本發(fā)明涉及三維建模技術領域，更具體地說，涉及一種胃部三維模型的建模方法及系統(tǒng)。

背景技術：

胃部疾病是世界上最常見的消化道疾病，嚴重威脅著人類的健康。胃部三維模型能使醫(yī)生直觀的觀察患者的胃部形狀，做出相應的診斷。

現(xiàn)有技術中，胃部三維建模主要通過斷層掃描的方式，但斷層掃描過程中人體會受到輻射，輻射對人體有害，人體在受到輻射后會有一定的致癌風險。

因此，現(xiàn)在急需一種對人體無害的胃部三維模型的建模方法。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種胃部三維模型的建模方法，通過采集主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的參數(shù)，生成膠囊內(nèi)鏡在檢查過程中的軌跡點云從而生成胃部三維模型，與傳統(tǒng)的基于斷層掃描生成胃部三維模型的方法相比，本方法無輻射，對人體無害。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種胃部三維模型的建模方法，所述方法包括：

采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)；

基于所述運行參數(shù)生成檢查過程中所述膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云；

基于所述軌跡點云生成第一胃部三維模型。

優(yōu)選地，所述采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)包括：

接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的所述膠囊內(nèi)鏡與所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d；

調(diào)用所述磁體頂端與所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的圓環(huán)機構(gòu)的中心的第二距離d；

接收所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的所述磁體頂端的坐標系與所述圓環(huán)機構(gòu)的中心的坐標系的夾角θ；

接收所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的所述圓環(huán)機構(gòu)沿所述圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向運行參數(shù)。

優(yōu)選地，所述軸向運行參數(shù)包括所述圓環(huán)機構(gòu)沿所述圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向速度v或軸向位置。

優(yōu)選地，所述基于所述運行參數(shù)生成檢查過程中所述膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云包括：

以預設時間t為周期基于所述運行參數(shù)生成運行參數(shù)表；

基于所述運行參數(shù)表生成檢查過程中所述膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

接收所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的檢查圖像；

基于所述檢查圖像及所述第一胃部三維模型生成第二胃部三維模型。

一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括采集模塊、第一生成模塊及第二生成模塊，其中：

所述采集模塊用于采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)；

所述第一生成模塊用于基于所述運行參數(shù)生成檢查過程中所述膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云；

所述第二生成模塊基于所述軌跡點云生成第一胃部三維模型。

優(yōu)選地，所述采集裝置包括接收單元及調(diào)用單元，其中：

所述接收單元用于接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的所述膠囊內(nèi)鏡與所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d；

所述調(diào)用單元用于調(diào)用所述磁體頂端與所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的圓環(huán)機構(gòu)的中心的第二距離d；

所述接收單元還用于接收所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的所述磁體頂端的坐標系與所述圓環(huán)機構(gòu)的中心的坐標系的夾角θ；

所述接收單元還用于接收所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的所述圓環(huán)機構(gòu)沿所述圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向運行參數(shù)。

優(yōu)選地，所述接收單元還用于接收所述圓環(huán)機構(gòu)沿所述圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向速度v或軸向位置。

優(yōu)選地，所述第一生成模塊包括第一生成單元及第二生成單元，其中：

所述第一生成單元用于以預設時間t為周期基于所述運行參數(shù)生成運行參數(shù)表；

所述第二生成單元用于基于所述運行參數(shù)表生成檢查過程中所述膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第三生成模塊，其中：

所述采集模塊還用于接收所述主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的檢查圖像；

所述第三生成模塊用于基于所述檢查圖像及所述第一胃部三維模型生成第二胃部三維模型。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種胃部三維模型的建模方法，方法包括采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)，基于運行參數(shù)生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云，基于軌跡點云生成第一胃部三維模型。通過接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的參數(shù)，生成膠囊內(nèi)鏡在檢查過程中的軌跡點云從而生成胃部三維模型，與傳統(tǒng)的基于斷層掃描生成胃部三維模型的方法相比，本方法無輻射，對人體無害。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模方法實施例1的流程圖；

