[发明专利]一种基于双目内窥镜的病灶三维尺寸测量及显示方法

权利要求书

1.一种基于双目内窥镜的病灶三维尺寸测量及显示方法，其特征在于,该方法以内窥镜器械通道进入体内的探针端点作为特征点代替病灶弱纹理区域的点，并通过三维虚拟标尺显示测量结果，该方法具体包括如下步骤：

S1：探针选点，即，在双目内窥镜场景中按特征点选择规范移动探针进行选点，分别实现对病灶直线长度、曲线长度、表面积及体积的测量；

S2：探针端点识别，即，通过前景检测与角点检测相结合的端点检测算法记录探针端点形成的序列以及探针端点二维坐标；

S3：端点双目匹配，即，通过双目匹配获得所记录探针端点的视差，并由三角法计算其深度值得到端点三维坐标；

S4：病灶三维测量，即，利用记录的探针端点形成的序列及探针端点三维坐标，按直线长度、曲线长度、表面积与体积的测量方法，测量得到病灶对应的三维尺寸；

S5：虚拟标尺显示，即，通过直线、曲线、轮廓三维虚拟标尺显示病灶的相应三维测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于双目内窥镜的病灶三维尺寸测量及显示方法，其特征在于,所述的S1中的特征点选择规范为根据测量病灶不同维度尺寸的需求按照相应的移动规律移动探针，具体为：

测量病灶的直线长度时，将探针头部分别移动到直线跨度的两个端点处并记录；

测量病灶的曲线长度时，控制探针头部沿着相应的曲线路径平稳移动并记录检测到的所有探针端点；

测量病灶的表面积及体积时，首先将探针头部移动到病灶的中心区域，记录探针端点为中心点，然后将探针头部按顺时针或逆时针移动到病灶轮廓曲线的外凸点和内凹点并记录；记录过程中，若相邻点与中心点连线的夹角大于90°，则在轮廓曲线相邻点之间按45°间隔增加探针选点并记录。

3.根据权利要求1所述的基于双目内窥镜的病灶三维尺寸测量及显示方法，其特征在于,所述的S2中的端点检测算法具体为：

首先，通过前景检测算法检测移动的探针，提取探针图像，进行先腐蚀后膨胀的形态学图像处理，获取更纯净的探针目标；

然后，通过角点检测算法检测探针图像的所有角点，并提取探针图像与内窥镜相机的视图边框的交线的中点；

最后，计算所有角点与交线的中点的欧氏距离，记录离中点最远的角点，即探针端点。

4.根据权利要求1所述的基于双目内窥镜的病灶三维尺寸测量及显示方法，其特征在于,所述的S4中的表面积与体积的测量方法为自动分层测量法，具体为：

首先，将病灶轮廓上所有记录的探针端点依次连接形成封闭多边形，并拟合成一个平面作为基准面；

然后，相对于基准面按固定高度递增或递减得到与基准面平行的平面，在该平面上选择与病灶表面的交点，它们形成的封闭多边形构成分层平面；

最后，相邻两个分层平面构成棱台，计算每个棱台的侧面积和体积，将所有计算结果累加得到病灶的表面积和体积。

5.根据权利要求1所述的基于双目内窥镜的病灶三维尺寸测量及显示方法，其特征在于,所述的S5的虚拟标尺显示具体为：

直线虚拟标尺，根据两个探针端点构成线段的三维长度与二维像素长度计算得到1mm刻度长度对应的像素长度值，在该线段上按照1mm刻度生成若干刻度点，并以这些刻度点为起点在垂直线段的方向上生成刻度线；

曲线虚拟标尺基于直线虚拟标尺，通过多条直线虚拟标尺相连接组成曲线虚拟标尺；

轮廓虚拟标尺为由多条直线虚拟标尺首尾连接组成封闭曲线虚拟标尺，病灶区域内显示分层轮廓线、病灶表面积和体积的数值。