用于脊柱侧弯筛查的躯干旋转角的自动测量方法

——深圳市机器人感知与智能重点实验室（筹建启动）

青少年特发性脊柱侧弯（AIS）是最常见的 3D 椎体畸形，影响全球 0.5% 至 5.2% 的青少年人口。AIS影响美观，容易造成青少年患者身心障碍。因此，早期检测AIS 可以更好地治疗 AIS 并防止其进一步恶化。 X 射线成像是当前 AIS 测量的“金标准”，也是随访评估青少年脊柱畸形进展的“金标准”。然而，青少年在脊柱畸形进展期间反复暴露于电离辐射会增加患恶性肿瘤的风险。因此，探索一种无辐射的AIS 评估和进展监测方法显得尤为重要。

我们提出了一种用于脊柱侧弯筛查的躯干旋转角的自动测量方法，结合 3D 传感器成像和棘突和应力点检测 (SPSP) 算法，自动实现棘突定位和ATR计算。该方法首先通过3D扫描仪获取处于亚当斯试验前屈姿势的志愿者背部3D模型，并且通过3D到2D的投影方法，得到2D的深度信息图像。然后，通过深度信息图像获取志愿者背部1D轮廓曲线，并通过SPSP算法确定背部轮廓曲线上棘突和左右应力点的位置。最后，根据棘突和左右应力点的位置信息，结合脊柱侧弯仪的测量原理计算出对应背部轮廓线的ATR。结合3D深度传感器成像和SPSP算法的优势，该方法可以模仿校园筛查医生的检查手法，能够在常规SSS中实现快速准确的无辐射脊柱侧弯检查，从而实现全自动化的校园脊柱筛查目标。