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断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质

文献发布时间:2023-06-19 10:08:35


断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及医学影像技术领域,尤其涉及一种断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质。

背景技术

乳腺断层扫描技术可以认为是数字乳腺断层摄影(Digital BreastTomosynthesis,DBT)技术。DBT通过使用三维断层成像技术,可以克服全数字化乳腺摄影(Full-field digital mammography,FFDM)中由于组织重叠导致的乳腺诊断准确率低的问题,因此具有良好的应用前景。

现有技术中,乳腺断层扫描常采用集合曝光(Combo)模式进行扫描摄影,通过一次摄影可获得乳房的断层图像序列,再由医生进行阅片,而当医生发现病灶,也只能在一些断层图像中进行标记,并想象出病灶在真实三维空间的具体位置,这对医生的阅片经验及三维想象能力要求极高,为医生阅片带来极大不便,对病灶的定位具有很大的不确定性。目前,可以采用3D可视化重建算法根据断层图像序列重建出乳房的三维图像,但需要每个断层图像中的所有坐标都参与计算,计算量极大,耗时也极长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质,能够直观地展示出病灶在真实三维空间的具体位置,解决断层图像在阅片过程中病灶定位不准确的问题。

为了达到上述目的,本发明提供了一种断层图像的处理方法,包括:

获取一器官的断层图像序列,所述断层图像序列中具有多个顺次叠放的断层图像;

根据所述断层图像序列建立三维坐标系;

在每个所述断层图像中提取所述器官的边缘点的三维坐标,并得到表征所述器官的轮廓的边缘点坐标集合;

根据所述边缘点坐标集合建立所述器官的三维轮廓模型;以及,

在所述断层图像中标记出所述器官的病灶的位置,并至少提取表征所述病灶的位置的三维坐标,以将所述病灶显示在所述三维轮廓模型中。

可选的,所述器官为乳房、脑干、心脏、肝脏、肾脏或胰脏。

可选的,所述断层图像沿着第一设定方向排列,根据所述断层图像序列建立三维坐标系的步骤包括:

将任一所述断层图像内的任一位置作为坐标原点、所述断层图像的横向和纵向分别作为X向和Y向及所述断层图像的排列方向作为Z向建立XYZ三维坐标系。

可选的,在每个所述断层图像中提取所述器官的边缘点的三维坐标的步骤包括:

将所述断层图像进行二值化,得到黑白图像;以及,

对所述黑白图像进行边缘提取,得到所述器官的边缘点的三维坐标。

可选的,所述器官为乳房,对所述黑白图像进行边缘提取,得到所述器官的边缘点的三维坐标的步骤包括:

每隔一预定间距沿横向对所述黑白图像的一行像素进行单向扫描,每次扫描时,将像素值突变的像素作为所述边缘点,并记录下所述边缘点的三维坐标。

可选的,根据所述边缘点坐标集合建立所述器官的三维轮廓模型的步骤包括:

将在每个所述断层图像中提取的边缘点拟合成对应的轮廓线;以及,

在每相邻的两个断层图像对应的轮廓线之间构建三角形网络,以拟合出所述三维轮廓模型。

可选的,对所述黑白图像进行边缘提取,得到所述器官的边缘点的三维坐标的步骤包括:

利用虚拟分割线将所述黑白图像分割为第一部分和第二部分,在垂直于所述虚拟分割线的方向上,所述第一部分和所述第二部分的一行像素或一列像素具有单个像素值突变的像素;以及,

每隔一预定间距沿垂直于所述虚拟分割线的方向对所述黑白图像的一行像素或一列像素进行双向扫描,每次扫描时,分别将所述第一部分和所述第二部分中像素值突变的像素作为所述边缘点,并记录下所述边缘点的三维坐标。

可选的,根据所述边缘点坐标集合建立所述器官的三维轮廓模型的步骤包括:

将在每个所述断层图像的第一部分提取的边缘点拟合成第一轮廓线,将在每个所述断层图像的第二部分提取的边缘点拟合成第二轮廓线;

在相邻的两个断层图像对应的第一轮廓线之间构建三角形网络以拟合出第一轮廓模型,在相邻的两个断层图像对应的第二轮廓线之间构建三角形网络以拟合出第二轮廓模型;以及,

在所述第一轮廓模型的边缘的第一轮廓线与所述第二轮廓模型的边缘的第二轮廓线之间构建三角形网络,以拟合出所述三维轮廓模型。

可选的,在所述断层图像中标记出所述器官的病灶的位置的步骤包括:

将所述断层图像显示在一预览窗口中;

人工标记出所述器官的病灶的位置。

可选的,在所述断层图像中标记出所述器官的病灶的位置,并至少提取表征所述病灶的位置的三维坐标,以将所述病灶显示在所述三维轮廓模型中的步骤包括:

在所述断层图像上绘制标记点,所述标记点位于所述病灶内;

提取所述标记点的三维坐标作为表征所述病灶的位置的三维坐标;以及,

根据所述标记点的三维坐标将所述标记点显示在所述三维轮廓模型中。

可选的,在所述断层图像中标记出所述器官的病灶的位置,并至少提取表征所述病灶的位置的三维坐标,以将所述病灶显示在所述三维轮廓模型中的步骤包括:

在所述断层图像上绘制圆圈,所述圆圈围绕所述病灶;

提取所述圆圈的圆心的三维坐标作为表征所述病灶的位置的三维坐标;

计算出所述圆圈的半径;以及,

根据所述圆圈的圆心的三维坐标以及所述圆圈的半径在所述三维轮廓模型中绘制出球体。

可选的,将所述断层图像显示在所述预览窗口中时,还包括:

判断所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置是否满足预定要求,当所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置不满足所述预定要求时,对所述断层图像进行平移及缩放。

可选的,所述断层图像中的器官以居中对齐的方式显示,所述预览窗口中的断层图像以居中对齐的方式显示。

可选的,判断所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置是否满足预定要求的步骤包括:

所述断层图像上绘制出能够容纳所述器官的最小虚拟矩形框;以及,

并判断所述最小虚拟矩形框的中心是否位于所述预览窗口的中心,当所述最小虚拟矩形框的中心位于所述预览窗口的中心时,判定所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置满足预定要求,当所述最小虚拟矩形框的中心未位于所述预览窗口的中心时,判定所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置不满足预定要求。

可选的,当所述断层图像中的器官在预览窗口中的位置不满足预定要求时,平移所述断层图像直至所述最小虚拟矩形框的中心与所述预览窗口的中心重合,并对所述断层图像进行缩放。

可选的,所述断层图像的横向位移为Δα,对所述断层图像进行缩放的比例γ满足如下关系:

γ=(Δα+α

其中,α

可选的,所述器官为左乳房,所述断层图像中的左乳房以左对齐的方式显示,所述预览窗口中的断层图像以左对齐的方式显示;和/或,所述器官为右乳房,所述断层图像中的右乳房以右对齐的方式显示,所述预览窗口中的断层图像以右对齐的方式显示。

可选的,所述断层图像中乳房的胸壁与所述断层图像的对应的边缘重合。

可选的,所述预览窗口具有两个,两个所述预览窗口并排设置且分别显示左乳房和右乳房的断层图像,且左乳房的胸壁与右乳房的胸壁重合。

可选的,判断所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置是否满足预定要求的步骤包括:

获取所述断层图像中的乳房的乳头在对应的预览窗口中的位置;以及,

判断所述乳头的位置是否位于对应的预览窗口的中心,当所述乳头的位置位于对应的预览窗口的中心时,判定所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置满足预定要求,当所述乳头的位置未位于对应的预览窗口的中心时,判定所述断层图像中的器官在所述预览窗口中的位置不满足预定要求。

可选的,当所述断层图像中的器官在预览窗口中的位置不满足预定要求时,平移所述断层图像直至所述乳头的位置与所述预览窗口的中心重合,并对所述断层图像进行缩放。

可选的,所述断层图像的横向位移为Δα,对所述断层图像进行缩放的比例γ满足如下关系:

γ=(Δα+α

其中,α

本发明还提供了一种断层图像的处理系统,包括:

图像获取模块,用于获取一器官的断层图像序列,所述断层图像序列中具有多个顺次叠放的断层图像;

坐标建立模块,用于根据所述断层图像序列建立三维坐标系;

坐标提取模块,用于在每个所述断层图像中提取所述器官的边缘点的三维坐标,并得到表征所述器官的轮廓的边缘点坐标集合;

模型建立模块,用于根据所述边缘点坐标集合建立所述器官的三维轮廓模型;

