一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法、装置、设备与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.中国人口趋于老龄化，越来越多的中老年人因为年纪的增长出现髋关节的磨损，同时伴随着人们生活方式的改变，髋关节病变的几率也逐年增长。全髋置换是治疗髋关节畸变、病变、磨损乃至髋部骨折的有效方案，髋关节置换需要对髋臼侧及股骨侧进行原有骨质的切除，然后将现有人工假体植入其中，以达到模拟原有髋关节的活动机能。在此过程中，髋臼窝的测量就尤为重要，它决定了选择假体的规格。
3.人体髋臼窝通常是类球状，髋臼窝截面为圆形，基于此特点，目前计算髋臼窝尺寸的方法通常是人工选取髋臼窝中的若干点，这些点往往分布在一个原球体表面，通过这些点，联立方程组就能计算出原球的圆心与半径，髋臼窝的尺寸大小即为所求。但这种方式操作复杂，针对不同的髋臼窝进行手术时，每次都需要重复进行人工选点，浪费人力和时间；同时，由于个体操作的差异，很难保证结果的一致性且不同的操作也会给计算结果带来一定的误差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述背景技术中描述的现有技术的缺点，提供一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法、装置、设备及存储介质，该方法通过使用霍夫圆检测的方法自动找到髋臼窝的位置，并可以实现自动选取髋臼窝中的点，从而计算出髋臼窝的尺寸大小，简单方便。
5.第一方面，本发明提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法，包括以下步骤：获取ct图像体数据；分割得到髋骨模型与图像数据，并在不同投影方向下进行2d投影；采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影进行圆检测，定位髋臼窝的位置；计算所述髋臼窝的圆心和半径，得到所述髋臼窝尺寸。
6.进一步地，所述采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影进行圆检测，定位髋臼窝的位置，包括：采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影分别进行圆检测；判断不同投影方向下是否检测到圆：如果否，则改变投影方向，重新对髋骨图像数据进行2d投影；如果检测到圆，则得到该投影方向下髋臼窝的位置；根据检测到的特定目标的圆，可以得到不同投影方向下圆的圆心和半径r；
遍历所有圆，选取面积最大的圆，作为最终定位到的髋臼窝位置。
7.进一步地，所述计算所述髋臼窝的圆心和半径，得到所述髋臼窝尺寸，包括：根据得到的特定目标的圆，随机选取圆内的点，设随机点坐标为，找到满足条件的若干随机点；将2d平面内随机点的坐标通过调用现存接口转换到模型坐标中，覆盖在3d髋臼窝模型表面上；联立方程组计算此时所述髋臼窝的圆心与半径，得到所述髋臼窝尺寸。
8.第二方面，本发明还提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的装置，该装置包括：获取数据模块，用于获取ct图像体数据；分割模块，用于分割得到髋骨模型与图像数据，并在不同投影方向下进行2d投影；检测模块，用于采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影进行圆检测，定位髋臼窝的位置；计算模块，用于计算所述髋臼窝的圆心和半径，得到所述髋臼窝尺寸。
9.第三方面，本发明还提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的设备，所述设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现上述所述自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法。
10.第四方面，本发明还提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法。
11.本发明提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法、装置、设备及存储介质，通过使用霍夫圆检测的方法自动检测到髋臼窝的位置，并可以实现自动选取髋臼窝中的点，从而计算出髋臼窝的尺寸大小。相较于现有技术人工选点的方式，本专利提供的方法节约人力和时间，极大地方便了医生进行手术操作。
附图说明
12.下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
13.图1是本发明实施例提供的自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法流程示意图；图2是本发明实施例在某一投影方向下对2d投影进行圆检测的示意图；图3是本发明实施例在另一投影方向下对2d投影进行圆检测的示意图；图4是本发明实施例在另一投影方向下对2d投影进行圆检测的示意图；图5是本发明实施例提供的自动定位并计算髋臼窝尺寸的装置示意图；图6是一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
14.下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本公开 的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本公开进行进一步详细
描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本公开， 而不是限定本公开。对于本领域技术人员来说，本公开可以在不需要这些具体 细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本 公开的示例来提供对本公开更好的理解。
15.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些 实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
16.为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
17.图1是本发明实施例提供的自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法流程示意图。
18.如图1所示，本发明提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法，包括以下步骤：s101，获取ct图像体数据；s102，分割得到髋骨模型与图像数据，并在不同投影方向下进行2d投影；s103，采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影进行圆检测，定位髋臼窝的位置；s104，计算所述髋臼窝的圆心和半径，得到所述髋臼窝尺寸。
19.进一步地，s103中所述采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影进行圆检测，定位髋臼窝的位置，包括：如图2、3、4所示，采用霍夫圆检测的方法对3个不同投影方向的2d投影分别进行圆检测；判断在3个投影方向下的图像是否检测到圆：如果否，则改变投影方向，重新对髋骨图像数据进行2d投影；如果检测到圆，则得到该投影方向下髋臼窝的位置；根据检测到的特定目标的圆，分别得到3个投影方向下圆的圆心和半径r；遍历所有圆，选取面积最大的圆，在本实施例中，图4中的圆面积最大，因此选取图4中检测到圆的位置作为最终定位到的髋臼窝位置。
