用于三维医学影像切面重建的方法及装置、电子设备与流程

本申请涉及图像重建技术领域，例如涉及一种用于三维医学影像切面重建的方法及装置、电子设备。

背景技术：

医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得的内部组织影像。医学影像在医生的临床诊断中，具有重要的辅助诊断作用。通过大量的医学影像辅助诊断案例发现，基于ct(x线断层扫描)、mr(核磁共振)、pt(渗透检测)等技术形成的具有空间位置信息的三维医学影像，其任意切面的图像具有重大的临场诊断价值。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

现有的医学影像技术无法根据医生的临床诊断需要，提供三维医学影像任意切面的图像。

技术实现要素：

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于三维医学影像切面重建的方法及装置、电子设备，以解决现有的医学影像技术无法根据医生的临床诊断需要，提供三维医学影像任意切面的图像的问题。

在一些实施例中，用于三维医学影像切面重建的方法包括：

获得三维医学影像的初始切面图像；

确定初始切面图像的切点位置信息和重建切面的位置信息；

根据切点位置信息和重建切面的位置信息获得三维医学影像的重建切面图像；

显示重建切面图像。

在一些实施例中，用于三维医学影像切面重建的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行上述用于三维医学影像切面重建的方法。

在一些实施例中，电子设备包括上述用于三维医学影像切面重建的装置。

公开实施例提供的用于三维医学影像切面重建的方法及装置、电子设备，可以实现以下技术效果：

通过获得三维医学影像的初始切面图像，并根据初始切面图像的切点位置信息和重建切面的位置信息获得三维医学影像的重建切面图像。这样，为了对病变部位的病情有更进一步的了解，可以根据医生的临床诊断需要，提供三维医学影像任意切面的图像，从而更好地帮助医生进行病变部位的疾病诊断。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于三维医学影像切面重建的方法的示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于三维医学影像切面重建的方法的示意图；

图3是本公开实施例提供的另一个用于三维医学影像切面重建的方法的示意图；

图4是本公开实施例提供的一个用于三维医学影像切面重建的装置的示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于三维医学影像切面重建的方法，包括以下步骤：

s101：获得三维医学影像的初始切面图像。

三维医学影像通常是按照一定顺序(例如从头顶至脖颈)对待扫描体逐片进行扫描而获得的。三维医学影像的初始切面图像，即待扫描体的某个切片的二维切面图像。在医生通过三维医学影像进行诊疗的过程中，选取最能反映病变部位病情的二维切面图像(例如平行于头顶方向且沿眼部进行横切的二维切面图像)，该二维切面图像即为三维医学影像的初始切面图像。

s102：确定初始切面图像的切点位置信息和重建切面的位置信息。

初始切面图像的切点位置信息，即初始切面图像中目标部位(例如眼部)的位置信息；重建切面的位置信息，即重建切面在预设三维坐标系中的位置信息。

s103：根据切点位置信息和重建切面的位置信息获得三维医学影像的重建切面图像。

重建切面图像即以初始切面图像的目标部位的位置为重建点，按照重建切面的位置信息进行重建后的包括目标部位的二维切面图像。

s104：显示重建切面图像。

在实际应用中，可以通过电子设备(例如电脑、手机等)的显示屏显示重建切面图像，也可以通过投影的方式显示重建切面图像。

采用本公开实施例提供的用于三维医学影像切面重建的方法，通过获得三维医学影像的初始切面图像，并根据初始切面图像的切点位置信息和重建切面的位置信息获得三维医学影像的重建切面图像(例如垂直于头顶方向且沿眼部进行横切的二维切面图像)。这样，为了对病变部位的病情有更进一步的了解，可以根据医生的临床诊断需要，提供三维医学影像任意切面的图像，从而更好地帮助医生进行病变部位的疾病诊断。

