青少年脊柱侧凸X线三维数字诊断、预测和治疗后评价研究

青少年脊柱侧凸是青春期骨骼发育成熟前发生的三维脊柱畸形，是危害青少年骨骼发育的常见病，若不及时进行正确医疗干预，快速发展的畸形可影响心肺发育，甚至累及脊髓造成截瘫。目前X线图像上Cobb角测量及其跟踪观察是评价畸形及其发展状态的标准，但存在难以全面反映三维畸形及预测其发展趋势的缺点。本项目基于信息处理技术的研究，通过对大量长期跟踪的临床数据分析，提出脊柱侧凸X线三维诊断、预测和治疗后评价的新思路：一是基于研究特征曲线分割、匹配和重建，提出由双平面正交投影X线图像重建三维脊柱模型的方法；二是基于研究三维特征提取，提出脊柱侧凸的三维评价方案和分型规则；三是基于研究非线性预测理论，揭示三维畸形发展规律，提出预测畸形发展趋势的数字化方案。以期建立一套X线三维数字辅助系统，为准确、便捷、可靠的诊断、预测和治疗后评价提供理论依据和技术手段，辅助医生及早进行正确医疗干预，为青少年一代脊柱健康服务。

目前X线成像是诊断青少年脊柱侧凸的最常用的方式，但存在难以全面反映三维脊柱畸形的问题。针对这一问题，项目研究建立了一套辅助系统，提出脊柱侧凸X线三维评价的新方法：一是提出基于轮廓匹配由双平面正交投影X线图像重建三维脊柱模型的方法；二是提取了评价脊柱侧凸的三维特征；三是完成计算机辅助Lenke分型和King分型，提高了分型的可靠度；四是基于三维特征实现了脊柱侧凸治疗方案辅助决策系统。项目研究所取得的成果为准确、便捷、可靠的脊柱侧凸评价提供了理论依据和技术手段。