一种患者体表投影图像序列生成方法技术

本发明专利技术一种患者体表投影图像序列生成方法属于医学、三维立体成像、数字图像处理等技术领域；该方法首先根据医生视角和内腔三维模型，利用典型摄像机成像模型，计算医生期望看到的内腔图像，然后根据内腔图像、患者体表三维形貌、医生视角、投影机方位，计算体表投影图像序列；本发明专利技术一种患者体表投影图像序列生成方法，根据统一的医生头部坐标系、内腔坐标系、患者体表坐标系、投影机坐标，实时计算医生期望看到的内腔图像，然后将内腔图像结合患者体表投影图像序列，利用点对应而非曲面拟合，患者体表上的医生视场和投影机视场重合覆盖区域均可准确计算投影图像，而与患者体表的复杂程度无关，因此在投影的同时能够实现畸变矫正。

A Sequence Generation Method for Patient Surface Projection Images

The invention provides a method for generating patient surface projection image sequence, which belongs to the technical fields of medicine, three-dimensional stereo imaging, digital image processing, etc. Firstly, according to the doctor's perspective and the three-dimensional model of the internal cavity, the typical camera imaging model is used to calculate the desired image of the internal cavity, and then according to the image of the internal cavity, the three-dimensional topography of the patient's surface, the doctor's perspective and the orientation of the projector. According to the unified doctor's head coordinate system, the internal cavity coordinate system, the patient's body surface coordinate system and the projector coordinate system, the real-time calculation of the doctor's desired internal cavity image is carried out, and then the internal cavity image is combined with the patient's body surface projection image sequence, and the patient's body is fitted by point correspondence rather than surface fitting. The overlap area of the doctor's field of view and the projector's field of view on the table can accurately calculate the projection image, which has nothing to do with the complexity of the patient's body surface. Therefore, distortion correction can be achieved while projecting.

【技术实现步骤摘要】
一种患者体表投影图像序列生成方法
本专利技术一种患者体表投影图像序列生成方法属于医学、三维立体成像、数字图像处理等

技术介绍
相对于传统开腔手术，微创手术具有创口小、痛感轻、愈合快等优势，迎合了现代人的审美观念，因此日益受到广泛欢迎，应用在部分腹腔和颅腔手术中。微创手术目前主要的观察方式是内腔镜。内腔镜借助于多个针孔摄像机、氙灯光源拍摄充气膨胀后的内腔图像，呈现在显示器上供医生观察。目前最先进的内腔镜可获得很高质量的内腔图像，进而由内腔图像衍生出手术设备定位技术，准确度可达1mm。但是，内腔镜并未满足医生的观察需求，如图1所示：①内腔图像呈现在显示器上，医生需不断地在手术部位和显示器之间移动视线，因此影响医生手术操作的连贯性，且容易疲劳。②单个内腔镜观察局部，若医生需要大范围观察，则多个内腔镜同时介入人体，这既增加了患者的负担也增加了内腔镜线缆、发射/接收器、介入套管等的复杂与笨重程度；③有时需要助手辅助手持和移动多个内腔镜配合医生观察，给医生的手术操作带来不便。针对上述不足，一些研究者基于增强现实技术提出了患者体表投影法，即利用投影机将内腔镜拍摄的图像投射在患者体表，以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种患者体表投影图像序列生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤c1、根据医生视角和内腔三维模型，利用典型摄像机成像模型，计算医生期望看到的内腔图像；步骤c2、根据内腔图像、患者体表三维形貌、医生视角、投影机方位，计算体表投影图像序列。

【技术特征摘要】
1.一种患者体表投影图像序列生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤c1、根据医生视角和内腔三维模型，利用典型摄像机成像模型，计算医生期望看到的内腔图像；步骤c2、根据内腔图像、患者体表三维形貌、医生视角、投影机方位，计算体表投影图像序列。2.根据权利要求1所述的一种患者体表投影图像序列生成方法，其特征在于，患者腹腔外表面近似于二次曲面，基于经典视角变换原理，投影机坐标系和医生头部坐标系相对于腹腔外表面Q的转换关系Tpc可用函数Ψ表示，Ψ为4×4对称阵；Q根据Kinect点云数据X拟合得到，即XTQX＝0；对于Q上的一点x，其投影机坐标xp和医生眼睛坐标xc的关系如下：其中，B、e为Tpc的旋转平移矩阵，由标定获得；Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海滨，周思礼，孙崐，徐凯歌，于晓洋，徐清，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23