CN108280871A - 医学影像三维重建系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医学影像三维重建系统，包括数据存取模块、数据管理模块、显示及视区管理模块、交互操作模块以及三维重建及视觉调整模块。本发明的医学影像三维重建系统，在普通的PC机上能运行，无卡滞现象，且操作简单；系统能够完成二维影像数据的存取显示、预处理、几何变换、几何测量等二维操作，能把处理过的二维数据模拟还原成三维模型，还可对三维模型进行交互操作及虚拟切割；若三维模型的显示效果不符合要求，可以动态地对其参数进行设置或调解以达到期望的显示效果。这样缩短了诊断时间，又使诊断更直观可靠，为病人的生命健康带来更多的机会，同时减少了医疗成本。

Description

医学影像三维重建系统

技术领域

本发明涉及医学影像处理，尤其涉及一种医学影像三维重建系统。

背景技术

随着影像技术的发展，在医学上越来越多是通过观察医学影像来发现并诊断病情，但是这种诊断方式有可能由于影像本身的对比度、分辨率等原因引起医生的误判误诊。同时从一组二维影像构想出人体器官三维结构有相当的难度而且不准确，甚至会引起误诊，造成不可想象的后果。

为了提高医疗诊断和治疗规划的科学性及准确性，需要将二维断层影像进行处理，将重要的部位突出显示，而将不需要的部位屏蔽或删除便于观察。有时候还可以将二维影像转变为具有直观立体效果的三维模型，展现人体器官的三维结构与形态，从而提供用传统手段无法获得的解剖结构信息，为进一步模拟操作提供视觉交互手段。医学影像二维处理及三维重建与可视化技术就是在这一背景下提出的，并且借助计算机图形学、图像处理、模式识别等学科逐渐发展起来。

目前，医学影像三维重建系统较复杂，不易操作，在普通的PC机上无法很好的运行，不但诊断时间较长，而且医疗成本较高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种操作简单、诊断直观、能在普通PC机上运行的医学影像三维重建系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种医学影像三维重建系统，包括数据存取模块、数据管理模块、显示及视区管理模块、交互操作模块以及三维重建及视觉调整模块；所述数据存取模块用于将医学影像二维影像文件读入并经过预处理后将二维数据保存到磁盘中；所述数据管理模块用于对各类数据进行规划管理；所述显示及视区管理模块用于二维影像和三维模型的显示，以及用于更好地对二维影像或三维模型进行视区模式显示；所述三维重建包括面重建和点重建，三维视觉调整为三维模型视觉的调整。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述的数据管理模块进行规划管理的数据包括以下中的一种或多种：读入的原始二维数据、分割后的数据、三维面数据和体数据；对所述数据进行规划管理的方法包括以下一种或多种：计数、选择和删除。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述的显示及视区管理模块中的二维影像显示方式包括显示横断面、冠状面、矢状面的断层图像；所述对视区管理模块对二维影像或三维模型进行视区模式显示的方式包括以下一种或多种：1大视区×3小视区模式、2小视区×2小视区模式、1观察三维模型视区模式和1观察二维影像视区模式。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述的二维数据分割模块对信息进行提取的方法包括以下一种或几种：阈值分割法、区域增长法和交互式分割法。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述面重建是对原始二维影像进行分割后进行二值处理实现的，所述体重建直接对原始数据进行采样重建无需分割。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述三维视觉调整的模式包括以下一种或几种：设置环境光颜色、设置散射光颜色、设置反射光颜色和设置发射光颜色。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，具有如下有益效果：本发明的医学影像三维重建系统，在普通的PC机上能运行，无卡滞现象，且操作简单；系统能够完成二维影像数据的存取显示、预处理、几何变换、几何测量等二维操作，能把处理过的二维数据模拟还原成三维模型，还可对三维模型进行交互操作及虚拟切割；若三维模型的显示效果不符合要求，可以动态地对其参数进行设置或调解以达到期望的显示效果。这样缩短了诊断时间，又使诊断更直观可靠，为病人的生命健康带来更多的机会，同时减少了医疗成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例系统流程图。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明提供一种医学影像三维重建系统，包括数据存取模块、数据管理模块、显示及视区管理模块、二维数据预处理模块、二维数据分割模块、交互操作模块以及三维重建及视觉调整模块；上述数据存取模块用于将医学影像二维影像文件读入并经过预处理后将二维数据保存到磁盘中；上述数据管理模块用于对各类数据进行规划管理；上述显示及视区管理模块用于二维影像和三维模型的显示，以及用于更好地对二维影像或三维模型进行视区模式显示；上述二维影像预处理用于对原始二维影像显示效果不佳的进行灰度变换、滤波、锐化等调整处理；交互操作模块用于对影响进行缩放、旋转、平移等操作；上述二维数据分割模块用于对有用信息进行提取为后继的三维面重建做好准备；上述三维重建包括面重建和点重建，三维视觉调整为三维模型视觉的调整。

