肝脏三维ct重建数据信息处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种肝脏三维CT重建数据信息处理系统，包括：数据处理中心、若干第一类用户终端及若干第二类用户终端。每个第一类用户终端上进一步设置有将肝脏CT图像输入每个第一类用户终端的数据输入模块、将肝脏CT图像与来源信息打包压缩成特定肝脏数据包的数据初加工模块以及将特定肝脏数据包上传至数据处理中心的数据上传模块。数据处理中心进一步设置有接收解压特定肝脏数据包的数据接收模块、基于肝脏CT图像生成特定肝脏三维图像的三维图像处理模块以及依照肝脏的来源信息分类存储特定肝脏三维图像的肝脏信息数据库。每个第二类用户终端上进一步设置有用于登入数据处理中心检索浏览特定肝脏三维图像的登录检索模块。
【专利说明】
肝脏三维CT重建数据信息处理系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种医学影像处理系统，特别涉及一种医学影像三维可视化系统。
【背景技术】
[0002]三维重建技术是指利用CT、MRI等医学影像设备输出的图像数据，根据需要选择合适的三维重建算法，得到可以从任意视角进行观察的三维投影图像，这样诊断医生就可以方便地对人体内部组织或器官的结构进行观察诊断。通过对医学图像进行有针对性的处理后，再利用三维重建技术构造出组织或器官的三维模型，然后在显示屏幕上对三维模型进行显示，对于医生感兴趣的器官，还可以提取出它的大小、形状和空间位置等定性或定量信息，便于分析。三维重建技术的运用，使得医务人员能够更加直观、定量地对人体内部器官的三维结构进行察看，还可以根据不同疾病诊断的需要强化图像中原有的某些细节，从而帮助医生更加容易的做出正确的疾病诊断。
[0003]医学图像的三维可视化技术是指将医学影像设备输出的二维切片图像序列重新组合重建为三维图像模型，并对重建后的模型进行定性、定量分析的技术。自从上世纪90年代以来三维、非规则的和向量体数据的可视化问题的出现，使得医学图像可视化领域的研究朝着多样化的方向发展。国外一些研究机构或者公司己经研究出了一些可以在医学领域进行实际应用的医学图像三维重建或医学图像可视化系统，如美国的ANALYZE系统，3DvIEwNIx系统、加拿大的View wand系统、荷兰的⑶vmA系统等，但是这些系统中有大部分都是与医疗影像设备捆绑的，而且售价昂贵，这些系统所支持的各种类型图像数据的可视化分析功能，一般都基于高档工作站，在目前主流配置的普通PC上运行还比较困难。我国在医学图像可视化方面的研究仍然处于起步阶段。现有的大多数系统实际医疗应用功能还不尽完善，还达不到进行临床医疗诊断所需要的大部分要求。
[0004]中国人口众多，为肝病大国，传统螺旋CT重建的肝脏三维图像仍然是二维结构，临床医师只能凭经验由多层CT图像估计病灶大小、形状及位置，而且在观察时只能以固定方式进行，这样所得到的诊断结果必然带有医生的主观判断，因此诊断结构的准确与否很大程度与医生的临床经验有很大的关系。
[0005]如中国专利申请201310503694.6号公开的一种医学影像二维处理及三维重建系统，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。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，数据管理模块用于对各类数据进行规划管理，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。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图像进行缩放、旋转、平移等操作，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，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。然而，该医学影像二维处理及三维重建系统并非开放平台，无法共享数字化肝脏数据、共享知识，且该系统不能根据用户需要清晰、直观的观察肝脏内部血管等管道系统解剖差异。
