一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法技术

本发明专利技术公开了一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，该三维扫描重建方法通过将鼻神经内镜解剖标本的颅底区域划分为三个亚区并于各亚区内分别设定若干特征点，依次通过0度探针镜头、35度探针镜头以及90度探针镜头对颅底区域进行图像采集，并通过三维建模软件进行亚区的三维独立重建，最后通过特征点拼接的方式将各亚区的三维模型进行拼接获得鼻神经内镜解剖标本的颅底区域高分辨率彩色三维模型。本发明专利技术的优点是：运行过程简化易操作，重建效果良好，建立出来的高分辨率的彩色颅底三维模型及现实增强模型可以满足临床研究的应用需要。床研究的应用需要。床研究的应用需要。

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法


[0001]本专利技术属于医学三维建模
，具体涉及一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法。

技术介绍

[0002]经鼻神经内镜解剖标本对于神经外科颅底疾病的研究及教育必不可少，而颅底三维模型及现实增强的空间立体感能够帮助手术医生更好地理解神经血管结构之间的位置关系。三维模型及现实增强的建立不受传统解剖空间、时间及条件的限制，利于知识传播，因此建立一种高分辨率经鼻内镜解剖标本三维扫描重建及现实增强技术至关重要。
[0003]经鼻手术通道与普通物体的三维扫描有着很大的区别，其呈深而窄的锁孔形，通道中鼻腔的自然结构（鼻甲、鼻窦等）对颅底形成阻碍，光线难以到达目标区域。目前医学三维扫描技术主要有结构光、激光和摄影测量建模这三种方法，其存在的缺陷分别为：（1） 结构光扫描原件难以深入鼻腔，存在扫描死角，且彩色纹理感光原件仅为130
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600万像素的工业摄像头，无法满足临床医学的需要。
[0004]（2）激光三维扫描技术的缺点与结构光类似，且无彩色纹理，无法应用在医学三维扫描领域。
[0005]（3）摄影测量建模目前所使用的的神经内镜虽然能到底颅底目标区域，但行业最高清的4K内镜的仅能拍摄880万像素的静态照片（分辨率4096
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2160），成像质量差，远达不到高分辨率三维扫描建模的要求。
[0006]综上可知，现有医学三维建模方案普遍存在成像分辨率低、清晰度差的问题，难以用于医学研究及教育。r/>
技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，该三维扫描重建方法通过将鼻神经内镜解剖标本的颅底区域划分为若干个亚区并设定若干特征点，分别通过0度探针镜头、35度探针镜头以及90度探针镜头对各个亚区进行图像采集，并通过三维建模软件进行亚区的三维独立重建，最后通过特征点将各亚区的三维模型进行拼接获得鼻神经内镜解剖标本的颅底区域高分辨率彩色三维模型。
[0008]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，其特征在于所述三维扫描重建方法包括以下步骤：S1：将鼻神经内镜解剖标本的颅底区域划分为三个亚区，依次为鞍区、斜坡区、枕骨大孔区；鞍区为从蝶骨平台至蝶鞍底部，斜坡区为从蝶鞍底部至斜坡隐窝底部，枕骨大孔区为从斜坡隐窝底部至寰椎前弓；各所述亚区中分别选择至少四个特征点；S2：在数码相机上连接0度探针镜头，对所述鼻神经内镜解剖标本的三个所述亚区
以水平移动的方式进行图像采集；将所述0度探针镜头更换为35度探针镜头，以轴向转动的方式对所述鼻神经内镜解剖标本的三个所述亚区进行图像采集；将所述35度探针镜头更换为90度探针镜头，以深浅及轴向转动的方式对所述鼻神经内镜解剖标本的三个所述亚区进行图像采集；S3：导出采集的所有图像至三维建模软件，将三种角度的探针镜头所采集的图像按照所在的所述亚区进行筛选并归类，对每个所述亚区进行独立三维重建；完成各所述亚区的重建后，各所述亚区的三维模型之间采用特征点拼接方式进行融合并进行彩色纹理贴图，以获得所述鼻神经内镜解剖标本的颅底区域彩色三维模型。
[0009]所述鞍区内选择有六个特征点，分别为前交通复合体、视交叉、海绵窦段颈内动脉、垂体、外展神经、三叉神经V2支；所述斜坡区内选择有五个特征点，分别为斜坡段颈内动脉、基底动脉、三叉神经V3支、破裂孔段颈内动脉、岩斜裂；所述枕骨大孔区内选择有四个特征点，分别为咽鼓管、双椎动脉、颈静脉孔、枕骨大孔前缘；所述鼻神经内镜解剖标本的颅底区域之外还选择有一个特征点，为寰椎前弓。
[0010]所述0度探针镜头是指镜头的指向与所述数码相机的中轴线方向呈0
°
夹角；所述35度探针镜头是指镜头的指向与所述数码相机的中轴线方向呈35
°
夹角；所述90
°
探针镜头是指镜头的指向与所述数码相机的中轴线方向呈90
°
