基于形态识别的脊柱个性化建模与侧弯评估系统

作     者：陈家瑾 李玉榕 叶王为 苏婵娟 Chen Jiajin;Li Yurong;Ye Wangwei;Su Chanjuan

作者机构：福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福建省医疗器械和医药技术重点实验室福州350108 福州市第二医院福州350007 

基　　金：国家自然科学基金(62373108) 国家重点研发计划(2020YFC2006702)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2023年第44卷第10期

页      码：210-218页

摘      要：脊柱侧弯是一种高发于青少年群体中的脊柱疾病,为了解决X片评估脊柱侧弯所带来的辐射危害,本文设计并实现了基于形态识别的脊柱个性化建模和侧弯评估系统。首先,提取与脊柱相关的特征点,根据特征点之间的相对位置关系计算生成附加特征点;其次,设计并应用特征点校正算法和滤波算法以提高特征点的位置精度;最后,在Unity中将椎骨模型配准到由特征点拟合的脊柱线上,得到个性化三维脊柱模型,并计算Cobb角、胸椎后凸角、腰椎前凸角以评估脊柱侧弯。本文对28位受试者进行了实验,对比分析了系统评估结果与X片评估结果:Cobb角与实际Cobb角之间的皮尔逊相关系数为0.82,平均绝对误差为3.4°,均方根误差为4.2°;胸椎后凸角与实际胸椎后凸角之间的皮尔逊相关系数为0.80,平均绝对误差为3.4°,均方根误差为3.8°;腰椎前凸角与实际腰椎前凸角之间的皮尔逊相关系数为0.78,平均绝对误差为3.2°,均方根误差为3.7°。实验结果表明,脊柱侧弯评估系统的精度较高,使用方便,可适用于大范围的青少年脊柱侧弯筛查。

主 题 词：脊柱侧弯评估 形态识别 三维建模 校正算法 卡尔曼滤波 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 0831[工学-公安技术类] 13[艺术学] 1004[医学-公共卫生预防医学类] 081104[081104] 08[工学] 0804[工学-材料学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2311788

馆 藏 号：203125272...