[0006]又如中国专利申请201310503694.6号公开的一种肝部CT图像的三维重建方法，包括:对肝部二维CT图像序列进行分割，分别提取与肝部的多个组织中每个组织相对应的分割序列；根据与每个组织相对应的分割序列，以及与每个组织相对应的三维重建流程对每个组织进行三维图像重建，以对肝部CT图像进行三维重建。然而，该肝部CT图像的三维重建方法无法交互显示肝脏三维CT立体图像，也无法实现对肝脏三维CT立体图像任意方向、任意部位的切割。
[0007]再如中国专利200810197660.8号公开的一种基于CT图像的肝脏分段方法，该方法首先对腹部MSCTP动脉期和门静脉期序列图像进行预处理，自动分割肝脏轮廓并得到肝脏图像;其次利用基于Hessian矩阵的多尺度滤波方法对血管进行增强，利用区域增长等分割方法分割出肝门静脉，并利用三维拓扑细化方法提取出肝门静脉的中心线;血管交互分级标记；之后利用距离变换和Voronoi算法进行计算，并利用肝脏轮廓进行值掩得到分段结果，最后重建出三维肝脏分段结果。系统包括肝脏分割模块，血管增强分割和细化模块，血管分级模块，肝脏分段模块和三维重建模块。然而，该基于CT图像的肝脏分段方法无法交互显示肝脏三维CT立体图像，也无法实现对肝脏三维CT立体图像任意方向、任意部位的切割，无法对肝脏疾病的临床风险作出准确评估。
[0008]因此，提供一种功能完备、实时便捷、数据量大、便于推广普及的数字化肝脏数据共享平台，以让想了解/研究肝脏构造的用户能够方便快捷地检索到其感兴趣类型的肝脏三维构造是业界急需解决的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其通过构建肝脏数据库平台，一方面便于收集大量肝脏病例形成肝脏大数据，另一方面便于医生/学者基于该平台进行学术研究和交流。
[0010]根据本发明的一个方面，提供一种肝脏三维CT重建数据信息处理系统，包括:数据处理中心、通过互联网与数据处理中心连接的若干第一类用户终端以及通过互联网与数据处理中心连接的若干第二类用户终端。数据输入模块，数据输入模块设置于每个第一类用户终端上用于将针对特定肝脏的取自不同截面的DICOM格式的至少三幅肝脏CT图像输入每个第一类用户终端。数据初加工模块，数据初加工模块设置于每个第一类用户终端上用于将数据输入模块输入的至少三幅肝脏CT图像与特定肝脏的来源信息打包压缩成特定肝脏数据包。数据上传模块，数据上传模块设置于每个第一类用户终端上用于将特定肝脏数据包通过互联网上传至数据处理中心。数据接收模块，数据接收模块设置于数据处理中心用于接收解压来自数据上传模块的特定肝脏数据包。三维图像处理模块，三维图像处理模块设置于数据处理中心用于基于至少三幅肝脏CT图像生成特定肝脏三维图像。肝脏信息数据库，肝脏信息数据库设置于数据处理中心用于依照特定肝脏的来源信息分类存储来自三维图像处理模块的特定肝脏三维图像。登录检索模块，登录检索模块设置于每个第二类用户终端上用于通过互联网以特定注册用户帐号登入数据处理中心以便在肝脏信息数据库中检索浏览特定肝脏三维图像。
[0011]其中，第一类用户终端可以为经授权的指定医院的多功能CT设备或计算机，医师可通过第一类用户帐号在第一类用户终端登录数据处理中心以上传或下载肝脏CT图像。
[0012]其中，第二类用户终端可以为任意的个人计算机，普通用户通过第二类用户帐号在第二类用户终端登录数据处理中心以检索浏览或下载肝脏CT图像。
[0013]其中，数据处理中心可以为基于多个服务器和多个存储设备搭建的数据处理平台。
[0014]可选择地，特定肝脏的来源信息至少包含:患病类型、患者性别、患者年龄、生活地区以及就诊医院。
