本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維圖像的校準(zhǔn)方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著醫(yī)療技術(shù)水平的不斷提高，為了更加精準(zhǔn)的獲取病人的病變位置，現(xiàn)有技術(shù)中采用對人體進行常規(guī)腹部CT(英文全稱：Computed Tomography中文：電子計算機斷層掃描)增強三期動態(tài)掃描，獲得動脈期、門脈期及平衡期的三期圖像，進而采用三維重建技術(shù)對肝動脈、門脈和肝靜脈血管成像，分析三者在肝內(nèi)的分布結(jié)構(gòu)以及變異，對于肝臟分段、肝臟腫瘤的切除術(shù)具有重要的指導(dǎo)意義。

但是，由于醫(yī)學(xué)成像自身以及病人個體肝臟腫瘤的位置和血管的變異等因素，導(dǎo)致CT圖像質(zhì)量并不高，因此，使用三維重建技術(shù)對肝動脈、門脈和肝靜脈血管進行成像時，得到的三維血管圖像經(jīng)常會出現(xiàn)血管組織，如肝動脈、門脈和肝靜脈的重疊，以及其他非血管組織混雜的現(xiàn)象，從而三維模型建立不夠準(zhǔn)確，醫(yī)用參考價值降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種三維圖像的校準(zhǔn)方法、裝置和系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有三維圖像中三維重建對象出現(xiàn)重疊混雜，導(dǎo)致三維模型建立不夠準(zhǔn)確的問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)方法，包括：

將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取所述第一三維圖像在所述一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線；

確定所述第一三維圖像在所述第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合；

若未重合，則將所述映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置；

根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二 三維圖像。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)裝置，包括：

獲取單元，用于將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取所述第一三維圖像在所述一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線；

確定單元，用于確定所述第一三維圖像在所述第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合；

調(diào)整單元，用于若未重合，則將所述映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置；

三維重建單元，用于根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像。

第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：第二方面所述的三維圖像的校準(zhǔn)裝置和顯示器；

其中，所述顯示器包括第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域，所述第一顯示區(qū)域用于顯示所述第一三維圖像或所述第二三維圖像，所述第二顯示區(qū)域用于顯示所述第一二維圖像和所述第一三維圖像在所述第一二維圖像上的映射輪廓線。

基于上述所提供的三維圖像的校準(zhǔn)方法、裝置和系統(tǒng)，通過將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取第一三維圖像在一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線；確定第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合；若未重合，則將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置，從而改變了三維重建模型所使用的二維數(shù)據(jù)范疇，進而根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像，實現(xiàn)了對第一三維圖像的校正，使得再次三維重建后的第二三維圖像更加準(zhǔn)確，以符合實際建模需求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中三維圖像中出現(xiàn)三維重建對象重疊混雜，導(dǎo)致三維模型建立不夠準(zhǔn)確的問題。

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(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種三維圖像的校準(zhǔn)方法的流程示意圖一；

圖2為本發(fā)明實施例提供的坐標(biāo)軸示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種三維圖像的校準(zhǔn)方法的流程示意圖二；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種三維圖像的校準(zhǔn)裝置的示意圖一；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種三維圖像的校準(zhǔn)裝置的示意圖二。

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(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為了便于清楚描述本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，在本發(fā)明的實施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對功能和作用基本相同的相同項或相似項進行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不對數(shù)量和執(zhí)行次序進行限定。

實施例一

本發(fā)明的實施例提供一種三維圖像的校準(zhǔn)方法，參照圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟101、將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取第一三維圖像在一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線。

其中，一組二維圖像包括同一期、同一切面類型的二維圖像，同一期包括動脈期、門脈期或平衡期，切面類型包括軸狀面、冠狀面或矢狀面。

需要說明的是，動脈期、門脈期和平衡期(或稱為延遲期)是核磁共振掃描時用的專業(yè)術(shù)語，它具體指將造影劑門脈注入血管后，造影劑顯影的3個時段。動脈期指造影劑流入動脈后所表現(xiàn)出來的特點，門脈期是在動脈期后40s左右血液經(jīng)過肝臟門門脈時所表現(xiàn)出的特點，平衡期是在這兩個時期之后所表現(xiàn)出的特點。

