一种基于CT的三维重建图像处理方法及系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于CT的三维重建图像处理方法及系统。

背景技术

CT扫描通过X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，将接收的X线转变为可见光后，由光电转换器转变为电信号，再经模拟/数字转换器(Analog/Digital converter)转为数字信号，最后将数字信号输入计算机处理，获得二维CT图像。

CT扫描是一种常用的医学辅助诊疗手段，但是由于二维CT图像的抽象性和器官结构的复杂性，识别难度较高，只有影像科医生等专业医生，或者经验丰富的医生才能很快看懂。对于刚入行的医学生或经验不足的医生来说，需要花较长时间才能看出患者CT图像中的异常病变情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于CT的三维重建图像处理方法及系统，降低CT图像的识别难度。

第一方面，本发明提供一种基于CT的三维重建图像处理方法。

在第一种可实现方式中，一种基于CT的三维重建图像处理方法，包括：

获取患者CT影像数据；

根据患者CT影像数据获取初始三维空间；

获取标记点，并根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位；

在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型。

结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，根据患者CT影像数据获取初始三维空间，包括：

根据患者CT影像数据中的图像尺寸、像素点数量和图像层厚确定初始位置；

根据患者CT影像数据中的坐标信息获取三维坐标；

根据初始位置和三维坐标建立初始三维空间。

结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位，包括：

以各标记点为初始原点，按照预设的生长规则对各初始原点进行扩张，获取若干个像素点集合，各像素点集合即为各组织部位。

结合第三种可实现方式，在第四种可实现方式中，生长规则为：将与初始原点相邻且相似的像素点纳入初始原点，形成新的原点，并将新的原点作为初始原点重复执行上述操作。

结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型，包括：

获取各组织部位的标签；标签用于表征各组织部位的名称和病变情况；

在初始三维空间内根据各组织部位生成三维模型；

将各组织部位的标签作为各组织部位在三维模型中对应器官的第一标签；

判断三维模型中各器官是否有异常情况，获取判断结果；并将判断结果作为三维模型中各器官的第二标签；

根据第一标签和第二标签对三维模型中存在病变情况的器官进行标注，获得病变器官三维显示模型。

结合第五种可实现方式，在第六种可实现方式中，获取各组织部位的标签，包括：

将各组织部位在预设的器官数据库中进行匹配操作，获取与各组织部位相似的组织图像；

将与各组织部位相似度最高的组织图像对应的名称和病变情况作为各组织部位的标签。

结合第五种可实现方式，在第七种可实现方式中，判断三维模型中各器官是否有异常情况，获取判断结果，包括：

将三维模型与预设的标准三维模型进行对比，将不符合标准三维模型的参数范围的部位进行切分；

将切分的部位进行等比例放大，并获取纹理信息；

根据纹理信息进行分析，判断是否有异常情况，获得判断结果。

结合第五种可实现方式，在第八种可实现方式中，根据第一标签和第二标签对三维模型中存在病变情况的器官进行标注，获得病变器官三维显示模型，包括：

将三维模型中仅有第一标签的器官通过第一颜色显示；

将三维模型中仅有第二标签的器官通过第二颜色显示；

将三维模型中同时有第一标签和第二标签的器官通过第三颜色显示，获得病变器官三维显示模型。

第二方面，本发明提供一种基于CT的三维重建图像处理系统。

在第九种可实现方式中，一种基于CT的三维重建图像处理系统，包括：

患者CT影像数据获取模块，被配置为获取患者CT影像数据；

初始三维空间建立模块，被配置为根据患者CT影像数据建立初始三维空间；

组织部位获取模块，被配置为获取标记点，并根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位；

病变器官三维模型显示模型生成模块，被配置为在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型。

由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：

1.根据患者CT影像数据建立初始三维空间，根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位，最后，在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型。这样，将二维的患者CT影像转换成三维进行显示，有利于医生对各器官进行识别，通过CT影像分割成的各组织部位生成病变器官三维显示模型，这样直接在三维空间中将病变器官显示出来，帮助医学生等经验不丰富的医生进行病灶识别，进一步提高疾病诊断的准确性，即使是非专业人员通过本方案也可以识别出CT影像中的病变器官，极大地降低了CT影像的识别难度，提高了医生的工作效率。

2.对二维的CT影像的组织部位进行病灶情况识别，还对三维模型的器官异常进行判断，从而在不同维度对患者CT影像中的病变器官进行识别，有利于提高疾病诊断的准确性，更有利于加深医生对疾病在不同维度中器官的病变情况的理解。

3.通过不同的颜色对不同维度的识别情况进行标注，进一步降低三维模型中病变器官的识别难度，且有利于分辨病变器官在不同维度的显现情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的一种基于CT的三维重建图像处理方法的示意图；

图2为本发明提供的一种基于CT的三维重建图像处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。

结合图1所示，本实施例提供了一种基于CT的三维重建图像处理方法，包括：

步骤S01、获取患者CT影像数据；

步骤S02、根据患者CT影像数据获取初始三维空间；

步骤S03、获取标记点，并根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位；

步骤S04、在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型。

可选地，根据患者CT影像数据获取初始三维空间，包括：根据患者CT影像数据中的图像尺寸、像素点数量和图像层厚确定初始位置；根据患者CT影像数据中的坐标信息获取三维坐标；根据初始位置和三维坐标建立初始三维空间。

可选地，在预设的人体位置表中对图像尺寸、像素点数量和图像层厚进行查表操作，获得初始位置。预设的人体位置表中存储有图像尺寸、像素点和图像层厚三者与初始位置之间的对应关系。