[0015]可选择地，特定肝脏的来源信息还可以包含:患者生活习惯、生化检查信息、患者典型症状、体征、医学图像、影像诊断结果、治疗方案、不良反应及主治医师等。
[0016]该系统进一步包括肝脏数据下载模块，肝脏数据下载模块设置于每个第二类用户终端上用于通过互联网将肝脏信息数据库中的特定肝脏三维图像下载至第二类用户终端。
[0017]可选择地，肝脏数据下载模块进一步设置于每个第一类用户终端上用于通过互联网将肝脏信息数据库中的特定肝脏三维图像下载至第一类用户终端。
[0018]可选择地，登录检索模块进一步设置于每个第一类用户终端上用于通过互联网登入数据处理中心以便第一类用户在肝脏信息数据库中检索浏览特定肝脏三维图像。
[0019]可选择地，该系统进一步包括用户交流模块，用户交流模块设置于每个第一类用户终端和每个第二类用户终端上用于第一类用户和第二类用户通过互联网针对特定肝脏三维图像进行交流分析。
[0020]可选择地，在肝脏信息数据库中每个特定肝脏三维图像都设置有用户交流区以便第一类用户和第二类用户针对特定肝脏三维图像进行交流。
[0021]可选择地，每一个第一类用户或每一个第二类用户可以通过用户交流模块与一个或多个第一类用户和第二类用户进行交流。
[0022]其中，数据处理中心的三维图像处理模块包括图像预处理子模块、肝脏提取子模块以及图像绘制子模块。图像预处理子模块依次对至少三幅肝脏CT图像中的每幅肝脏CT图像进行图像平滑及图像增强处理，肝脏提取子模块分割经预处理的肝脏数据图像以检测肝脏轮廓边缘并提取肝脏轮廓线，图像绘制模块根据由每幅肝脏CT图像获得的肝脏轮廓线对肝脏进行表面重建，得到特定肝脏三维图像。
[0023]图像预处理子模块中进一步包括:图像平滑单元和图像增强单元。其中，图像平滑单元采用空域法在空间域中对每幅肝脏CT图像像素灰度值直接进行运算处理，滤除每幅肝脏CT图像中的噪声；以及图像增强单元用于尖锐化增强处理经过平滑处理的每幅肝脏CT图像以增加每幅肝脏CT图像的边缘鲜明度。
[0024]可选择地，图像平滑单元对每幅肝脏CT图像进行平滑处理可以选择邻域平均法或中值滤波法。
[0025]邻域平均法是一种利用Box模版对图像进行模版操作(卷积运算)的图像平滑方法，对于图像中的每一个像素，取一个以它为中心的区域，用该区域内各像素灰度的加权平均值取代该像素的灰度值，所谓Box模版是指模版中所有系数都取相同值的模版，常用的3X 3和5 X 5模版如下:
[0026]g(x,y) = l/MIf(x,y)
[0027]式中:x，y= 0，l，…，N-1 ;S是以(x，y)为中心的邻域的集合，]\1是5内的点数。
[0028]中值滤波法是一种非线性平滑技术，它将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。方法是用某种结构的二维滑动模板，将板内像素按照像素值的大小进行排序，生成单调上升(或下降)的为二维数据序列。二维中值滤波输出为g(x，y) =med{f (x-k，y-l), (k, I e
1)}，其中4(^7)^(^7)分别为原始图像和处理后图像。1为二维模板，通常为3\3，5乂5区域，也可以是不同的的形状，如线状，圆形，十字形，圆环形等。
[0029]可选择地，图像增强模块对每幅肝脏CT图像进行增强处理只关心边缘点的位置而不顾其周围的实际灰度差，图像增强模块中可以采用微分锐化法对图像进行增强处理，如拉普拉斯锐化法。
[0030]可选择地，肝脏提取子模块进一步包括:肝脏定位单元、分割单元、边界检测单元以及边界跟踪单元。
[0031]其中，肝脏定位单元通过肝脏体积和肝脏灰度自动定位出每幅肝脏CT图像中的肝脏位置。分割单元通过B样条弹性配准经预处理子模块输出的每幅肝脏CT图像，利用自适应对每幅肝脏CT图像进行分割得到分割肝脏部分图像。边界检测单元通过微分算子法考察分割肝脏部分图像中的每个像素在任意邻域内灰度的变化，根据每个像素任意邻域一阶和/或二阶方向导数变化定位出肝脏边界点。边界跟踪单元通过依次搜索相邻肝脏边界点，依次连接边界点从而逐步检测出肝脏边界得到确定的肝脏轮廓。
