基于形态识别的脊柱个性化建模与侧弯评估系统

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。

杭州市西湖区三、六、八年级学生发生脊柱侧弯的调查

目的了解杭州市西湖区三、六、八年级学生脊柱侧弯的流行病特征,为预防青少年脊柱侧凸提供依据。方法采用分层整群抽样方法在杭州市西湖区79所学校三、六、八年级的中小学生作为调查对象,于2021年9月采用简易青少年脊柱侧弯风险评估量表,收集中小学生人口学信息并筛查脊柱侧弯情况。结果共调查学生4,684人,其中男2,376人(50.8%),女2,305人(49.2%),年龄(10.99±1.93)岁。检出未见异常1,856人(39.6%),体态异常2,453人(52.4%),脊柱侧弯可疑348人(7.4%),脊柱侧弯27人(0.6%)。女性脊柱侧弯发生率高于男性(70.37%>29.63%)。三、六、八年级学生检出率分别为0.1%、0.3%、1.7%。结论杭州市西湖区中小学生脊柱侧凸检出率为0.6%。简易青少年脊柱侧弯风险评估量表在大规模的初筛工作中具有一定的应用价值。对于姿势异常及脊柱侧弯可疑的高年级女生应密切关注其脊柱变化。