一种调整器官模型的方法和装置及电子设备制造方法及图纸

本申请提供了一种调整器官模型的方法和装置及电子设备，该方法包括：获取器官的三维表面网格数据，对三维表面网格数据中的原始顶点进行下采样，得到各稀疏顶点V和第三三角面片；确定各稀疏顶点V的法向量Nv

【技术实现步骤摘要】
一种调整器官模型的方法和装置及电子设备


[0001]本申请涉及脏器形变配准领域，尤其涉及一种调整器官模型的方法和装置及电子设备。
技术背景
[0002]术中导航，是将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。
[0003]近几年发展迅速的增强现实技术可以将基于术前医学影像重建的模型数据与术中图像进行融合显示，是术中导航技术应用的一种方式，可使得医生能够直观的看到器官表面以下解剖结构，有效解决深度感知信息缺失的问题，帮助医生更加精准度完成腹腔镜手术。如何将术前三维模型与实际肝脏形变为一致是需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种调整器官模型的方法和装置及电子设备，通过调整笼子顶点，可以实现对器官模型的局部调整，将手术前的器官模型与真实的器官调整为一致，手术更快速、更精确、更安全。
[0005]第一方面，本申请提供了一种调整器官模型的方法，包括：
[0006]获取器官的三维表面网格数据，对三维表面网格数据中的原始顶点进行下采样，得到各稀疏顶点V和第三三角面片；
[0007]确定各稀疏顶点V的法向量Nv
i
，将各稀疏顶点V沿法向量Nv
i
的方向向外延伸距离d，得到笼子顶点V
cage
；
[0008]将每三个笼子顶点V
cage
连接得到一个第一三角面片，通过不重叠的第一三角面片和所述笼子顶点V
cage
形成笼子，所述第一三角面片与所述第三三角面片一一对应；
[0009]将笼子与器官的三维表面网格数据共四面体化；
[0010]响应于对笼子的至少一个目标顶点按照指定调整方式调整的指令，对各目标顶点及与各目标顶点共四面体化的各原始顶点，按照指定调整方式进行调整。
[0011]在一个或多个可能的实施例中，确定各稀疏顶点V的法向量Nv
i
包括：
[0012]对每三个稀疏顶点V连接得到的第三三角面片；
[0013]确定各第三三角面片的法向量N
fk
及面积；
[0014]将各稀疏顶点V所在的各第三三角面片的法向量N
fk
与对应的面积相乘，并求和得到各稀疏顶点V的法向量Nv
i
。
[0015]在一个或多个可能的实施例中，距离d小于临界阈值a，还包括：
[0016]根据各第三三角面片中的三个顶点V到任意两个顶点V的法向量Nv
i
相交的点P的距离，确定临界阈值a。
[0017]在一个或多个可能的实施例中，根据各第三三角面片中的三个顶点V到任意两个
顶点V的法向量Nv
i
相交的点P的距离，确定临界阈值a，包括：
[0018]遍历各第三三角面片，对遍历到的第三三角面片，将第三三角面片的三个顶点V每两个顶点作为一组，判断各组中的顶点V的法向量Nv
i
向外延伸时是否相交；
[0019]如果均不相交，则继续遍历下一个第三三角面片；
[0020]如果至少一组顶点V的法向量Nv
i
相交，确定对应的至少一个相交点P的位置，并分别计算三个顶点V到各相交点P的距离，得到集合df
k
，确定集合df
k
中的最小值为min{df
k
}；
[0021]遍历结束后得到距离集合D＝{min{df
k
},k＝1,2,3,
…
,n
F
}，确定临界阈值a为距离集合D中的最小值。
[0022]在一个或多个可能的实施例中，将笼子与器官的三维表面网格数据共四面体化包括：
[0023]确定各笼子顶点V
cage
对应的至少一个第二三角面片；
[0024]将各笼子顶点V
cage
分别与各对应的第二三角面片的原始顶点进行共四面体化。
[0025]在一个或多个可能的实施例中，指定调整方式包括调整的至少一个方向及在各方向上调整的距离。
[0026]在一个或多个可能的实施例中，对各目标顶点及与各目标顶点共四面体化的各原始顶点，按照指定调整方式进行调整包括：
[0027]将各目标顶点分别向至少一个方向调整，及在各方向调整对应的距离；
[0028]将与各目标顶点共四面体化的各原始顶点按照目标顶点的调整方式，分别向至少一个方向调整，及在各方向调整对应的距离。
[0029]第二方面，本申请还提供了一种调整器官模型的装置，所述装置包括：
[0030]数据采集模块，用于获取器官的三维表面网格数据，对三维表面网格数据中的原始顶点进行下采样，得到各稀疏顶点V和第三三角面片；