在一些实施例中，根据图像尺寸、像素点数量和图像层厚确定CT影像所扫描的人体部位，并将人体部位在三维空间的人体模型中所属位置确定为初始位置，该初始位置表征确定CT影像所扫描的人体部位在三维空间的大致位置和范围，以及方向。

可选地，患者CT影像数据中的坐标信息包括体素坐标，CT影像形成时将选定层面分成若干个体积相同的长方体，各长方体即为体素。

可选地，通过以下公式实现根据坐标信息获取三维坐标：

其中，(X，Y)为CT影像中a点体素的坐标，(x`，y`，z`)为a点对应在真实世界的三维坐标，患者坐标为(x，y，z)；X

可选地，根据初始位置和三维坐标建立初始三维空间，包括：根据初始位置、CT影像中的长宽、像素点数量、以及三维坐标，通过计算机初始化一个三维空间，可参考现有技术。

可选地，获取标记点包括：在CT影像中选取某一点的坐标作为标记点，或，医生输入CT影像中任一点坐标作为标记点。

可选地，根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位，包括：以各标记点为初始原点，按照预设的生长规则对各初始原点进行扩张，获取若干个像素点集合，各像素点集合即为各组织部位。

可选地，生长规则为：将与初始原点相邻且相似的像素点纳入初始原点，形成新的原点，并将新的原点作为初始原点重复执行上述操作。

可选地，根据初始原点与其相邻像素点的灰度级和纹理，判断二者是否相似。

可选地，在初始原点与其相邻像素点之间的差值处于预设范围内的情况下，确定二者相似。

在一些实施例中，根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理包括以下步骤：

步骤21、将标记点作为初始原点；

步骤22、判断初始原点是否有相邻且相似的像素点，若有，则将该相邻且相似的像素点纳入初始原点的集合，形成新的初始原点；

步骤23、重复执行步骤22，直到初始原点没有相似且相邻的像素点时，该初始原点形成的集合为一个分割区域，即组织部位；

步骤24，在患者CT影像中存在未被选择或判断相似性的像素点的情况下，从未被选择或判断相似性的像素点中选取一个作为标记点，返回执行步骤21、步骤22、步骤23；

步骤25、在患者CT影像中不存在未被选择或判断过相似性的像素点的情况下，确定患者CT影像分割完毕。

可选地，在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型，包括：获取各组织部位的标签；标签用于表征各组织部位的名称和病变情况；在初始三维空间内根据各组织部位生成三维模型；将各组织部位的标签作为各组织部位在三维模型中对应器官的第一标签；判断三维模型中各器官是否有异常情况，获取判断结果；并将判断结果作为三维模型中各器官的第二标签；根据第一标签和第二标签对三维模型中存在病变情况的器官进行标注，获得病变器官三维显示模型。

可选地，获取各组织部位的标签，包括：将各组织部位在预设的器官数据库中进行匹配操作，获取与各组织部位相似的组织图像；将与各组织部位相似度最高的组织图像对应的名称和病变情况作为各组织部位的标签。

在一些实施例中，在初始三维空间内根据各组织部位生成三维模型可参考现有技术。

可选地，判断三维模型中各器官是否有异常情况，获取判断结果，包括：将三维模型与预设的标准三维模型进行对比，将不符合标准三维模型的参数范围的部位进行切分；将切分的部位进行等比例放大，并获取纹理信息；根据纹理信息进行分析，判断是否有异常情况，获得判断结果。

可选地，根据第一标签和第二标签对三维模型中存在病变情况的器官进行标注，获得病变器官三维显示模型，包括：将三维模型中仅有第一标签的器官通过第一颜色显示；将三维模型中仅有第二标签的器官通过第二颜色显示；将三维模型中同时有第一标签和第二标签的器官通过第三颜色显示，获得病变器官三维显示模型。这样，不仅对二维的CT影像的组织部位进行病灶情况识别，还对三维模型的器官异常进行判断，从而在二维和三维两种维度对患者CT影像进行异常识别，有利于提供疾病诊断的准确性，更有利于加深医生对疾病在不同维度中器官的病变情况的理解。通过不同的颜色对不同维度的识别情况进行标注，进一步降低三维模型中病变器官的识别难度，且有利于分辨病变器官在不同维度的显现情况。

可选地，将各组织部位的病变情况和三维模型中器官的异常情况输入疾病案例存储库中进行分析查找，获取相似案例，并将该相似案例作为病变器官三维显示模型的参考资料显示给医生。这样，根据各组织部位的病变情况和三维模型中器官的异常情况在疾病案例存储中查找到相似案例，为医生提供更多参考资料，避免了医生再去翻找相似案例，提高了工作效率，而且，为医学生或者经历不够的医生提供了学习和积累的机会，实用又方便。

可选地，在该相似案例的相似度大于预设阈值的情况下，将该相似案例的疾病诊断结果作为病变器官三维显示模型的参考疾病结果直接显示给医生。

结合图2所示，本实施例提供一种基于CT的三维重建图像处理系统，包括：患者CT影像数据获取模块101、初始三维空间建立模块102、组织部位获取模块103、病变器官三维模型显示模型生成模块104。患者CT影像数据获取模块101被配置为获取患者CT影像数据；初始三维空间建立模块102被配置为根据患者CT影像数据建立初始三维空间；组织部位获取模块103被配置为获取标记点，并根据标记点对患者CT影像数据进行分割处理，获得各组织部位；病变器官三维模型显示模型生成模块104被配置为在初始三维空间内根据各组织部位生成病变器官三维显示模型。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。