(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210805251.1 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 徐州医科 大学 地址 221004 江苏省徐州市铜山路209号 (72)发明人 王淋　耿维忠　周玥廷　魏建　 左海维　 (74)专利代理 机构 南京灿烂知识产权代理有限 公司 323 56 专利代理师 朱经艳 (51)Int.Cl. G06F 16/901(2019.01) G06F 16/22(2019.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/16(2020.01) (54)发明名称 基于图结构的植入物贴合面特征快速检索 方法 (57)摘要 本发明公开了基于图结构的植入物贴合面 特征快速检索方法， 包括如下步骤： 步骤一： 采集 植入物形状， 根据植入物形状构建植入物贴合面 特征； 步骤二： 将植入物贴合面特征处理成有向 图结构， 并构建特征数据库； 步骤三： 从特征数据 库中检索出植入物贴合面特征， 构建个性化的植 入物贴合面。 本发明通过图结构将植入物贴合面 特征进行集成化， 避免了植入物语义参数零碎化 的问题， 具有快速、 高效等特点， 便于特征检索， 对实现定制化植入物快速设计有重要意义。 本发 明为植入物的特征的快速检索提供科学依据， 对 提高定制化 植入物设计效率具有重要意 义。 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 CN 115186139 A 2022.10.14 CN 115186139 A 1.基于图结构的植入物贴合 面特征快速检索方法， 其特 征是， 包括如下步骤： 步骤一： 采集 植入物形状， 根据植入物形状构建植入物贴合 面特征； 步骤二： 将植入物贴合 面特征处理成有向图结构， 并构建特 征数据库； 步骤三： 从特 征数据库中检索出植入物贴合 面特征， 构建个性 化的植入物贴合 面。 2.根据权利要求1所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤一包括： 步骤1a： 根据植入物类型构建植入物贴合 面几何形状； 步骤1b： 设置植入物贴合 面语义特 征参数； 步骤1c： 植入物贴合 面特征表示。 3.根据权利要求2所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤1a中， 所述几何形状由特 征点Ep、 特征线Ec和面Es构成； 特征线Ec包含内部等级特 征线和边界特 征线Ec4； 所述内部等级特征线的等级从高到低依次包含 一级特征线Ec1、 二级特征线Ec2和三级特 征线Ec3； 所述内部等级特 征线的生长方向为： 由高级到低级。 4.根据权利要求2或3所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征 是， 特征点Ep的提取方法如下： 步骤1： 对植入物贴合面Es， 以点pi为中心， 半径rd范围内的区域看做一个平面， 该平面 记作f(x,y)； 在f(x,y)上， 为 提高特征点Ep提取效率， 对平面f(x,y)作去噪处 理， 去噪公式如下： 其中， δd为尺度权值因子， 其理想值 为1； δs为扰动常数， 其 值为[0,1]； 步骤2： 计算经过去噪处理后平面f(x,y)上所有点pj与点pi间的斜方差矩 阵， 记作cov (pi)； 步骤3： 计算协方差矩阵的特 征值m(i,1)， m(i,2)， m(i,3)， 并按照值大小作降序排序； 其中， i和j为变量； 假如平面f(x,y)有M个， 那么i 的取值是1～M； 假如在某个平面f(x, y)上， 所有点的数量 为N， 那么j的取值是1～N； 步骤4： 检索到满足m(i,2)/m(i,1)和m(i,3)/m(i,2)均在0 ‑1范围内时， 即所搜到一个 特征点Ep。 5.根据权利要求3所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤1b中， 所述语义特征参数包含： 一级特征线 长度参数P0； 二级特征线长度参 数P1； 三级特征 线长度参数P2； 特征线之间夹角参数P3。 6.根据权利要求3所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤1c中， 将植入物贴合 面特征表示为几何元 素、 语义参数、 约束关系和映射关系的多元组； 植入物贴合 面特征Fsurface＝{Esurface,Psurface,Rsurfacet,Fsurface}， 其中Esurface代表几何元 素，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115186139 A 2Psurface代表语义参数， Rsurface代表几何元 素之间的约束关系， Fsurface代表几何拓扑和语义 参数之间的映射关系； 具体如下： Esurface＝{Ep,Ec,Es}， Psurface＝{P0,P1,P2,P3}， Rsurface代表Esurface和Psurface之间的约束关系， Fsurfacet＝{F0,F1}， 其中F0代表两层映射关系， F0＝{F00,F01}， F1代表语义参数映射关系， 具体如下： F00＝{Xp→Yc,|Xp∈Ep,Yc∈Ec}； F01＝{Yc→Es,|Yc∈Ec}； F1＝{90°＜α1＜180°,90°＜α2＜180°,u1＝t1,u2＝t2,l1＝m1,l1＜l2＜h1}； 其中， Xp是特征点， 选自于 Ep； Yc是特征线， 选自于 Ec。 7.根据权利要求1所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤二包括： 步骤2a： 植入物贴合 面特征的有向图结构的处 理； 步骤2b： 将步骤2a 中的有向图结构处 理为邻接矩阵； 步骤2c： 调节邻接矩阵， 生成形变后的植入物结构， 并将其存储在特征数据库中， 以备 检索使用。 8.根据权利要求7所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤2a中， 所述植入物贴合面特征的有向图结构定义为G＝(V,R)， 其中V表 示图顶点， R表示图 边； V＝{x|x∈Ep} 其中， x是 特征点， 来自于 Ep； 图顶点的编号 顺序为： 从下到上、 从左到右； R＝{e|e∈Ec1∪Ec2∪Ec3} e是特征线， 来自于Ec1、 Ec2和Ec3； 连接到有序特征点对<i,j>的有 向边为特征线e， 有序 特征点对<i,j>来自于 Ep； 特征线e包含两个性质： γ和v， 分别表示特征线e的方向和长度； 当0≤γ<2时， 用γ确 定下一级 特征线的方向， 当0＜γ＜0.5时， 下一级 特征线的方向为右上方向； 当0.5＜γ＜1 时， 下一级特征线的方向为左 上方向； 当1＜γ＜1.5时， 下一级特征线的方向为左 下方向； 当1.5＜γ＜2时， 下一级特 征线的方向为右下 方向。 9.根据权利要求8所述的基于图结构的植入物贴合面特征快速检索方法， 其特征是， 步 骤2b中， 所述邻接矩阵包括： 形态信息邻接矩阵M1和尺寸信息邻接矩阵M2； M1表示步骤2a中 的γ， M2表示步骤2a中的v； 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115186139 A 3