基于web的医学图像三维可视化处理方法及系统与流程

本发明涉及医学图像处理、计算机人工智能、计算机医学辅助诊疗系统技术领域，尤其涉及一种基于web的医学图像三维可视化处理方法及系统。

背景技术：

目前传统的医学影像诊断设备只是简单地对人体某些断层进行扫描获得对应的影像数据，如ct(computedtomography，计算机断层扫描)图像，mri(magneticresonanceimaging，核磁共振成像)图像，然后由影像设备输出到胶片或显示屏幕供医务人员进行观察。但无论是通过胶片观察还是输出到屏幕显示，医务人员能够依赖并进行诊断依据的依然是二维影像，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，因此诊断结果的准确与否很大程度与医生的临床经验有很大的关系。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于web的医学图像三维可视化处理方法及系统，其能够基于图像处理和三维重建技术的运用，将医疗影像数据的真实感官效果展示给医务人员，使其可以对病人的影像数据进行多方位、多层次的观察和交互，从而提高医疗诊断的准确性。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于web的医学图像三维可视化处理方法，包括步骤有：

根据医学影像设备输出的二维人体医学图像，通过三维重建的体绘制技术生成对应的三维人体医学图像；

同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像；

根据医护人员的交互操作指令，对所述二维人体医学图像和/或所述三维人体医学图像进行交互操作。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理方法，所述同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像的步骤包括：

同时显示三个所述二维人体医学图像和一个所述三维人体医学图像，所述二维人体医学图像包括横断面视图、冠状面视图、矢状面视图。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理方法，所述同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像的步骤之后还包括：

根据医护人员的模拟手术操作指令，对所述三维人体医学图像中预定的三维器官进行模拟手术操作。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理方法，所述模拟手术操作包括：根据医护人员的所述模拟手术操作指令，显示所述模拟手术操作对应的模拟手术图像和医学数据分析，辅助对病变体及周围组织的诊断和分析。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理方法，所述交互操作包括：

二维测量步骤，进行直线测量、角度测量、正交测量和/或轮廓测量；

三维测量步骤，进行三维长度测量和/或三维角度测量；

器官裁切步骤，进行曲面裁切和/或门静脉裁切；

模型计算步骤，进行残肝比测量和/或三维体积测量；

模型映射步骤，进行面数据映射、病灶边缘外扩；

体绘制步骤，进行三维视图显示体绘制模型；和/或

视图管理步骤，进行可隐藏显示图像文字信息、隐藏显示数据节点、调整摄像机、全屏化视图、缩放图像、删除测量信息、调整图像层次、设置图像切面及显示状态、屏幕截图、感兴趣区域、调色板、显示隐藏切面、调整窗宽窗位、体绘制预设、显示隐藏十字线、激活关闭切面和/或鼠标左键交互设置管理。

本发明还提供一种基于web的医学图像三维可视化处理系统，包括有：

三维图像生成模块，用于根据医学影像设备输出的二维人体医学图像，通过三维重建的体绘制技术生成对应的三维人体医学图像；

图像显示模块，用于同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像；

交互操作模块，用于根据医护人员的交互操作指令，对所述二维人体医学图像和/或所述三维人体医学图像进行交互操作。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理系统，所述图像显示模块用于同时显示三个所述二维人体医学图像和一个所述三维人体医学图像，所述二维人体医学图像包括横断面视图、冠状面视图、矢状面视图。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理系统，还包括：

模拟手术模块，用于根据医护人员的模拟手术操作指令，对所述三维人体医学图像中预定的三维器官进行模拟手术操作。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理系统，所述模拟手术模块用于根据医护人员的所述模拟手术操作指令，显示所述模拟手术操作对应的模拟手术图像和医学数据分析，辅助对病变体及周围组织的诊断和分析。

根据本发明所述的基于web的医学图像三维可视化处理系统，所述交互操作模块包括：

二维测量子模块，用于进行直线测量、角度测量、正交测量和/或轮廓测量；

三维测量子模块，用于进行三维长度测量和/或三维角度测量；

器官裁切子模块，用于进行曲面裁切和/或门静脉裁切；

模型计算子模块，用于进行残肝比测量和/或三维体积测量；

模型映射子模块，用于进行面数据映射、病灶边缘外扩；

体绘制子模块，用于进行三维视图显示体绘制模型；和/或

视图管理子模块，用于进行可隐藏显示图像文字信息、隐藏显示数据节点、调整摄像机、全屏化视图、缩放图像、删除测量信息、调整图像层次、设置图像切面及显示状态、屏幕截图、感兴趣区域、调色板、显示隐藏切面、调整窗宽窗位、体绘制预设、显示隐藏十字线、激活关闭切面和/或鼠标左键交互设置管理。