另外，為了更加清楚的對軸狀面、冠狀面或矢狀面進行解釋，如圖2所示，人體處于躺位時，X軸正向指向人體的左側(cè)，Y軸正向指向人體的背部，Z軸正向指向人體的頭部。其中，軸狀面(也可稱之為橫截面)就是人體處于躺位時，沿著從頭到腳這樣的方向，垂直的將人體切開形成的一個個面，也即軸狀面是與Z軸垂直的多個面，軸狀面的軸位方向為Z；冠狀面就是人體處于躺位時，從上表面到下表面將人體沿著水平切開的一層層的面，也即冠狀面是與Y軸垂直的多個面，冠狀面的軸位方向為Y軸方向；矢狀面就是人體處于躺位時，沿著人體兩側(cè)從右到左的方向，將人體一層層切開的面，也即矢狀面是于X軸垂直的多個面，矢狀面的軸位方向為X軸方向。對于同一期、同一切面類型的二維圖像可以依次采用不同的標(biāo)識進行標(biāo)記，以方便后續(xù)使用。

由于第一三維圖像是由一組二維血管圖像進行三維重建得到的，而在三維重建的過程中，由于二維圖像的圖像質(zhì)量以及算法等方面的原因，第一三維圖像中會出現(xiàn)三維重建對象混雜，導(dǎo)致三維建模不準(zhǔn)確的問題，因此，需要對第一三維圖像進行映射校準(zhǔn)。其中，在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，如圖3所示，步驟101具體包括：

101a、獲取在不同層數(shù)時第一三維圖像中三維重建對象的組織邊緣，其中，層數(shù)與一組二維圖像中二維圖像的張數(shù)相對應(yīng)。

101b、獲取第一三維圖像中三維重建對象的組織邊緣的位置信息。

101c、根據(jù)位置信息，在對應(yīng)的第一二維圖像上繪制得到第一三維圖像的映射輪廓線。

示例的，根據(jù)層數(shù)獲取第一三維圖像中三維重建對象的組織邊緣線，并把該層的組織邊緣線和層數(shù)進行存儲，進而獲取組成這些組織邊緣線的點的坐標(biāo)值，根據(jù)這些點的坐標(biāo)值在對應(yīng)的二維圖像上繪制得到第一三維圖像的映射輪廓線。

步驟102、確定第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合。

其中，對于第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣可以通過邊界區(qū)域算法計算得到。通過將投影得到的映射輪廓線和算法計算得到的組織邊緣進行比對，確定是否重合。若未重合，則執(zhí)行步驟103。

步驟103、若未重合，則將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，如圖3所示，步驟103具體包括：

103a、獲取校準(zhǔn)指令。

103b、根據(jù)校準(zhǔn)指令，將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置。

其中，校準(zhǔn)指令可以是用戶(如醫(yī)護人員)通過點擊鼠標(biāo)對第一血管映射輪廓線進行拖動、拉伸等操作指令，進而根據(jù)校準(zhǔn)指令，將映射輪廓線校準(zhǔn)至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置，即將映射輪廓線校準(zhǔn)至與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣重合。由于人為的校準(zhǔn)時會出現(xiàn)抖動的情況，因此，可以采用具有防抖動的算法，以盡可能的將映射輪廓線校準(zhǔn)至與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣重合。

另外，校準(zhǔn)指令也可以是設(shè)備(如CPU)檢測到第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣未重合時，發(fā)出的校準(zhǔn)指令，進而根據(jù)該校準(zhǔn)指令，將第一血管映射輪廓線校準(zhǔn)至與對應(yīng)的二維血管圖像中血管的原始輪廓線所在的位置，即將映射輪廓線校準(zhǔn)至與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣重合。需要說明的是，在進行調(diào)整的過程中，可以根據(jù)像素值相近比較方法，將映射輪廓線校準(zhǔn)至與對應(yīng)的第一二 維圖像中三維重建對象的組織邊緣重合。

步驟104、根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像。

由于對映射輪廓線進行調(diào)整，即改變了三維重建模型所使用的二維數(shù)據(jù)范疇，進而根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像，實現(xiàn)了對第一三維圖像的校正，使得再次三維重建后的第二三維圖像更加準(zhǔn)確，以符合實際建模需求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中三維圖像中出現(xiàn)三維重建對象重疊混雜，導(dǎo)致三維模型建立不夠準(zhǔn)確的問題。