本发明的实施例中具体的，上述的数据管理模块进行规划管理的数据包括读入的原始二维数据、分割后的数据、三维面数据和体数据；对上述数据进行规划管理的方法包括计数、选择和删除。

上述的显示及视区管理模块中的二维影像显示方式包括显示XOY平面、YOZ平面、ZOX平面的断层图像；在XOY平面显示的图像就是我们读入的图像，而在YOZ平面的数据在读入的数据中每页抽取一列来组合而成，ZOX平面上的数据则是在读入的数据中每页抽取一行来组成而行。上述对视区管理模块对二维影像或三维模型进行视区模式显示的方式包括以下几种：1大视区×3小视区模式、2小视区×2小视区模式、1观察三维模型视区模式和1观察二维影像视区模式。

上述的二维数据分割模块对信息进行提取的方法包括：阈值分割法、区域增长法和交互式分割法。阈值分割法是影像的灰度值的分布情况和分布范围，先绘制灰度直方图，横坐标是灰度级别，纵坐标是灰度级出现的频率，通过直方图可以方便地观察影像中各灰度级别的分布情况，以便选择合适的阈值对影像进行分割。本发明的实施例中影响可采用的数据类型，实现了各个灰度级别出现频率的统计，并能根据用户选择的灰度级别范围进行直方图的绘制和显示，极大地方便了分割操作；区域增长法的关键是种子点的指定、邻域点的获取及判断原则的设计；实现交互式分割的关键是画出封闭的分割区域并提取出包围在区域里的数据。

本发明实施例中，三维重建包括面重建和体重建，面重建是对原始二维影像进行分割后进行二值处理实现的，上述体重建直接对原始数据进行采样重建无需分割。三维视觉调整的模式包括：设置环境光颜色、设置散射光颜色、设置反射光颜色和设置发射光颜色。

本发明提供的医学影像三维重建系统能够完成二维影像数据的存取显示、预处理、几何变换、几何测量等二维操作，能把处理过的二维数据模拟还原成三维模型，还可对三维模型进行交互操作及虚拟切割；若三维模型的显示效果不符合要求，可以动态地对其参数进行设置或调解以达到期望的显示效果。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (6)

1.一种医学影像三维重建系统，其特征在于，包括数据存取模块、数据管理模块、显示及视区管理模块、交互操作模块以及三维重建及视觉调整模块；所述数据存取模块用于将医学影像二维影像文件读入并经过预处理后将二维数据保存到磁盘中；所述数据管理模块用于对各类数据进行规划管理；所述显示及视区管理模块用于二维影像和三维模型的显示，以及用于更好地对二维影像或三维模型进行视区模式显示；交互操作模块用于对影响进行缩放、旋转、平移等操作；所述三维重建包括网格面绘制重建和像素点绘制重建，三维视觉调整为三维模型色彩的调整。

2.根据权利要求1所述的一种医学影像三维重建系统，其特征在于，所述的数据管理模块进行规划管理的数据包括以下中的一种或多种：读入的原始二维数据、分割后的数据、三维面绘制数据和体绘制数据；对所述数据进行规划管理的方法包括以下一种或多种：计数、选择和删除。

3.根据权利要求1所述的一种医学影像三维重建系统，其特征在于，所述的显示及视区管理模块中的二维影像显示方式包括显示横断面、冠状面、矢状面的断层图像；所述对视区管理模块对二维影像或三维模型进行视区模式显示的方式包括以下一种或多种：1大视区×3小视区模式、2小视区×2小视区模式、1观察三维模型视区模式和1观察二维影像视区模式。

4.根据权利要求1所述的一种医学影像三维重建系统，其特征在于，所述的二维数据分割模块对信息进行提取的方法包括以下一种或几种：阈值分割法、区域增长法和交互式分割法。

5.根据权利要求1所述的一种医学影像三维重建系统，其特征在于，所述面重建是对原始二维影像进行分割后进行阈值处理实现的，所述体重建直接对原始数据进行采样重建无需分割。

6.根据权利要求1所述的一种医学影像三维重建系统，其特征在于，所述三维视觉调整的模式包括以下一种或几种：设置环境光颜色、设置散射光颜色、设置反射光颜色和设置发射光颜色。