一种医学三维图像处理方法及装置的制造方法_3

文档序号:9396469阅读:来源:国知局
定查询空间,直至查找不到符合要求的像素点。
[0063]其中,查询空间的形状不限,例如是球状空间。
[0064]其中,可以以像素点为中心确定查询空间,但并不限此种方式,只要确定的查询空间包括其所基于的像素点即可。
[0065]步骤120的实现方式二:
[0066]基于全部上述三维图像坐标,查找与目标组织的像素值的像素差值在预定像素差值范围内的像素点。
[0067]其中,目标组织的像素值可以是预先设置的。医学三维图像通常会采用渲染机制,即通过渲染使得目标组织(例如病变组织)与其他部分的像素值区分开来,这一过程中会设置目标组织的像素值。
[0068]其中,查找方式有多种。例如,基于每个上述三维图像坐标处的像素点,分别确定查询空间,在确定的查询空间中进行查找。进一步的,还可以基于查找到的像素点继续确定查询空间,直至查找不到符合要求的像素点。
[0069]其中,查询空间的形状不限,例如是球状空间。
[0070]其中,可以以像素点为中心确定查询空间,但并不限此种方式,只要确定的查询空间包括其所基于的像素点即可。
[0071]步骤120的实现方式三:
[0072]基于上述三维图像坐标中的有效坐标,查找与有效坐标处的像素值的像素差值在预定像素差值范围内的像素点,有效坐标处的像素值为目标组织的像素值。
[0073]其中,基于上述渲染机制确定有效坐标。
[0074]其中,查找方式有多种。例如,基于每个上述有效坐标处的像素点,分别确定查询空间,在确定的查询空间中进行查找。进一步的,还可以基于查找到的像素点继续确定查询空间,直至查找不到符合要求的像素点。
[0075]其中,查询空间的形状不限,例如是球状空间。
[0076]其中,可以以像素点为中心确定查询空间,但并不限此种方式,只要确定的查询空间包括其所基于的像素点即可。
[0077]下面以具体应用场景为例,对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。
[0078]如图2所示,本实施例提供的技术方案是通过如下模块配合实现的:手势识别模块、手势坐标缓存、手势解析模块、坐标映射模块、图像处理模块和图像数据库。
[0079]基于上述架构,医生需要在通过手术导航,在医学三维图像上模拟对肝脏器官的病变组织的切除。该医学三维图像已通过渲染机制处理,病变组织的像素亮度值与其他器官组织的像素亮度值有明显区别。当然,也可以通过其他像素值(例如色度值等)区分病变组织与其他器官组织。
[0080]基于该场景,进入手术导航模式后,手势识别模块实时捕捉医生的手势,将每次识别到的手势坐标作为一个手势帧保存到手势坐标缓存中。其中,一个手势帧至少包括一次识别到的手指坐标、掌心坐标和手指之间的坐标距离。
[0081]手势解析模块实时将新存入手势坐标缓存的掌心坐标和手指之间的坐标距离与之前缓存的预定帧数的掌心坐标和手指之间的坐标距离进行比较,如果掌心坐标的变化小于掌心坐标对应的坐标变化阈值,且手指之间的坐标距离的变化小于手指之间的坐标距离对应的坐标变化阈值,则表示本次手势定位完成,将手势坐标缓存中保存的手指坐标发送给坐标映射模块,然后清空手势坐标缓存,等待触发指令;如果定位未完成,则继续上述比较。其中,掌心坐标对应的坐标变化阈值和手指之间的坐标距离对应的坐标变化阈值,均是上述第一坐标变化阈值。
[0082]坐标映射模块根据手势坐标系与三维图像坐标系的对应关系,将本次手势变化的手指坐标转换为三维图像坐标,并将得到的三维图像坐标发送给图像处理模块。其具体实现方式可以参照上述实施例的描述,此处不再赘述。
[0083]图像处理模块以获取的每个三维图像坐标为中心,分别确定球形区域(即查询空间),并从图像数据库中获取基于三维图像坐标的像素值,对上述球形区域中的像素值进行遍历,查找与上述三维图像坐标处的像素值的像素差值在预定像素差值范围内的像素点,根据查找到的像素点确定闭合曲面,如图3所示,并向手势解析模块发送指示图像定位完成的触发指令。
