天津立远医疗科技有限责任公司王福星获国家专利权
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龙图腾网获悉天津立远医疗科技有限责任公司申请的专利一种膝关节的人工智能辅助诊断方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120089344B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510560748.5,技术领域涉及:G16H50/20;该发明授权一种膝关节的人工智能辅助诊断方法和系统是由王福星;陈德生;朱佳旺;王同富;赵军伟;勾禹;宋强设计研发完成,并于2025-04-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种膝关节的人工智能辅助诊断方法和系统在说明书摘要公布了:本申请提供一种膝关节的人工智能辅助诊断方法和系统,其中,同步采集多角度动态X射线影像和关节腔内六自由度接触力分布数据,动态追踪髌骨滑移轨迹并生成力学相位轨迹;结合患者下肢生物参数构建个性化膝关节模型,并将力学相位轨迹与接触力数据矢量叠加生成动态力学指纹,再映射为生物力学属性图谱;收集运动过程中肌电信号时频特征及胫骨旋转角度,构建肌电激活模式,与生物力学属性图谱进行特征融合形成关节动力学综合轮廓;利用关节异常动力学传播模型分析应力波传导路径识别代偿性损伤模式;根据识别结果生成诊断图谱,匹配预设的生物力学约束条件修正诊断图谱,制定个体化康复策略。本申请提升了治疗效果和患者的恢复速度。
本发明授权一种膝关节的人工智能辅助诊断方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种膝关节的人工智能辅助诊断方法,其特征在于,包括: 接收多角度动态X射线影像序列和关节腔内六自由度接触力分布数据,动态追踪所述多角度动态X射线影像序列并结合所述关节腔内六自由度接触力分布数据,编码髌骨滑移轨迹生成力学相位轨迹数据; 收集患者下肢生物参数以构建个性化膝关节模型,将所述力学相位轨迹数据与所述关节腔内六自由度接触力分布数据进行矢量叠加生成动态力学指纹,通过逆动力学求解器将所述动态力学指纹映射为生物力学属性图谱; 收集患者在运动过程中表面肌电信号时的频特征和胫骨旋转角度,构建运动阶段标记的肌电激活模式,将所述生物力学属性图谱与所述肌电激活模式进行特征融合,以生成关节动力学综合轮廓; 将所述关节动力学综合轮廓输入预构建的关节异常动力学传播模型,利用应力波传导方程计算半月板应力集中区域的波动传播路径及交叉韧带形变能量场的时空演变轨迹,通过分析所述时空演变轨迹与所述波动传播路径的干涉效应识别代偿性损伤模式; 根据所述代偿损伤模式,结合所述生物力学属性图谱、所述肌电激活模式和所述关节动力学综合轮廓,生成诊断图谱,匹配预设的运动特征库中的生物力学约束条件,并自适应地修正所述诊断图谱,生成个体化康复策略; 所述将所述关节动力学综合轮廓输入预构建的关节异常动力学传播模型,利用应力波传导方程计算半月板应力集中区域的波动传播路径及交叉韧带形变能量场的时空演变轨迹,通过分析所述时空演变轨迹与所述波动传播路径的干涉效应识别代偿性损伤模式,包括: 对所述关节动力学综合轮廓进行分层张量分解得到生物力学张量分量和运动学张量分量,对所述生物力学张量分量构建基于应力波导模型的半月板应力传播路径,计算所述半月板应力传播路径中波动衰减率与应力集中系数的动态关联参数; 对所述运动学张量分量建立粘弹性形变场的韧带能量场演化模型,提取所述韧带能量场演化模型的时空梯度及能量驻留节点坐标; 通过所述动态关联参数、所述时空梯度及所述能量驻留节点坐标,通过应力波导模型与粘弹性形变场的动态耦合建立干涉场方程,根据所述干涉场方程计算所述半月板应力传播路径与所述能量驻留节点坐标之间的波场干涉强度分布,根据所述波场干涉强度分布中异常共振区域的三维坐标及能量溢出阈值生成代偿损伤模式向量; 将所述代偿损伤模式向量与运动特征库中的标准运动链参数进行模态匹配,基于匹配结果对所述代偿损伤模式向量进行频域加权调整,生成代偿性损伤模式; 所述收集患者下肢生物参数以构建个性化膝关节模型,将所述力学相位轨迹数据与所述关节腔内六自由度接触力分布数据进行矢量叠加生成动态力学指纹,通过逆动力学求解器将所述动态力学指纹映射为生物力学属性图谱,包括: 收集患者下肢长度、股骨间宽度及胫骨平台倾角作为下肢生物参数,基于所述下肢生物参数构建参数化膝关节网格模型,所述参数化膝关节网格模型包含与解剖结构匹配的半月板曲率半径和交叉韧带附着点坐标; 对所述力学相位轨迹数据进行轨迹平滑处理,提取力学相位轨迹中髌骨滑移速度矢量和加速度变化率,生成力学相位特征向量; 对所述关节腔内六自由度接触力分布数据进行主成分分析,提取关节腔内六自由度接触力分布中法向力波动幅值和切向力耦合系数,生成接触力特征向量; 将所述力学相位特征向量与所述接触力特征向量进行矢量叠加,通过加权融合算法生成动态力学指纹,所述加权融合算法根据所述下肢生物参数动态调整所述力学相位特征向量与所述接触力特征向量的权重比例; 将所述动态力学指纹输入逆动力学求解器,基于所述参数化膝关节网格模型进行力学反演计算,求解软骨接触应力分布梯度和韧带张力变化率,生成生物力学属性图谱。
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