下面，根據(jù)圖1所示的三維圖像的校準(zhǔn)方法，以對肝臟器官的三維血管圖像進行校準(zhǔn)為例進行具體說明。

具體的，在對人體進行常規(guī)腹部CT增強三期動態(tài)掃描時，獲得動脈期、門脈期和平衡期三期圖像，每一期中包含有多張CT掃描圖像，這些CT掃描圖像都是二維圖像，三維重建圖像是基于某一期的所有CT掃描圖像進行重建，也就是三維重建可以選擇動脈期的所有CT掃描圖像，三維重建得到肝動脈的三維血管圖像；也可以選擇門脈期的所有CT掃描圖像，三維重建得到三門脈的三維血管圖像；也可以選擇平衡期的所有CT掃描圖像，三維重建得到肝靜脈的三維血管圖像。

對于如何從CT掃描圖像到得到肝臟血管的三維圖像，可以采用區(qū)域生長算法(英文全稱：region growing)對肝臟動脈期、門脈期和平衡區(qū)的CT掃描圖像進行血管分割，得到血管分割序列，然后再采用移動立方體(英文全稱：Marching Cubes，簡稱MC)算法對同一期所有二維血管圖像的血管分割序列進行三維重建，得到第一三維血管圖像。其中，區(qū)域生長算法(英文全稱：region growing)是將具有相似性質(zhì)的像素集合起來構(gòu)成區(qū)域。首先在需要分割的區(qū)域中選取一個種子點(x，y)作為生長點，然后根據(jù)預(yù)先定義的規(guī)則將種子點周圍領(lǐng)域中的相似像素合并到種子點像素所屬的區(qū)域中，將這些新像素作為新的種子像素繼續(xù)進行上述過程，直到?jīng)]有滿足條件的像素點被包括進來，這樣一個區(qū)域就生成完成。通過區(qū)域生長算法對每個二維血管圖像進行血管分割后，可以將每個二維血管圖像分割成多個 區(qū)域，因而，得到每個二維血管圖像的血管分割序列。

但是，由于在對每個二維血管圖像根據(jù)區(qū)域生長算法進行血管分割時，有時會把不屬于血管區(qū)域的相似像素點也歸類到血管區(qū)域，導(dǎo)致得到的第一三維血管圖像中或出現(xiàn)肝動脈、門靜脈和肝靜脈重疊的問題，以及其他非血管組織的混雜，導(dǎo)致第一三維血管圖像不夠準(zhǔn)確，醫(yī)用參考價值低。因此，需要將第一三維血管圖像進行校準(zhǔn)，以符合實際的內(nèi)臟器官的血管系統(tǒng)。

示例的，在將第一三維血管圖像進行映射之前，醫(yī)護人員可以根基肝臟內(nèi)血管的解剖結(jié)構(gòu)以及血管的走形，確認出明顯的非血管組織，對于上述非血管組織，醫(yī)護人員可以繪制閉合的曲線將該非血管組織圈定出來，對于圈定出的區(qū)域，進行清空消減后，得到較為準(zhǔn)確的第一三維血管圖像，進而參照圖1所示的方法，將較為準(zhǔn)確的第一三維血管圖像映射到動脈期的所有CT掃描圖像上，若第一三維血管圖像在每張CT掃描圖像上均有映射輪廓線，那么，比較第一三維血管圖像在每張CT掃描圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的CT掃描圖像中血管的組織邊緣是否重合，若未重合，則手動對映射輪廓線進行拖動、拉伸等編輯操作，直至將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的CT掃描圖像中血管的組織邊緣所在的位置，對映射輪廓線進行調(diào)整之后，再次使用移動立方體算法進行三維血管重建，得到更符合實際肝臟血管系統(tǒng)的第二三維血管圖像。