标记模块,在所述断层图像中标记出所述器官的病灶的位置,并至少提取表征所述病灶的位置的三维坐标;以及,

显示模块,用于将所述病灶显示在所述三维轮廓模型中。

本发明还提供了一种终端,所述终端包括:

一个或多个处理器;以及,

存储器,用于存储一个或多个程序;

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现所述的断层图像的处理方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现所述的断层图像的处理方法。

在本发明提供的断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质中,将断层图像序列放置在三维坐标系中,然后提取断层图像中器官的边缘点的三维坐标,根据获取的边缘点的坐标集合建立器官的三维轮廓模型,通过标记并提取表征病灶的三维坐标,可将病灶显示在三维轮廓模型中,可以直观地展示出病灶在真实三维空间的具体位置,精确定位病灶的位置,辅助医生阅片;并且,在建立器官的三维轮廓模型的过程中,只有器官的边缘点会参与计算,计算量小,耗时也较少。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的断层图像的处理方法的流程图;

图2为本发明实施例一提供的乳房的断层图像序列的示意图;

图3为本发明实施例一提供的根据断层图像序列建立三维坐标系的示意图;

图4a为本发明实施例一提供的断层图像序列中第一个断层图像的示意图;

图4b为本发明实施例一提供的对第一个断层图像进行二值化得到的黑白图像的示意图;

图4c为本发明实施例一提供的对黑白图像进行边缘提取得到边缘点的示意图;

图5a为本发明实施例一提供的第i个断层图像对应的轮廓线;

图5b为本发明实施例一提供的第i-m个、第i个、第i+1及第i+2个断层图像分别对应的轮廓线;

图5c为本发明实施例一提供的在轮廓线f

图6a及图6b为本发明实施例一提供的乳房的三维轮廓模型;

图7a为本发明实施例一提供的医生在断层图像中标记出病灶的示意图;

图7b及图7c为本发明实施例一提供的在三维轮廓模型中显示标记点的示意图;

图8a为本发明实施例一提供的医生在断层图像中标记出病灶的另一示意图;

图8b及图8c为本发明实施例一提供的在三维轮廓模型中显示圆圈的示意图;

图9a及图9b分别为本发明实施例一提供的断层图像中的乳房尺寸在预览窗口中过大和过小的情况的示意图,其中,图9a是左乳房的断层图像,图9b是右乳房的断层图像;

图9c为本发明实施例一提供的两个预览窗口分别显示左乳房和右乳房的断层图像时的示意图;

图9d为本发明实施例一提供的将图9c中的断层图像进行平移及缩放后与图9c中的断层图像的对比示意图;

图10a为本发明实施例二提供的对黑白图像进行边缘提取得到边缘点的示意图;

图10b为本发明实施例二提供的第i个断层图像断层对应的第一轮廓线和第二轮廓线的示意图;

图10c为本发明实施例二提供的第i、第i+1、第i-1个断层图像断层分别对应的第一轮廓线和第二轮廓线;

图10d为本发明实施例二提供的在第一轮廓线之间以及在第二轮廓线之间构建成互相连接的三角形面的示意图;

图11a为本发明实施例三提供的将断层图像以默认显示规则显示在预览窗口中的示意图;

图11b为本发明实施例三提供的将图11a中的断层图像进行平移及缩放后与图11a中的断层图像的对比示意图;

图12为本发明实施例四提供的断层图像的处理系统的结构框图。

其中,附图标记为:

10-图像获取模块10;20-坐标建立模块;30-坐标提取模块;40-模型建立模块40;50-标记模块;60-显示模块60;

100-断层图像序列;100a-断层图像;101a-第一断层图像;102a-第二断层图像;100b-黑白图像;200-三维轮廓模型;300-预览窗口;300a-第一预览窗口;300b-第二预览窗口;

P-预定间距;Q1-标记点;Q2-圆圈;Q3-球体;d-虚拟分割线。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为本实施例提供的断层图像的处理方法的流程图。如图1所示,本实施例提供了一种断层图像的处理方法,包括步骤S100~步骤S500。

执行步骤S100,获取一器官的断层图像序列100,所述断层图像序列100中具有多个顺次叠放的断层图像100a。

图2为本实施提供的乳房的断层图像序列100的示意图。如图2所示,对乳房进行断层图像扫描,获取乳房的断层图像序列100,所述断层图像序列100中的多个断层图像100a沿着一设定方向依次叠放,每个所述断层图像100a都是二维图像,医生可以通过所述断层图像100a观察到乳腺是否具有病灶以及病灶的二维特征。

