具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，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提前下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

如本文所使用的，术语“医护人员”指代医生、护士或任何与该手术相关的人员，并且可以包含辅助人员。

以下结合附图1-图4所示对本申请作进一步详细说明。

如图1所示，本申请实施例公开一种脊椎的置换建模方法及系统，至少包括如下步骤：

如图1所示，S1、建立脊椎三维数据存储库，录入和存储各种参数的脊椎三维模型的数据信息；医护人员使用CT、DICOM、CT、核磁共振等影像采集设备扫描患者脊椎影像数据，并将脊椎影像数据的二维图像导入计算机工作站中，通过医学图像处理软件对图像进行初步处理，在一实施例中，将DICOM导出的文件放入MIMICS，通过MIMICS的影像控制系统处理生成STL格式文件，再将所生成的STL格式文件导入三维制图软件打开，构建初步的脊椎三维模型。同时，获取脊椎三维模型的空间绝对坐标及转向的角度坐标，并对脊椎三维模型进行垂直定向归正，便于调取脊椎三维数据存储库中模型时，再次调整，节省了建模时间。接着搭建本地存储服务器；将各种参数的脊椎三维模型导入本地服务器，在使用时，根据患者脊椎三维模型的空间绝对坐标及转向的角度坐标进行调取，与患者脊椎进行匹配，选择匹配度较高的脊椎三维模型。

如图1所示，S2、获取患者的脊椎影像数据；医护人员使用CT、DICOM、CT、核磁共振等影像采集设备扫描患者脊椎影像数据，通常使用CT进行扫描，效率高，且可根据层厚的调整，控制脊椎影像数据扫描的精确度。扫描体位包括：颈椎、胸椎、腰椎、骶骨、尾骨。

如图1所示，S3、根据所述患者的脊椎影像数据，分析脊椎病灶参数。医护人员根据患者的脊椎影像数据图片及患者的脊椎影像数据报告，判断患者脊椎病灶位置、大小及病灶产生原因。

如图1和图3所示，为了更精确的观察及判断患者脊椎情况，故将患者的脊椎影像数据，由二维图像转化为三维模型，便于医护人员更加直观且精确的观察患者脊椎参数。S4、根据所述脊椎病灶参数，建立脊椎病灶三维模型。至少包括如下步骤：根据所述患者脊椎病灶参数，获取脊椎病灶位置；根据所述脊椎病灶位置，获取脊椎病灶相邻两节腰椎的参数。医护人员获取脊椎病灶相邻两节腰椎的参数，可减小病灶脊椎三维模型在建立时产生的误差，同时可增加后期调取本地服务器中脊椎三维模型组成完整的脊椎模型时的准确性，从而提高前期医护人员观察判断的准确性，进而增加手术成功率。

如图1所示，S5、根据脊椎病灶三维模型，确定脊椎病灶三维模型的连接点。根据脊椎病灶三维模型，确定患者脊椎病灶三维模型的空间绝对坐标及转向的角度坐标，同时确定脊椎病灶三维模型的连接点的空间绝对坐标及转向的角度坐标，后期调取本地模型中的脊椎三维模型进行拼接时，可根据空间绝对坐标及转向的角度坐标进行拼接。可快速生成完整的三维模型，节省了对患者脊椎建模的时间，增加了术前问诊的效率，同时也增加了术前规划的准确性，从而增加了手术的成功率。

如图1所示，S6、根据所述脊椎病灶三维模型的连接点，调取所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型；当计算机中的数据处理器根据患者脊椎病灶三维模型的空间绝对坐标及转向的角度坐标，确定脊椎病灶三维模型的连接点后，本地服务器根据连接点的空间绝对坐标及转向的角度坐标及患者脊椎非病灶部分的脊椎，调取脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型，二者相似度较高，具有较高的真实还原程度，减小建模误差，从而增加术前问诊的精确性。