本发明基于图像处理和三维重建技术的运用，同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像，将医疗影像数据的真实感官效果展示给医务人员，使其可以对病人的影像数据进行多方位、多层次的观察和交互，减少主观判断和临床经验不足对诊断结果造成影响。通过医学图像处理和三维重建还可以辅助医务人员对病人已经病变的组织进行诊断和分析，提高医疗诊断的准确性，从而将医疗影像设备输出的数据的利用价值得到最大程度的发挥。更好的是，本发明还可以基于三维人体医学图像实现模拟手术操作，在术前精准地模拟手术过程，进而提高手术的成功率和安全性。

附图说明

图1是本发明基于web的医学图像三维可视化处理系统的结构示意图；

图2是本发明优选基于web的医学图像三维可视化处理系统的结构示意图；

图3示出了本发明基于web的医学图像三维可视化处理方法的流程图；

图4示出了本发明优选基于web的医学图像三维可视化处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的，本说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

此外，在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可以用不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

图1是本发明基于web的医学图像三维可视化处理系统的结构示意图，所述基于web的医学图像三维可视化处理系统100至少包括有三维图像生成模块10、图像显示模块20和交互操作模块30，其中：

所述三维图像生成模块10，用于根据医学影像设备输出的二维人体医学图像，通过三维重建的体绘制技术生成对应的三维人体医学图像。所述二维人体医学图像包括但不限于ct(computedtomography，计算机断层扫描)图像，mri(magneticresonanceimaging，核磁共振成像)图像等。例如，三维图像生成模块10可以对ct影像设备的薄层人体数据(二维人体医学图像)进行三维重建，使之形成立体的透明化人体组织结构(三维人体医学图像)。处理后的三维人体医学图像可清楚的显示各器官、血管的解剖学关系，包括位置分布和体积大小等。从而，本发明能够快速进行体绘制立体成像显示，并提供相关操作，弥补仅局限于二维人体医学图像数据展示的不足，提高医务人员对影像数据的分析把握。

所述图像显示模块20，用于同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像。即系统在显示屏幕上同时显示多个视图窗口，每个窗口显示不同的人体医学图像。优选的是，图像显示模块20用于同时显示三个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像。二维人体医学图像包括横断面视图、冠状面视图、矢状面视图。三维人体医学图像可以显示三维器官图像。此时分为四个视图窗口，用于显示四个人体医学图像的同步信息，从不同的维度、层次展现数据的详细信息和状态。

所述交互操作模块30，用于根据医护人员的交互操作指令，对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像进行交互操作。通过提供交互操作，可多方位，多层次对图像信息进行调整观察。本发明能够对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像提供大量交互操作，如各种测量，映射等，辅助医务人员对病变体及周围组织进行诊断和分析，提高医疗诊断的准确性。

本发明可同时显示横状面、冠状面、矢状面这三幅二维人体医学图像信息，以及对应二维数据生成的三维人体医学图像信息，并提供交互操作，可多方位，多层次对图像信息进行调整观察，将医疗影像数据的真实感官效果展示给诊断人员，辅助医生对病人已经病变的组织进行定性或准确定量分析。

图2是本发明优选基于web的医学图像三维可视化处理系统的结构示意图，所述基于web的医学图像三维可视化处理系统100包括有三维图像生成模块10、图像显示模块20、交互操作模块30、模拟手术模块40，其中：

所述三维图像生成模块10，用于根据医学影像设备输出的二维人体医学图像，通过三维重建的体绘制技术生成对应的三维人体医学图像。

所述图像显示模块20，用于同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像。优选的是，图像显示模块20用于同时显示三个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像，二维人体医学图像包括横断面视图、冠状面视图、矢状面视图。

所述交互操作模块30，用于根据医护人员的交互操作指令，对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像进行交互操作。本发明能够对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像提供大量交互操作，如各种测量，映射等。优选的是，所述交互操作模块30包括：