由于進行校準(zhǔn)后得到的第二三維血管圖像更加符合實際的肝臟血管系統(tǒng)，因此，醫(yī)護人員可以對第二三維血管圖像進行分類。在進行分類之前，醫(yī)護人員可以根據(jù)人工解剖學(xué)知識，對于不正確的連接位置，用球體或者其他形狀標(biāo)識出，取得標(biāo)識出的位置的空間坐標(biāo)，在存儲第二三維血管圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集中把這部分的坐標(biāo)值清空，這樣就斷開了不正確的連接位置，進而對第二三維血管圖像中的血管進行分類標(biāo)識，用戶可以根據(jù)血管支段在第二三維血管圖像中的空間位置、以及實際的內(nèi)臟器官的血管系統(tǒng)解剖學(xué)位置，確定該血管支段是動脈、靜脈還是門脈的支段，確定之后用不同的顏色標(biāo)識出來，便于用戶觀察。根據(jù)用戶的選擇進行分類，給予用戶可操作的空間，能夠提高分類的準(zhǔn)確性，從而為后續(xù)的醫(yī)學(xué)手術(shù)等提供準(zhǔn)確的參考，提高醫(yī)用參考價值。

本發(fā)明實施例提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)方法，通過將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取第一三維圖像在一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線；確定第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合；若未重合，則將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置，從而改變了三維重建模型所使用的二維數(shù)據(jù)范疇，進而根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像，實現(xiàn)了對第一三維圖像的校正，使得再次三維重建后的第二三維圖像更加準(zhǔn)確，以符合實際建模需求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中三維圖像中出現(xiàn)三維重建對象重疊混雜，導(dǎo)致三維模型建立不夠準(zhǔn)確的問題。

實施例二

本發(fā)明實施例提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)裝置，該校準(zhǔn)裝置中各個功能單元與實施例一中三維圖像的校準(zhǔn)方法相對應(yīng)，具體可以參考實施例一中的描述，在此不再贅述。如圖4所示，該三維圖像的校準(zhǔn)裝置40包括：

獲取單元401，用于將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取第一三維圖像在一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線；

確定單元402，用于確定第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合；

調(diào)整單元403，用于若未重合，則將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置；

三維重建單元404，用于根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像。

可選的，一組二維圖像中包括同一期、同一切面類型的二維圖像，同一期包括動脈期、門脈期或平衡期，切面類型包括軸狀面、冠狀面或矢狀面。

可選的，如圖5所示，獲取單元401包括：

第一獲取子單元401a，用于獲取在不同層數(shù)時第一三維圖像中三維重建對象的組織邊緣，層數(shù)與一組二維圖像中二維圖像的張數(shù)相 對應(yīng)；

第二獲取子單元401b，用于獲取第一三維圖像中三維重建對象的組織邊緣的位置信息；

繪制子單元401c，用于根據(jù)第二獲取子單元401b獲取的位置信息，在對應(yīng)的第一二維圖像上繪制得到第一三維圖像的映射輪廓線。

可選的，如圖5所示，調(diào)整單元403包括：

第三獲取子單元403a，用于獲取校準(zhǔn)指令；

調(diào)整子單元403b，用于根據(jù)第三獲取子單元403a獲取的校準(zhǔn)指令，將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置。

本發(fā)明實施例提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)裝置，通過將第一三維圖像映射到一組二維圖像上，獲取第一三維圖像在一組二維圖像中第一二維圖像上的映射輪廓線；確定第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線與對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣是否重合；若未重合，則將映射輪廓線調(diào)整至對應(yīng)的第一二維圖像中三維重建對象的組織邊緣所在的位置，從而改變了三維重建模型所使用的二維數(shù)據(jù)范疇，進而根據(jù)調(diào)整后的映射輪廓線所包含的二維數(shù)據(jù)，三維重建得到第二三維圖像，實現(xiàn)了對第一三維圖像的校正，使得再次三維重建后的第二三維圖像更加準(zhǔn)確，以符合實際建模需求，解決了現(xiàn)有技術(shù)中三維圖像中出現(xiàn)三維重建對象重疊混雜，導(dǎo)致三維模型建立不夠準(zhǔn)確的問題。

本發(fā)明實施例還提供了一種三維圖像的校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：實施例二中所述的三維圖像的校準(zhǔn)裝置和顯示器；其中，顯示器包括第一顯示區(qū)域和第二顯示區(qū)域，第一顯示區(qū)域用于顯示第一三維圖像或第二三維圖像，第二顯示區(qū)域用于顯示第一二維圖像和第一三維圖像在第一二維圖像上的映射輪廓線。這樣，通過顯示器建模所需的二維圖像和三維重建得到的第一三維圖像和第二三維圖像進行顯示，便于用戶直觀的進行比對。需要說明的是，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。