如图1和图2所示，S7、将所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型与所述脊椎病灶三维模型通过所述脊椎病灶三维模型的连接点拼接，生成完整的脊椎三维模型。根据脊椎病灶三维模型的参数，获取三维模型拼接参数即空间绝对坐标及转向的角度坐标；根据三维模型拼接参数，省略所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型与所述脊椎病灶三维模型相对应的三维模型，获取待拼接脊椎三维模型并根据待拼接脊椎三维模型，创建所述待拼接脊椎三维模型连接点；获取识别病灶所处腰椎节数，根据所述病灶所处腰椎节数，确定调取所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型省略的腰椎节数，生成初步调取脊椎三维模型；根据所述初步调取脊椎三维模型及其空间绝对坐标及转向的角度坐标，对模型进行垂直定向归正，确定初步调取脊椎三维模型的连接点；通过所述初步调取脊椎三维模型的连接点与所述脊椎病灶三维模型的连接点的连接，生成完整的脊椎三维模型。获取识别病灶所处腰椎节数与三维模型拼接参数即空间绝对坐标及转向的角度坐标，二者可进一步增加拼接生成的完整的脊椎三维模型的准确度，增加还原程度。脊椎三维建模时，无需再对病人的全部腰椎重新进行建模，提高建模效率，进而缩短医生工作时间长及患者等待时间，提高了手术的成功率。同时当术中偶遇突发状况需要患者的三维模型时，也可通过局部扫描患者病灶处影像数据，仅对患者病灶处建模，再调取三维数据存储库中的脊椎三维模型进行拼接，快速且精确度也有一定的保障。

如图1所示，为了便于医护人员的使用及局部调整，故加入步骤S8、将所述完整的脊椎三维模型导入智能设备，并在智能设备中实现对所述完整的脊椎三维模型的控制。将所述完整的脊椎三维模型导入至所述智能设备的显示模块上，实现对所述完整的脊椎三维模型的展示；通过所述智能设备中的处理模块，对所述完整的脊椎三维模型进行选取、删除、添加、等比例缩放、移动、旋转、颜色调换、标记及透明度增减功能的操作。在一实施例中，智能设备可以为显示器、平板或MR设备，但不限于此。在本实施例中选用MR混合现实设备，MR混合现实设备选用MR眼镜，便于医护人员在使用时的佩戴，且不占用手术室内过多的空间。

如图1所示，综上所述：医护人员通过CT获取患者的脊椎影像数据，分析脊椎病灶参数，接着建立脊椎病灶三维模型，确定脊椎病灶三维模型的连接点，然后调取脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型，将脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型与脊椎病灶三维模型通过脊椎病灶三维模型的连接点拼接，生成完整的脊椎三维模型；将完整的脊椎三维模型导入智能设备，并在智能设备中实现对完整的脊椎三维模型的控制。脊椎三维建模时，无需再对病人的全部腰椎重新进行建模，提高建模效率，进而缩短医生工作时间长及患者等待时间，提高了手术的成功率。同时当术中偶遇突发状况需要患者的三维模型时，也可通过局部扫描患者病灶处影像数据，仅对患者病灶处建模，再调取三维数据存储库中的脊椎三维模型进行拼接，快速且精确度也有一定的保障，且智能设备对完整的脊椎三维模型的控制，增加了术中突发情况的可变性，以及医护人员对完整的脊椎三维模型的多角度观察，从而增加术中对患者病灶参数的判断，进而增加了手术成功率。

请参阅图4所示，本发明还提供了一种基于影像数据的脊椎建模系统，包括：存储模块1，其用于建立脊椎三维数据存储库，录入和存储各种参数的脊椎三维模型的数据信息；影像获取模块2，其用于获取患者的脊椎影像数据；分析模块3，其用于根据所述患者的脊椎影像数据，分析脊椎病灶参数；建模模块4，其用于建立脊椎病灶三维模型；拼接分析模块5，其用于根据所述脊椎病灶三维模型，确定脊椎病灶三维模型的连接点；调取模块6，其用于根据所述脊椎病灶三维模型的连接点，调取所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型；在使用时，根据患者脊椎三维模型的空间绝对坐标及转向的角度坐标进行调取，与患者脊椎进行匹配，选择匹配度较高的脊椎三维模型，拼接模块7，其用于将所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型与所述脊椎病灶三维模型通过所述脊椎病灶三维模型的连接点拼接，生成完整的脊椎三维模型；控制模块8，其用于将所述完整的脊椎三维模型导入智能设备，并在智能设备中实现对所述完整的脊椎三维模型的控制。

