[发明专利]一种高分辨率经鼻神经内镜解剖标本三维扫描重建方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于医学三维建模技术领域，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。

背景技术

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。

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130-600万像素的工业摄像头，无法满足临床医学的需要。

（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。

（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4096×2160），成像质量差，远达不到高分辨率三维扫描建模的要求。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。