[发明专利]一种基于HOLOLENS的人体三维重建模型系统

说明书

本发明提供一种基于HOLOLENS的人体三维重建模型系统，包括：步骤S1：通过CT影像技术对患者进行图像采集，获取患者的实际CT序列图像；步骤S2：对获得的实际CT序列图像进行预处理；步骤S3：将上述经过预处理后的实际CT序列图像的冠状面、横状面、矢状面可视化；步骤S4：采用阈值分割、区域增长图像分割方法依次分割实际CT序列图像；步骤S5：将分割好的图像序列进行三维重建，生成三维重建模型；步骤S6：将所述三维重建模型通过Unity3D软件导入HOLOLENS平台，依次添加手势操作，实现人机互动。本发明的技术方案解决了现有技术中传统的手术过程存在风险高，病人痛苦大，术后效果不理想等缺点，手术效果受医生个人业务水平影响很大的问题。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术的三维重建技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于HOLOLENS的人体三维重建模型系统。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，味道，触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。AR系统具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。在医疗领域，增强现实与医疗的结合应用越来越被人们所重视。医生进行传统手术时需要根据术前进行的核磁共振，CT等影像，判断病灶部位，制定手术方案。其局限在于，术前影像无法在手术过程中提供实时对照和操作预警。现在，随着手术导航技术的应用，可以为医生提供实时影像，显著提高手术的效率和安全性。而这种个性化的精准治疗手段需要前期准备，例如由患者的CT扫描图像建立患者的骨骼和器官模型，为手术导航做准备。也可以成为一个真实的人体教学系统。所以，一套简单快捷的三维模型重建系统对增强现实与医疗的完美结合尤为重要。

发明内容

根据上述提出传统的手术过程存在风险高，病人痛苦大，术后效果不理想等缺点，同时手术效果受医生个人业务水平影响很大的技术问题，而提供一种基于HOLOLENS的人体三维重建模型系统。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于HOLOLENS的人体三维重建模型系统，包括以下步骤：

步骤S1：通过CT影像技术对患者进行图像采集，获取患者的实际CT序列图像；

步骤S2：对获得的实际CT序列图像进行预处理；

步骤S3：将上述经过预处理后的实际CT序列图像的冠状面、横状面、矢状面可视化；

步骤S4：采用阈值分割、区域增长图像分割方法依次分割实际CT序列图像；

步骤S5：将分割好的图像序列进行三维重建，生成三维重建模型；

步骤S6：将所述三维重建模型通过Unity3D软件导入HOLOLENS平台，依次添加手势操作，实现人机互动。

进一步地，所述步骤S2的预处理包括：去噪处理和图像增强处理；

所述去噪处理是利用matlab读取CT原始数据后进行相应调整以适应后续步骤；

所述图像增强处理利用灰度线性变换，设置一个阈值上限和一个阈值下限，将灰度值大于阈值上限的变为1，阈值小于下限的变为0而阈值介于上限和下限之间的相应变成0～1之间，使图像变得更加清晰，扩大所需器官与周围器官的灰度差。

进一步地，所述步骤S4的具体过程如下：

步骤S41：采用阈值分割，将灰度区间距离拉大，进而获得边界分明的CT序列图像；