二维测量子模块31，用于进行直线测量、角度测量、正交测量和/或轮廓测量等。

三维测量子模块32，用于进行三维长度测量和/或三维角度测量。

器官裁切子模块33，用于进行曲面裁切和/或门静脉裁切等。

模型计算子模块34，用于进行残肝比测量和/或三维体积测量等。

模型映射子模块35，用于进行面数据映射、病灶边缘外扩等。在疾病治疗中，为了确保绝大部分的微小病灶包括在靶区内，边缘应外扩预定的距离。

体绘制子模块36，用于进行三维视图显示体绘制模型等。和/或

视图管理子模块37，用于进行可隐藏显示图像文字信息、隐藏显示数据节点、调整摄像机、全屏化视图、缩放图像、删除测量信息、调整图像层次、设置图像切面及显示状态、屏幕截图、感兴趣区域、调色板、显示隐藏切面、调整窗宽窗位、体绘制预设、显示隐藏十字线、激活关闭切面和/或鼠标左键交互设置管理等。

所述模拟手术模块40，用于根据医护人员的模拟手术操作指令，对三维人体医学图像中预定的三维器官进行模拟手术操作。系统自带的仿真模拟手术功能，可逼真精准地模拟手术进行预切。优选的是，模拟手术模块40用于根据医护人员的模拟手术操作指令，显示模拟手术操作对应的模拟手术图像和医学数据分析，辅助医护人员对病变体及周围组织的诊断和分析，提高医疗诊断准确性。例如，对于肝癌患者进行诊断时，医护人员可对三维人体医学图像中三维肝脏进行模拟手术操作。医生划好手术切面，只需要轻轻一点就可自动计算出被切掉的和剩余的肝体积。残肝比是手术最终成功与否的重要影响因素，运用三维可视化的技术，残肝比的计算将不再困难。科学的术前规划，可制定最大残肝比的手术方案，而患者所受的手术风险将会大大降低，也有利于术后的恢复。

更好的是，基于web的医学图像三维可视化处理系统100还包括有：

数据管理模块50，用于管理所有数据节点、数据的缓存、数据的io(input/output，输入/输出)等。

系统工具模块60，包括：①项目管理子模块，用于工程文件的打开、保存、关闭退出。②视图管理子模块，用于窗口布局配置。③数据节点管理子模块，用于数据节点切换及属性。④基础设置子模块，用于切换视图渲染模式。⑤播放控制子模块，用于视频的播放、关闭、暂停等操作。⑥返回上层子模块，用于返回上一层，如返回运营数据管理系统。

本发明主要解决目前医学影像诊断对于ct图像，mri图像等无论是胶片观察或者输出到显示屏幕均局限于二维影像的情况，导致医务人员能够依赖并进行诊断依据的仅仅是二维影像，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，以致诊断结果的准确会根据医生的临床经验受到不同程度的影响的问题。本发明是基于web的医学图像三维可视化系统，包括基本的二维和三维图像浏览，二维和三维图像结合同步交互，体绘制三维重建以及三维手术模拟等。通过医学图像三维重建技术，可以根据医学影像设备输出的二维图像生成人体三维信息的图像，并辅助医务人员对病变体及周围组织进行诊断和分析，提高医疗诊断的准确性。

图3示出了本发明基于web的医学图像三维可视化处理方法的流程图，其可通过如图1或图2所示的基于web的医学图像三维可视化处理系统100实现，所述方法包括步骤有：

步骤s301，根据医学影像设备输出的二维人体医学图像，通过三维重建的体绘制技术生成对应的三维人体医学图像。

所述二维人体医学图像包括但不限于ct图像，mri图像等。例如，三维图像生成模块10可以对ct影像设备的薄层人体数据(二维人体医学图像)进行三维重建，使之形成立体的透明化人体组织结构(三维人体医学图像)。处理后的三维人体医学图像可清楚的显示各器官、血管的解剖学关系，包括位置分布和体积大小等。从而，本发明能够快速进行体绘制立体成像显示，并提供相关操作，弥补仅局限于二维人体医学图像数据展示的不足，提高医务人员对影像数据的分析把握。

步骤s302，同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像。

即系统在显示屏幕上同时显示多个视图窗口，每个窗口显示不同的人体医学图像。优先的是，同时显示三个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像，二维人体医学图像包括横断面视图、冠状面视图、矢状面视图。三维人体医学图像可以显示三维器官图像。此时分为四个视图窗口，用于显示四个人体医学图像的同步信息，从不同的维度、层次展现数据的详细信息和状态。

步骤s303，根据医护人员的交互操作指令，对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像进行交互操作。

通过提供交互操作，可多方位，多层次对图像信息进行调整观察。本发明能够对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像提供大量交互操作，如各种测量，映射等，辅助医务人员对病变体及周围组织进行诊断和分析，提高医疗诊断的准确性。