在一些实施例中，如图2所示，根据切点位置信息和重建切面的位置信息获得三维医学影像的重建切面图像，包括以下步骤：

s201：获得三维医学影像数据。

诸如ct、mr等医学影像检查，通常一次检查会有多个序列，每个序列对应多幅二维切面图像。三维医学影像数据为三维医学影像序列的像素数据，可以从医学影像设备输出的原始dicom(digitalimagingandcommunicationsinmedicine，医学数字成像和通信)文件解析而来。三维医学影像数据的呈现形式为多个一维数组组成的多维数组，其中，每个一维数组代表一张原始二维切面图像的像素数据。

s202：根据切点位置信息和重建切面的位置信息获得旋转矩阵。

可选地，重建切面的位置信息包括旋转信息和平移信息；根据切点位置信息和重建切面的位置信息获得旋转矩阵，包括：利用切点位置信息和旋转信息对初始矩阵的参数进行调整获得中间矩阵；利用平移信息对中间矩阵的参数进行调整获得旋转矩阵。

重建切面的旋转信息，即重建切面在预设三维坐标系中的旋转角度；重建切面的平移信息，即重建切面在预设三维坐标系中的平移距离。

初始矩阵为预设旋转矩阵，三维医学影像数据与预设旋转矩阵相乘，可以获得预设旋转矩阵(初始矩阵)所对应的切面数据。分别利用重建切面的旋转信息和平移信息对初始矩阵的参数进行调整，可以获得更为精准的重建切面的旋转矩阵。这样，三维医学影像数据与旋转矩阵相乘，可以获得更为精确的重建切面数据。

s203：根据三维医学影像数据与旋转矩阵获得重建切面数据。

三维医学影像数据与旋转矩阵进行相乘，获得重建切面数据，从而可以根据重建切面数据获得重建切面图像。

s204：利用重建切面数据进行投影以获得重建切面图像。

可选地，利用重建切面数据进行投影以获得重建切面图像，包括：将重建切面数据输出至虚拟画布；将虚拟画布的切面数据投影至实体画布以获得重建切面图像。

虚拟画布的作用是用于数据缓存，将重建切面数据输出到虚拟画布，从而完成三维医学影像的切面数据重建；实体画布作为重建切面图像的载体(例如web界面)，用于完成三维医学影像的重建切面图像显示。其中，web界面指可以在浏览器下看到的软件界面。

如果将重建切面数据直接投影至实体画布，数据一边加载一边显示，很容易出现闪屏的情况，因此本实施例先将重建切面数据输出至虚拟画布，待数据完全缓存后，再将虚拟画布的切面数据投影至实体画布。这样，通过数据缓存策略，可以很好地解决显示重建切面图像时出现的闪屏问题，有助于医生更好地通过重建切面图像进行病情诊断。

可选地，利用重建切面数据进行投影获得重建切面图像，还包括：将重建切面数据输出至虚拟画布前，获得实体画布的画布大小；当画布大小大于预设画布大小时，对重建切面数据进行插值操作。

重建切面数据的数据量是一定的，当实体画布的画布大小(例如1024*768像素)超过预设画布大小(例如800*600像素)时，重建切面数据的数据量相对于实体画布的画布大小来说就会较少，那么投影至实体画布的重建切面图像的清晰度则较差，因此通过对重建切面数据进行插值操作，增加重建切面数据的数据量，从而提高投影至实体画布的重建切面图像中细节部位的清晰度。

在实际应用中，插值操作可以包括：利用二次线性插值算法计算出重建切面点的像素值；利用计算出的像素值对重建切面数据进行插值。以平面点的计算为例：平面有四个点(0，0)、(0，1)、(1，0)、(1，1)，其像素值分别是0、0、1、1，其中，(x，y)表示点的x-y坐标，求(0.5，0.5)这个位置的像素值。利用二次线性插值算法先求(0，0.5)的像素值，根据它到(0，0)和(0，1)这两个点的距离，与这两个点的像素值加权平均，可算出(0，0.5)这个点的像素值，同理得到(0.5，0.5)的像素值。空间点的计算就是根据周围8个点的位置做加权平均计算，从而获得相应点的像素值。