[0084]手势解析模块接收到该触发指令后,实施将新存入手势坐标缓存的手指之间的坐标距离与之前缓存的预定帧数的手指之间的坐标距离进行比较,如果手指之间的坐标距离的变化大于目标操作的坐标变化阈值,则表示医生实施抓取操作,向图像处理模块发送切割指令;否则,继续比较。
[0085]图像处理模块接收到切割指令后,将上述三维图像中的上述闭合曲线内的各像素点的像素值设置为该三维图像的背景像素值,如图4所示。
[0086]另外,医生能够通过手势对病变组织定位的前提,是能够看到手势在医学三维图像中的位置。相应的,本实施例中,坐标映射模块还实时从手势坐标缓存中读取手势坐标,将读取到的手势坐标转换为三维图像坐标,并将三维图像坐标发送给图像处理模块,由图像处理模块根据这些三维图像坐标,创建手势三维图像,并将手势三维图像与医学三维图像叠加显示,以便医生可以直观观测到手势在医学三维图像的位置。应当指出的是,这一过程与上述过程之间相互独立。
[0087]基于与方法同样的发明构思,本发明实施例还提供一种基于手势识别控制的三维图像处理装置,如图5所示,包括:
[0088]手势定位判断模块501,用于检测对目标组织定位的手势变化是否完成
[0089]坐标转换模块502,用于对目标组织定位的手势变化完成后,将对所述手势变化进行手势识别得到的第一手势坐标转换为三维图像坐标,所述第一手势坐标用于对目标组织进行定位;
[0090]像素点查找模块503,用于基于全部或部分所述三维图像坐标,在医学三维图像中查找与目标组织的像素值的像素差值小于预定像素差值的像素点;
[0091]闭合曲面确定模块504,用于根据查找到的像素点确定目标组织对应的闭合曲面;
[0092]操作执行模块505,用于对所述三维图像中的所述闭合曲面内的图像进行目标操作。
[0093]本发明实施例提供的装置,是基于手势识别对医学三维图像进行操作。使用者不需要手持鼠标等设备。而为实现手势识别需要穿戴的信号发送设备,以目前的技术水平,可以实现超小型化,例如是贴在使用者手部的芯片,信号发送设备可以穿戴在手套里。现有的手势识别技术,使用者甚至可以不需要佩戴任何信号发送设备。可见,基于手势识别对医学三维图像进行操作能够尽量避免在手术过程中对手术进度的影响。进而,就可以由主刀医生亲自对医学三维图像进行操作,避免沟通问题、理解问题等等造成误操作,保证对医学三维图像的操作精度。
[0094]进一步的,本发明实施例提供的装置,将对手势变化进行手势识别得到的手势坐标转换为三维图像坐标。该步骤即进行手势识别,并将手势轨迹反映到三维图像坐标系中。定位的目标组织通常是某部分器官组织(例如病变组织),这部分组织在医学三维图像中对应区域的像素值相差不大,为了降低使用者手部自然抖动等等手势误操作造成的定位误差,基于坐标转换得到的三维图像坐标,在医学三维图像中查找与目标组织的像素值的像素差值小于预定像素差值的像素点,并根据查找到的像素点确定目标组织对应的闭合曲面,也就是对定位区域进行修订,降低甚至消除定位误差,提高定位的准确性,从而更进一步地提高了对医学三维图像的操作精度,可以提高手术效果。
[0095]可选的,手势定位判断模块具体用于:
[0096]将通过手势识别实时获取的当前帧的第二手势坐标与之前预定帧数的第二手势坐标进行比较,所述第二手势坐标用于判断手势变化是否完成,如果通过手势识别实时获取的当前帧的第二手势坐标与之前预定帧数的第二手势坐标的变化小于第一坐标变化阈值,表示检测到对目标组织定位的手势变化完成。
[0097]可选的,所述操作执行模块用于:
[0098]判断是否满足目标操作条件;
[0099
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