应理解,所述器官不限于是乳房,还可以是心脏、脑干、肝脏、肾脏及胰脏等具有明显边缘且适用断层扫描技术的器官,本实施例仅是以乳房为例对所述断层图像的处理方法进行说明,但是不应以此为限。

执行步骤S200,根据所述断层图像序列100建立三维坐标系。

图3为本实施提供的根据断层图像序列建立三维坐标系的示意图。如图3所示,以第一个断层图像100a的左上顶角为原点,横向和纵向分别作为X向和Y向,所述断层图像100a的叠放方向为Z向,建立XYZ三维坐标系。如此一来,所述断层图像序列100即可位于一三维坐标系中,每个所述断层图像100a中的每个像素都可以用三维坐标来表示,其中,用i来表示所述断层图像100a在所述断层图像序列100中的位置(序号),可选的,i为自然数。

本实施例中,所述断层图像序列100中,每个所述断层图像100a的尺寸及像素均是相同的。基于此,所述三维坐标系中例如采用毫米计量单元,从dicom(Digital Imagingand Communications in Medicine)文件中可获取所述断层图像100a的一个像素的宽度和高度分别对应的实际物理尺寸为pxielSpacingX与pixelSpcingY以及相邻的所述断层图像100a之间的层厚thickness,则可以根据以下公式以及第i个断层图像100a中的任意像素在所述断层图像100a中的位置(u,v)得到该像素在三维坐标系中的三维坐标(X

X

Y

Z

应理解,本发明中XYZ三维坐标系的原点、X向、Y向及Z向的选取不限于此,XYZ三维坐标系的原点还可以是所述断层图像序列100内的任意一点,X向、Y向及Z向的也可以相互调换,此处不再过多赘述。

执行步骤S300:在每个所述断层图像100a中提取所述器官的边缘点的三维坐标,并得到表征所述器官的轮廓的边缘点坐标集合。

本实施例将以第一个断层图像100a为例说明提取每个所述断层图像100a中所述器官的边缘点的三维坐标的方法。

图4a为本实施提供的断层图像序列100中第一个断层图像100a的示意图。如图4a所示,将所述断层图像100a进行预处理,以对所述断层图像100a进行背景抑制、去噪或对比度增强等,便于后续的图像处理步骤。

图4b为本实施提供的对第一个断层图像100a进行二值化得到的黑白图像100b的示意图。如图4b所示,对所述断层图像100a进行二值化得到黑白图像100b,所述黑白图像100b中的像素只有黑色和白色,分别对应像素值0和255,图4b中,黑色所占的区域为背景,白色所占的区域为乳房。

图4c为本实施提供的对黑白图像100b进行边缘提取得到边缘点的示意图。如图4c所示,每隔一预定间距P沿着X向对所述黑白图像100b的像素进行扫描,每次扫描时沿着X向依次获取一行像素的每个像素的像素值,当扫描到像素值突变的像素时(像素值从1变为0的像素),停止扫描,将该像素判定为乳房的边缘点,并提取该边缘点的三维坐标。如此一来,将所述黑白图像100b扫描完之后,即可提取到所述黑白图像100b中的乳房的所有边缘点,将所有所述断层图像100a的边缘点均提取到以后,即可得到所述断层图像序列100中的乳房的所有边缘点,进而得到表征乳房的轮廓的边缘点坐标集合。

可选的,所述预定间距P可以0个像素,也可以是1个像素、2个像素或3个像素等,也即可以逐行对所述黑白图像100b的像素进行扫描以提取所述边缘点,也可以每隔几行对所述黑白图像100b的像素进行扫描以提取所述边缘点。可以理解的是,逐行扫描得到的边缘点数量多,所述边缘点坐标集合能够更加准确地表征所述乳房的轮廓;每隔几行扫描得到的边缘点虽然数量相应较少,但是可以减少计算量和计算时间。

本实施例中,每次对所述黑白图像100b的像素进行扫描时,均是从左到右(针对图4c)进行单向扫描的;作为可选实施例,每次对所述黑白图像100b的像素进行扫描时,也可以从右到左进行单向扫描,此时,像素值突变的像素是像素值从0变为1的像素。

