CN108186053A - 一种基于超声和3d技术的胎儿全景展现仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现方法，包括以下步骤：图像或数据获取，利用B超探头获得胎儿的断层图像序列；图像预处理及分割，将所述图像序列进行图像增强、滤波去噪等操作，采用基于最大类间方差法的三维分割法自动分割出胎儿图像区域；三维物体表面重建，根据所述预处理后的图像序列，利用由二维轮廓线重构三维形体的切片级方法进行三维重建，同时去除胎儿的性别特征；手臂运动识别，利用MYO臂环进行手臂运动的识别，如向左、向右、向上、向下，从而可以控制所建三维模型的旋转翻转等操作；使用OpenGL进行重建结果的显示，并结合手环的识别结果对三维模型进行操作。本发明将手臂运动识别运用于胎儿的3D全景展示，可以使得三维互动效果更直观便捷。

Description

一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现仪

技术领域

本发明属于手臂运动识别控制3D模型技术领域，特别涉及一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现方法。

背景技术

目前医院B超检查最常用的是二维B超，输出是一个断层平面图像，只适用于专业人士检查分析使用。对于父母构建胎儿的整体形象概念来说不够亲和直观。而大多数三维B超扫描建立的模型，都是通过鼠标在屏幕上点击拖拽进行旋转等操作，人机交互效果比较差，交互界面较不友好。

Myo臂环是加拿大Thalmic Labs公司于2013年初推出的一款控制终端设备。其包含个九轴惯性传感器单元、8个表面肌电传感器和1个蓝牙接收器。基本原理是：臂带上的感应器可以捕捉到用户手臂肌肉运动时产生的生物电变化，从而判断佩戴者的意图，再将电脑处理的结果通过蓝牙发送至受控设备。目前已有许多基于Myo臂环远程操作机器人的成果，如中国公开专利号：CN105014676，名称：一种机器人运动控制方法。该发明设计了一种利用Myo臂环远程控制机器人运动的***。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现方法，以使所建胎儿三维模型可以通过手臂运动来旋转观看。本发明的目的通过以下方案实现：

一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现仪，其特征在于，包括B超仪、电脑主机、显示器、MYO臂环，所述的B超仪通过网线或者Wifi连接到电脑主机，MYO臂环通过蓝牙模块连接到电脑主机。

优选的，所述的B超仪用于胎儿超声波断层图像序列的获取，并通过网线或者Wifi将图像数据传送到电脑主机；

优选的，所述的电脑主机通过网线或者Wifi获取B超仪的图像数据，并对图像数据进行图像处理、3D建模；通过蓝牙获取MYO臂环的手臂运动信号数据，并对其进行处理获得用户手势信号，以对所述3D模型进行更新操作；

优选的，所述的显示器与电脑主机相连接，用于胎儿三维模型的显示；

优选的，所述的MYO臂环通过蓝牙与电脑主机相连接，用于对手臂运动进行识别，并通过蓝牙将手臂运动信号数据发送给电脑主机；

优选的，Myo臂环由Thalmic公司提供。

为实现上述目的，本发明一种技术方案为提供一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)图像或数据获取，利用B超探头扫描获得断层图像序列，或者从历史数据直接获取胎儿的超声波图像序列；

2)图像预处理及分割，将所获的图像序列进行图像增强、滤波去噪等操作，采用基于最大类间方差法的三维分割法自动分割出胎儿图像区域；

3)三维物体表面重建，利用由二维轮廓线重构三维形体的切片级方法进行三维重建，同时去除胎儿的性别特征；

4)利用OpenGL对上述三维重建模型在屏幕上显示；

5)手臂运动识别，将Myo臂环戴在手臂上，通过Myo臂环检测手臂运动的姿态信号；

6)通过蓝牙将Myo臂环采集的手臂运动信号数据传输给电脑；电脑通过Myo臂环的SDK编程将信号数据解析还原成用户的手势信号；

7)结合手势信号与OpenGL函数库对三维模型进行操作并更新显示。

所述三维物体表面重建的方法为切片级重建。

切片级重建输入是一组平行的平面轮廓，需提取经图像处理后的待重建物体的边缘轮廓线，将其转换为凸多边形，然后利用轮廓匹配的思想，将相邻切片轮廓分成相似和不相似的两部分，再分别根据不同的准则和目标函数用三角面片连接对应的轮廓部分。