[0031]数据处理模块，用于确定各稀疏顶点V的法向量Nv
i
，将各稀疏顶点V沿法向量Nv
i
的方向向外延伸距离d，得到笼子顶点V
cage
；将每三个笼子顶点V
cage
连接得到一个第一三角面片，通过不重叠的第一三角面片和笼子顶点V
cage
形成笼子，第一三角面片与第三三角面片一一对应；将笼子与器官的三维表面网格数据共四面体化；
[0032]调整模块，用于响应于对笼子的至少一个目标顶点按照指定调整方式调整的指令，对各目标顶点及与各目标顶点共四面体化的各原始顶点，按照指定调整方式进行调整。
[0033]第三方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：
[0034]至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述第一方面中任何一项调整器官模型的方法。
[0035]第四方面，本申请还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于使计算机执行上述第一方面中任何一项方法。本申请提供了一种调整器官模型的方法和装置及电子设备，通过调整笼子顶点，可以实现对器官模型的局部调整，将手术前的器官模型与真实的器官调整为一致，提高配准精度，手术更快速、更精确、更安全。
附图说明
[0036]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
[0037]图1为根据实施例提供的一种应用环境示意图；
[0038]图2为根据实施例提供的一种调整器官模型的方法的流程图；
[0039]图3为根据实施例提供的一种确定顶点法向量的方法流程图；
[0040]图4为根据实施例提供的一种确定临界阈值的方法流程图；
[0041]图5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调整器官模型的方法，其特征在于，包括：获取器官的三维表面网格数据，对所述三维表面网格数据中的原始顶点进行下采样，得到各稀疏顶点V和第三三角面片；确定所述各稀疏顶点V的法向量Nv
i
，将所述各稀疏顶点V沿所述法向量Nv
i
的方向向外延伸距离d，得到笼子顶点V
cage
；将每三个笼子顶点V
cage
连接得到一个第一三角面片，通过不重叠的所述第一三角面片和所述笼子顶点V
cage
形成笼子，所述第一三角面片与所述第三三角面片一一对应；将笼子与所述器官的三维表面网格数据共四面体化；响应于对笼子的至少一个目标顶点按照指定调整方式调整的指令，对各目标顶点及与所述各目标顶点共四面体化的各原始顶点，按照所述指定调整方式进行调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述各稀疏顶点V的法向量Nv
i
包括：对每三个稀疏顶点V连接得到的第三三角面片；确定各第三三角面片的法向量及面积；将各稀疏顶点V所在的各第三三角面片的法向量与对应的面积相乘，并求和得到各稀疏顶点V的法向量Nv
i
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述距离d小于临界阈值a，还包括：根据所述各第三三角面片中的三个顶点V到任意两个顶点V的法向量Nv
i
相交的点P的距离，确定临界阈值a。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述各第三三角面片中的三个顶点V到任意两个顶点V的法向量Nv
i
相交的点P的距离，确定临界阈值a，包括：遍历各所述第三三角面片，对遍历到的第三三角面片，将所述第三三角面片的三个顶点V每两个顶点作为一组，判断各组中的顶点V的法向量Nv
i
向外延伸时是否相交；如果均不相交，则继续遍历下一个第三三角面片；如果至少一组顶点V的法向量Nv
i
相交，确定对应的至少一个相交点P的位置，并分别计算所述三个顶点V到各相交点P的距离，得到集合df
k
，确定所述集合df
k
中的最小值为min{df
k
}；遍历结束后得到距离集合D＝{min{df
k
},k＝1,2,3,
…
,...

【专利技术属性】
技术研发人员：段小明，吴乙荣，李南哲，郭元甫，李其花，陈永健，张栋球，
申请(专利权)人：青岛海信医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：