圖2為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模方法實施例2的流程圖；

圖3為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模方法實施例3的流程圖；

圖4為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模方法實施例4的流程圖；

圖5為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為一種主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模方法實施例1的流程圖，本方法包括以下步驟：

s101、采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)；

圖9為一種主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圓環(huán)機構(gòu)上有一突出的磁體，圓環(huán)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)則膠囊內(nèi)鏡隨著磁體在胃腔內(nèi)沿胃壁轉(zhuǎn)動，圓環(huán)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的同時沿中軸線方向運動，膠囊內(nèi)鏡在胃內(nèi)部做軌跡為螺旋線的運動，從而完成胃鏡檢查過程。在主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)上，可安裝重力傳感器、速度傳感器、位置傳感器及加速度傳感器等各種傳感器用來感應主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查時的各種運行參數(shù)。主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查時，采集各種主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的運行參數(shù)。

s102、基于運行參數(shù)生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云；

通過主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查時的運行參數(shù)，可以計算出膠囊內(nèi)鏡在胃內(nèi)部的運動軌跡，記錄膠囊內(nèi)鏡從檢查開始到結(jié)束期間在其運動軌跡上的多個點的位置，即膠囊內(nèi)鏡在主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查過程中的軌跡點云。

s103、基于軌跡點云生成第一胃部三維模型；

在求出軌跡點云后，可基于軌跡點云生成胃部三維模型。基于點云生成三維模型的技術為現(xiàn)有技術，因此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種胃部三維模型的建模方法，方法包括采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)，基于運行參數(shù)生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云，基于軌跡點云生成第一胃部三維模型。通過接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的參數(shù)，生成膠囊內(nèi)鏡在檢查過程中的軌跡點云從而生成胃部三維模型，與傳統(tǒng)的基于斷層掃描生成胃部三維模型的方法相比，本方法無輻射，對人體無害。

如圖2所示，為本發(fā)明在上述技術方案的基礎上公開的一種胃部三維模型的建模方法的實施例2的流程圖，所述方法包括以下步驟：

s201、接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的膠囊內(nèi)鏡與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d；

膠囊內(nèi)鏡內(nèi)安裝有磁場感應器，可通過實驗的方法求得一個膠囊內(nèi)鏡與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d與膠囊內(nèi)鏡所在位置的磁場強度的函數(shù)，從而主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)可以計算得到膠囊內(nèi)鏡與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d。

s202、調(diào)用磁體頂端與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的圓環(huán)機構(gòu)的中心的第二距離d；

磁體頂端與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的圓環(huán)機構(gòu)的中心的第二距離d可通過圓環(huán)機構(gòu)上的傳感器測得，也可通過人工進行測量。第二距離d可存儲在存儲器中，需要使用時可從存儲其中調(diào)用。

s203、接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的磁體頂端的坐標系與圓環(huán)機構(gòu)的中心的坐標系的夾角θ；

如圖9所示，人為選取在圓環(huán)機構(gòu)的中心建立參考坐標系，設為t0。磁體頂端距離圓環(huán)機構(gòu)中心的距離，設為d。磁體頂端的坐標系，設為t1。磁體頂端的坐標系與參考坐標系x軸之間的夾角，設為θ。tr表示繞著z軸旋轉(zhuǎn)角度theta的空間變換矩陣。

分解表示t0坐標系矩陣為，設：

因為t1＝trt0tt，所以

以膠囊內(nèi)鏡建立坐標系，設其為tc。

設

因為tc＝t1td，

所以

在定位中，我們只關心膠囊的位置，設膠囊位置為pc，

pc＝[-d·cos(θ)+d·cos(θ)-d·sin(θ)+d·sin(θ)0]。

θ也可通過安裝在主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)上的感應器測得。

s204、接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的圓環(huán)機構(gòu)沿圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向運行參數(shù)；