[0032]可选择地，分割单元分割得到分割肝脏部分图像后，采用孔洞填充算法去除分割肝脏部分图像进行分割过程中产生的细小孔洞和错误连接，再采用区域增长法去除分割肝脏部分图像的多余组织，进一步填充分割肝脏部分图像的内部孔洞，最后进行轮廓修正。
[0033]可选择地，边界检测单元可以通过Sobe I算子、Roberts算子和Kirsch算子等方法定位肝脏边界点。
[0034]可选择地，边界跟踪单元确定肝脏轮廓线的步骤为:找出分割肝脏部分图像的第I个边界点作为起始边界点。以这个起始边界点为起始点，根据图像的边界应该是连续的这一特征，对特定的方向进行跟踪。具体来说就是，从找出的第I个边界点开始，定义初始的搜索方向为沿左下方，如果左下方的像素点是边界点，则将其加入边界链表，将其涂黑，表示是一个边界点；否则跟踪方向逆时针旋转45度。这样一直找到一个新的边界点为止，然后搜索方向在当前的跟踪方向的基础上顺时针旋转90度，继续用同样的方法跟踪下一个边界点，直到返回起始边界点为止，得到肝脏轮廓。
[0035]可选择地，边界跟踪单元也可以选择人工提取肝脏轮廓，选择分割肝脏部分图像中变化比较明显的点作为特征点，连成折线后进行平滑处理得到肝脏轮廓。
[0036]可选择地，图像绘制子模块中进一步包括:轮廓匹配单元、轮廓拼接处理单元、轮廓插值单元以及曲面拟合单元。其中，轮廓匹配单元通过计算肝脏提取子模块的边界跟踪单元得到的肝脏轮廓的面积，在分别由至少三幅肝脏CT图像确定的至少三个不同截面肝脏轮廓内寻找不同截面肝脏轮廓之间的顺序关系并匹配。轮廓拼接处理单元采用三角面片法构造至少三个不同截面肝脏轮廓之间的表面得到肝脏二维断层图像;轮廓插值单元在相邻的肝脏二维断层图像之间进行插值以实现各层图像间结构的过渡。曲面拟合单元采用插值法或者逼近法平滑肝脏二维断层图像之间的曲面，对肝脏二维断层图像进行拟合形成最终的重建曲面，得到特定肝脏三维CT图像。
[0037]可选择地，在轮廓拼接处理单元中用三角面片法进行重建的至少三个不同截面肝脏轮廓之间的表面的区域为匹配好的轮廓特征点划分的区域，采用三次B样条函数插值连续数据点，用三次样条插值函数来近似表示每个数据点处的曲线表示，然后计算数据点的曲率，进而用曲率方式提取特征点。将特征点进行配对，保证配对不交叉。匹配好的特征点将轮廓线分成多个曲线段对，轮廓线之间的区域被分割成多个小的区域，在每个小区域中就按分割方法进行三角划分。
[0038]轮廓拼接处理单元中三角面片的构造方法为:假设两相邻平面上各有一轮廓线，上轮廓线及下轮廓线，轮廓线上的点均按逆时针方向排列。将上轮廓线、下轮廓线上的点列分别依次用直线连接，则得到这两条轮廓线的多边形近似表示，每一个直线段称为轮廓线线段。连接上轮廓线上一点与下轮廓线上一点得线段称为跨距，一条轮廓线线段，及它得两端点与相邻轮廓线上得一点相连的两段跨距构成了一个三角面片，称为基本三角面。
[0039]构造好的三角面片应该满足以下两个条件:(I)每一个轮廓线线段必须在而且只能在一个基本三角面片中出现，如上、下两条轮廓线各有m个和η个轮廓线线段，那么，合理的三维表厦模型将包含m+n个基本三角面片；(2)如果一个跨距在某一基本三角面片中为左跨距，则该跨距是而且仅是另一个基本三角面片的右跨距。
[0040]可选择地，图像绘制子模块还包括轮廓分叉处理单元。轮廓分叉处理单元采用拓扑和几何结构处理经轮廓拼接处理单元插值过渡的肝脏二维断层图像，解决因分叉产生的局部信息导致的肝脏轮廓对应关系不确定的情况。
[0041]可选择地，每个第一类用户终端上和/或每个第二类用户终端上设置的登录检索模块包含交互显示功能以提供特定肝脏三维图像实体显示和交互。第一类用户、第二类用户可自由设置肝脏三维CT立体图像的构成材料，包括每种材料的上下限、不透明度、颜色等，以及通过鼠标键盘对绘制区内的特定肝脏三维图像进行任意的缩放、移动、旋转、交互。
[0042]可选择地，每个第一类用户终端上和/或每个第二类用户终端上设置的登录检索模块还包括开窗功能。第一类用户、第二类用户可以通过在特定肝脏三维图像上自由设置的切割顶点构造成6个切割平面，通过鼠标操作移动每个切割面的位置以展示不同的开窗效果。开窗功能能够再现特定肝脏三维图像的任一断层，显示出肝脏三维CT立体图像被覆盖的内部结构。
[0043]可选择地，每个第一类用户终端上和/或每个第二类用户终端上设置的登录检索模块中第一类用户、第二类用户可以对特定肝脏三维图像进行模拟切除。通过设置切入方向和切入点结合切割平面进行移动、旋转、定位等交互操作实现对特定肝脏三维图像任意方向、任意部位的切除。
[0044]可选择地，第一类用户上传至系统中的取自不同截面的DICOM格式的至少三幅肝脏CT图像由肝脏三期中的任意一期扫描得到。
[0045]其中，三期扫描包括肝动脉、门静脉及平衡期。优选地，第一类用户上传的肝脏数据图像至少应包括肝动脉、门静脉及平衡期取自不同截面的DICOM格式的肝脏CT图像各10?100张，比如30张。
[0046]可选择地，上传至系统的取自不同截面的DICOM格式的肝脏CT图像可以为肝脏肿瘤及肝胆疾病患者进行CT扫描获得的肝脏影像数据，也可以为因其他原因需行CT检查的患者扫描获得的肝脏影像数据，经患者允许后上传至系统。其中，因其他原因需行CT检查扫描获得的肝脏影像数据应包含完整的肝脏且为未引起肝脏大小、形态、结构、位置等变化。
[0047]可选择地，原始二维图像信息与特定肝脏三维图像一同保存于肝脏信息数据库中以便于用户研究分析。
[0048]其中，B样条是样条曲线一种特殊的表示形式，是B样条基曲线的线性组合。B样条函数的研究最早开始于十九世纪，当时N.Lobachevsky把B样条作为某些概率分布的卷积。在1946年，1.J.schoenberg利用B样条进行统计数据的光滑化处理，他的论文开创了样条逼近的现代理论。随后，CdeBoor，M.Cox和LMansf iekl发现了 B样条的递推关系。
[0049]此外，该系统处理肝脏CT图像的三维重建方案还可以选择如本发明【背景技术】中介绍的其中一种CT图像三维重建方案。
[0050]本发明的有益效果是:(I)、本发明通过搭建肝脏数据库平台，一方面便于从第一类用户终端收集大量肝脏病例形成肝脏大数据，另一方面便于医生/学者在第二类用户终端检索浏览经过三维重建的肝脏图像；(2)、该系统集中处理大量的肝脏数据，省去大量处理工作，资源共享，查找方便；(3)、该系统针对不同年龄组大数据量的人类正常肝脏及主要肝胆脾胰疾病的肝脏数字模型进行三维展示，完整而清晰的展示大量正常人的肝脏血管等管道系统解剖差异以及肝肿瘤等肝胆疾病患者肝脏内部状态；(4)、该系统包括大数据量的肝脏数据，通过开放平台共享，全球各地专家可以共享数字化肝脏数据、讨论病例，有利于医生之间交流，共享知识，符合国家互联网+战略方向。
【附图说明】
[0051]图1示出了本发明实施方式一的肝脏三维CT重建数据信息处理系统的构造示意图。
[0052]图2示出了本发明实施方式二的肝脏三维CT重建数据信息处理系统的构造示意图。
【具体实施方式】
[0053]请参照图1，根据本发明的实施方式一，提供一种肝脏三维CT重建数据信息处理系统，包括:若干第一类用户终端100、数据处理中心300以及若干第二类用户终端500。若干第一类用户终端100通过互联网与数据处理中心300连接，若干第二类用户终端500通过互联网与数据处理中心300连接。
