 3D/2D registration and segmentation of scoliotic vertebrae using statistical models | |
US10262414B2 (en) | Computer aided diagnostic system for mapping of brain images | |
Moura et al. | Fast 3D reconstruction of the spine from biplanar radiographs using a deformable articulated model | |
CN102727258B (zh) | 图像处理装置、超声波摄影系统及图像处理方法 | |
MXPA02001035A (es) | Sistema y metodo de fusion/alineacion de imagen automatizada. | |
JP2011506022A (ja) | 画像処理 | |
Michoński et al. | Automatic recognition of surface landmarks of anatomical structures of back and posture | |
JP2005169118A (ja) | 断層画像データのセグメント化方法および画像処理システム | |
US20120249551A1 (en) | alignment of shapes of body parts from images | |
Boisvert et al. | Articulated spine models for 3-D reconstruction from partial radiographic data | |
Reyes et al. | Automatic digital biometry analysis based on depth maps | |
CN114092447A (zh) | 一种基于人体三维图像测量脊柱侧弯的方法、装置和设备 | |
Adankon et al. | Scoliosis follow-up using noninvasive trunk surface acquisition | |
Bertrand et al. | Three-dimensional reconstruction of the rib cage from biplanar radiography | |
US12016697B2 (en) | Detecting spinal shape from optical scan | |
JP2012061019A (ja) | 画像処理装置、方法およびプログラム | |
Groisser et al. | 3d reconstruction of scoliotic spines from stereoradiography and depth imaging | |
Moura et al. | Real-scale 3D models of the scoliotic spine from biplanar radiography without calibration objects | |
Sun et al. | A statistical model of spine shape and material for population-oriented biomechanical simulation | |
Galbusera et al. | Estimating the three-dimensional vertebral orientation from a planar radiograph: Is it feasible? |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190611 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200707 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200720 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6741305 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |