[发明专利]基于边缘检测的下颌面病变数字显影方法

说明书

本发明涉及一种基于边缘检测的下颌面病变数字显影方法，包括以下步骤：步骤S1:获取病人的医学影像数据，并分别构建下颌骨模型、牙齿模型和肿瘤模型；步骤S2:统一下颌骨模型、牙齿模型和肿瘤模型的坐标系；步骤S3:对牙齿模型进行识别，提取牙齿的边缘轮廓特征集，并存储于数据库中；步骤S4:终端通过对准颌面牙齿来识别，提取当前位置牙齿的边缘轮廓特征，匹配数据库中相似度最高的边缘轮廓特征集，并将对应的牙齿、下颌骨和肿瘤的影像自动投影匹配到真实牙齿上。本发明通过边缘检测牙齿的方式将颌面病变进行数字显影，可以直观的将病灶的情况通过屏幕展示给医生，提供给医生视觉上的规划，降低对先验知识的依赖性。

技术领域

本发明涉及增强现实领域，具体涉及一种基于边缘检测的下颌面病变数字显影方法。

背景技术

增强现实技术是一种计算机仿真技术，它结合了虚拟现实、计算机视觉、计算机网络、人机交互等多种技术。通过将虚拟物体整合到从各种相机技术获取的图像序列中来增强对现实世界的感知。现有的跟踪注册技术大多采用基于特征点的方式进行目标识别, 其特征点的提取也不限于平面物体和规则物体，通过特征点提取、匹配和跟踪进行姿态估计完成虚实融合。增强现实通过提供探索数字医疗数据并与之交互的强大而直观的方法，以及将数据集成到物理世界以创建自然的、交互式的虚拟体验，正在改变医疗保健的实践。

外科手术中，术前规划对手术效果具有主导作用。科学的术前规划能提早应对手术中的突发情况，提高手术成功率。术前规划需要确定病灶的位置，通过电子计算机断层扫描（CT）或者磁共振成像（MRI）的灰度图像进行判断的。以二维的图像去确定病灶在人体三维空间的位置和大小，并且在选择手术路径时要尽量避开重要的器官，这意味着医生对于CT图和MRI图的阅读能力是极大的考验。而在手术过程中，医生通常能看到的只是暴露在视野下的器官表面，要开展精确的手术，医生往往需要回顾并参考复杂的人体解剖学结构，结合大脑中记忆的术前拟定的手术方案路径。如果不能准确找到病灶部位，容易造成癌变组织切除过少或者正常组织切除过多，造成肿瘤残留或者对器官功能的过多破坏，极大降低手术效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于边缘检测的下颌面病变数字显影方法，通过边缘检测牙齿的方式将颌面病变进行数字显影，可以直观的将病灶的情况通过屏幕展示给医生，提供给医生视觉上的规划，降低对先验知识的依赖性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于边缘检测的下颌面病变数字显影方法，包括以下步骤：

步骤S1:获取病人的医学影像数据，并分别构建下颌骨模型、牙齿模型和肿瘤模型；

步骤S2:统一下颌骨模型、牙齿模型和肿瘤模型的坐标系；

步骤S3:对牙齿模型进行识别，提取牙齿的边缘轮廓特征集，并存储于数据库中；

步骤S4:终端通过对准颌面牙齿来识别，提取当前位置牙齿的边缘轮廓特征，匹配数据库中相似度最高的边缘轮廓特征集，并将对应的牙齿、下颌骨和肿瘤的影像自动投影匹配到真实牙齿上。

进一步的，所述步骤S1具体为：

获取人体下颌面病变的DICOM医学影像数据；针对获取的DICOM医学影像数据，通过设置阈值上下限提取肿瘤的ct范围，重建肿瘤的三维虚拟模型；

通过设置阈值上下限提取颌骨及牙齿的ct范围，去除上下颌骨连接处的像素点，通过区域生长算法从颌骨中提取出下颌骨及牙齿；

通过设置阈值上下限提取牙齿的ct范围，由于下颌骨与牙齿阈值有重叠，去除与下颌骨连接处的像素点，通过区域生长算法从颌骨中提取出牙齿，重建牙齿的三维虚拟模型，作为特征提取的虚拟模型。

通过布尔算法用提取得到的下颌骨及牙齿减去牙齿模型的像素点，保留不含牙齿的下颌骨，重建下颌骨的三维虚拟模型。