其中軸向運行參數(shù)包括圓環(huán)機構(gòu)沿圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向速度v或軸向位置，軸向速度v可通過速度傳感器測得，軸向位置可通過圓環(huán)機構(gòu)軸向移動的距離、時間及軸向速度v求得。需要注意的是：s201～s204并沒有固定順序，這幾個步驟可按任意順序進行或同時進行。

如圖3所示，為本發(fā)明在上述技術方案的基礎上公開的一種胃部三維模型的建模方法的實施例3的流程圖，所述方法包括以下步驟：

s301、以預設時間t為周期基于運行參數(shù)生成運行參數(shù)表；

因采集運行參數(shù)是一個持續(xù)不斷的過程，以一個預設時間t為周期將運行參數(shù)生成一個記錄了多個時間點時運行參數(shù)的值的運行參數(shù)表。為了使建立的三維模型更加真實，預設時間t的值應盡量小。

s302、基于運行參數(shù)表生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云；

基于運行參數(shù)表確定不同時間膠囊內(nèi)鏡的位置點，將這些位置點整合起來即可生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云。

如圖4所示，為本發(fā)明在上述技術方案的基礎上公開的一種胃部三維模型的建模方法的實施例4的流程圖，所述方法包括以下步驟：

s401、接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的檢查圖像；

主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)在進行胃鏡檢查時會拍攝胃壁圖像，即檢查圖像。

s402、基于檢查圖像及第一胃部三維模型生成第二胃部三維模型；

在生成第一胃部三維模型后，可將接收到的檢查圖像粘貼在第一胃部三維模型的相應位置上。第二胃部三維模型除可以直觀反映胃的形狀外，還可直觀的觀察到胃腔內(nèi)壁的情況。

如圖5所示，為本發(fā)明公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)實施例1結(jié)構(gòu)示意圖，所述系統(tǒng)包括采集模塊101、第一生成模塊102及第二生成模塊103，其中：

采集模塊101用于采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)；

圖9為一種主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圓環(huán)機構(gòu)上有一突出的磁體，圓環(huán)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)則膠囊內(nèi)鏡隨著磁體在胃腔內(nèi)沿胃壁轉(zhuǎn)動，圓環(huán)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的同時沿中軸線方向運動，膠囊內(nèi)鏡在胃內(nèi)部做軌跡為螺旋線的運動，從而完成胃鏡檢查過程。在主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)上，可安裝重力傳感器、速度傳感器、位置傳感器及加速度傳感器等各種傳感器用來感應主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查時的各種運行參數(shù)。主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查時，采集各種主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的運行參數(shù)。

第一生成模塊102用于基于運行參數(shù)生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云；

通過主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查時的運行參數(shù)，可以計算出膠囊內(nèi)鏡在胃內(nèi)部的運動軌跡，記錄膠囊內(nèi)鏡從檢查開始到結(jié)束期間在其運動軌跡上的多個點的位置，即膠囊內(nèi)鏡在主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)進行胃鏡檢查過程中的軌跡點云。

第二生成模塊103基于軌跡點云生成第一胃部三維模型；

在求出軌跡點云后，可基于軌跡點云生成胃部三維模型?；邳c云生成三維模型的技術為現(xiàn)有技術，因此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)，本系統(tǒng)的工作原理為采集膠囊內(nèi)鏡的運行參數(shù)，基于運行參數(shù)生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云，基于軌跡點云生成第一胃部三維模型。通過接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的參數(shù)，生成膠囊內(nèi)鏡在檢查過程中的軌跡點云從而生成胃部三維模型，與傳統(tǒng)的基于斷層掃描生成胃部三維模型的方法相比，本方法無輻射，對人體無害。

如圖6所示，為本發(fā)明在上述技術方案的基礎上公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，所述系統(tǒng)的采集裝置包括接收單元201及調(diào)用單元202，其中：