[0054]每个第一类用户终端100上设置有数据输入模块110、数据初加工模块120以及数据上传模块140。数据输入模块110用于将针对特定肝脏的九幅肝脏CT图像输入每个第一类用户终端100，九幅肝脏CT图像包括各取自肝动脉期、门静脉期及平衡期中每一期的不同截面的DICOM格式的三幅肝脏CT图像。数据初加工模块120用于将数据输入模块110输入的九幅肝脏CT图像与特定肝脏的来源信息打包压缩成特定肝脏数据包。数据上传模块140用于将特定肝脏数据包通过互联网上传至数据处理中心300。
[0055]数据处理中心300上设置有数据接收模块310、三维图像处理模块330以及肝脏信息数据库350。数据接收模块310用于接收解压来自每个第一类用户终端100的数据上传模块140的特定肝脏数据包。三维图像处理模块330用于基于九幅肝脏CT图像分别生成肝动脉期、门静脉期及平衡期的特定肝脏三维图像。肝脏信息数据库350用于依照特定肝脏的患病类型、患者性别、患者年龄、生活地区以及就诊医院等特定肝脏的来源信息分类存储来自三维图像处理模块330的特定肝脏三维图像，原始二维图像信息与特定肝脏三维图像一同保存于肝脏信息数据库350中以便于用户研究分析。
[0056]每个第二类用户终端500上设置有登录检索模块510。登录检索模块510用于通过互联网以特定注册用户帐号登入数据处理中心300以便在肝脏信息数据库350中检索浏览特定肝脏三维图像。
[0057]在该非限制性实施方式中，数据处理中心300的三维图像处理模块330包括图像预处理子模块331、肝脏提取子模块333以及图像绘制子模块335。图像预处理子模块331依次对每幅肝脏CT图像进行图像平滑及图像增强处理，肝脏提取子模块333分割经预处理子模块331预处理的肝脏数据图像以检测肝脏轮廓边缘并提取肝脏轮廓线，图像绘制模块335根据由每幅肝脏CT图像获得的肝脏轮廓线对肝脏进行表面重建，得到特定肝脏三维图像。
[0058]具体地，在该非限制性实施方式中，图像预处理子模块331中包括图像平滑单元以及图像增强单元。图像平滑单元采用空域法在空间域中对每幅肝脏CT图像像素灰度值直接进行运算处理，滤除每幅肝脏CT图像中的噪声。图像增强单元用于尖锐化增强处理经过平滑处理的每幅肝脏CT图像以增加每幅肝脏CT图像的边缘鲜明度。
[0059]具体地，在该非限制性实施方式中，肝脏提取子模块中333包括肝脏定位单元、分割单元、边界检测单元、以及边界跟踪单元。其中，肝脏定位单元通过肝脏体积和肝脏灰度自动定位出每幅肝脏CT图像中的肝脏位置。分割单元通过B样条弹性配准经预处理子模块331输出的每幅肝脏CT图像，利用自适应对每幅肝脏CT图像进行分割得到分割肝脏部分图像。边界检测单元通过微分算子法考察分割肝脏部分图像中的每个像素在任意邻域内灰度的变化，根据每个像素任意邻域一阶和/或二阶方向导数变化定位出肝脏边界点。边界跟踪单元通过依次搜索相邻肝脏边界点，依次连接边界点从而逐步检测出肝脏边界得到确定的肝脏轮廓。
[0060]具体地，在该非限制性实施方式中，图像绘制子模块335中包括轮廓匹配单元、轮廓拼接处理单元、轮廓插值单元以及曲面拟合单元。轮廓匹配单元通过计算肝脏提取子模块333的边界跟踪单元得到的肝脏轮廓的面积，在同一期的三幅肝脏CT图像确定的三个不同截面肝脏轮廓内寻找不同截面肝脏轮廓之间的顺序关系并匹配。轮廓拼接处理单元采用三角面片法构造同一期的三个不同截面肝脏轮廓之间的表面得到肝脏二维断层图像。轮廓插值单元在相邻的肝脏二维断层图像之间进行插值以实现各层图像间结构的过渡。曲面拟合单元采用插值法或者逼近法平滑肝脏二维断层图像之间的曲面，对肝脏二维断层图像进行拟合形成最终的重建曲面，最终得到每一期的特定肝脏三维CT图像。
[0061]作为实施方式二，如图2所示，每个第一类用户终端100上还设置有:肝脏数据下载模块150、登录检索模块170以及用户交流模块190。肝脏数据下载模块150用于通过互联网将肝脏信息数据库350中的特定肝脏三维图像下载至第一类用户终端100。登录检索模块170用于通过互联网登入数据处理中心300以便第一类用户在肝脏信息数据库中350检索浏览特定肝脏三维图像。用户交流模块190用于第一类用户和第二类用户通过互联网针对特定肝脏三维图像进行交流分析。每个第一类用户可以通过用户交流模块190单独与某个第一类用户和/或某个第二类用户交流，或者同时与多个第一类用户和/或多个第二类用户交流。
