天津立遠醫療科技有限責任公司王福星獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉天津立遠醫療科技有限責任公司申請的專利一種膝關節的人工智能輔助診斷方法和系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120089344B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510560748.5,技術領域涉及:G16H50/20;該發明授權一種膝關節的人工智能輔助診斷方法和系統是由王福星;陳德生;朱佳旺;王同富;趙軍偉;勾禹;宋強設計研發完成,并于2025-04-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種膝關節的人工智能輔助診斷方法和系統在說明書摘要公布了:本申請提供一種膝關節的人工智能輔助診斷方法和系統,其中,同步采集多角度動態X射線影像和關節腔內六自由度接觸力分布數據,動態追蹤髕骨滑移軌跡并生成力學相位軌跡;結合患者下肢生物參數構建個性化膝關節模型,并將力學相位軌跡與接觸力數據矢量疊加生成動態力學指紋,再映射為生物力學屬性圖譜;收集運動過程中肌電信號時頻特征及脛骨旋轉角度,構建肌電激活模式,與生物力學屬性圖譜進行特征融合形成關節動力學綜合輪廓;利用關節異常動力學傳播模型分析應力波傳導路徑識別代償性損傷模式;根據識別結果生成診斷圖譜,匹配預設的生物力學約束條件修正診斷圖譜,制定個體化康復策略。本申請提升了治療效果和患者的恢復速度。
本發明授權一種膝關節的人工智能輔助診斷方法和系統在權利要求書中公布了:1.一種膝關節的人工智能輔助診斷方法,其特征在于,包括: 接收多角度動態X射線影像序列和關節腔內六自由度接觸力分布數據,動態追蹤所述多角度動態X射線影像序列并結合所述關節腔內六自由度接觸力分布數據,編碼髕骨滑移軌跡生成力學相位軌跡數據; 收集患者下肢生物參數以構建個性化膝關節模型,將所述力學相位軌跡數據與所述關節腔內六自由度接觸力分布數據進行矢量疊加生成動態力學指紋,通過逆動力學求解器將所述動態力學指紋映射為生物力學屬性圖譜; 收集患者在運動過程中表面肌電信號時的頻特征和脛骨旋轉角度,構建運動階段標記的肌電激活模式,將所述生物力學屬性圖譜與所述肌電激活模式進行特征融合,以生成關節動力學綜合輪廓; 將所述關節動力學綜合輪廓輸入預構建的關節異常動力學傳播模型,利用應力波傳導方程計算半月板應力集中區域的波動傳播路徑及交叉韌帶形變能量場的時空演變軌跡,通過分析所述時空演變軌跡與所述波動傳播路徑的干涉效應識別代償性損傷模式; 根據所述代償損傷模式,結合所述生物力學屬性圖譜、所述肌電激活模式和所述關節動力學綜合輪廓,生成診斷圖譜,匹配預設的運動特征庫中的生物力學約束條件,并自適應地修正所述診斷圖譜,生成個體化康復策略; 所述將所述關節動力學綜合輪廓輸入預構建的關節異常動力學傳播模型,利用應力波傳導方程計算半月板應力集中區域的波動傳播路徑及交叉韌帶形變能量場的時空演變軌跡,通過分析所述時空演變軌跡與所述波動傳播路徑的干涉效應識別代償性損傷模式,包括: 對所述關節動力學綜合輪廓進行分層張量分解得到生物力學張量分量和運動學張量分量,對所述生物力學張量分量構建基于應力波導模型的半月板應力傳播路徑,計算所述半月板應力傳播路徑中波動衰減率與應力集中系數的動態關聯參數; 對所述運動學張量分量建立粘彈性形變場的韌帶能量場演化模型,提取所述韌帶能量場演化模型的時空梯度及能量駐留節點坐標; 通過所述動態關聯參數、所述時空梯度及所述能量駐留節點坐標,通過應力波導模型與粘彈性形變場的動態耦合建立干涉場方程,根據所述干涉場方程計算所述半月板應力傳播路徑與所述能量駐留節點坐標之間的波場干涉強度分布,根據所述波場干涉強度分布中異常共振區域的三維坐標及能量溢出閾值生成代償損傷模式向量; 將所述代償損傷模式向量與運動特征庫中的標準運動鏈參數進行模態匹配,基于匹配結果對所述代償損傷模式向量進行頻域加權調整,生成代償性損傷模式; 所述收集患者下肢生物參數以構建個性化膝關節模型,將所述力學相位軌跡數據與所述關節腔內六自由度接觸力分布數據進行矢量疊加生成動態力學指紋,通過逆動力學求解器將所述動態力學指紋映射為生物力學屬性圖譜,包括: 收集患者下肢長度、股骨間寬度及脛骨平臺傾角作為下肢生物參數,基于所述下肢生物參數構建參數化膝關節網格模型,所述參數化膝關節網格模型包含與解剖結構匹配的半月板曲率半徑和交叉韌帶附著點坐標; 對所述力學相位軌跡數據進行軌跡平滑處理,提取力學相位軌跡中髕骨滑移速度矢量和加速度變化率,生成力學相位特征向量; 對所述關節腔內六自由度接觸力分布數據進行主成分分析,提取關節腔內六自由度接觸力分布中法向力波動幅值和切向力耦合系數,生成接觸力特征向量; 將所述力學相位特征向量與所述接觸力特征向量進行矢量疊加,通過加權融合算法生成動態力學指紋,所述加權融合算法根據所述下肢生物參數動態調整所述力學相位特征向量與所述接觸力特征向量的權重比例; 將所述動態力學指紋輸入逆動力學求解器,基于所述參數化膝關節網格模型進行力學反演計算,求解軟骨接觸應力分布梯度和韌帶張力變化率,生成生物力學屬性圖譜。
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