CN106408648A - 一种医学组织的切片图像三维重建的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种医学组织的切片图像三维重建的方法及设备，用以解决对断续显示的组织及斑块化的组织进行三维重建时难以准确、快速的将其与其他组织区分开来的问题。该医学组织的切片图像三维重建的方法包括：绘制所述医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的所述医学组织的边缘；填充绘制的切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片；将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。本发明适用于医学影像的显示技术领域。

Description

一种医学组织的切片图像三维重建的方法及设备

技术领域

本发明涉及医学影像的显示技术领域，尤其涉及一种医学组织的切片图像三维重建的方法及设备。

背景技术

传统的CT(Computer Tomography，简称CT,电子计算机断层扫描)阅片限于二维图像展示，且信息量的表达很大程度上取决于医生的经验水平。随着计算机技术的发展以及数字医学的推广，基于图像的三维重建(英文：3D Reconstruction)被广泛应用于外科手术中，如术前规划、手术模拟以及术前风险评估等。三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,即在计算机环境下对三维物体进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。

下腔静脉和非匀质肿瘤是两种非常重要的组织，医生了解这两种组织的详细信息对于医生进行手术规划是极其重要的。例如：对于下腔静脉，医生需要详细了解下腔静脉受到病变组织的侵蚀情况；再例如，对于非匀质肿瘤，医生更需要详细获取肿瘤的体积、以及肿瘤与周边组织如肝脏、血管等的关系。

传统的三维重建方法包括：数学形态学方法、区域生成方法、水平集(Level Set)方法及黑塞矩阵(Hessian Matrix)方法。数学形态学方法用来分析图像内在几何结构；区域生成方法可以由单个特征点延伸，从而将与之相邻特性相似的整个区域划分出来；水平集方法能够实现主动轮廓线模型；黑塞矩阵方法可以用以实现突出目标区域。这些方法在针对具体问题时有时并不会单独使用。

但是，利用上述传统的三维重建方法对下腔静脉和非匀质肿瘤进行重建时，不能准确、快速将其与其他组织区分开来。具体的：对于下腔静脉，由于人体代谢以及CT成像原理等原因，下腔静脉在连续的CT图像中只能大约判断其空间位置，并且根据CT图像不同的时期，下腔静脉在图像上的显示明亮程度不同，甚至会有造影剂在扫描时刻不在扫描位置的情况使得无法观察到血管，造成该情况的原因是下腔静脉流速较快、下腔静脉的脉管直径较大，并且此种情况在CT图像中出现的较为普遍；对于非匀质肿瘤，在切片图像中会呈现黑白斑块的形状，传统的三维重建方法无法利用现有算法自动区分非匀质肿瘤的边缘，非匀质肿瘤内部出现血管、囊肿等情况的肿瘤也较为普遍，所以难以快速准确将其与其他组织区分开来。

发明内容

本发明的实施例提供一种医学组织的切片图像三维重建的方法及设备，用以解决对断续显示的组织及斑块化的组织进行三维重建时难以快速、准确将其与其他组织区分开来的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种医学组织的切片图像三维重建的方法，包括：

绘制所述医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的所述医学组织的边缘；

填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；

提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片；

将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

结合第一方面，在本发明实施例的第一种可能实现方式中，对于第一切片图像，绘制所述第一切片图像中的医学组织边缘包括：

接收用户输入的至少三个点，

根据三式样条插值算法，用弧线分别连接所述至少三个点中每两个相邻的点绘制成闭合曲线，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

结合第一方面，在本发明实施例的第二种可能实现方式中，对于第一切片图像，绘制所述第一切片图像中的医学组织边缘包括：

接收用户先后输入的第一点和第二点；

以所述用户输入的第一点为圆心，以所述第一点和第二点之间的距离为半径绘圆，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

结合第一方面，在本发明实施例的第三种可能实现方式中，对于空间相邻的第一切片图像和第二切片图像，提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片包括：

利用Marching Cubes算法提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片。

结合第三种可能实现方式，在本发明实施例的第四种可能实现方式中，所述对于空间相邻的第一切片图像和第二切片图像，提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片还包括：

接收用户输入的对所述显示面片的图像操作指令；

根据所述图像操作指令，对所述显示面片执行所述图像操作指令，所述图像操作指令包括对所述医学影像的选择、缩放、平移、旋转。

结合第一方面，在本发明实施例提供的第五种可能实现方式中，在所述将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像之前，所述方法还包括：对所述显示面片进行精简以及平滑处理。

