仪器仪表学报

作者：陈家瑾，李玉榕，叶王为，苏婵娟

单位：陈家瑾,1. 福州大学电气工程与自动化学院，2. 福建省医疗器械和医药技术重点实验室,,李玉榕,1. 福州大学电气工程与自动化学院，2. 福建省医疗器械和医药技术重点实验室,,叶王为,1. 福州大学电气工程与自动化学院，2. 福建省医疗器械和医药技术重点实验室,,苏婵娟,3. 福州市第二医院,

关键词：脊柱侧弯评估;形态识别;三维建模;校正算法;卡尔曼滤波

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

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。

来源：2023年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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