由Thalmic公司设计并生产的臂环,其包含个九轴惯性传感器单元、8个表面肌电传感器和1个蓝牙接收器。其中九轴惯性传感器单元用于检测手臂运动轨迹及方位,表面肌电传感器用于检测不同手势时的手臂肌电信号,蓝牙接收器用于Myo与电脑主机的通信。本发明主要利用Myo臂环中的惯性传感器单元和蓝牙接收器来实现用户手臂运动的识别。

所述的OpenGL是一个多平台的图形编程接口，可工作在Windows、Unix、MacOS等多个操作***上，目前支持OpenGL的语言有C/C++、Fortran、Ada、Java、Pascal等。OpenGL是一个图形函数库，可调用其函数来显示或操作三维模型。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：基于超声和3D技术对胎儿的图像数据进行三维重建，并利用手臂运动识别来操作所建三维模型的旋转，实现对胎儿模型的全景观看。

附图说明

图1为本发明胎儿全景展示仪方法的流程图；

图2为本发明的可穿戴Myo臂环；

图3为本发明的总体设计图；

图4为本发明胎儿全景展示仪的流程图；

其中：1为图像数据获取；2为图像预处理及分割；3为三维物体表面重建；4为手臂运动识别；5为重建结果显示；6为B超仪；7为电脑主机；8显示器；9为Myo臂环；

具体实施方式

本发明的具体实施方式是：

1)利用B超仪6探头扫描获得断层图像序列，或者从历史数据直接获取胎儿的超声波图像序列；

2)将所获的图像序列进行图像增强、滤波去噪等操作，采用基于最大类间方差法的三维分割法自动分割出胎儿图像区域；

3)利用由二维轮廓线重构三维形体的切片级方法进行三维重建，同时去除胎儿的性别特征；

4)利用OpenGL对上述三维重建模型在屏幕上显示；

5)将Myo臂环9戴在手臂上，通过Myo臂环9检测手臂运动的姿态信号；

6)通过蓝牙将Myo臂环采集的手臂运动信号数据传输给电脑；电脑通过Myo臂环9的SDK编程将信号数据解析还原成用户的手势信号；

7)结合手势信号与OpenGL函数库对三维模型进行操作并更新显示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于超声和3D技术的胎儿全景展现仪，其特征在于，包括B超仪、电脑主机、显示器、MYO臂环，所述的B超仪通过网线或者Wifi连接到电脑主机，MYO臂环通过蓝牙模块连接到电脑主机。

2.如权利要求1所述的胎儿全景展现仪，其特征在于，所述的B超仪用于胎儿超声波断层图像序列的获取，并通过网线或者Wifi将图像数据传送到电脑主机。

3.如权利要求1所述的胎儿全景展现仪，其特征在于，所述的电脑主机通过网线或者Wifi获取B超仪的图像数据，并对图像数据进行图像处理、3D建模；通过蓝牙获取MYO臂环的手臂运动信号数据，并对其进行处理获得用户手势信号，以对所述3D模型进行更新操作。

4.如权利要求1所述的胎儿全景展现仪，其特征在于，所述的显示器与电脑主机相连接，用于胎儿三维模型的显示。

5.如权利要求1所述的胎儿全景展现仪，其特征在于，所述的MYO臂环通过蓝牙与电脑主机相连接，用于对手臂运动进行识别，并通过蓝牙将手臂运动信号数据发送给电脑主机。

6.如权利要求5所述的胎儿全景展现仪，其特征在于：所述的Myo臂环由Thalmic公司提供。

7.使用权利要求1所述的胎儿全景展现仪进行胎儿全景展现方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用B超探头扫描获得断层图像序列，或者从历史数据直接获取胎儿的超声波图像序列；

2)将所获的图像序列进行图像增强、滤波去噪等操作，采用基于最大类间方差法的三维分割法自动分割出胎儿图像区域；

3)利用由二维轮廓线重构三维形体的切片级方法进行三维重建，同时去除胎儿的性别特征；

4)利用OpenGL对上述三维重建模型在屏幕上显示；

5)将Myo臂环戴在手臂上，通过Myo臂环检测手臂运动的姿态信号；

6)通过蓝牙将Myo臂环采集的手臂运动信号数据传输给电脑；电脑通过Myo臂环的SDK编程将信号数据解析还原成用户的手势信号；

7)结合手势信号与OpenGL函数库对三维模型进行操作并更新显示。