结合第一方面，在本发明实施例提供的第六种可能实现方式中，所述医学组织为下腔静脉或者非匀质肿瘤。

第二方面，本发明实施例提供了一种图像处理设备，包括：

绘制单元，用于绘制所述医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的所述医学组织的边缘；

填充单元，用于填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；

生成单元，用于提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片；

显示单元，用于将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

结合第二方面，在本发明实施例的第一种可能实现方式中，所述绘制单元包括：

第一接收模块，用于接收用户输入的至少三个点；

第一处理模块，根据三式样条插值算法，用弧线分别连接所述至少三个点中每两个相邻的点绘制成闭合曲线，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

结合第二方面，在本发明实施例的第二种可能实现方式中，所述绘制单元包括：

所述绘制单元包括：

第二接收模块，用于接收用户先后输入的第一点和第二点；

第二处理模块，用于以所述用户输入的第一点为圆心，以所述第一点和第二点之间的距离为半径绘圆，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

结合第二方面，在本发明实施例的第三种可能实现方式中，所述生成单元具体用于利用Marching Cubes算法提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片。

结合本发明实施例的第三种可能实现方式，在本发明实施例的第四种可能实现方式中，所述生成单元还包括：

第三接收模块，用于接收用户输入的对所述显示面片的图像操作指令；

执行模块，用于根据所述图像操作指令，对所述显示面片执行所述图像操作指令，所述图像操作指令包括对所述医学影像的选择、缩放、平移、旋转。

结合第一方面，在本发明实施例的第五种种可能实现方式中，在所述显示单元之前，所述设备还包括：

处理单元，用于对所述显示面片进行精简以及平滑处理。

基于本发明实施例提供的医学组织的切片图像三维重建的方法，通过绘制医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的医学组织的边缘，填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域，通过绘制所述医学组织的边缘围合区域，能够将所要重建的医学组织从切片图像中标识出来，便于后续提取等值面生成显示面片且提高了三维重建的精确度，提取绘制的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片，将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像，这样通过建立二维切片图像组织边缘绘制，通过提取二维切片图像的等值面将二维切片图像通过三维重建方法空间连接，可以准确、快速呈现该切片图像组织在人体中实际的结构信息与空间信息对应的三维可视化结果，解决了传统的三维重建方法无法快速准确将其从呈现断续显示或者斑块化的切片图像中人体组织进行有效处理的瓶颈，对于医生详细了解这类组织的结构信息以及组织与周边组织的关系提供了重要的帮助。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种图像处理设备的硬件结构图；

图2为本发明实施例一提供的一种医学组织的切片图像三维重建的方法的流程示意图一；

图3为本发明实施例一提供的一种医学组织的切片图像三维重建的方法的流程示意图二；

图4为本发明实施例一提供的一种医学组织的切片图像三维重建的方法的流程示意图三；

图5为本发明实施例二提供的一种医学组织的切片图像三维重建的方法用于三维重建下腔静脉的流程示意图；

图6a-图6e为本发明实施例二提供的一种医学组织的切片图像三维重建方法用于三维重建下腔静脉的示意图；

图7为本发明实施例三提供的一种医学组织的切片图像三维重建方法用于三维重建非匀质肿瘤的流程示意图；

图8a-图8b为本发明实施例三提供的一种医学组织的切片图像三维重建方法用于三维重建非匀质肿瘤的示意图；

图9为本发明实施例四提供的一种图像处理设备的结构示意图一；

图10为本发明实施例四提供的提供一种图像处理设备的结构示意图二；

图11为本发明实施例四提供的提供一种图像处理设备的结构示意图三。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并对不对数量和执行次序进行限定。

本发明实施例的方法可以由图像处理设备执行，参见图1，图1示出了一种图像处理设备的硬件示意图，该图像处理设备10包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器101、存储器102、用户接口103、通信总线104以及显示屏105。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对图像处理设备10的结构造成限定。例如，图像处理设备10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

