一种计算机辅助医学影像观测系统的制作方法

本发明涉及医学影像技术领域，具体为一种计算机辅助医学影像观测系统。

背景技术：

在医学领域中，ct和mri会产生重叠的二维医学影像。由于二维重叠影像组织结构互相重叠，部分结构不易辨别，不能看清深层次的病变，容易导致主治医师漏诊。基于二维图像进行三维重建可在计算机上直观地表现为三维效果，具有很高的临床价值，因此从二维向三维的转变是当下医学影像观测的必然趋势。

目前临床的二维重叠影像不能全面的显示患者体内细节，无法满足医疗需求，并且多次进行x光射线扫描会对人体造成危害，所以进行三维重建时需要尽可能的减少二维图像的数量，因此研发一种计算机辅助医学影像观测系统是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种计算机辅助医学影像观测系统，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种计算机辅助医学影像观测系统，包括底板，所述底板顶面固定连接有x射线机，所述底板顶面固定连接有支架，所述支架内顶面固定连接有驱动装置，所述驱动装置输出轴一端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮周侧面传动连接有转盘，所述底板顶面固定连接有数据采集模块；

包括计算机与通信模块，所述x射线机输出端通过电线与驱动装置输入端电性连接，所述驱动装置与x射线机输出端通过电线与数据采集模块输入端电性连接，所述数据采集模块输出端通过通信模块与计算机输入端电性连接。

进一步地，所述x射线机采集患者的二维重叠影像，同时所述x射线机控制驱动装置驱动转盘旋转，所述旋转角度小于九十度，待转盘停止后所述x射线机再次采集患者的二维重叠影像。

进一步地，所述驱动装置将输出轴角度信息传输至数据采集模块中，所述x射线机将两次采集的二维重叠影像均传输至数据采集模块中，所述数据采集模块通过通信模块传输至计算机中。

进一步地，所述驱动齿轮与转盘的齿轮比为三比一，所述转盘底面轴心处与底板转动连接。

进一步地，所述计算机通过对极几何算法建立初级模型，所述计算机通过三维图像失真校正算法优化三维图像细节。

进一步地，所述三维图像失真校正算法中第一二维重叠影像和第二二维重叠影像的初始本征(k0)和投影矩阵(分别为p1和p2)为：

r0＝rx(ang)

p1＝k0[i|0]

p2＝k0[r0|t0]

i是3×3恒等式矩阵时，0是3×1的向量；w、h是图像的宽度和高度；ang的初始值是根据两幅二维重叠影像中角度差信息得到的，rx(ang)表示围绕x轴的旋转矩阵ang，采用非线性优化算法(levenberg-marquard算法)对参数进行优化，这种优化的目标是找到r和t，从而减少这两种类型的错误；1)传递误差，即二维骨架提取点与其三维点在两幅二维重叠影像上的对应反投影之间的欧氏距离；2)代数转移方向矢量的误差，即重建的三维方向矢量在两幅二维重叠影像上的二维方向矢量与反投影方向向量的差；优化采用以下公式：

其中d(*)是两点之间的欧氏距离，w是控制方向因子的加权因子，n是从两张图片中提取的对应点对的个数；u(1，i)和u(2，i)是提取出的二维骨架，u^(1，i)和u^(2，i)代表重建后的三维骨架点在这两个视图中的反投影，φ(1，j)和φ(2，j)是被测骨架的方向矢量，φ^(1，j)和φ^(2，j)分别是重建的三维方向矢量在两幅二维重叠影像上的反投影方向矢量。

本发明具有以下有益效果：

1、该计算机辅助医学影像观测系统，通过对极几何算法建立初始数据模型，可以将两份二维重叠影像转变成立体图像在计算机中直观地表现出来，使得图像内部组织结构更易辨别，便于主治医生进行诊断，与现有技术相比，具有很高的临床价值和实用价值。

2、该计算机辅助医学影像观测系统，通过三维图像失真校正算法对建立的三维图像进行优化，对部分特征和参数进行细化，避免图像引起低阶失真，能够更好的还原患者体内的结构特征，与现有技术相比，能够还原图像的真实性，提高三维图像的准确度。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明一种计算机辅助医学影像观测设备的结构示意图；

图2为本发明数据传输流程示意图；

图3为本发明系统电路连接框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

图中：1-底板，2-x射线机，3-支架，4-驱动装置，5-驱动齿轮，6-转盘，7-数据采集模块。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种计算机辅助医学影像观测系统，包括底板1，底板1顶面固定连接有pld7200型号x射线机2，底板1顶面固定连接有支架3，支架3内顶面固定连接有pd60-l1-10-p1型号驱动装置4，驱动装置4输出轴一端固定连接有驱动齿轮5，驱动齿轮5周侧面传动连接有转盘6，底板1顶面固定连接有dfm218型号数据采集模块7；

包括计算机与6es7647-0aa00-1ya2型号通信模块，x射线机2输出端通过电线与驱动装置4输入端电性连接，驱动装置4与x射线机2输出端通过电线与数据采集模块7输入端电性连接，数据采集模块7输出端通过通信模块与计算机输入端电性连接；计算机无需限定具体型号。

其中，x射线机2采集患者的二维重叠影像，同时x射线机2控制驱动装置4驱动转盘6旋转，旋转角度小于九十度，便于对极几何算法模拟三维图像，建立初始数据模型，待转盘6停止后x射线机2再次采集患者的二维重叠影像。

其中，驱动装置4将输出轴角度信息传输至数据采集模块7中，x射线机2将两次采集的二维重叠影像均传输至数据采集模块7中，数据采集模块7通过通信模块传输至计算机中。

其中，驱动齿轮5与转盘6的齿轮比为三比一，可以提高转盘6旋转时的稳定性，并且提高角度信息的精确性，转盘6底面轴心处与底板1转动连接。

其中，所述计算机通过对极几何算法建立初级数据模型，所述计算机通过三维图像失真校正算法优化三维图像细节。

其中，所述三维图像失真校正算法中第一二维重叠影像和第二二维重叠影像的初始本征(k0)和投影矩阵(分别为p1和p2)为：

r0＝rx(ang)

p1＝k0[i|0]

p2＝k0[r0|t0]

i是3×3恒等式矩阵时，0是3×1的向量；w、h是图像的宽度和高度。ang的初始值是根据两幅二维重叠影像中角度差信息得到的，rx(ang)表示围绕x轴的旋转矩阵ang，采用非线性优化算法(levenberg-marquard算法)对参数进行优化，这种优化的目标是找到r和t，从而减少这两种类型的错误；1)传递误差，即二维骨架提取点与其三维点在两幅二维重叠影像上的对应反投影之间的欧氏距离；2)代数转移方向矢量的误差，即重建的三维方向矢量在两幅二维重叠影像上的二维方向矢量与反投影方向向量的差；优化采用以下公式：

其中，d(*)是两点之间的欧氏距离，w是控制方向因子的加权因子，n是从两张图片中提取的对应点对的个数；u(1，i)和u(2，i)是提取出的二维骨架，u^(1，i)和u^(2，i)代表重建后的三维骨架点在这两个视图中的反投影，φ(1，j)和φ(2，j)是被测骨架的方向矢量，φ^(1，j)和φ^(2，j)分别是重建的三维方向矢量在两幅二维重叠影像上的反投影方向矢量。

需要说明的是，通过对二维图像进行三维重建可在计算机上直观地表现为三维效果，具有很高的临床价值和实用价值，便于主治医师辨别图像中内部结构，能看清不同层次的病变，避免出现漏诊。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。