醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存取模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、顯示及視區(qū)管理模塊、二維數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、二維數(shù)據(jù)分割模塊、交互操作模塊以及三維重建及視覺調(diào)整模塊。本發(fā)明的醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，在普通的PC機(jī)上能運(yùn)行，無卡滯現(xiàn)象，且操作簡單；系統(tǒng)能夠完成二維影像數(shù)據(jù)的存取顯示、預(yù)處理、幾何變換、幾何測量等二維操作，能把處理過的二維數(shù)據(jù)模擬還原成三維模型，還可對三維模型進(jìn)行交互操作及虛擬切割；若三維模型的顯示效果不符合要求，可以動(dòng)態(tài)地對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)解以達(dá)到期望的顯示效果。這樣縮短了診斷時(shí)間，又使診斷更直觀可靠，為病人的生命健康帶來更多的機(jī)會(huì)，同時(shí)減少了醫(yī)療成本。
【專利說明】醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)影像處理，尤其涉及一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著影像技術(shù)的發(fā)展，在醫(yī)學(xué)上越來越多是通過觀察醫(yī)學(xué)影像來發(fā)現(xiàn)并診斷病情，但是這種診斷方式有可能由于影像本身的對比度、分辨率等原因引起醫(yī)生的誤判誤診。同事，從一組二維影像構(gòu)想出人體器官三維結(jié)構(gòu)有相當(dāng)?shù)碾y度而且不準(zhǔn)確，甚至?xí)鹫`診造成不可想象的后果。
[0003]為了提高醫(yī)療診斷和治療規(guī)劃的科學(xué)性及準(zhǔn)確性，需要將二維斷層影像進(jìn)行處理，將重要的部位突出顯示，而將不需要的部位屏蔽或刪除便于觀察。有時(shí)候還可以將二維影像轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兄庇^立體效果的三維模型，展現(xiàn)人體器官的三維結(jié)構(gòu)與形態(tài)，從而提供用傳統(tǒng)手段無法獲得的解剖結(jié)構(gòu)信息，為進(jìn)一步模擬操作提供視覺交互手段。醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建與可視化技術(shù)就是在這一背景下提出的，并且借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、模式識別等學(xué)科逐漸發(fā)展起來。
[0004]目前，醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)較復(fù)雜，不易操作，在普通的PC機(jī)上無法很好的運(yùn)行，不但診斷時(shí)間較長，而且醫(yī)療成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡單、診斷直觀能在普通PC機(jī)上運(yùn)行的醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存取模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、顯示及視區(qū)管理模塊、二維數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、二維數(shù)據(jù)分割模塊、交互操作模塊以及三維重建及視覺調(diào)整模塊；所述數(shù)據(jù)存取模塊用于將醫(yī)學(xué)影像二維影像文件讀入并經(jīng)過預(yù)處理后將二維數(shù)據(jù)保存到磁盤中；所述數(shù)據(jù)管理模塊用于對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃管理；所述顯示及視區(qū)管理模塊用于二維影像和三維模型的顯示，以及用于更好地對二維影像或三維模型進(jìn)行視區(qū)模式顯示；所述二維影像預(yù)處理用于對原始二維影像顯示效果不佳的進(jìn)行灰度變換、濾波、銳化等調(diào)整處理；交互操作模塊用于對影響進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作；所述二維數(shù)據(jù)分割模塊用于對有用信息進(jìn)行提取為后繼的三維面重建做好準(zhǔn)備；所述三維重建包括面重建和點(diǎn)重建，三維視覺調(diào)整為三維模型視覺的調(diào)整。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括，所述的數(shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行規(guī)劃管理的數(shù)據(jù)包括以下中的一種或多種:讀入的原始二維數(shù)據(jù)、分割后的數(shù)據(jù)、三維面數(shù)據(jù)和體數(shù)據(jù)；對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃管理的方法包括以下一種或多種:計(jì)數(shù)、選擇和刪除。