通信总线104用于图像处理设备10中各组成部件之间的通信。用户接口103用于插接外部设备，例如鼠标及键盘等，以接收用户输入的信息。

显示屏105用于对切片图像、切片图像三维重建后的医学组织以及中间的处理过程涉及的图像以及图像变化等进行显示。

存储器102可用于存储软件程序以及模块，数据库，如本发明实施例中的确定需要绘制医学组织的绘制方法及装置对应的程序指令/模块。存储器102可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器102可进一步包括相对于处理器101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至图像处理设备10。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。

处理器101通过运行存储在存储器102内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如，处理器101通过调用存储器102中的确定需要绘制医学组织的绘制方法的应用程序，以实现快速而准确的确定需要进行绘制医学组织的绘用试例。

实施例一

本发明的实施例提供一种医学组织的切片图像三维重建的方法，如图2所示，该三维重建的方法包括：

S101、绘制医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的所述医学组织的边缘。

其中，切片图像是指利用计算机成像设备得到人体及其内部器官内的二维序列数字断层图像，通过明晰的人体结构及详细病例信息二维序列数字断层图像给医生提供辅助诊断和治疗，例如，切片图像可以是包括CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)图像或MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)图像，本发明并不限定。仅是示例性的，本发明的实施例选取的切片图像为CT图像。

本发明实施例中，医学组织是指具有某种机能和构造的有机的细胞群。优选的，本发明实施例中的医学组织为下腔静脉或者非匀质肿瘤。

其中，医学组织边缘通常是指医学组织的两侧分属于两个区域，每个区域内部的特性相对比较均匀一致，而两个区域之间在特性上则存在一定差异。

本发明实施例中，切片图像中边缘清晰的切片图像是指在一组切片图像中可以较为清晰将需要分割的医学组织边缘与其他医学组织区分开的切片图像。

通常，在一组切片图像中，对于一种组织，有的切片图像的组织边缘清晰，有的组织边缘则不清晰。在S101中，处理的对象仅针对边缘清晰的切片图像。其中，可以通过多种方法从一组切片图像中选择边缘清晰的切片图像，例如，可以由用户根据自己的判断选择，也可以根据一定的算法进行选择，该过程不影响本发明目的的实现，本发明实施例对此不进行限制。

绘制医学组织的边缘是在显示屏上显示的切片图像中，用特定的线条标识医学组织的边缘，以将其与其他组织区分开来。

本发明实施例中，可以通过多种方式绘制医学组织的边缘，在此不进行具体限制。其中，因为对于每张切片图像的处理原理和过程相同，在此，仅以第一切片图像为例进行说明，该第一切片图像指选出的边缘清晰的切片图像中的任意一张，并不具有特殊的指示含义。

例如，一种可能的实现方式中，如图3所示，步骤S101具体包括a1-a2：

a1、接收用户输入的至少三个点；

a2、根据三式样条插值算法，用弧线分别连接至少三个点中每两个相邻的点绘制成闭合曲线，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

示例的，可以在显示屏上显示该第一切片图像，通过用户接口获取用户输入的至少三个点取样点，处理器根据三式样条插值算法(Spline)将接收到的用户输入的至少三个点之间的曲线会以三式样条插值进行连接，形成闭合曲线，并在显示屏中显示，即完成对该第一切片图像中的医学组织边缘的绘制。当然，为方便后续处理过程的进行以及用户的查看，还可以保存组织边缘的绘制完成后的第一切片图像。例如，可以在获取用户输入的双击操作后进行保存。

同时为了获取效果更好的绘制图像，通过用户接口获取用户拖动至少三个点取样点的操作对闭合曲线进行调整。

另一种可能的实现方式中，如图4所示，步骤S101具体包括a3-a4：

a3、接收用户先后输入的第一点和第二点；

a4、以所述用户输入的第一点为圆心，以所述第一点和第二点之间的距离为半径绘圆，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

示例的，可以在显示屏上显示该第一切片图像，通过用户接口获取用户先后输入的第一点和第二点，处理器以获取的第一点为圆心，以第一点和第二点之间的距离为半径绘圆，形成第一切片图像中的医学组织边缘，并在显示屏中显示，即完成对该第一切片图像中的医学组织边缘的绘制。当然，为方便后续处理过程的进行以及用户的查看，还可以保存组织边缘的绘制完成后的第一切片图像。例如，可以在获取用户输入的双击操作后进行保存。