[0062]如图2所示，每个第二类用户终端500上还设置有肝脏数据下载模块550以及用户交流模块590。肝脏数据下载模块550用于通过互联网将肝脏信息数据库350中的特定肝脏三维图像下载至第二类用户终端500。用户交流模块590用于第一类用户和第二类用户通过互联网针对特定肝脏三维图像进行交流分析。每个第二类用户可以通过用户交流模块590单独与某个第一类用户和/或某个第二类用户交流，或者同时与多个第一类用户和/或多个第二类用户交流。
[0063]根据实施方式二，在数据处理中心300针对每个特定肝脏三维图像都设置有用户交流区以便第一类用户和第二类用户针对特定肝脏三维图像进行交流。
[0064]作为实施方式三，其它方面同实施方式一，不同之处在于:数据输入模块110用于将针对特定肝脏的三幅肝脏CT图像输入每个第一类用户终端100，三幅肝脏CT图像为取自肝动脉期、门静脉期及平衡期中任意一期的肝脏三个不同截面的DICOM格式的肝脏CT图像。对应地，三维图像处理模块330基于三幅肝脏CT图像生成肝动脉期、门静脉期及平衡期中任意一期的特定肝脏三维图像。
[0065]作为实施方式四，其它方面同实施方式一，不同之处在于:三维图像处理模块330的图像绘制子模块335还包括轮廓分叉处理单元。轮廓分叉处理单元采用拓扑和几何结构处理经轮廓拼接处理单元插值过渡的肝脏二维断层图像，解决因分叉产生的局部信息导致的肝脏轮廓对应关系不确定的情况。
[0066]尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。
【主权项】
1.一种肝脏三维CT重建数据信息处理系统，包括:数据处理中心、通过互联网与所述数据处理中心连接的若干第一类用户终端以及通过互联网与所述数据处理中心连接的若干第二类用户终端，其特征在于，所述肝脏三维CT重建数据信息处理系统进一步包括: 数据输入模块，所述数据输入模块设置于每个所述第一类用户终端上用于将针对特定肝脏的取自不同截面的DICOM格式的至少三幅肝脏CT图像输入每个所述第一类用户终端； 数据初加工模块，所述数据初加工模块设置于每个所述第一类用户终端上用于将所述数据输入模块输入的所述至少三幅肝脏CT图像与所述特定肝脏的来源信息打包压缩成特定肝脏数据包； 数据上传模块，所述数据上传模块设置于每个所述第一类用户终端上用于将所述特定肝脏数据包通过互联网上传至所述数据处理中心； 数据接收模块，所述数据接收模块设置于所述数据处理中心用于接收解压来自所述数据上传模块的所述特定肝脏数据包； 三维图像处理模块，所述三维图像处理模块设置于所述数据处理中心用于基于所述至少三幅肝脏CT图像生成特定肝脏三维图像； 肝脏信息数据库，所述肝脏信息数据库设置于所述数据处理中心用于依照所述特定肝脏的来源信息分类存储来自所述三维图像处理模块的特定肝脏三维图像;以及 登录检索模块，所述登录检索模块设置于每个所述第二类用户终端上用于通过互联网以特定注册用户帐号登入所述数据处理中心以便在所述肝脏信息数据库中检索浏览特定肝脏三维图像。2.如权利要求1所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述特定肝脏的来源信息至少包含:患病类型、患者性别、患者年龄、生活地区以及就诊医院。3.如权利要求2所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，进一步包括肝脏数据下载模块，所述肝脏数据下载模块设置于每个所述第二类用户终端上用于通过互联网将所述肝脏信息数据库中的特定肝脏三维图像下载至所述第二类用户终端。4.