肘关节增生信息获取方法、装置、介质及设备

本技术涉及生物医学工程，具体而言，涉及一种肘关节增生信息获取方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、人体肘关节的运动主要包含屈曲运动和伸展运动，肘关节理论上活动范围为0度至140度。然而对于肘关节骨质增生的患者而言，其活动范围受限，通常需要通过手术清除影响肘关节活动度的增生部分。在实际情况中，一部分人群的肘关节最大屈曲角度并非能达到理论中的140度，因此术后的目标最大屈曲角度也并非是140度。此时，若按照140度切除肘关节的增生部分是不合适的。

2、因此，如何获取患者肘关节的相关增生信息，包括增生部分和当前肘关节的活动范围等信息，以确定患者待切除的增生部分成为业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种肘关节增生信息获取方法、装置、介质及设备，用以解决现有技术中如何获取患者肘关节的相关增生信息，包括增生部分和当前肘关节的活动范围等信息，以确定患者待切除的增生部分的技术问题。

2、第一方面，本技术提供了一种肘关节增生信息获取方法，包括：

3、基于目标患者的肘关节图像构建所述目标患者的肘关节模型，并生成所述肘关节模型的完全伸展准则；

4、基于所述完全伸展准则控制所述肘关节模型从所述肘关节图像中的初始状态运动至完全伸展状态，得到所述目标患者的第一增生部分；

5、控制所述肘关节模型从所述完全伸展状态运动至预设最大屈曲状态，得到所述目标患者的第二增生部分；

6、基于所述第一增生部分和所述第二增生部分进行肘关节碰撞检测，得到所述目标患者当前肘关节的活动范围。

7、在一些实施例中，所述肘关节模型中的关节包括所述目标患者的肱骨、尺骨和桡骨；所述基于所述第一增生部分和所述第二增生部分进行肘关节碰撞检测，得到所述目标患者当前肘关节的活动范围，包括：

8、在所述肘关节模型从所述最大屈曲状态开始伸展运动直至所述肘关节模型中的尺骨和桡骨碰撞到所述第一增生部分的情况下，获取所述肘关节模型中大臂与小臂之间的夹角，得到第一角度；

9、在所述肘关节模型从所述完全伸展状态开始屈曲运动直至所述尺骨和所述桡骨碰撞到所述第二增生部分的情况下，获取所述大臂与所述小臂之间的夹角，得到第二角度；

10、基于所述第一角度和所述第二角度确定所述活动范围。

11、在一些实施例中，所述得到所述目标患者当前肘关节的活动范围之后，还包括：

12、基于所述活动范围确定目标角度；所述目标角度为切除待切除的增生部分后所述目标患者的肘关节处于最大屈曲状态时所述目标患者的大臂与小臂之间的夹角；

13、控制所述肘关节模型从所述完全伸展状态运动至所述目标角度对应的屈曲状态，得到所述目标患者的第三增生部分；

14、将所述第一增生部分和所述第三增生部分作为所述目标患者待切除的增生部分。

15、在一些实施例中，所述生成所述肘关节模型的完全伸展准则，包括：

16、生成所述肱骨的有向包围盒，并在肱骨中段上沿着肱骨骨干轴向选取多个肱骨点；

17、以选取的各个肱骨点为原点、以垂直于所述肱骨的有向包围盒的底面为法线向量生成各个肱骨平面；

18、基于各个肱骨平面截取肱骨轮廓的形心，并基于最小二乘法拟合出肱骨骨干轴线；

19、生成所述尺骨的有向包围盒，并在尺骨中段上沿着尺骨骨干轴向选取多个尺骨点；

20、以选取的各个尺骨点为原点、以垂直于所述尺骨的有向包围盒的底面为法线向量生成各个尺骨平面；

21、基于各个尺骨平面截取尺骨轮廓的形心，并基于最小二乘法拟合出尺骨骨干轴线；

22、将所述肱骨的肱骨外上髁与肱骨内上髁两点形成的方向向量与所述肱骨骨干轴线的方向向量做叉乘，求得叉乘向量；

23、将所述尺骨骨干轴线的方向向量与所述叉乘向量的夹角在预设角度范围内作为所述完全伸展准则。

24、在一些实施例中，所述基于所述完全伸展准则控制所述肘关节模型从所述肘关节图像中的初始状态运动至完全伸展状态，包括：

25、基于最小二乘法拟合所述肘关节模型进行屈曲运动和伸展运动时的旋转轴；

26、基于所述完全伸展准则控制所述肘关节模型绕所述旋转轴从所述初始状态运动至所述完全伸展状态；

27、其中，所述基于最小二乘法拟合所述肘关节模型进行屈曲运动和伸展运动时的旋转轴，包括：

28、在所述肱骨的肱骨小头表面选取多个小头点，并基于最小二乘法拟合出所述多个小头点的球心；

29、在所述肱骨的肱骨滑车处选取多个滑车点，并基于最小二乘法拟合出所述多个滑车点的圆心；

30、将所述球心与所述圆心的连线作为所述旋转轴。

31、在一些实施例中，所述得到所述目标患者的第一增生部分，包括：

32、控制所述肘关节模型绕所述旋转轴做伸展运动直至所述肘关节模型的伸展状态符合所述完全伸展状态；

33、对所述肘关节模型进行布尔运算，得到所述肘关节模型中各个关节间的重叠部分，所述重叠部分为所述第一增生部分。

34、在一些实施例中，所述基于目标患者的肘关节图像构建所述目标患者的肘关节模型，包括：

35、获取所述目标患者的肘关节的多个计算机断层扫描影像；

36、对各个计算机断层扫描影像进行图像处理，并基于处理后的图像构建所述肘关节模型。

37、第二方面，本技术提供了一种肘关节增生信息获取装置，包括：

38、构建模块，用于基于目标患者的肘关节图像构建所述目标患者的肘关节模型，并生成所述肘关节模型的完全伸展准则；

39、伸展模块，用于基于所述完全伸展准则控制所述肘关节模型从所述肘关节图像中的初始状态运动至完全伸展状态，得到所述目标患者的第一增生部分；

40、屈曲状态，用于控制所述肘关节模型从所述完全伸展状态运动至预设最大屈曲状态，得到所述目标患者的第二增生部分；

41、碰撞模块，用于基于所述第一增生部分和所述第二增生部分进行肘关节碰撞检测，得到所述目标患者当前肘关节的活动范围。

42、第三方面，本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

43、第四方面，本技术提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述程序时实现上述的方法。

44、本技术提供的肘关节增生信息获取方法、装置、介质及设备，通过构建目标患者的肘关节模型，并生成完全伸展准则，可以有效地控制肘关节模型对目标患者的肘关节的伸展运动和屈曲运动进行仿真，控制肘关节模型运动至各个状态，从而获取目标患者的增生部分；通过碰撞检测来获取目标患者当前肘关节的活动范围，可以得到目标患者当前的肘关节增生信息，从而可以根据患者肘关节当前的实际情况确定待切除的增生部分，提高了确定待切除的增生部分的准确性。