同时为了获取效果更好的绘制图像，通过用户接口获取用户拖动该圆形曲线的输入操作进行调整。

S102、填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域。

其中，通过绘制所述医学组织的边缘围合区域，能够将所要重建的医学组织从切片图像中标识出来，便于后续提取等值面生成显示面片且且提高三维重建的准确度，例如，对于非匀质肿瘤，由于在二维切片图像中会呈现黑白斑块的形状，在非匀质肿瘤内部出现血管、囊肿等情况的肿瘤也较为普遍，通过绘制其医学组织的边缘围合的区域，能够快速准确将其与其他组织区分开来，提高了提取等值面，生成显示面片的准确，从而提高了后续三维重建的精确度。

S103、提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片。

其中，空间相邻是指两张切片图像在空间上距离最近，特征相似。

其中，等值面是指将体数据看成是某个空间区域内关于某种物理属性的采样集合，非采样点上的值以其邻近采样点上的采样值的插值来估计，则该空间区域内所有具有某一个相同值的点的集合将定义一个或多个曲面。

进一步的，对于步骤S103的一种可能的实现方式为：利用MarchingCubes算法(图像处理三维显示中常用的面绘制处理算法)提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片。

由于得到的显示面片与真实组织所在位置存在空间位置偏差与缩放，依据显示面片生成的组织图像(原CT图像的)的空间位置以及间隔距离，对显示面片进行调整。

进一步的，对显示面片进行调整，具体包括以下步骤a5-a6：

a5、接收用户输入的对所述显示面片的图像操作指令；

a6、根据图像操作指令，对所述显示面片执行所述图像操作指令。

其中，图像操作指令可以包括对所述医学影像的选择、缩放、平移、旋转。

示例的，在实际应用中，由于生成显示面片时，Marching Cubes算法只是将每两张空间相邻的切片图像之间做了空间拟合，为了获取效果更佳的显示面片，减少显示面片与真实组织所在位置存在空间位置偏差与缩放，通过获取用户输入的选择指令选取需要调整的显示面片，为了使得到的显示面片显示更加真实，依据原CT图像在所在空间位置的实际距离，获取用户输入的缩放指令对该显示面片进行缩放使该显示面片贴合原CT图像实际的空间分布，或为了使显示面片符合所在空间的实际位置，获取用户输入的平移指令根据原CT图像所在空间位置对该显示面片进行空间移动。

S104、将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

进一步的，为了提高三维重建的效率以及最终三维图像的显示效果，在步骤S104之前，该三维重建方法，还包括：对所述显示面片进行精简处理以及平滑处理。

其中，精简处理是指利用面片精简算法(Triangle Reduction)合并部分三角片，减少三角片数量，提高显示效果。

其中，平滑(Smoothing)处理是通过去除噪声改善显示面片的视觉效果。

一种可能的实现方式中，该精简处理采用顶点合并法将位于长、宽、高固定的矩形块内的几个小的显示面片合并为一个大的显示面片，该矩形块的长、宽、高参数可调,并依次读取该矩形块内的显示面片，然后逐一进行判断，如果该显示面片的三个顶点只有一个顶点在矩形块内，则保留该显示面片；如果该显示面片的三个顶点中的两个顶点在矩形块内，则保留该两个顶点之间的一条边；如果该显示面片的三个顶点全部在矩形块内部，则将显示面片的三个顶点缩成一个点，所有的矩形块内都进行三角面片合并的操作；

一种可能的实现方式中，该平滑处理采用拉普拉斯平滑技术，并设置一定迭代次数，通过调整点的位置减少表面噪点，表面绘制更加平滑。计算网格上每个点的法线，选取高洛德着色算法实现对三角面片的光照平滑处理。

需要注意的是，平滑运算的迭代次数越高，平滑效果越好，也越慢，本发明对此不作限定，在实际操作中可以根据实际需要获取的平滑效果设置相应的迭代次数。

需要说明的是，在实际应用中，本发明的步骤S103和S104可以在步骤S101绘制完所有的切片图像进行，也可以在步骤S101绘制每两张空间相邻的切片图像后执行步骤S103再执行S104，本发明对此不进行限制，用户可以根据实际需要执行。

