[发明专利]基于CT影像的盆腔手术视觉导航仿真视频的制备方法

权利要求书

1.一种基于CT影像的盆腔手术视觉导航仿真视频的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：对患者术前CT扫描所得DICOM数据的骨盆分割及三维重建，提供骨盆三维模型的可视化；

步骤S2：获取手术中的视频，截取出含有骨盆区域和病灶区域的手术画面作为纹理，通过UV展开对模型进行纹理贴图，形成具有真实纹理的三维模型；

步骤S3：对内窥镜进行标定，获取相机的内参数矩阵、畸变矩阵以及图像分辨率的长宽；按内窥镜各参数计算投影矩阵与畸变映射，创建虚拟内窥镜，按3D图像渲染引擎机制显示三维模型，使得模型在近裁剪平面的成像与实际内窥镜成像相同；

步骤S4：内窥镜移动的真实轨迹是已知的；根据内窥镜与三维模型的相对位置关系，录制一段手术仿真视频，以来验证内窥镜的跟踪算法在微创手术仿真视频的准确性。

2.根据权利要求1基于CT影像的盆腔手术视觉导航仿真视频的制备方法，其特征在于：步骤S2中包括以下步骤：将重建的三维模型分割成成前表面，后表面，内侧面和外侧面，以及病灶区域，按UV展开成二维平面，因此重建的三维模型每个顶点都有相对应UV参数值，将手术画面按UV展开图分割相对应的区域作为纹理，然后使用OpenGL将纹理贴上，形成具有真实纹理的三维模型。

3.根据权利要求1基于CT影像的盆腔手术视觉导航仿真视频的制备方法，其特征在于：步骤S3包括以下步骤：

步骤S31：对内窥镜进行标定，获得内窥镜的内参数矩阵K：在u轴和v轴的归一化焦距fu，fv，光学中心u0，v0，畸变矩阵Q：径向畸变系数k1,k2,k3，切向畸变系数p1,p2，内窥镜的拍摄图像的分辨率W*H，其中W是图像的宽度，H是图像的高度，若为立体内窥镜则包括：左右内窥镜相对姿态，用符号ML2R表示；

步骤S32：根据3D图形透视投影原理，将内窥镜的参数转换成投影矩阵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为近裁剪平面，f远裁剪平面；

步骤S33：根据模型视图矩阵M和投影矩阵将三维模型显示在当前窗口，截取当前窗口视图，获得内窥镜拍摄的无畸变图像；

步骤S34：对无畸变图像进行畸变处理，以获得与实际内窥镜具有同样畸变效果的相机视图。