步骤S400:根据所述边缘点坐标集合建立所述器官的三维轮廓模型。

首先,先将所述边缘点坐标集合中的所有边缘点的三维坐标进行归一化处理(归一化至-1~1区间),以便于3D显示及数据保存。具体而言,设所述断层图像100a的宽度为w、高度为h,数量为n,则整个所述断层图像序列100构成的3D的立体空间的最大尺寸s为:

归一化后,每个所述边缘点的三维坐标为(X

X

Y

Z

接着,将每个所述断层图像100a的所有边缘点用曲线拟合起来,形成对应每个所述断层图像100a的轮廓线。图5a示出了第i个断层图像100a对应的轮廓线f

进一步地,在相邻的两条轮廓线上构建成互相连接的三角形面,从而拟合出乳房的连续的轮廓,以进行3D显示。图5c为本实施例提供的在轮廓线f

进一步地,将所述三维轮廓模型200进行3D显示时,需要获取三角形面的法向量,本实施例中,三角形面的法向量采用向量差积的方法计算,但不应以此为限。

获取到每个三角形面的法向量后,可以调用诸如OpenGL等3D软件对所述三维轮廓模型200进行展示,3D软件中既可以根据直接显示所述三维轮廓模型200,也可以将所述三维轮廓模型200对应的信息以标准文件(例如STL文件)形式保存下来,在显示时候直接读取所述标准文件进行显示。

执行步骤S500,在所述断层图像100a中标记出所述器官的病灶的位置,并至少提取表征所述病灶的位置的三维坐标,以将所述病灶显示在所述三维轮廓模型200中。

首先,将所述断层图像100a显示在一预览窗口300中供医生阅片,医生在查阅断层图像100a的过程中,若观察到病灶,可以在所述断层图像100a中标记出病灶的位置,将医生标注的位置提取出来显示在所述三维轮廓模型200中,即可在所述三维轮廓模型200中直观地看到所述病灶在乳房中的位置。

图7a为医生在断层图像100a中标记出病灶的示意图。如图7a所示,医生可以在所述断层图像100a中绘制标记点,所述标记点可以位于所述病灶所在的区域内,且能够反映出所述病灶的位置。图7b及图7c为在三维轮廓模型200中显示标记点的示意图。如图7b及图7c所示,提取所述标记点的三维坐标,利用所述标记点的三维坐标表征所述病灶的位置,然后根据所述标记点的三维坐标将所述标记点显示在所述三维轮廓模型200中。此种标记方法简单便捷,医生的工作量小,可以适用于尺寸较小的病灶。

图8a为医生在断层图像100a中标记出病灶的另一示意图。如图8a所示,医生可以在所述断层图像100a中绘制圆圈,所述圆圈围绕所述病灶以将所述病灶圈住,所述圆圈不仅可以反映出所述病灶的位置,还可以反映出所述病灶的尺寸。图8b及图8c为在三维轮廓模型200中显示圆圈的示意图。如图8b及图8c所示,提取所述圆圈的圆心三维坐标并计算出所述圆圈的半径所占的像素的数量r

本实施例中,所述圆圈的半径R可以按照下式计算:

R=(r

此种标记方法能够直观显示出所述病灶的位置及尺寸,可以适用于尺寸较大的病灶。

当然,在所述断层图像100a中绘制标记点及绘制圆圈的标记方式可以同步使用,可以医生根据观察到的病灶选取其中一种或两种方式。

进一步地,在拍摄所述断层图像100a时,当将所述断层图像100a显示在所述预览窗口300中供医生阅片时,每个所述断层图像100a均会按照默认显示规则显示在所述预览窗口300中,从而保证每个所述断层图像100a均能够显示出来。但是,由于拍摄角度不同或乳房大小不同,不同的患者对应的断层图像100a中的乳房尺寸、形状和/或位置可能会不同,容易出现所述预览窗口300中显示的断层图像100a中的乳房过大或过小的情况,从而影响医生的阅片体验。

图9a及图9b分别示出了断层图像中的乳房尺寸在预览窗口300中过大和过小的情况的示意图,其中,图9a是左乳房的断层图像,图9b是右乳房的断层图像。从图9a及图9b中可见,当乳房尺寸过小时,医生难以在断层图像中观察病灶是否存在病灶,若存在病灶,也难以准确地将病灶标示出来,当乳房尺寸过大时,也难免影响医生的阅片。