在实际应用中获取边缘清晰的一组切片图像，按照该切片图像空间相邻的顺序，将切片图像记为切片图像一、切片图像二……切片图像N……。

例如，可以先绘制切片图像一和切片图像二的医学组织边缘，然后填充绘制后切片图像一和切片图像二所述医学组织的边缘围合的区域，提取填充后的切片图像一和切片图像二中空间相邻的切片图像的等值面，分别生成显示面片；然后切片图像三的医学组织边缘；填充绘制后切片图像三所述医学组织的边缘围合的区域，提取填充后的切片图像二和第三切片图像中空间相邻的切片图像的等值面，分别生成显示面片；将根据切片图像一和切片图像二生成的显示面片与根据切片图像二和第三切片图像生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像，对于切片图像四至切片图像N的三维图像的生成与上述方法类似，本发明在此不再赘述。

或者，绘制所述医学组织的一组切片图像中所有边缘清晰的每张切片图像中的所述医学组织的边缘；然后填充绘制的所有切片图像所述医学组织的边缘围合的区域，提取填充后的切片图像中空间相邻的切片图像的等值面，分别生成显示面片；将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

需要说明的是，上述只是两种可实现的方式，并不对本发明目的实现构成影响，所以，也不对本发明实施例构成任何限制。

基于本发明实施例提供的医学组织的切片图像三维重建的方法，通过绘制医学组织的一组切片图像中边缘清晰的每张切片图像中的医学组织的边缘，填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；能够将所要重建的医学组织从切片图像中标识出来，便于后续提取切片图像中的等值面，生成显示面片且提高了三维重建的精确度，提取绘制的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片，将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像，这样通过建立二维切片图像组织边缘绘制，通过提取二维切片图像的等值面将二维切片图像通过三维重建方法空间连接，可以准确、快速呈现该切片图像组织在人体中实际的结构信息与空间信息对应的三维可视化结果，解决了传统的三维重建方法无法快速、准确将其从呈现断续显示或者斑块化的切片图像中人体组织进行有效处理的瓶颈，对于医生详细了解这类组织的结构信息以及组织与周边组织的关系提供了重要的帮助。

实施例二

本实施例以下腔静脉为例，对医学组织的切片图像三维重建的方法进行具体说明。本实施例中，原始的一组下腔静脉的CT图像约为300张，从中选取十五张可以清晰分辨下腔静脉的组织边缘的CT图像，将得到的十五张下腔静脉的CT图像按照空间相邻顺序分别记为下腔静脉CT图像一，下腔静脉CT图像二，下腔静脉CT图像三……下腔静脉CT图像十五。

如图5所示，本发明实施例提供的一种医学组织的切片图像三维重建的方法用于三维重建下腔静脉的具体步骤如下：

S201、绘制下腔静脉CT图像一和下腔静脉CT图像二中的所述下腔静脉的边缘；

示例的，如图6a所示，可以在显示屏上显示该下腔静脉CT图像一，如图6b所示，通过用户接口获取用户输入的至少三个点取样点，处理器根据三式样条插值算法(Spline)将接收到的用户输入的至少三个点之间的曲线会以三式样条插值进行连接，形成闭合曲线，如图6c所示，该闭合曲线绘制完成后在显示屏中显示，即完成对该下腔静脉CT图像一图像中的医学组织边缘的绘制。如图6d所示，曲线绘制完成之后获取用户输入的“显示”操作，绘制曲线保存，曲线在显示屏上消失，然后绘制下腔静脉CT图像二：当然，为方便后续处理过程的进行以及用户的查看，还可以保存组织边缘的绘制完成后的第一切片图像。

S202、填充绘制后下腔静脉CT图像一和下腔静脉CT图像二中所述下腔静脉的边缘围合的区域。

S203、提取填充后的下腔静脉CT图像一和下腔静脉CT图像二中的等值面，分别生成显示面片。

S204、对所述显示面片进行精简处理以及平滑处理。

S205、将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述下腔静脉的三维图像，如图6e所示；

需要说明的是，下腔静脉CT图像一和下腔静脉CT图像二生成显示面片后，本发明可以采用步骤S201及S202生成下腔静脉CT图像三的显示面片，然后将下腔静脉CT图像一和下腔静脉CT图像二生成显示面片的等值面进行拼接，并将下腔静脉CT图像二生成显示面片及下腔静脉CT图像三的显示面片的等值面进行拼接，获取所述下腔静脉的三维图像，下腔静脉CT图像四至下腔静脉CT图像十五的三维图像生成的原理和方法类似，本发明在此不再赘述。需要说明的是在进行等值面进行拼接时，拼接每一张下腔静脉CT图像生成的显示面片与其之前相邻的下腔静脉CT图像生成的显示面片用以获取所述下腔静脉的三维图像。