图4示出了本发明优选基于web的医学图像三维可视化处理方法的流程图，其可通过如图2所示的基于web的医学图像三维可视化处理系统100实现，所述方法包括步骤有：

步骤s401，根据医学影像设备输出的二维人体医学图像，通过三维重建的体绘制技术生成对应的三维人体医学图像。

步骤s402，同时显示三个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像，二维人体医学图像包括横断面视图、冠状面视图、矢状面视图。当然，本发明也可以根据实际诊断需求，显示二个、四个、五个等二维人体医学图像。

步骤s403，根据医护人员的交互操作指令，对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像进行交互操作。本发明能够对二维人体医学图像和/或三维人体医学图像提供大量交互操作，如各种测量，映射等。本步骤优先包括：

二维测量步骤，进行直线测量、角度测量、正交测量和/或轮廓测量。

三维测量步骤，进行三维长度测量和/或三维角度测量。

器官裁切步骤，进行曲面裁切和/或门静脉裁切。

模型计算步骤，进行残肝比测量和/或三维体积测量。

模型映射步骤，进行面数据映射、病灶边缘外扩。在疾病治疗中，为了确保绝大部分的微小病灶包括在靶区内，边缘应外扩预定的距离。

体绘制步骤，进行三维视图显示体绘制模型。和/或

视图管理步骤，进行可隐藏显示图像文字信息、隐藏显示数据节点、调整摄像机、全屏化视图、缩放图像、删除测量信息、调整图像层次、设置图像切面及显示状态、屏幕截图、感兴趣区域、调色板、显示隐藏切面、调整窗宽窗位、体绘制预设、显示隐藏十字线、激活关闭切面和/或鼠标左键交互设置管理。

步骤s404，根据医护人员的模拟手术操作指令，对三维人体医学图像中预定的三维器官进行模拟手术操作。系统自带的仿真模拟手术功能，可逼真精准地模拟手术进行预切。

本步骤优选的是，根据医护人员的模拟手术操作指令，显示模拟手术操作对应的模拟手术图像和医学数据分析，辅助对病变体及周围组织的诊断和分析，提高医疗诊断准确性。例如，对于肝癌患者进行诊断时，医护人员可对三维人体医学图像中三维肝脏进行模拟手术操作。医生划好手术切面，只需要轻轻一点就可自动计算出被切掉的和剩余的肝体积。残肝比是手术最终成功与否的重要影响因素，运用三维可视化的技术，残肝比的计算将不再困难。科学的术前规划，可制定最大残肝比的手术方案，而患者所受的手术风险将会大大降低，也有利于术后的恢复。

更好的是，基于web的医学图像三维可视化处理方法还包括：

数据管理模块步骤，管理所有数据节点、数据的缓存、数据的io等。

系统工具模块步骤，包括：①项目管理，用于工程文件的打开、保存、关闭退出。②视图管理，用于窗口布局配置。③数据节点管理，用于数据节点切换及属性。④基础设置，用于切换视图渲染模式。⑤播放控制，用于视频的播放、关闭、暂停等操作。⑥返回上层，用于返回上一层，如返回运营数据管理系统。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

根据本发明的方法可以作为计算机实现方法在计算机上实现、或者在专用硬件中实现、或以两者的组合的方式实现。用于根据本发明的方法的可执行代码或其部分可以存储在计算机程序产品上。计算机程序产品的示例包括存储器设备、光学存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。优选地，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上以便当所述程序产品在计算机上执行时执行根据本发明的方法的非临时程序代码部件。

在优选实施例中，计算机程序包括适合于当计算机程序在计算机上运行时执行根据本发明的方法的所有步骤的计算机程序代码部件。优选地，在计算机可读介质上体现计算机程序。

综上所述，本发明基于图像处理和三维重建技术的运用，同时显示多个二维人体医学图像和一个三维人体医学图像，将医疗影像数据的真实感官效果展示给医务人员，使其可以对病人的影像数据进行多方位、多层次的观察和交互，减少主观判断和临床经验不足对诊断结果造成影响。通过医学图像处理和三维重建还可以辅助医务人员对病人已经病变的组织进行诊断和分析，提高医疗诊断的准确性，从而将医疗影像设备输出的数据的利用价值得到最大程度的发挥。更好的是，本发明还可以基于三维人体医学图像实现模拟手术操作，在术前精准地模拟手术过程，进而提高手术的成功率和安全性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。