20.进一步地，s104中所述计算所述髋臼窝的圆心和半径，得到所述髋臼窝尺寸，包括：根据图4中得到的特定目标的圆，随机选取圆内的点，设随机点坐标为，找到满足条件的若干随机点；将2d平面内随机点的坐标通过调用现存接口转换到模型坐标中，覆盖在3d髋臼窝模型表面上；
联立方程组计算此时所述髋臼窝的圆心与半径，得到所述髋臼窝尺寸。
21.图5是本发明实施例提供的自动定位并计算髋臼窝尺寸的装置示意图，如图5所示，该装置包括：获取数据模块501，用于获取ct图像体数据；分割模块502，用于分割得到髋骨模型与图像数据，并在不同投影方向下进行2d投影；检测模块503，用于采用霍夫圆检测的方法对所述不同方向的2d投影进行圆检测，定位髋臼窝的位置；计算模块504，用于计算所述髋臼窝的圆心和半径，得到所述髋臼窝尺寸。
22.图5所示装置中的各个模块/单元具有实现图1中各个步骤的功能，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。
23.如图6所示，本发明还提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的设备，所述设备包括：处理器601，以及存储有计算机程序指令的存储器602；所述处理器601读取并执行所述计算机程序指令，以实现上述所述自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法。
24.具体地，上述处理器601可以包括中央处理器(central processing unit，cpu)，或者特定集成电路(application specific integrated circuit，asic)，或者可以被配置成实施本发明的一个或多个集成电路。
25.存储器602可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。
26.在一个实例中，存储器602可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质，或者存储器是非易失性固态存储器。存储器可在综合网关容灾设备的内部或外部。
27.在一个实例中，存储器602可以是只读存储器(read only memory，rom)。在一个实例中，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(prom)、可擦除prom(eprom)、电可擦除prom(eeprom)、电可改写rom(earom) 或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
28.在一个实例中，存储器602可以包括只读存储器(rom)，随机存储器(ram)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。
29.处理器601通过读取并执行存储器602中存储的计算机程序指令，以实现图1所示实施例中的方法/步骤，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述在此不再赘述。
30.在一个实施例中，计算设备还可包括通信接口603和总线604。如图6所示，处理器601、存储器602、通信接口603通过总线604连接并完成相互间的通信。
31.通信接口603，主要用于实现本发明中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
32.总线604包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(accelerated graphics port，agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(extended industry standard architecture，eisa)总线、前端总线(front side bus，fsb)、超传输(hyper transport，ht)互连、工业标准架构(industry standard architecture，isa)总线、无限带宽互连、低引脚数(lpc)总线、存储器总线、微信道架构(mca) 总线、外围组件互连(pci)总线、pci-express(pci-x)总线、串行高级技术附件(sata)总线、视频电子标准协会局部(vlb)总线或其他合适的总线或者两个
或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线可包括一个或多个总线。尽管本发明描述和示出了特定的总线，但本公开考虑任何合适的总线或互连。
33.另外，结合上述实例中所述自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法，本发明还提供了一种计算机存储介质来实现。所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器601执行时实现上述所述自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法。
34.本发明实施例提供的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
35.本发明提供了一种自动定位并计算髋臼窝尺寸的方法、装置、设备及存储介质，通过使用霍夫圆检测的方法自动检测到髋臼窝的位置，并可以实现自动选取髋臼窝中的点，从而计算出髋臼窝的尺寸大小。相较于现有技术人工选点的方式，本专利提供的方法节约人力和时间，提高结果的准确性和一致性，极大地方便了医生进行手术操作。
36.需要明确的是，本公开并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和 处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中， 描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本公开的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本公开的精神后，做出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
37.以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它 们的组合。当以硬件方式实现时，其可以是电子电路、专用集成电路 (application specificintegrated circuit，asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本公开的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。相关技术人员可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。另外程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。机器可读介质可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(radio frequency，rf)链路，等等。
38.上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中
指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
39.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地 了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过 程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本公开的保护范围之内。