[發明專利]基于CT影像的盆腔手術視覺導航仿真視頻的制備方法

在審

• 申請號: 201711262113.9
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108010587A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 高欽泉;黃偉萍;杜民
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G16H50/50
• 分類號: G16H50/50;G06T19/00;G06T17/00;G06T15/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于CT影像的盆腔手術視覺導航仿真視頻的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：對患者術前CT掃描所得DICOM數據的骨盆分割及三維重建，提供骨盆三維模型的可視化；

步驟S2：獲取手術中的視頻，截取出含有骨盆區域和病灶區域的手術畫面作為紋理，通過UV展開對模型進行紋理貼圖，形成具有真實紋理的三維模型；

步驟S3：對內窺鏡進行標定，獲取相機的內參數矩陣、畸變矩陣以及圖像分辨率的長寬；按內窺鏡各參數計算投影矩陣與畸變映射，創建虛擬內窺鏡，按3D圖像渲染引擎機制顯示三維模型，使得模型在近裁剪平面的成像與實際內窺鏡成像相同；

步驟S4：內窺鏡移動的真實軌跡是已知的；根據內窺鏡與三維模型的相對位置關系，錄制一段手術仿真視頻，以來驗證內窺鏡的跟蹤算法在微創手術仿真視頻的準確性。

2.根據權利要求1基于CT影像的盆腔手術視覺導航仿真視頻的制備方法，其特征在于：步驟S2中包括以下步驟：將重建的三維模型分割成成前表面，后表面，內側面和外側面，以及病灶區域，按UV展開成二維平面，因此重建的三維模型每個頂點都有相對應UV參數值，將手術畫面按UV展開圖分割相對應的區域作為紋理，然后使用OpenGL將紋理貼上，形成具有真實紋理的三維模型。

3.根據權利要求1基于CT影像的盆腔手術視覺導航仿真視頻的制備方法，其特征在于：步驟S3包括以下步驟：

步驟S31：對內窺鏡進行標定，獲得內窺鏡的內參數矩陣K：在u軸和v軸的歸一化焦距fu，fv，光學中心u0，v0，畸變矩陣Q：徑向畸變系數k1,k2,k3，切向畸變系數p1,p2，內窺鏡的拍攝圖像的分辨率W*H，其中W是圖像的寬度，H是圖像的高度，若為立體內窺鏡則包括：左右內窺鏡相對姿態，用符號ML2R表示；

步驟S32：根據3D圖形透視投影原理，將內窺鏡的參數轉換成投影矩陣P：

P = 2 n r - l 0 r + l r - l 0 0 2 n t - b t + b t - b 0 0 0 - ( f + n ) f - n - 2 f n f - n 0 0 - 1 0 ; ]]>

其中n為近裁剪平面，f遠裁剪平面；

步驟S33：根據模型視圖矩陣M和投影矩陣將三維模型顯示在當前窗口，截取當前窗口視圖，獲得內窺鏡拍攝的無畸變圖像；

步驟S34：對無畸變圖像進行畸變處理，以獲得與實際內窺鏡具有同樣畸變效果的相機視圖。