如权利要求3所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述肝脏数据下载模块进一步设置于每个所述第一类用户终端上用于通过互联网将所述肝脏信息数据库中的特定肝脏三维图像下载至所述第一类用户终端。5.如权利要求4所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述登录检索模块进一步设置于每个所述第一类用户终端上用于通过互联网登入所述数据处理中心以便第一类用户在所述肝脏信息数据库中检索浏览特定肝脏三维图像。6.如权利要求5所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，进一步包括用户交流模块，所述用户交流模块设置于每个所述第一类用户终端和每个所述第二类用户终端上用于第一类用户和第二类用户通过互联网针对特定肝脏三维图像进行交流分析。7.如权利要求1?5中任一项所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述数据处理中心的所述三维图像处理模块包括图像预处理子模块、肝脏提取子模块以及图像绘制子模块，其中，所述图像预处理子模块依次对所述至少三幅肝脏CT图像中的每幅肝脏CT图像进行图像平滑及图像增强处理，所述肝脏提取子模块分割经预处理的肝脏数据图像以检测肝脏轮廓边缘并提取肝脏轮廓线，所述图像绘制模块根据由每幅肝脏CT图像获得的肝脏轮廓线对肝脏进行表面重建，得到所述特定肝脏三维图像。8.如权利要求7所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述图像预处理子模块中进一步包括: 图像平滑单元，所述图像平滑单元采用空域法在空间域中对每幅肝脏CT图像像素灰度值直接进行运算处理，滤除每幅肝脏CT图像中的噪声；以及 图像增强单元，所述图像增强单元用于尖锐化增强处理经过平滑处理的每幅肝脏CT图像以增加每幅肝脏CT图像的边缘鲜明度。9.如权利要求8所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述肝脏提取子模块进一步包括: 肝脏定位单元，所述肝脏定位单元通过肝脏体积和肝脏灰度自动定位出每幅肝脏CT图像中的肝脏位置； 分割单元，所述分割单元通过B样条弹性配准经所述预处理子模块输出的每幅肝脏CT图像，利用自适应对每幅肝脏CT图像进行分割得到分割肝脏部分图像； 边界检测单元，所述边界检测单元通过微分算子法考察所述分割肝脏部分图像中的每个像素在任意邻域内灰度的变化，根据每个像素任意邻域一阶和/或二阶方向导数变化定位出肝脏边界点；以及 边界跟踪单元，所述边界跟踪单元通过依次搜索相邻肝脏边界点，依次连接所述边界点从而逐步检测出肝脏边界得到确定的肝脏轮廓。10.如权利要求7所述的肝脏三维CT重建数据信息处理系统，其特征在于，所述图像绘制子模块中进一步包括: 轮廓匹配单元，所述轮廓匹配单元通过计算所述肝脏提取子模块的所述边界跟踪单元得到的所述肝脏轮廓的面积，在分别由所述至少三幅肝脏CT图像确定的至少三个不同截面肝脏轮廓内寻找不同截面肝脏轮廓之间的顺序关系并匹配； 轮廓拼接处理单元，所述轮廓拼接处理单元采用三角面片法构造至少三个不同截面肝脏轮廓之间的表面得到肝脏二维断层图像； 轮廓插值单元，所述轮廓插值单元在相邻的所述肝脏二维断层图像之间进行插值以实现各层图像间结构的过渡；以及 曲面拟合单元，所述曲面拟合单元采用插值法或者逼近法平滑所述肝脏二维断层图像之间的曲面，对所述肝脏二维断层图像进行拟合形成最终的重建曲面，得到所述特定肝脏三维CT图像。
【文档编号】G06T7/00GK105844693SQ201610281423
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】董蒨, 朱呈瞻, 魏宾, 卢云, 刘广伟
【申请人】青岛大学附属医院