申请/专利权人：青岛大学附属医院

申请日：2016-07-22

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN106204733B

主分类号：G06T17/00

分类号：G06T17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2018.06.29#实质审查的生效;2016.12.07#公开

摘要：本发明公开一种肝脏和肾脏CT图像联合三维构建系统，包括：数据接收模块、生成特定肝脏三维图像及特定肾脏三维图像的三维图像处理模块、分类存储特定肝脏三维图像的肝脏信息数据库、分类存储特定肾脏三维图像的肾脏信息数据库、以及动态演示模块。其中，三维图像处理模块包括：图像预处理子模块、图像提取子模块、肝脏图像绘制子模块以及肾脏图像绘制子模块。图像预处理子模块对每幅CT图像进行图像平滑及图像增强处理，图像提取子模块提取肝脏轮廓线或提取肾脏轮廓线，肝脏图像绘制子模块将肝脏CT图像进行三维重建处理获得特定肝脏三维图像，肾脏图像绘制子模块将肾脏CT图像进行三维重建处理获得特定肾脏三维图像。

主权项：1.一种肝脏和肾脏CT图像联合三维构建系统，其特征在于包括：用于获得针对特定肝脏的肝脏CT图像以及获得针对特定肾脏的肾脏CT图像的数据接收模块、用于基于所述肝脏CT图像生成特定肝脏三维图像以及基于所述肾脏CT图像生成特定肾脏三维图像的三维图像处理模块、用于依照所述特定肝脏的来源信息分类存储来自所述肝脏三维图像处理模块的特定肝脏三维图像的肝脏信息数据库、用于依照所述特定肾脏的来源信息分类存储来自所述肾脏三维图像处理模块的特定肾脏三维图像的肾脏信息数据库、以及用于动态演示特定肝脏三维图像和所述特定肾脏三维图像的动态演示模块，其中，所述三维图像处理模块包括：图像预处理子模块、图像提取子模块、肝脏图像绘制子模块以及肾脏图像绘制子模块，所述图像预处理子模块依次对所述肝脏CT图像中的每幅肝脏CT图像或所述肾脏CT图像中的每幅肾脏CT图像进行图像平滑及图像增强处理，所述图像提取子模块分割经预处理的数据图像以检测肝脏轮廓边缘并提取肝脏轮廓线或检测肾脏轮廓边缘并提取肾脏轮廓线，所述肝脏图像绘制子模块将分割后的所述肝脏CT图像进行三维重建处理从而获得特定肝脏三维图像，所述肾脏图像绘制子模块将分割后的所述肾脏CT图像进行三维重建处理从而获得特定肾脏三维图像；所述图像预处理子模块包括：每幅CT图像像素灰度值直接进行运算处理以去除每幅CT图像中的噪声的图像平滑单元，以及用于尖锐化增强处理经过平滑处理的每幅CT图像以增加每幅CT图像的边缘鲜明度的图像增强单元；所述图像提取子模块包括：轮廓定位单元，所述轮廓定位单元通过肝脏体积和肝脏灰度自动定位出每幅肝脏CT图像中的肝脏位置以及通过肾脏体积和肾脏灰度自动定位出每幅肾脏CT图像中的肾脏位置；配准单元，所述配准单元将不同时间、不同传感器或不同条件下获取的两幅或多幅CT图像通过提取特征点进行相似性度量找到相邻的匹配特征点后变换图像空间坐标的参数以进行图像配准；分割单元，所述分割单元对每幅肝脏CT图像进行分割得到分割肝脏部分图像或对每幅肾脏CT图像进行分割得到分割肾脏部分图像；边界检测单元，所述边界检测单元通过根据每个像素任意邻域一阶和二阶方向导数变化定位出肝脏边界点或肾脏边界点；以及边界跟踪单元，所述边界跟踪单元通过依次搜索相邻肝脏边界点，依次连接所述边界点从而逐步检测出肝脏边界得到确定的肝脏轮廓，所述边界跟踪单元通过依次搜索相邻肾脏边界点，依次连接所述边界点从而逐步检测出肾脏边界得到确定的肾脏轮廓；所述图像提取子模块进一步设有孔洞处理单元，所述孔洞处理单元采用孔洞填充算法去除分割肝脏部分图像或分割肾脏部分图像在所述分割单元中进行分割过程中产生的细小孔洞和错误连接，再采用区域增长法去除分割肝脏部分图像或分割肾脏部分图像的多余组织，进一步填充分割肝脏部分图像或分割肾脏部分图像的内部孔洞，最后进行轮廓修正；其中，配准单元配准肝脏CT图像或肾脏CT图像的过程如下：对CT图像进行分析，提取CT图像的特征点并保存作为基准点；选定一幅CT图像作为基准图像，被选为基准图像的CT图像为偏移小、图像清晰的CT图像；根据图像的特征点，寻找基准图像的相邻图像；根据对应的特征点确定空间变换；移动基准图像，进行迭代操作；保存计算结果，至迭代完成结束整个序列图像的配准过程；其中，边界跟踪单元确定肝脏轮廓线的步骤为：找出分割肝脏部分图像或分割肾脏部分图像第1个边界点作为起始边界点，以这个起始边界点为起始点，根据图像的边界是连续的这一特征，对特定的方向进行跟踪；其中，从找出的第1个边界点开始，定义初始的搜索方向为沿左下方，如果左下方的像素点是边界点，则将其加入边界链表，将其涂黑，表示是一个边界点；否则跟踪方向逆时针旋转45度，这样一直找到一个新的边界点为止，然后搜索方向在当前的跟踪方向的基础上顺时针旋转90度，继续用同样的方法跟踪下一个边界点，直到返回起始边界点为止，得到肝脏轮廓或肾脏轮廓；其中，所述肝脏图像绘制子模块包括错切变换单元以及二维图像变形单元，所述错切变换单元将所述确定的肝脏轮廓内构造出的每个体数据变换至中间坐标系，所述中间坐标系的Z轴与观察方向重合，从视点发出的射线垂直于所述中间坐标系XOY平面得到中间图像；所述二维图像变形单元应用二维图像变形矩阵对所述错切变换单元得到的所述中间图像进行二维图像变换，将所述中间图像变换至屏幕图像空间得到肝脏三维CT图像；所述肝脏图像绘制子模块的错切变换单元进一步包括空间变换子单元以及中间图像合成子单元；所述空间变换子单元根据视点相对于所述确定的肝脏轮廓内构造出的每个体数据的观察方向建立中间坐标系，所述中间坐标系的Z轴与观察方向重合，将每个体数据由物体空间变换到错切物体空间；所述中间图像合成子单元将错切后的每个体数据的各采样点在错切空间中分别进行颜色和不透明度的插值计算后在错切物体空间的中间平面中合成为中间图像；所述肾脏三维图像绘制子模块包括：肾脏轮廓匹配单元以及MC重建单元，其中，肾脏轮廓匹配单元设定等值面的值，提取出所述确定的肾脏轮廓，计算肾脏轮廓的面积，在不同截面的肾脏轮廓内寻找不同截面肾脏轮廓之间的顺序关系并匹配；MC重建单元第一次读取两张初始的肾脏轮廓，以后每次读入一张相邻的切片，每张切片上的像素点中相邻的四个和对应的下一张切片的四个像素点构成一个体素，然后从左到右、从前至后顺序依次处理一层中的全部相邻体素，判别边界体素，抽取等值面，然后处理完一层后转到第一步继续读入下一张切片，处理完所有的切片后提取等值面，算法结束，得到特定肾脏三维图像。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 青岛大学附属医院 肝脏和肾脏CT图像联合三维构建系统

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