CN116052850A - 一种基于人工智能的ctmr成像解剖注释和3d建模映射教学系统 - Google Patents

一种基于人工智能的ctmr成像解剖注释和3d建模映射教学系统 Download PDF

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温志波
朱建彬
屈耀铭
莫建华
梁焯峰
张茂苹
李文毅
张英为
袁丽华
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Abstract

本发明公开一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，包括图形与数据收集模块、图形与数据处理模块、图形细化模块、可视三维模型建立模块、三维模型编辑模块，通过该系统将CT二维影像转化为可视三维模型，解决了普通的CTMR机在扫描完成后输出的二维断层图像，医学生或者初级医生需要通过若干二维影像连续反复翻阅结合已有图谱进行判断解剖定位，需要较多时间进行判断二维断层影像属于哪个空间解剖定位，效果不直观，严重给医学生，初级医务人员的学习、工作造成了不便且直接造成临床工作初步报告的滞后、错误和延迟的问题。

Description

一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统
技术领域
本发明涉及医学图像处理领域，尤其是一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统。
背景技术
CTMR机都是通过断层扫描的方式，逐层进行扫描获得图像的，无论是从哪个方向进行扫描，都是遵从连续的断层扫描，然后将一系列的断层扫描获得的图像进行重新按顺序排列，从而获得一个完整序列的图像，临床称这一系列的图像为一个“序列图像”。
在现有技术中，普通的CTMR机在扫描完成后输出的二维断层图像，医学生或者初级医生需要通过若干二维影像连续反复翻阅结合已有图谱进行判断解剖定位，需要较多时间进行判断二维断层影像属于哪个空间解剖定位，效果不直观，严重给医学生，初级医务人员的学习、工作造成了不便且直接造成临床工作初步报告的滞后、错误和延迟的问题。
故此，亟需一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统。
发明内容
本发明为了解决上述存在的技术问题，提供一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，包括图形与数据收集模块、图形与数据处理模块、图形细化模块、可视三维模型建立模块、三维模型编辑模块。
所述图形与数据收集模块包括CTMR扫描XY二维影像获取单元和CTMR扫描Z厚度数据获取单元。
所述图形与数据处理模块包括CTMR扫描二维影像赋点单元、CTMR三维图形转化单元和三维图形处理单元。
所述图形细化模块包括点云转化单元和点云处理单元。
所述可视三维模型建立模块包括三维引擎和模型纹理处理单元。
所述三维模型编辑模块包括三维模型软件。
本发明通过搭建人工智能三维建模系统，将CTMR影像转化成可视三维模型，更加直观表现患者身体部位的情况，提高医务人员判断诊断的效率，解决了普通的CTMR机在扫描完成后输出的二维断层图像，医学生或者初级医生需要通过若干二维影像连续反复翻阅结合已有图谱进行判断解剖定位，需要较多时间进行判断二维断层影像属于哪个空间解剖定位，效果不直观，严重给医学生，初级医务人员的学习、工作造成了不便且直接造成临床工作初步报告的滞后、错误和延迟的问题。本发明还通过将可视的三维模型导出为文件，使三维模型可以应用于医学教育等多种场景。
附图说明
图1为本发明的系统运作流程。
具体实施方式
如图1所示，一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，包括图形与数据收集模块、图形与数据处理模块、图形细化模块、可视三维模型建立模块、三维模型编辑模块。
所述图形与数据收集模块包括CTMR扫描XY二维影像获取单元和CTMR扫描Z厚度数据获取单元，所述CTMR扫描二维影像获取单元获取CTMR设备成像的XY二维影像，所述CTMR扫描Z厚度数据获取单元获取CTMR薄层Z厚度数据，将数据整合后传输至图形与数据处理单元。
所述图形与数据处理模块包括CTMR扫描二维影像赋点单元、CTMR三维图形转化单元和三维图形处理单元，所述CTMR扫描二维影像赋点单元赋予每个CTMR薄层平面图同一位置基点，所述CTMR三维图形转化单元获取CTMR薄层Z厚度并将CTMR二维影像转化为三维图形，所述三维图形处理单元根据CTMR设备的间距设置数据将CTMR三维图形基于同一位置基点纵向排列，拼接所有三维图形得到初步建立的模型，将初步建立的模型传输至图形细化单元。
所述图形细化模块包括点云转化单元和点云处理单元，所述点云转化单元将初步建立的模型转化为点云，所诉点云处理单元进一步将完成的点云进行平滑处理和精细化处理，增加点云的空间点数量，进一步细分模型，将细分的模型传输至可视三维模型建立单元。
所述可视三维模型建立模块包括三维引擎和模型纹理处理单元，所述三维引擎将输入的精细化点云数据转化为可视三维模型，所述模型纹理处理单元通过获取CTMR设备成像贴图赋予模型纹理，完成模型的建立，导出为模型文件，模型文件可导入三维模型编辑单元进行编辑。
所述三维模型编辑模块包括三维模型软件，所述三维模型软件可以查看导入的模型文件，方便查看模型的各个角度视图与剖切图，使用三维模型软件可以对模型进行编辑、标记，并选择模型视图导出多种图片格式。
实施例一
本发明一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，包括图形与数据收集模块、图形与数据处理模块、图形细化模块、可视三维模型建立模块、三维模型编辑模块。
所述图形与数据收集模块包括CTMR扫描XY二维影像获取单元和CTMR扫描Z厚度数据获取单元。
所述图形与数据处理模块包括CTMR扫描二维影像赋点单元、CTMR三维图形转化单元和三维图形处理单元。
所述图形细化模块包括点云转化单元和点云处理单元。
所述可视三维模型建立模块包括三维引擎和模型纹理处理单元。
所述三维模型编辑模块包括三维模型软件。
当需要输出三维模型进行展示时，本发明的工作过程为：
由图形与数据收集单元通过CTMR设备收集CTMR扫描XY二维影像和CTMR扫描Z厚度数据，将数据整合后传输至图形与数据处理模块，在图形与数据处理模块中赋予每个CTMR扫描二维影像同一位置基点，并根据CTMR扫描Z厚度将CTMR扫描二维影像转化为三维图形，通过纵向拼接所有三维图形建立初步模型，将初步模型传输至图形细化模块，在图形细化模块中将初步模型转化为点云并进行平滑处理和精细化处理，将精细化处理后的点云传输至可视三维模型建立模块，在三维模型引擎中将点云转化为可视三维模型，并赋予模型纹理，完成模型的建立，导出为模型文件传输至三维模型编辑模块，在三维模型编辑模块中可以查看、编辑和标记模型，进行模型完善编辑后导出为三维模型文件，可实现多媒体展示三维模型的功能。
实施例二
本发明一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，包括图形与数据收集模块、图形与数据处理模块、图形细化模块、可视三维模型建立模块、三维模型编辑模块。
所述图形与数据收集模块包括CTMR扫描XY二维影像获取单元和CTMR扫描Z厚度数据获取单元。
所述图形与数据处理模块包括CTMR扫描二维影像赋点单元、CTMR三维图形转化单元和三维图形处理单元。
所述图形细化模块包括点云转化单元和点云处理单元。
所述可视三维模型建立模块包括三维引擎和模型纹理处理单元。
所述三维模型编辑模块包括三维模型软件。
当需要对三维模型进行编辑时，本发明的工作过程为：
由图形与数据收集单元通过CTMR设备收集CTMR扫描XY二维影像和CTMR扫描Z厚度数据，将数据整合后传输至图形与数据处理模块，在图形与数据处理模块中赋予每个CTMR扫描二维影像同一位置基点，并根据CTMR扫描Z厚度将CTMR扫描二维影像转化为三维图形，通过纵向拼接所有三维图形建立初步模型，将初步模型传输至图形细化模块，在图形细化模块中将初步模型转化为点云并进行平滑处理和精细化处理，将精细化处理后的点云传输至可视三维模型建立模块，在三维模型引擎中将点云转化为可视三维模型，并赋予模型纹理，完成模型的建立，导出为模型文件传输至三维模型编辑模块，并在三维模型编辑模块中对三维模型进行查看、编辑和标记，以此可实现实时编辑模型的功能。
实施例三
本发明一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，包括图形与数据收集模块、图形与数据处理模块、图形细化模块、可视三维模型建立模块、三维模型编辑模块。
所述图形与数据收集模块包括CTMR扫描XY二维影像获取单元和CTMR扫描Z厚度数据获取单元。
所述图形与数据处理模块包括CTMR扫描二维影像赋点单元、CTMR三维图形转化单元和三维图形处理单元。
所述图形细化模块包括点云转化单元和点云处理单元。
所述可视三维模型建立模块包括三维引擎和模型纹理处理单元。
所述三维模型编辑模块包括三维模型软件。
当需要生成医疗影像的模型图像时，本发明的工作过程为：
由图形与数据收集单元通过CTMR设备收集CTMR扫描XY二维影像和CTMR扫描Z厚度数据，将数据整合后传输至图形与数据处理模块，在图形与数据处理模块中赋予每个CTMR扫描二维影像同一位置基点，并根据CTMR扫描Z厚度将CTMR扫描二维影像转化为三维图形，通过纵向拼接所有三维图形建立初步模型，将初步模型传输至图形细化模块，在图形细化模块中将初步模型转化为点云并进行平滑处理和精细化处理，将精细化处理后的点云传输至可视三维模型建立模块，在三维模型引擎中将点云转化为可视三维模型，并赋予模型纹理，完成模型的建立，导出为模型文件传输至三维模型编辑模块，在三维模型编辑模块中可以查看、编辑和标记模型，并可以导出多种图像格式。