夹角；所述0度探针镜头、所述35度探针镜头、所述90
°
探针镜头上均设置有辅助照明组件。
[0011]所述0度探针镜头在以水平移动的方式依次对三个所述亚区进行图像采集，每个所述亚区采集3
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4张图片，相邻的所述图片之间存在至少两个重复的所述特征点。
[0012]所述35度探针镜头以轴向转动的方式对三个所述亚区进行图像采集，所述轴向转动是指所述35度探针镜头在所述亚区内移动至采集点后进行原地转动360
°
，每转动10
°
拍摄一张图片，并在完成360
°
转动后移动至下一采集点重复上述步骤；其中，相邻的所述图片之间存在至少两个重复的特征点。
[0013]所述90度探针镜头，以深浅及轴向转动的方式对各所述亚区进行图像采集，所述深浅及轴向转动的方式是指在所述亚区内控制所述90度探针镜头的顶端距离颅底1厘米和2厘米的位置分别进行一组轴向转动拍摄，所述轴向转动拍摄是指所述90度探针镜头原地转动360
°
，每转动10
°
拍摄一张图片。
[0014]本专利技术的优点是：运行过程简化易操作，重建效果良好，建立出来的高分辨率的彩色颅底三维模型及现实增强模型可以满足临床研究的应用需要。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法流程示意图；图2为本专利技术中0
°
探针镜头与数码相机组合的示意图；图3为本专利技术中35
°
探针镜头与数码相机组合的示意图；图4为本专利技术中90
°
探针镜头与数码相机组合的示意图；图5为现有4K神经内镜三维建模的成像效果示意图；图6为本专利技术中三维扫描建模的成像效果示意图；图7为本专利技术中三维模型导入AR设备后的最终成像示意图；
图8为本专利技术中鼻神经内镜解剖标本亚区划分和特征点选择的示意图。
具体实施方式
[0016]以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1
‑
8，图中各标记分别为：数码相机1、0度探针镜头2、35度探针镜头3、90度探针镜头4。
[0017]实施例：如图1
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8所示，本实施例具体涉及一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，该三维扫描重建方法包括以下步骤：（S1）获得完成制作的鼻神经内镜解剖标本，将其颅底区域的神经血管结构进行重点显露；根据鼻内解剖结构（上、中、下鼻甲）的特点，将颅底区域分为三个亚区，依次为鞍区、斜坡区、枕骨大孔区。其中：鞍区为从蝶骨平台至蝶鞍底部，斜坡区为从蝶鞍底部至斜坡隐窝底部，枕骨大孔区为从斜坡隐窝底部至寰椎前弓。需要说明的是，在后续图像采集过程中，相邻亚区之间应确保留有重叠区域，以便于图像进行拼接。
[0018]从颅底区域的神经血管结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，其特征在于所述三维扫描重建方法包括以下步骤：S1：将鼻神经内镜解剖标本的颅底区域划分为三个亚区，依次为鞍区、斜坡区、枕骨大孔区；鞍区为从蝶骨平台至蝶鞍底部，斜坡区为从蝶鞍底部至斜坡隐窝底部，枕骨大孔区为从斜坡隐窝底部至寰椎前弓；各所述亚区中分别选择至少四个特征点；S2：在数码相机上连接0度探针镜头，对所述鼻神经内镜解剖标本的三个所述亚区以水平移动的方式进行图像采集；将所述0度探针镜头更换为35度探针镜头，以轴向转动的方式对所述鼻神经内镜解剖标本的三个所述亚区进行图像采集；将所述35度探针镜头更换为90度探针镜头，以深浅及轴向转动的方式对所述鼻神经内镜解剖标本的三个所述亚区进行图像采集；S3：导出采集的所有图像至三维建模软件，将三种角度的探针镜头所采集的图像按照所在的所述亚区进行筛选并归类，对每个所述亚区进行独立三维重建；完成各所述亚区的重建后，各所述亚区的三维模型之间采用特征点拼接方式进行融合并进行彩色纹理贴图，以获得所述鼻神经内镜解剖标本的颅底区域彩色三维模型。2.根据权利要求1所述的一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，其特征在于所述鞍区内选择有六个特征点，分别为前交通复合体、视交叉、海绵窦段颈内动脉、垂体、外展神经、三叉神经V2支；所述斜坡区内选择有五个特征点，分别为斜坡段颈内动脉、基底动脉、三叉神经V3支、破裂孔段颈内动脉、岩斜裂；所述枕骨大孔区内选择有四个特征点，分别为咽鼓管、双椎动脉、颈静脉孔、枕骨大孔前缘；所述鼻神经内镜解剖标本的颅底区域之外还选择有一个特征点，为寰椎前弓。3.根据权利要求2所述的一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法，其特征在于所述0度探针镜头是指镜头的指向与所述数码相机的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐远志，毛颖，陈亮，
申请(专利权)人：徐远志，
类型：发明
国别省市：