[发明专利]一种快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法和系统

权利要求书

1. 一种快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，包括：

(1)将一个或多个传感元件导入器官内腔；

(2)在内腔中移动该传感元件以采集内腔的空间位置信息，从而探知内腔所在的位置或范围；

(3)根据内腔所在的位置或范围构建内腔表面的三维几何模型。

2. 根据权利要求1所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，所述传感元件为三维定位传感器。

3. 根据权利要求2所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，所述三维定位传感器的定位方式包括电磁感应定位或电场定位。

4. 根据权利要求2所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，所述三维定位传感器可以安装于一根导管的头部内。

5. 根据权利要求1所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，所述传感元件采集的空间位置信息是相对于空间参考点的三维位置信息，也可以同时包括传感元件走向的切向量信息。

6. 根据权利要求5所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，所述切向量信息可以由球面坐标系的仰角和摆角表示，也可以由旋转矩阵表示。

7. 根据权利要求5所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，所述三维位置信息可以由所述传感元件直接获得，也可以由两个或两个以上的传感元件通过插值获得。

8. 根据权利要求1所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：

(a)先由传感元件在内腔向四周腔壁移动，根据采集的空间位置信息，估算出内腔在空间上的大体位置；

(b)在估算出的内腔空间内，移动传感元件使其达到内腔空间内的各个位置，从而探知内腔所在的位置和范围。

9. 根据权利要求8所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，在步骤(a)中，直接让传感元件触及内腔的上、下、左、右、前、后六个面，以估算内腔在空间上的大体位置。

10. 根据权利要求8所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，步骤(b)进一步包括：

(b.1)将估算出的内腔空间网格化，分成多个小块单元并将该些小块单元初始化为非空单元；

(b.2)在估算的内腔空间内移动传感元件，对传感元件所经过的小块单元做标记以标识该小块单元为空单元。

11. 根据权利要求10所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，在步骤(3)中，通过将空单元与非空单元之间的位置提取出来，形成内腔壁的位置，完成三维几何模型的构建。

12. 根据权利要求10所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，如果传感元件没有完全遍历整个内腔，就会导致构建出的内腔壁出现非空结构，则可以采用图像处理中的闭合算法消除被隔离的各组小单元，或者在提取内腔壁表面后去除表面积较小的结构，或者在网格化时采用比此前更大的网格。

13. 根据权利要求11所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，在提取内腔壁时采用Marching Cube的表面提取算法。

14. 根据权利要求11所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的方法，其特征在于，如果提取出的内腔壁表面不光滑，可使用几何平滑算法产生光滑几何模型。

15. 一种快速构建人体器官内腔三维几何模型的系统，包括：

信息采集装置，用于采集器官表面的空间位置信息；

信息处理装置，用于处理通过该信息采集装置采集的空间位置信息，进而探知内腔所在的位置或范围；

几何模型构建装置，用于根据内腔所在的位置或范围构建内腔表面的三维几何模型。

16. 根据权利要求15所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的系统，其特征在于，所述的信息采集装置包含一个或多个传感元件。

17. 根据权利要求16所述的快速构建人体器官内腔三维几何模型的系统，其特征在于，所述传感元件为三维定位传感器。