[发明专利]虚拟内窥镜辅助的腔体病灶检查系统

权利要求书

1.虚拟内窥镜辅助的腔体病灶检查系统，包括具有第一成像探头的光学内窥镜系统，其特征在于，还包括：

第二成像探头，与第一成像探头的相对位置固定且视野重合；和

图像工作站，与第二成像探头及光学内窥镜系统连接，该图像工作站包括：

第一模块，用于重建三维虚拟器官，构造目标器官的虚拟内窥镜环境；

第二模块，用于与第二成像探头结合，获取光学内窥镜视野内真实腔体壁的三维内表面；

第三模块，用于根据第二模块获取的三维内表面，反向计算第一成像探头的位置和姿态，进而通过对第二模块获取的三维内表面和三维虚拟器官的腔体壁内表面配准，在虚拟内窥镜环境中显示第一成像探头在目标器官中的位置和姿态；和

第四模块，用于将用于诊断的信息配准、融合到三维虚拟器官的腔体壁内表面。

2.根据权利要求1所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述图像工作站进一步还包括用于基于虚拟内窥镜环境进行病灶初步检查的第五模块，第五模块中用于检查的特征包括目标器官腔体壁内表面的形态信息、以及从原始的断层图像和重建后的三维图形中提取并处理后获得的定量化影像信息。

3.根据权利要求2所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述第五模块包括：

病灶组织和正常组织的特征统计模型；

用于使用特征组合、以及所述特征统计模型或分类器，按设定的基本单元，计算待检查区域中各单元属于病灶组织或正常组织的概率的子模块；

用于将腔体壁内部的点和腔体壁内表面的点建立一一对应关系，并将腔体壁内部点对应的特征值映射到内表面的对应点上，以及将计算得到的概率值沿映射路径积分后进行归一化，在腔体壁内表面由伪彩表达并显示的子模块。

4.根据权利要求1所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述第二模块包括：

用于基于结构光法获取深度信息的子模块；和

用于基于红外光的立体视觉法获取深度信息的子模块。

5.根据权利要求1所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述第三模块包括：

用于基于几何特征的分割方法，从三维虚拟器官的腔体壁内表面分割得到至少一个特征结构的三维表面的子模块；

用于以所述特征结构为基本单元，对第二模块获取的三维内表面提取特征点的子模块；

用于使用由三维表面得到的几何特征量作为基础特征，将第二模块获取的真实腔体壁三维内表面与三维虚拟器官内表面进行粗配准的子模块；和

用于使用形变模型、共形映射和互距离方法进行精细配准的子模块。

6.根据权利要求5所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述第三模块还包括：采用基于时域和空域的跟踪算法对提取的特征点及其表达的特征结构进行实时跟踪的子模块。

7.根据权利要求1所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述的用于诊断的信息包括检查过程中光学内窥镜获取的二维影像，所述第四模块包括影像配准及融合子模块，用于以虚拟内窥镜中的三维虚拟器官为基础，将所述二维影像向所述三维虚拟器官腔体壁的内表面进行映射、配准和融合。

8.根据权利要求7所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述的影像配准及融合子模块包括：

用于将光学内窥镜获取的二维影像中的颜色信息映射到第二模块获取的三维内表面的子模块；

用于根据第二模块获取的三维内表面和三维虚拟器官的腔体壁内表面之间的配准关系，将三维内表面的颜色信息映射到所述三维虚拟器官腔体壁的内表面的子模块。

9.根据权利要求1所述的腔体病灶检查系统，其特征在于，所述的用于诊断的信息包括从构建三维虚拟器官的断层医学影像中提取的可以反映病灶信息的特征，所述第四模块包括特征配准及融合子模块，用于将提取的可以反映病灶信息的特征映射在三维虚拟器官腔体内表面的对应点，由伪彩表达并显示。