Claims (6)

1.一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，其特征在于：包括图形与数据收集模块，用于收集CTMR设备扫描得到的二维影像与CTMR设备扫描的薄层图像数据，
图形与数据处理模块，用于处理CTMR设备扫描的影像数据并将其转化为三维图形；
图形细化模块，用于将初步建立的三维模型精细化；
可视三维模型建立模块，用于将精细化后的三维模型导入三维引擎转化为可视三维模型；
三维模型编辑模块，用于查看、编辑和标记可视三维模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，其特征在于：所述图形与数据收集模块包括CTMR扫描XY二维影像获取单元，负责从CTMR设备获取XY二维影像；CTMR扫描Z厚度数据获取单元，负责获取CTMR设备扫描Z厚度设置数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，其特征在于：所述图形与数据处理模块包括CTMR扫描二维影像赋点单元，负责赋予每个CTMR扫描二维影像同一位置基点；CTMR三维图形转化单元，负责将CTMR扫描二维影像转化为三维图形；三维图形处理单元，负责收集CTMR扫描间距设置数据，根据CTMR扫描间距与同一位置基点将所有三维图形纵向排列，拼接成为初步模型。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，其特征在于：所述图形细化模块包括点云转化单元，负责将初步模型转化为点云；点云处理单元，负责将转化完成的点云进行平滑处理和精细化处理，并通过增加点云的空间点数量进一步细分模型。
5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，其特征在于：所述可视三维模型建立模块包括三维引擎，负责将精细化点云数据转化为可视三维模型并导出模型文件；模型纹理处理单元，负责赋予模型纹理。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的CTMR成像解剖注释和3D建模映射教学系统，其特征在于：所述三维模型编辑模块包括三维模型软件，负责对模型进行编辑、查看和标记，并导出多种图像格式。
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