请继续参阅图9a及图9b,应理解,为了便于医生的阅片,在所述断层图像中,乳房的胸壁(背离乳头的一侧)与所述断层图像的对应的边缘重合,例如图9a及图9b中的所述预览窗口300中显示的断层图像分别是左乳房的断层图像和右乳房的断层图像,为了便于区分,接下来将左乳房的断层图像称为第一断层图像101a,右乳房的断层图像称为第二断层图像102a。其中,所述第一断层图像101a中的左乳房中以左对齐的方式显示,左乳房的胸壁与所述第一断层图像101a的左侧边缘重合;所述第二断层图像102a中的右乳房在所述第二断层图像102a中以右对齐的方式显示,右乳房的胸壁与所述第二断层图像102a的右侧边缘重合。当在所述预览窗口300中显示所述第一断层图像101a或所述第二断层图像102a时,所述第一断层图像101a或所述第二断层图像102a的边缘也应与所述预览窗口300的对应边缘重合,其中,所述预览窗口300显示所述第一断层图像101a时,所述第一断层图像101a以左对齐的方式显示,所述第一断层图像101a的左侧边缘与所述预览窗口300的左侧边缘重合;显示所述第二断层图像102a时,所述第二断层图像102a以右对齐的方式显示,所述第二断层图像102a的右侧边缘与所述预览窗口300的右侧边缘重合。

进一步地,图9c示出了两个预览窗口300同时显示左乳房和右乳房的断层图像100a时的示意图。如图9c所示,所述预览窗口300可以为两个,分别为第一预览窗口300a和第二预览窗口300b,所述第一预览窗口300a和所述第二预览窗口300b并排设置且无缝对接,也可以理解为,所述第一预览窗口300a和所述第二预览窗口300b实际上是一个显示窗口的两个显示区。所述第一预览窗口300a位于左侧,且用于显示所述第二断层图像102a,所述第二预览窗口300b位于右侧,且用于显示所述第一断层图像101a。

如上所述,所述第二断层图像102a在所述第一预览窗口300a中以右对齐的方式显示,所述第一断层图像101a在所述第二预览窗口300b中以左对齐的方式显示,所述第二断层图像102a的右侧边缘与第一断层图像101a的左侧边缘重合,所述第二断层图像102a中的右乳房的胸壁与所述第一断层图像101a中的左乳房的胸壁重合,从而使得医生直观的查看患者的左右乳房,便于医生对比。

请继续参阅图9c,当所述第一预览窗口300a及所述第二预览窗口300b以默认显示规则显示所述第二断层图像102a及所述第一断层图像101a时,也容易出现所述第二断层图像102a中的右乳房与所述第一断层图像101a中的左乳房在纵向上不对齐的情况,从而影响到医生的阅片体验。

基于此,在将所述断层图像100a显示在所述预览窗口300中时,可以先判断所述断层图像100a中乳房在所述预览窗口300中的位置是否满足预定要求,当所述断层图像100a中乳房在所述预览窗口300中的位置不满足所述预定要求时,对所述断层图像100a进行平移及缩放,以使所述断层图像100a以合适的位置和尺寸显示在所述预览窗口300中。

图9d为本实施例提供的将图9c中的断层图像100a进行平移及缩放后与图9c中的断层图像100a的对比示意图。如图9d所示,将所述第二断层图像102a和所述第一断层图像101a以默认显示规则显示在所述第一预览窗口300a及所述第二预览窗口300b中,首先获取所述第一预览窗口300a中的右乳房的乳头在所述第一预览窗口300a中的坐标(α

接着,计算所述第一预览窗口300a中的右乳房的乳头的坐标(α

接下来,对所述第二断层图像102a及所述第一断层图像101a进行缩放,所述第二断层图像102a的缩放比例为γ1,所述第一断层图像101a的缩放比例为γ2,其中,所述缩放比例γ1=(Δα1+α

实施例二

与实施例一的区别在于,本实施例中,采用另一种方式对所述黑白图像100b进行边缘提取,得到所述器官的边缘点的三维坐标。

具体而言,本实施例中,所述器官是心脏、脑干、肝脏、肾脏及胰脏等,本实施例将以所述器官是心脏为例进行说明。在所述断层图像中的心脏通常位于中心区域,且是一个闭合图形,具有闭合的边缘轮廓。与实施例一相同,本实施例中也对每个所述断层图像依次进行了预处理和二值化,得到黑白图像100b。