请参阅图4所示，所述拼接模块7包括：获取拼接参数模块，其用于根据脊椎病灶三维模型的参数，获取三维模型拼接参数；生成待拼接模型模块，其用于省略所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型与所述脊椎病灶三维模型相对应的三维模型，获取待拼接脊椎三维模型；拼接创建识别模块，其用于创建所述待拼接脊椎三维模型连接点；拼接生成模块，其用于将所述待拼接脊椎三维模型与所述脊椎病灶三维模型的连接点连接，实现拼接，生成完整的脊椎三维模型。通过创建识别模块创建待拼接脊椎三维模型连接点，使脊椎三维模型实现自动识别与拼接，缩短了模型拼接时所需的时间，从而缩短术前及术中建模时间。

请参阅图4所示，所述拼接模块7还包括：腰椎节数识别模块，其用于获取识别病灶所处腰椎节数；生成初步调取脊椎三维模型模块，其用于确定调取所述脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型省略的腰椎节数，生成初步调取脊椎三维模型；定位模块，其用于根据所述初步调取脊椎三维模型及其空间绝对坐标及转向的角度坐标，对模型进行垂直定向归正，确定初步调取脊椎三维模型的连接点。当脊椎发生侧弯或损伤时，腰椎连接点存在识别错误的可能性，但通过腰椎节数识别模块获取识别病灶所处腰椎节数，可先判定病灶所处腰椎节数再通过待拼接脊椎三维模型连接点进行连接，增加了拼接精度。定位模块对模型进行垂直定向归正可减小因空间角度问题影响拼接精度的可能性。

请参阅图4所示，所述建模模块4包括：脊椎病灶位置获取模块，其用于获取脊椎病灶位置；相邻腰椎参数获取模块，其用于获取脊椎病灶相邻两节腰椎的参数；脊椎病灶三维建立模块，其用于建立脊椎病灶三维模型。当脊椎产生病灶时，与脊椎病灶相邻两节腰椎也存在伤病的可能性，故通过脊椎病灶位置获取模块与相邻腰椎参数获取模块可增加手术成功率，同时可减小术后复发的可能性，同时缩短了术后康复的时间。

请参阅图4所示，所述控制模块8包括：显示模块，其用于将所述完整的脊椎三维模型导入至所述智能设备的显示模块上，实现对所述完整的脊椎三维模型的展示；处理模块，其用于对所述完整的脊椎三维模型进行选取、删除、添加、等比例缩放、移动、旋转、颜色调换、标记及透明度增减功能的操作。

请参阅图4所示，综上所述：医护人员通过影像获取模块2，利用CT获取患者的脊椎影像数据，在通过分析模块3分析脊椎病灶参数，接着建模模块4开始工作，建立脊椎病灶三维模型，确定脊椎病灶三维模型的连接点，然后拼接模块7开始调取脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型，将脊椎三维数据存储库中的脊椎三维模型与脊椎病灶三维模型通过脊椎病灶三维模型的连接点拼接，生成完整的脊椎三维模型；将完整的脊椎三维模型导入智能设备，并在智能设备中实现对完整的脊椎三维模型的控制。脊椎三维建模时，无需再对病人的全部腰椎重新进行建模，提高建模效率，进而缩短医生工作时间长及患者等待时间，提高了手术的成功率。同时当术中偶遇突发状况需要患者的三维模型时，也可通过局部扫描患者病灶处影像数据，仅对患者病灶处建模，再调取三维数据存储库中的脊椎三维模型进行拼接，快速且精确度也有一定的保障，且智能设备对完整的脊椎三维模型的控制，增加了术中突发情况的可变性，以及医护人员对完整的脊椎三维模型的多角度观察，从而增加术中对患者病灶参数的判断，进而增加了手术成功率。

虽然本文详细描述的方法及系统通常是关于脊椎来描述的，但是可以预期，上述建模方法及系统可以应用于肝、脾或任何其他器官。

虽然已经在附图中示出了本申请公开的若干个实施例，但并不旨在将本公开限制于此，而在于使本申请与本领域所允许的范围一样广泛，并且应以同样的方式阅读本说明书。因此，上述描述不应被解释为限制，而仅仅是特定的实施例的范例。