基于本发明实施例提供的医学组织的切片图像三维重建的方法，通过绘制下腔静脉的一组CT图像中边缘清晰的每张CT图像中的下腔静脉的边缘，填充绘制的每张CT图像所述下腔静脉的边缘围合的区域；提取绘制的CT图像中每两个空间相邻的两张CT图像的等值面，分别生成显示面片，将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取下腔静脉的三维图像，由于人体代谢以及CT成像原理等原因，下腔静脉难以与周边组织区分，在连续的CT图像中只能大约判断其空间位置，并且根据CT图像不同的时期，下腔静脉在图像上的显示明亮程度不同，甚至会有组织遮挡的情况无法观察到血管，这样通过建立二维CT图像组织边缘绘制，通过提取二维切片图像的等值面将二维切片图像通过三维重建方法空间连接，可以准确、快速呈现该切片图像组织在人体中实际的结构信息与空间信息对应的三维可视化结果，解决了传统的三维重建方法无法快速、准确将其从呈现断续显示或者斑块化的切片图像中人体组织进行有效处理的瓶颈，对于医生详细了解这类组织的结构信息以及组织与周边组织的关系提供了重要的帮助。

实施例三

如图7所示，以本发明实施例提供的一种医学组织的切片图像三维重建的方法应用于三维重建非匀质肿瘤为例进行说明。

具体步骤如下：

本实施例以非匀质肿瘤为例，对医学组织的切片图像三维重建的方法进行具体说明。本实施例中，原始的一组非匀质肿瘤CT图像约为200张，从中选取十张可以清晰分辨非匀质肿瘤的组织边缘的CT图像，将得到的十张非匀质肿瘤的CT图像按照空间相邻顺序分别记为非匀质肿瘤CT图像一，非匀质肿瘤CT图像二，非匀质肿瘤CT图像三……非匀质肿瘤CT图像十。

S301、绘制非匀质肿瘤的一组CT图像中边缘清晰的CT图像中的所述非匀质肿瘤的边缘；

S302、填充绘制的每张CT图像所述非匀质肿瘤的边缘围合的区域。

S303、提取填充后的CT图像中每两个空间相邻的两张CT图像的等值面，分别生成显示面片。

S304、对所述显示面片进行精简处理以及平滑处理。

S305、将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述非匀质肿瘤的三维图像。

示例性的，图8提供了本发明实施例一种医学组织的切片图像三维重建的方法用于三维重建非匀质肿瘤的实验实例，现以图8为例进行说明，图8a为一组非匀质肿瘤CT图像在图像处理设备中的显示界面，从图8a中可以看出非匀质肿瘤的空间三维结构类似于一种较为光滑的球体，图8a显示的非匀质肿瘤CT图像中位于中间偏上的为肿瘤，位于肿瘤左下方的为肝脏，可以看出该肿瘤虽然整体灰度低于位于其左下方的肝脏，但是肿瘤内部明暗交错，肿瘤边缘能够通过肉眼判断。图8b为一组非匀质肿瘤CT图像在图像处理设备中的三维重建后显示界面，位于该图像右下角的图像为经过本发明三维重建后的组织图像，将该生成的组织图像与位于左上角的该非匀质肿瘤的二维组织图像对比，可以发现经过本发明三维重建后的组织图像与肉眼识别的二维组织图像中的肿瘤边缘十分贴合。

基于本发明实施例提供的医学组织的切片图像三维重建的方法，通过绘制非匀质肿瘤的一组CT图像中边缘清晰的每张CT图像中的非匀质肿瘤的边缘，填充绘制的每张CT图像所述非匀质肿瘤的边缘围合的区域；提取绘制的CT图像中每两个空间相邻的两张CT图像的等值面，分别生成显示面片，将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述非匀质肿瘤的三维图像，这样通过建立二维CT图像组织边缘绘制，通过提取二维切片图像的等值面将二维切片图像通过三维重建方法空间连接，可以准确、快速呈现该切片图像组织在人体中实际的结构信息与空间信息对应的三维可视化结果，解决了传统的三维重建方法无法快速、准确将其从呈现断续显示或者斑块化的切片图像中人体组织进行有效处理的瓶颈，对于医生详细了解这类组织的结构信息以及组织与周边组织的关系提供了重要的帮助。