图10a为本实施提供的对黑白图像100b进行边缘提取得到边缘点的示意图,如图10a所示,利用虚拟分割线d将所述黑白图像100b分割为第一部分和第二部分,本实施例中,所述虚拟分割线d沿Y向延伸,所述第一部分和所述第二部分分别排布在所述虚拟分割线d的左右两侧,也就是说,所述虚拟分割线d将所述黑白图像100b分割为左右两部分。在垂直于所述虚拟分割线的方向上(沿X向),所述第一部分和所述第二部分的每行像素均仅具有一个像素值突变的像素,也即,所述第一部分和所述第二部分的每行像素均具有一个边缘点。

每隔一预定间距P沿着X向对所述黑白图像100b的像素进行扫描,每次扫描时,所述第一部分沿着X向的正向依次获取一个像素行中每个像素的像素值,所述第二部分沿着X向的负向依次获取一个像素行中每个像素的像素值,当扫描到像素值突变的像素时(像素值从0变为1的像素),停止扫描,分别将所述第一部分和所述第二部分中像素值突变的像素作为心脏的边缘点,并分别提取所述第一部分和所述第二部分中的边缘点的三维坐标。如此一来,将所述黑白图像100b扫描完之后,即可提取到所述黑白图像100b对应的断层图像100a中的心脏的所有边缘点,将所有所述断层图像100a的边缘点均提取到以后,即可得到所述断层图像序列100中的心脏的所有边缘点,进而得到表征心脏的轮廓的边缘点坐标集合。

本实施例中,每次对所述黑白图像100b的一行像素进行扫描时,第一部分从左到右(针对图10a)进行扫描,第二部分从右到左(针对图10a)进行扫描,也就是说,每次对所述黑白图像100b的一行像素进行扫描时,均是进行的双向扫描,从而能够分别得到所述第一部分和所述第二部分的所有边缘点。

作为可选实施例,所述虚拟分割线d也可以沿X向延伸,以将所述黑白图像100b分割为上下两部分,所述第一部分和所述第二部分分别排布在所述虚拟分割线d的上下两侧。此时,对所述黑白图像100b的像素进行扫描时,需要沿着Y向对所述黑白图像100b的一列像素进行扫描,每次对所述黑白图像100b的一列像素进行扫描时,第一部分从上到下(针对图10a)进行扫描,第二部分从下到上(针对图10a)进行扫描,也是进行双向扫描。

应理解,本实施例中的虚拟分割线d不限于是一条,当所述器官的形状较为不规则时,也可以利用两条平行的虚拟分割线d分割所述黑白图像100b,此处不再一一解释说明。

应理解,本实施例中对所述黑白图像100b进行边缘提取的方式也适用于乳房的黑白图像100b,此时,所述虚拟分割线d是沿X向延伸的。

进一步地,与实施例一相同,得到所述边缘点坐标集合之后,可以先将所述边缘点坐标集合中的所有边缘点的三维坐标进行归一化处理(归一化至-1~1区间),以便于3D显示及数据保存。

接着,将每个所述断层图像100a的第一部分的所有边缘点用曲线拟合起来,形成对应每个所述断层图像100a的第一部分的第一轮廓线,将每个所述断层图像100a的第二部分的所有边缘点用曲线拟合起来,形成对应每个所述断层图像100a的第二部分的第二轮廓线,如此一来,每个所述断层图像100a均具有对应第一轮廓线和第二轮廓线。图10b示出了第i个断层图像100a对应的第一轮廓线f

进一步地,在相邻的两条第一轮廓线上以及相邻的两条第二轮廓线上构建成互相连接的三角形面,从而拟合出心脏的连续的轮廓,以进行3D显示。图10d为本实施例提供的在第一轮廓线f

每相邻的两个第一轮廓线以及每相邻的两个第二轮廓线之间的曲面拟合完成之后,即可分别形成第一轮廓模型和第二轮廓模型,其中第一轮廓模型和第二轮廓模型对应心脏的左右两部分的轮廓。