接收單元201用于接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的膠囊內(nèi)鏡與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d；

膠囊內(nèi)鏡內(nèi)安裝有磁場感應器，可通過實驗的方法求得一個膠囊內(nèi)鏡與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d與膠囊內(nèi)鏡所在位置的磁場強度的函數(shù)，從而主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)可以計算得到膠囊內(nèi)鏡與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的磁體頂端的第一距離d。

調(diào)用單元202用于調(diào)用磁體頂端與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的圓環(huán)機構(gòu)的中心的第二距離d；

磁體頂端與主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)的圓環(huán)機構(gòu)的中心的第二距離d可通過圓環(huán)機構(gòu)上的傳感器測得，也可通過人工進行測量。第二距離d可存儲在存儲器中，需要使用時可從存儲其中調(diào)用。

接收單元201還用于接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的磁體頂端的坐標系與圓環(huán)機構(gòu)的中心的坐標系的夾角θ；

如圖9所示，人為選取在圓環(huán)機構(gòu)的中心建立參考坐標系，設為t0。磁體頂端距離圓環(huán)機構(gòu)中心的距離，設為d。磁體頂端的坐標系，設為t1。磁體頂端的坐標系與參考坐標系x軸之間的夾角，設為θ。tr表示繞著z軸旋轉(zhuǎn)角度theta的空間變換矩陣。

分解表示t0坐標系矩陣為，設：

因為t1＝trt0tt，所以

以膠囊內(nèi)鏡建立坐標系，設其為tc。

設

因為tc＝t1td，

所以

在定位中，我們只關心膠囊的位置，設膠囊位置為pc，

pc＝[-d·cos(θ)+d·cos(θ)-d·sin(θ)+d·sin(θ)0]。

θ也可通過安裝在主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)上的感應器測得。

接收單元201還用于接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的圓環(huán)機構(gòu)沿圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向運行參數(shù)；

其中軸向運行參數(shù)包括圓環(huán)機構(gòu)沿圓環(huán)機構(gòu)中軸線方向運動的軸向速度v或軸向位置，軸向速度v可通過速度傳感器測得，軸向位置可通過圓環(huán)機構(gòu)軸向移動的距離、時間及軸向速度v求得。需要注意的是：s201～s204并沒有固定順序，這幾個步驟可按任意順序進行或同時進行。

如圖7所示，為本發(fā)明在上述技術方案的基礎上公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖，所述系統(tǒng)的第一生成模塊包括第一生成單元301及第二生成單元302，其中：

第一生成單元301用于以預設時間t為周期基于運行參數(shù)生成運行參數(shù)表；

因采集運行參數(shù)是一個持續(xù)不斷的過程，以一個預設時間t為周期將運行參數(shù)生成一個記錄了多個時間點時運行參數(shù)的值的運行參數(shù)表。為了使建立的三維模型更加真實，預設時間t的值應盡量小。

第二生成單元302用于基于運行參數(shù)表生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云；

基于運行參數(shù)表確定不同時間膠囊內(nèi)鏡的位置點，將這些位置點整合起來即可生成檢查過程中膠囊內(nèi)鏡的軌跡點云。

如圖8所示，為本發(fā)明在上述技術方案的基礎上公開的一種胃部三維模型的建模系統(tǒng)的實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)包括第三生成模塊402，其中：

采集模塊401還用于接收主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)發(fā)送的檢查圖像；

主動式膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)在進行胃鏡檢查時會拍攝胃壁圖像，即檢查圖像。

第三生成模塊402用于基于檢查圖像及第一胃部三維模型生成第二胃部三維模型；

在生成第一胃部三維模型后，可將接收到的檢查圖像粘貼在第一胃部三維模型的相應位置上。第二胃部三維模型除可以直觀反映胃的形狀外，還可直觀的觀察到胃腔內(nèi)壁的情況。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。