申请/专利权人：戴朴

申请日：2021-09-06

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN113721359B

主分类号：G02B21/36

分类号：G02B21/36;G02B21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2021.12.17#实质审查的生效;2021.11.30#公开

摘要：本发明提出了一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统及方法，涉及计算显微成像技术领域，包括：双视点显微成像单元，用于产生待测量显微手术中中耳及内耳结构对称的显微图像数据；双视点显微图像采集单元，用于采集所述显微图像数据；双视点显微图像控制与处理单元，用于负责控制所述双视点显微图像采集单元的拍摄，并将采集得到的显微图像数据进行处理以得到待测量指标的量化结果；所述双视点显微图像采集单元与所述双视点显微成像单元连接，所述双视点显微图像采集单元与所述双视点显微图像控制与处理单元连接；本发明通过显微成像技术进行精准的智能分析处理，并通过非接触性测量即可测得耳显微外科术野中关键的复杂指标。

主权项：1.一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的方法，应用于一种耳显微外科术中关键指标实时三维测量的系统，其特征在于，所述系统包括：双视点显微成像单元，用于产生待测量显微手术中中耳及内耳结构对称的显微图像数据；双视点显微图像采集单元，用于采集所述显微图像数据；双视点显微图像控制与处理单元，用于负责控制所述双视点显微图像采集单元的拍摄，并将采集得到的所述显微图像数据进行处理以得到待测量指标的量化结果；所述双视点显微图像采集单元与所述双视点显微成像单元连接，所述双视点显微图像采集单元还与所述双视点显微图像控制与处理单元连接；所述双视点显微图像控制与处理单元包括同步触发装置、双通道显微图像采集卡和计算机，所述双视点显微图像采集单元与所述同步触发装置连接，所述同步触发装置与所述双通道显微图像采集卡连接，所述双通道显微图像采集卡与所述计算机连接；所述同步触发装置用于控制所述双视点显微图像采集单元同步拍照，所述双通道显微图像采集卡用于将所述双视点显微图像采集单元的数据输出到所述计算机，所述计算机用于处理双视点显微图像，并计算出显微手术中中耳及内耳结构中关键指标的量化结果；所述方法包括：步骤S1、标定双视点显微图像采集单元中的两个可见光传感器，获取第一可见光传感器和第二可见光传感器各测量倍率下的内参数以及第一可见光传感器相对于第二可见光传感器的外参数其中下标i为某一特定显微成像倍率；步骤S2、调节双光路连续变倍体于某一倍率i下，通过控制同步触发装置获取术野中中耳及内耳部位在第一可见光传感器图像和第二可见光传感器中的图像步骤S3、基于内外参数，利用计算机视觉中的立体校正算法对图像进行校正，得到第一可见光传感器的校正图像和第二可见光传感器的校正图像以及校正后的第一可见光传感器的重投影矩阵Q；步骤S4、对校正图像执行稠密匹配算法，得到校正图像的视差图d12；步骤S5、通过校正图像和重投影矩阵Q以及视差图d12，使用计算机视觉中的三角测量方法得到校正图像中每一点在第一可见光传感器光心坐标系下的空间坐标，所有点组成术野中中耳及内耳的点云模型；步骤S6、获取点云模型后，校正图像通过人机交互式圈选或自动识别模型识别得到面神经轮廓二维图像点集合L{lixi,yi}和隐窝窗口外缘的二维点集合Y{yjxj,yj}，以及待测量的两个曲面的二维点集合Q{qmxm,ym}和P{pnxn,yn}；步骤S7、通过第一可见光传感器中面神经轮廓二维图像点、隐窝窗口外缘的二维点和待测量的两个曲面的二维点利用步骤S5的映射关系得到面神经轮廓点、隐窝窗口外缘点以及待测量曲面点在三维空间的坐标集合步骤S8、对所述各三维点集合进行一次滤波，去除外点Px；步骤S9、对经过滤波后的点集合进行降采样，若外点Px与其前继点Px-1或后继点Px+1的距离小于某个距离dt，则把该外点Px滤除，得到经过滤波后的各三维点集合步骤S10、通过计算相邻点的距离之和获得面神经的长度dm；步骤S11、通过点集合获取拟合平面，将点集合的点投影到拟合平面上，再通过步骤S8、步骤S9的滤波操作，得到点集合从而得到隐窝窗口的理想拟合轮廓，通过分段求解线段长度的方法即得到隐窝窗口的周长C，继而得到点集合的中心点pc,在轮廓点集合上连接各点与中心点pc使得隐窝窗口被切分为若干个小三角形，通过计算各小三角形的面积之和，即得到隐窝窗口的面积S；步骤S12、通过步骤S11中的方法获得各曲面的拟合平面π1和π2，并计算得到拟合平面的法向量l1a1,b1,c1和l2a2,b2,c2，获取两法向量夹角的补角即为中耳及内耳中的曲面夹角。

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