通过二次线性插值算法获得重建切面点的像素值，增加了重建切面数据的数据量，在不造成重建切面图像失真的前提下，能够提高投影至实体画布的重建切面图像中细节部位的清晰度，有助于医生更好地通过重建切面图像进行病情诊断。

在一些实施例中，如图3所示，获得三维医学影像数据，包括以下步骤：

s301：对三维医学影像的多个初始切面图像进行预处理操作。

可选地，对三维医学影像的多个初始切面图像进行预处理操作，包括：基于初始切面图像的位置信息，筛除位于同一位置重复的初始切面图像；获得经过筛选的初始切面图像。

在获得三维医学影像的初始切面图像时，相应地，获得该初始切面图像的位置信息(例如该初始切面图像距参考切面图像之间的间距)。利用初始切面图像的位置信息，将位于同一位置重复的初始切面图像筛除，例如，当距初始切面图像之间的距离为5cm(厘米)的初始切面图像有3张时，则保留其中的一张初始切面图像，筛除其余两张初始切面图像。这样，可以避免利用位于同一位置重复的初始切面图像进行三维医学影像构建时形成重影而影响三维医学影像的准确性。

可选地，对三维医学影像的多个初始切面图像进行预处理操作，还包括：基于初始切面图像的位置信息，按照预设顺序对经过筛选的初始切面图像进行排序；获得经过排序的初始切面图像。例如，可以按照初始切面图像距参考切面图像之间的间距由大到小或者由小到大的顺序对经过筛选的初始切面图像进行排序。这样，即使在原初始切面图像错乱无序的情况下，仍然能够正确地完成三维医学影像的构建。

可选地，对三维医学影像的多个初始切面图像进行预处理操作，还包括：对经过排序的初始切面图像进行纹理贴图处理；获得加载纹理的初始切面图像。例如，当三维医学影像的图像种类为骨骼时，对经过排序的初始切面图像进行骨骼纹理贴图处理，并获得加载骨骼纹理的初始切面图像；当三维医学影像的图像种类为血管时，对经过排序的初始切面图像进行血管纹理贴图处理，并获得加载血管纹理的初始切面图像。这样，能够获得更为形象的三维医学影像，有助于医生更好地通过医学影像了解各个器官、组织等的具体结构，从而做出更为准确的医学诊断。

s302：利用经过预处理操作的多个初始切面图像构建三维医学影像。

在对多个初始切面图像进行预处理后，将多个初始切面图像进行拼合，构建三维医学影像。

s303：获得三维医学影像的三维医学影像数据。

在利用初始切面图像构建三维医学影像后，获得三维医学影像的三维医学影像数据。

本实施例中，对三维医学影像的多个初始切面图像进行筛选、排序以及纹理贴图等预处理操作，能够有效避免利用位于同一位置重复的初始切面图像进行三维医学影像构建而形成重影，并能够提高三维医学影像的准确性与可视性，有助于医生更好地通过医学影像了解各个器官、组织等部位的具体结构，从而做出更为准确的医学诊断。

结合图4所示本公开实施例提供一种用于三维医学影像切面重建的装置，包括处理器(processor)40和存储器(memory)41，还可以包括通信接口(communicationinterface)42和总线43。其中，处理器40、通信接口42、存储器41可以通过总线43完成相互间的通信。通信接口42可以用于信息传输。处理器40可以调用存储器41中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于三维医学影像切面重建的方法，例如，处理器40的图像显示单元用于显示重建切面图像。

此外，上述的存储器41中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器40通过运行存储在存储器41中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的用于三维医学影像切面重建的方法。

存储器41可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种电子设备(例如：计算机、手机等)，包含上述的用于三维医学影像切面重建的装置。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于三维医学影像切面重建的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于三维医学影像切面重建的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。例如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。