[發明專利]基于三維模型的血管外科影像VR教學方法與系統

在審

• 申請號: 202210736313.8
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115345986A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 匡潔
• 申請（專利權）人: 匡潔
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00;G09B5/02
• 代理公司: 上海鍛創知識產權代理有限公司 31448
• 代理人: 陳少凌

本發明提供了一種基于三維模型的血管外科影像VR教學方法與系統，包括：拍攝獲得人體皮膚表面的圖像，記為真實皮膚圖像；在VR虛擬環境中，將所述真實皮膚圖像貼圖于人體三維模型的表面，作為人體三維模型的表層圖層；其中，所述人體三維模型包括血管子模型；根據使用者的指令改變血管子模型的形狀以改變人體三維模型的表面的形狀，并在VR虛擬環境中進行展示。發明是VR虛擬環境下的教學方案，利用虛擬三維模型與真實皮膚圖像相結合的方式，使得仿真度與沉浸感得到顯著提升，有助于教學場景與內容的拓展與豐富，能夠幫助血管外科影像教學的教授者與學習者直觀方便地了解血管與皮膚之間的相互關系，課堂教學的形式可以適用于各種交互類課程。

技術領域

本發明涉及血管外科影像智能教學領域，具體地，涉及基于三維模型的血管外科影像VR教學方法與系統。

背景技術

專利文獻CN112509078A公開了一種顱內血管造影增強三維狹窄化分析模型的建立方法，該專利文獻對掃描的亮血圖像和增強黑血圖像采用高斯分布湊楊的互信息和圖像金字塔的配準方法進行圖像配準，利用配準后的亮血圖像對增強黑血圖像進行流控偽影消除，顯示更準確，實現顱內血管的三維可視化。

但是現有技術并不適合于醫學的教學場景，尤其是對于腿部靜脈曲張等體表可見明顯突起的情況無法很好地展現給醫學生觀察。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于三維模型的血管外科影像VR教學方法與系統。

根據本發明提供的一種基于三維模型的血管外科影像VR教學方法，包括：

步驟S1：拍攝獲得人體皮膚表面的圖像，記為真實皮膚圖像；

步驟S2：在VR虛擬環境中，將所述真實皮膚圖像貼圖于人體三維模型的表面，作為人體三維模型的表層圖層；其中，所述人體三維模型包括血管子模型；

步驟S3：根據使用者的指令改變血管子模型的形狀以改變人體三維模型的表面的形狀，并在VR虛擬環境中進行展示。

優選地，所述人體三維模型包括皮膚子模型；

血管圖像點與皮膚圖像點具有對應關系；其中，所述血管圖像點是指所述血管子模型點云中位于表面的點，所述皮膚圖像點是指所述皮膚子模型點云中位于表面的點；

在具有對應關系的血管圖像點與皮膚圖像點之間，血管圖像點發生位移時，皮膚圖像點也相應的同步位移，位移后的皮膚圖像點成為人體三維模型的新的表面中的一點。

優選地，對于一個血管圖像點，該血管圖像點與一個皮膚圖像點具有第一對應關系，并與多個皮膚圖像點具有第二對應關系；

其中，具有第一對應關系的皮膚圖像點與該血管圖像點位于所述表面的同一法向上，位移距離相等，具有第二對應關系的皮膚圖像點是與具有第一對應關系的皮膚圖像點的距離小于等于設定的第一距離閾值的皮膚圖像點；

具有第二對應關系的皮膚圖像點首先按照與其具有第一對應關系的血管圖像點的位移等距離位移，然后向所述第一對應關系的皮膚圖像點靠近直到間距等于第二距離閾值，其中，第二距離閾值大于第一距離閾值。

優選地，對于多個要位移的血管圖像點，首先令各自對應的具有第一對應關系的唯一的皮膚圖像點進行位移，然后再令具有第二對應關系的皮膚圖像點進行位移；

若具有第二對應關系的皮膚圖像點無法同時滿足與多個具有第一對應關系的血管圖像點的間距等于第二距離閾值，則該具有第二對應關系的皮膚圖像點移動到距離所述多個具有第一對應關系的血管圖像點的間距均相等的位置處。

優選地，包括：

步驟S4：根據使用者的指令，將真實皮膚圖像進行隱藏或者調整為半透明；