实施例四

本发明的实施例提供一种图像处理设备，如图9所示，该三维重建设备包括：

绘制单元401，用于绘制所述医学组织的一组切片图像中边缘清晰的每张切片图像中的所述医学组织的边缘；

填充单元402，用于填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；

生成单元403，用于提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片；

显示单元404，用于将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

可选的，如图10所示，绘制单元401包括：

第一接收模块401A1，用于接收用户输入的至少三个点；

第一处理模块401A2，根据三式样条插值算法，用弧线分别连接所述至少三个点中每两个相邻的点绘制成闭合曲线，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

可选的，如图10所示，绘制单元401包括：

第二接收模块401B1，用于接收用户先后输入的第一点和第二点；

第二处理模块401B2，用于以所述用户输入的第一点为圆心，以所述第一点和第二点之间的距离为半径绘圆，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

可选的，生成单元403具体用于利用Marching Cubes算法提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片。

可选的，如图10所示，生成单元403还包括：

第三接收模块4031，用于接收用户输入的对所述显示面片的图像操作指令；

执行模块4032，用于根据所述图像操作指令，对所述显示面片执行所述图像操作指令，所述图像操作指令包括对所述医学影像的选择、缩放、平移、旋转。

可选的，如图11所示，该三维重建设备40还包括：

处理单元405，用于对显示面片进行精简以及平滑处理。

这样一来，绘制单元用于绘制医学组织的边缘，填充单元填充绘制后的医学组织的边缘围合的区域，生成单元提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片，显示单元，用于将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。这样通过建立二维切片图像组织边缘绘制，通过提取二维切片图像的等值面将二维切片图像通过三维重建方法空间连接，可以准确、快速呈现该切片图像组织在人体中实际的结构信息与空间信息对应的三维可视化结果，解决了传统的三维重建方法无法快速准确将其从呈现断续显示或者斑块化的切片图像中人体组织进行有效处理的瓶颈，对于医生详细了解这类组织的结构信息以及组织与周边组织的关系提供了重要的帮助。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种医学组织的切片图像三维重建的方法，其特征在于，包括：

绘制所述医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的所述医学组织的边缘；

填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；

提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片；

将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于第一切片图像，绘制所述第一切片图像中的医学组织边缘包括：

接收用户输入的至少三个点，

根据三式样条插值算法，用弧线分别连接所述至少三个点中每两个相邻的点绘制成闭合曲线，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于空间相邻的第一切片图像和第二切片图像，提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片包括：

利用Marching Cubes算法提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对于空间相邻的第一切片图像和第二切片图像，提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片还包括：

接收用户输入的对所述显示面片的图像操作指令；

根据所述图像操作指令，对所述显示面片执行所述图像操作指令，所述图像操作指令包括对所述医学影像的选择、缩放、平移、旋转。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像之前，所述方法还包括：对所述显示面片进行精简以及平滑处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医学组织为下腔静脉或者非匀质肿瘤。

7.一种图像处理设备，其特征在于，包括：

绘制单元，用于绘制所述医学组织的一组切片图像中边缘清晰的切片图像中的所述医学组织的边缘；

填充单元，用于填充绘制的每张切片图像所述医学组织的边缘围合的区域；

生成单元，用于提取填充后的切片图像中每两个空间相邻的两张切片图像的等值面，分别生成显示面片；

显示单元，用于将生成的显示面片的等值面进行拼接，获取所述医学组织的三维图像。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述绘制单元包括：

第一接收模块，用于接收用户输入的至少三个点；

第一处理模块，根据三式样条插值算法，用弧线分别连接所述至少三个点中每两个相邻的点绘制成闭合曲线，形成所述第一切片图像中的医学组织边缘。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述生成单元具体用于利用Marching Cubes算法提取绘制的所述第一切片图像和第二切片图像的等值面，生成显示面片。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述生成单元还包括：

第三接收模块，用于接收用户输入的对所述显示面片的图像操作指令；

执行模块，用于根据所述图像操作指令，对所述显示面片执行所述图像操作指令，所述图像操作指令包括对所述医学影像的选择、缩放、平移、旋转。

11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述显示单元之前，所述设备还包括：

处理单元，用于对所述显示面片进行精简以及平滑处理。