接下来,在所述第一轮廓模型边缘的第一轮廓线和所述第二轮廓模型边缘的第二轮廓线之间构建三角形网络,从而将所述第一轮廓模型和所述第二轮廓模型拟合成所述心脏的三维轮廓模型200。应理解,在构建三角形网络,所述第一轮廓线与所述第二轮廓线的位置应当对应,也即,应该在位置对应的第一轮廓线与所述第二轮廓线之间构建三角形网络,从而防止心脏的三维轮廓模型200产生扭曲。

实施例三

与实施例一不同的是,本实施例中,所述器官不是乳房,而是心脏、脑干、肝脏、肾脏及胰脏等,本实施例将以所述器官是心脏为例进行说明。在拍摄所述断层图像100a时,通常会尽量让心脏处于所述断层图像100a的中心区域,便于观察。将所述断层图像100a显示在所述预览窗口300中时,也最好以居中对齐的方式显示,便于医生的阅片。

图11a为本实施例提供的将断层图像100a以默认显示规则显示在预览窗口300中的示意图。如图11a所示,为了判断所述断层图像100a中的乳房在所述预览窗口300中的位置是否满足预定要求,可以先将断层图像100a以默认显示规则显示在所述预览窗口300中,从图11a中可见,所述预览窗口300中显示的断层图像100a也可能会产生位置偏移或尺寸过大/过小的情况。

图11b为本实施例提供的将图11a中的断层图像100a进行平移及缩放后与图11a中的断层图像100a的对比示意图。如图11b所示,首先在所述预览窗口300中绘制出能够容纳心的最小虚拟矩形框,并获取所述最小虚拟矩形框的中心的坐标(α

接着,计算所述最小虚拟矩形框的中心与所述预览窗口300的中心的横向偏移量Δα3(Δα3=|α

接下来,对所述预览窗口300中的断层图像100a进行缩放,所述预览窗口300中的断层图像100a的缩放比例为γ3,其中,所述缩放比例γ3=(Δα3+α

实施例四

图12为本实施例提供的断层图像的处理系统的结构框图。如图12所示,所述断层图像的处理系统包括:

图像获取模块10,用于获取一器官的断层图像序列,所述断层图像序列中具有多个顺次叠放的断层图像;

坐标建立模块20,用于根据所述断层图像序列建立三维坐标系;

坐标提取模块30,用于在每个所述断层图像中提取所述器官的边缘点的三维坐标,并得到表征所述器官的轮廓的边缘点坐标集合;

模型建立模块40,用于根据所述边缘点坐标集合建立所述器官的三维轮廓模型;

标记模块50,在所述断层图像中标记出所述器官的病灶的位置,并至少提取表征所述病灶的位置的三维坐标;

显示模块60,用于将所述病灶显示在所述三维轮廓模型中。

进一步地,本实施例提供了一种终端,可以用于断层图像的处理。该终端包括:

一个或多个处理器;

存储器,用于存储一个或多个程序;

当一个或多个程序被一个或多个所述处理器执行,使得一个或多个所述处理器实现如上述实施例提出的断层图像的处理方法。

本实施例中,所述处理器及所述存储器均为一个,所述处理器和所述存储器可以通过总线或其他方式连接。

存储器作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的断层图像的处理方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在所述存储器中的软件程序、指令以及模块,从而执行终端的各种功能应用以及数据处理,即实现上述的断层图像的处理方法。

所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外,断层图像的处理方法存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,所述存储器可进一步包括相对于所述处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本实施例提出的终端与上述实施例提出的断层图像的处理方法属于同一发明构思,未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例,并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。

本实施例提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被所述处理器执行时实现如上述实施例提出的断层图像的处理方法。

通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

综上,在本实施例提供的断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质中,将断层图像序列放置在三维坐标系中,然后提取断层图像中器官的边缘点的三维坐标,根据获取的边缘点的坐标集合建立器官的三维轮廓模型,通过标记并提取表征病灶的三维坐标,可将病灶显示在三维轮廓模型中,可以直观地展示出病灶在真实三维空间的具体位置,精确定位病灶的位置,辅助医生阅片;并且,在建立器官的三维轮廓模型的过程中,只有器官的边缘点会参与计算,计算量小,耗时也较少。

上述仅为本发明的优选实施例而已,并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明的技术方案的范围内,对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本发明的技术方案的内容,仍属于本发明的保护范围之内。

相关技术
  • 断层图像的处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质
  • 图像处理方法、终端、图像处理系统和计算机可读存储介质
技术分类

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