[0008]本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括，所述的顯示及視區(qū)管理模塊中的二維影像顯示方式包括顯示XOY平面、YOZ平面、ZOX平面的斷層圖像；所述對視區(qū)管理模塊對二維影像或三維模型進(jìn)行視區(qū)模式顯示的方式包括以下一種或多種:1大視區(qū)X3小視區(qū)模式、2小視區(qū)X2小視區(qū)模式、I觀察三維模型視區(qū)模式和I觀察二維影像視區(qū)模式。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括，所述的二維數(shù)據(jù)分割模塊對信息進(jìn)行提取的方法包括以下一種或幾種:閾值分割法、區(qū)域增長法和交互式分割法。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括，所述面重建是對原始二維影像進(jìn)行分割后進(jìn)行二值處理實(shí)現(xiàn)的，所述體重建直接對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣重建無需分割。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括，所述三維視覺調(diào)整的模式包括以下一種或幾種:設(shè)置環(huán)境光顏色、設(shè)置散射光顏色、設(shè)置反射光顏色和設(shè)置發(fā)射光顏色。
[0012]本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷，具有如下有益效果:
本發(fā)明的醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，在普通的PC機(jī)上能運(yùn)行，無卡滯現(xiàn)象，且操作簡單；系統(tǒng)能夠完成二維影像數(shù)據(jù)的存取顯示、預(yù)處理、幾何變換、幾何測量等二維操作，能把處理過的二維數(shù)據(jù)模擬還原成三維模型，還可對三維模型進(jìn)行交互操作及虛擬切割；若三維模型的顯示效果不符合要求，可以動(dòng)態(tài)地對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)解以達(dá)到期望的顯示效果。這樣縮短了診斷時(shí)間，又使診斷更直觀可靠，為病人的生命健康帶來更多的機(jī)會(huì)，同時(shí)減少了醫(yī)療成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存取模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、顯示及視區(qū)管理模塊、二維數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、二維數(shù)據(jù)分割模塊、交互操作模塊以及三維重建及視覺調(diào)整模塊；上述數(shù)據(jù)存取模塊用于將醫(yī)學(xué)影像二維影像文件讀入并經(jīng)過預(yù)處理后將二維數(shù)據(jù)保存到磁盤中；上述數(shù)據(jù)管理模塊用于對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃管理；上述顯示及視區(qū)管理模塊用于二維影像和三維模型的顯示，以及用于更好地對二維影像或三維模型進(jìn)行視區(qū)模式顯示；上述二維影像預(yù)處理用于對原始二維影像顯示效果不佳的進(jìn)行灰度變換、濾波、銳化等調(diào)整處理；交互操作模塊用于對影響進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作；上述二維數(shù)據(jù)分割模塊用于對有用信息進(jìn)行提取為后繼的三維面重建做好準(zhǔn)備；上述三維重建包括面重建和點(diǎn)重建,三維視覺調(diào)整為三維模型視覺的調(diào)整。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例中具體的，上述的數(shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行規(guī)劃管理的數(shù)據(jù)包括讀入的原始二維數(shù)據(jù)、分割后的數(shù)據(jù)、三維面數(shù)據(jù)和體數(shù)據(jù)；對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃管理的方法包括計(jì)數(shù)、選擇和刪除。
[0018]上述的顯示及視區(qū)管理模塊中的二維影像顯示方式包括顯示XOY平面、YOZ平面、ZOX平面的斷層圖像；在XOY平面顯示的圖像就是我們讀入的圖像，而在YOZ平面的數(shù)據(jù)在讀入的數(shù)據(jù)中每頁抽取一列來組合而成，ZOX平面上的數(shù)據(jù)則是在讀入的數(shù)據(jù)中每頁抽取一行來組成而行。上述對視區(qū)管理模塊對二維影像或三維模型進(jìn)行視區(qū)模式顯示的方式包括以下幾種:1大視區(qū)X3小視區(qū)模式、2小視區(qū)X2小視區(qū)模式、I觀察三維模型視區(qū)模式和I觀察二維影像視區(qū)模式。
