一种基于医学影像并利用VR技术的器官拆分和操作方法及系统与流程

文档序号:12735745阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于医学影像并利用VR技术的器官拆分和操作方法,其特征在于:包括器官拆分建模步骤和虚拟现实操作步骤;所述的器官拆分建模步骤包括:

S11:获取待拆分器官的薄层扫描图像;

S12:对其中一幅图像的病灶/靶区的外轮廓进行勾画;

S13:对包括病灶/靶区的待拆分器官进行三维建模;

S14:对三维建模得到的待拆分器官的模型进行多区域拆分;

S15:采用算法引擎对所述的多区域赋予有物理属性的物体,并添加对应操作的功能程序模块;

所述的虚拟现实操作步骤包括:

S21:获取器官拆分建模步骤得到的三维建模的包括病灶/靶区器官模型;

S22:通过虚拟现实设备对多区域拆分的模型进行操作,包括对模型的包括各个区域进行移动或者隐藏。

2.根据权利要求1所述的一种基于医学影像并利用VR技术的器官拆分和操作方法,其特征在于:步骤S13中对于待拆分器官的三维建模包括以下子步骤:

S1311:识别器官,将器官周围的非器官部分进行分离;

S1312:与多种该器官的标准模板进行比较,判断器官形态,并匹配该形态的标准模板;

S1313:对该器官进行三维建模。

3.根据权利要求2所述的一种基于医学影像并利用VR技术的器官拆分和操作方法,其特征在于:当器官形态为坍塌或者萎缩或者不完全,则手动对坍塌或者萎缩或者不完全的器官边界进行划分。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于医学影像并利用VR技术的器官拆分和操作方法,其特征在于:所述的待拆分器官为脑叶,所述的多区域为额叶、颞叶、顶叶、枕叶及小脑;所述的器官拆分建模步骤包括以下子步骤:

S111:获取脑叶的薄层扫描图像;

S112:对其中一幅图像的病灶/靶区的外轮廓进行勾画;

S113:分别对病灶/靶区和待拆分器官进行三维建模,其中对于病灶/靶区的三维建模采用相同阈值的区域增长算法确定边界实现,所述的阈值为灰度值;对于待拆分器官的三维建模为对脑叶的薄层扫描图像进行去头皮去骨处理,构建头部模型;所述的构建头部模型采用图像特征子步骤和定位子步骤实现;所述的图像特征子步骤包括对扫描图像的脑部沟壑进行判断,根据灰度的不同得到脑叶的边界;所述的定位子步骤包括根据对器官的标准模板进行十字交叉定位确认脑叶的边界;

S114:对构建的头部模型进行多区域拆分,包括以下子步骤:

S1141:针对任意一个图像,将标准模板对应的模板图像的各区域与个体图像进行空间匹配变形处理,把模板空间的各个脑叶分区图像对应变形到个体脑空间,完成大脑区域分割;

S1142:将个体空间脑叶图像和病灶/靶区进行二值化处理,形成mask矩阵;

S1143:将mask矩阵转化为系统可识别的区域;

S115:拆分后的模型通过Unreal Engine或Unity引擎对模型赋予有物理属性的物体,并添加包括拾取/拆分的功能程序模块。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种基于医学影像并利用VR技术的器官拆分和操作方法,其特征在于:所述的待拆分器官为肝脏,所述的多区域为肝左叶和肝右叶;所述的器官拆分建模步骤包括以下子步骤:

S211:使用DCMTK读取肝脏的DICOM序列图像;

S212:对其中一幅图像的病灶/靶区的外轮廓进行勾画;

S213:分别对病灶/靶区和待拆分器官进行三维建模,对于病灶/靶区的三维建模采用相同阈值的区域增长算法确定边界实现,所述的阈值为灰度值;对待拆分器官的三维建模包括以下子步骤:

S2131:采用各向异性扩散滤波算法去掉噪声,强化图像边缘;

S2132:采用OTSU算法强化图像特征;

S2133:采用形态学算法、或者水平集分割算法、或者自适应区域生长算法和BP神经网络算法的结合,提取肝脏区域;

S2134:腐蚀提取后的图像,并采用漫水填充法对图像进行后处理;

S2135:将步骤S234得到的图像与原始图像相与,得到最终的肝脏区域;

S214:对得到的肝脏区域进行多区域拆分,包括以下子步骤:

S2141:针对任意一个图像,将标准模板对应的模板图像的各区域与个体图像进行空间匹配变形处理,把模板空间的各个肝脏分区图像对应变形到个体肝脏空间,完成肝脏区域分割;

S2142:将个体空间肝脏图像和靶区/病灶进行二值化处理,形成mask矩阵;

S2143:将mask矩阵转化为系统可识别的区域;

S215:拆分后的模型通过Unreal Engine或Unity引擎对模型赋予有物理属性的物体,并添加包括拾取/拆分的功能程序模块。

6.采用权利要求1~5中任意一项所述方法的系统,其特征在于:包括:

医生用终端:用于获取待拆分器官的薄层扫描图像、查看待拆分器官的薄层扫描图像、对其中一幅薄层扫描图像的病灶/靶区的外轮廓进行勾画、上传勾画过的薄层扫描图像;

数据中心:通过网络与医生用终端连接,用于接收并保存来自医生用终端上传的进行勾画过的待拆分器官的薄层扫描图像、对包括病灶/靶区的待拆分器官进行三维建模、对三维建模得到的待拆分器官的模型进行多区域拆分、对完成多区域拆分的模型进行保存、接收并解析虚拟现实操作设备发送的器官模型获取请求、向虚拟现实操作设备发送完成三维建模以及多区域拆分的器官模型;

虚拟现实操作设备:通过网络与数据中心连接,用于向数据中心发送器官模型获取请求、接收数据中心发送的已经完成三维建模以及多区域拆分的器官模型、通过虚拟现实设备对多区域拆分的模型进行包括各个区域进行移动或者隐藏在内的操作。

7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:所述的虚拟现实操作设备包括加密控制装置和虚拟现实操作装置,所述的虚拟现实操作装置通过加密控制装置和互联网与数据中心连接;所述的加密控制装置用于在虚拟现实操作装置发送获取请求时对获取请求进行加密操作;所述的数据中心对经过加密操作的获取请求进行解析,当判断虚拟现实操作装置连接有加密控制装置时才向虚拟现实操作设备发送器官模型。

8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:所述的系统还包括薄层扫描仪器:与医生用终端连接,用于对人体进行薄层扫描、将薄层扫描的图像发送至医生用终端。

9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:所述的数据中心设置于医院内,与医院内的多个医生用终端和虚拟现实操作设备通过内网连接。

10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于:所述的系统还包括一个云中心,所述的云中心分别与数据中心连接,用于获取数据中心保存的数据、在有权限的医生用终端发出查看请求时向虚拟现实操作设备发送数据。

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