[0019]上述的二維數(shù)據(jù)分割模塊對信息進(jìn)行提取的方法包括:閾值分割法、區(qū)域增長法和交互式分割法。閾值分割法是影像的灰度值的分布情況和分布范圍，先繪制灰度直方圖，橫坐標(biāo)是灰度級別，縱坐標(biāo)是灰度級出現(xiàn)的頻率，通過直方圖可以方便地觀察影像中各灰度級別的分布情況，以便選擇合適的閾值對影像進(jìn)行分割。本發(fā)明的實(shí)施例中影響可采用的數(shù)據(jù)類型，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)灰度級別出現(xiàn)頻率的統(tǒng)計(jì)，并能根據(jù)用戶選擇的灰度級別范圍進(jìn)行直方圖的繪制和顯示，極大地方便了分割操作；區(qū)域增長法的關(guān)鍵是種子點(diǎn)的指定、鄰域點(diǎn)的獲取及判斷原則的設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)交互式分割的關(guān)鍵是畫出封閉的分割區(qū)域并提取出包圍在區(qū)域里的數(shù)據(jù)。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中，三維重建包括面重建和體重建，面重建是對原始二維影像進(jìn)行分割后進(jìn)行二值處理實(shí)現(xiàn)的，上述體重建直接對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣重建無需分割。三維視覺調(diào)整的模式包括:設(shè)置環(huán)境光顏色、設(shè)置散射光顏色、設(shè)置反射光顏色和設(shè)置發(fā)射光顏色。
[0021]本發(fā)明提供的醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)能夠完成二維影像數(shù)據(jù)的存取顯示、預(yù)處理、幾何變換、幾何測量等二維操作，能把處理過的二維數(shù)據(jù)模擬還原成三維模型，還可對三維模型進(jìn)行交互操作及虛擬切割；若三維模型的顯示效果不符合要求，可以動(dòng)態(tài)地對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)解以達(dá)到期望的顯示效果。
[0022]以上依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)存取模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、顯示及視區(qū)管理模塊、二維數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、二維數(shù)據(jù)分割模塊、交互操作模塊以及三維重建及視覺調(diào)整模塊；所述數(shù)據(jù)存取模塊用于將醫(yī)學(xué)影像二維影像文件讀入并經(jīng)過預(yù)處理后將二維數(shù)據(jù)保存到磁盤中；所述數(shù)據(jù)管理模塊用于對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃管理；所述顯示及視區(qū)管理模塊用于二維影像和三維模型的顯示，以及用于更好地對二維影像或三維模型進(jìn)行視區(qū)模式顯示；所述二維影像預(yù)處理用于對原始二維影像顯示效果不佳的進(jìn)行灰度變換、濾波、銳化等調(diào)整處理；交互操作模塊用于對影響進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作；所述二維數(shù)據(jù)分割模塊用于對有用信息進(jìn)行提取為后繼的三維面重建做好準(zhǔn)備；所述三維重建包括面重建和點(diǎn)重建,三維視覺調(diào)整為三維模型視覺的調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行規(guī)劃管理的數(shù)據(jù)包括以下中的一種或多種:讀入的原始二維數(shù)據(jù)、分割后的數(shù)據(jù)、三維面數(shù)據(jù)和體數(shù)據(jù)；對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃管理的方法包括以下一種或多種:計(jì)數(shù)、選擇和刪除。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，其特征在于，所述的顯示及視區(qū)管理模塊中的二維影像顯示方式包括顯示XOY平面、YOZ平面、ZOX平面的斷層圖像；所述對視區(qū)管理模塊對二維影像或三維模型進(jìn)行視區(qū)模式顯示的方式包括以下一種或多種:1大視區(qū)X3小視區(qū)模式、2小視區(qū)X2小視區(qū)模式、I觀察三維模型視區(qū)模式和I觀察二維影像視區(qū)模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，其特征在于，所述的二維數(shù)據(jù)分割模塊對信息進(jìn)行提取的方法包括以下一種或幾種:閾值分割法、區(qū)域增長法和交互式分割法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，其特征在于，所述面重建是對原始二維影像進(jìn)行分割后進(jìn)行二值處理實(shí)現(xiàn)的，所述體重建直接對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣重建無需分割。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，其特征在于，所述三維視覺調(diào)整的模式包括以下一種或幾種:設(shè)置環(huán)境光顏色、設(shè)置散射光顏色、設(shè)置反射光顏色和設(shè)置發(fā)射光顏色。
【文檔編號】G06T17/00GK103530902SQ201310503694
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】韓立軍, 陳波 申請人:江蘇美倫影像系統(tǒng)有限公司