肺部三维重建方法、装置、终端设备和可读存储介质与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种肺部三维重建方法、装置、终端设备和可读存储介质。

背景技术：

1、随着科学技术的发展以及人类对自身健康状况的重视，电子计算机断层扫描(computed tomography，简称ct)、核磁共振成像(magnetic resonance imaging，简称mri)、b型超声成像系统(简称b超)和正电子发射计算断层造影(positronemissioncomputed tomography，简称pet)等医学辅助设备已经成为临床医学诊断时必不可少的辅助机器。ct、b超、mri以及pet等成像系统只能提供扫描物体的二维序列图像，医生只能将这些断层图片依据个人的经验在大脑中将它们重建成三维物体，然后进行医学诊断。这对于医生来说需要具有丰富的经验和图形空间想象能力。

2、现有的医用断层图像处理方案仅能获取二维扫描图像，无法直接提供医用三维重建模型，现在亟需能够准确化、个体化的提供内部目标三维重建的方案。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提出一种肺部三维重建方法、装置、终端设备和可读存储介质，以对肺部的二维图像进行三维重建，提高肺部疾病的诊断效率。

2、第一方面，本技术实施例提出一种肺部三维重建方法，所述方法包括：

3、获取包括肺部的n张二维图像；

4、利用第一生成器基于所述n张二维图像生成管状器官整体点云；

5、利用第二生成器基于所述n张二维图像生成动脉点云、静脉点云和气管点云；

6、利用第三生成器基于所述n张二维图像生成肺段点云；

7、利用所述管状器官整体点云、所述动脉点云、所述静脉点云、所述气管点云和所述肺段点云三维重建所述肺部。

8、本技术实施例所述的肺部三维重建方法，所述利用所述管状器官整体点云、所述动脉点云、所述静脉点云、所述气管点云和所述肺段点云三维重建所述肺部，包括：

9、分别从所述管状器官整体点云中提取第一连通域、从所述动脉点云中提取第二连通域、从所述静脉点云中提取第三连通域和从所述气管点云中提取第四连通域；

10、基于所述第一连通域、所述第二连通域、所述第三连通域和所述第四连通域进行区域生长处理以三维重建动脉、静脉和气管；

11、对所述肺段点云进行滤波处理以三维重建肺段。

12、本技术实施例所述的肺部三维重建方法，还包括预先训练所述第一生成器，所述预先训练所述第一生成器包括：

13、将n张二维训练图像输入所述第一生成器，以使所述第一生成器输出第一目标掩码图，所述第一目标掩码图是所述n张二维训练图像中位于中间位置的中间二维训练图像对应的包括管状器官整体的掩码图；

14、基于所述第一目标掩码图和所述中间二维训练图像对应的第一掩码标注图计算第一生成损失值；

15、将n张第一掩码标注图输入所述第一生成器对应的第一判别器，以使所述第一判别器根据输入的所述n张第一掩码标注图计算第一连通损失值，所述n张第一掩码标注图与所述n张二维训练图像一一对应；

16、将所述n张第一掩码标注图中位于中间的第一掩码标注图替换为所述第一目标掩码图，以使所述第一判别器根据输入的n-1张第一掩码标注图和所述第一目标掩码图计算第一不连通损失值；

17、基于所述第一连通损失值和所述第一不连通损失值更新所述第一判别器的各个权重；

18、利用更新权重后的所述第一判别器根据输入的n-1张第一掩码标注图和所述第一目标掩码图计算第二连通损失值；

19、基于所述第二连通损失值和所述第一生成损失值更新所述第一生成器的各个权重。

20、本技术实施例所述的肺部三维重建方法，还包括预先训练所述第二生成器，所述预先训练所述第二生成器包括：

21、将n张二维训练图像输入所述第二生成器，以使所述第二生成器输出第二目标掩码图，所述第二目标掩码图是所述n张二维训练图像中位于中间位置的中间二维训练图像对应的包括动脉、静脉和气管的掩码图；

22、基于所述第二目标掩码图和所述中间二维训练图像对应的第二掩码标注图计算第二生成损失值；

23、将n张第二掩码标注图输入所述第二生成器对应的第二判别器，以使所述第二判别器根据输入的n张第二掩码标注图计算第三连通损失值，所述n张第二掩码标注图与所述n张二维训练图像一一对应；

24、将所述n张第二掩码标注图中位于中间的第二掩码标注图替换为所述第二目标掩码图，以使所述第二判别器根据输入的n-1张第二掩码标注图和所述第二目标掩码图计算第二不连通损失值；

25、基于所述第三连通损失值和所述第二不连通损失值更新所述第二判别器的各个权重；

26、利用更新权重后的所述第二判别器根据输入的n-1张第二掩码标注图和所述第二目标掩码图计算第四连通损失值；

27、基于所述第四连通损失值和所述第二生成损失值更新所述第二生成器的各个权重。

28、本技术实施例所述的肺部三维重建方法，还包括将训练好的所述第二生成器作为所述第三生成器，预先训练所述第三生成器。

29、本技术实施例所述的肺部三维重建方法，所述预先训练所述第三生成器，包括：

30、将n张二维训练图像输入所述第三生成器，以使所述第三生成器输出第三目标掩码图，所述第三目标掩码图是所述n张二维训练图像中位于中间位置的中间二维训练图像对应的包括肺段的掩码图；

31、基于所述第三目标掩码图和所述中间二维训练图像对应的第三掩码标注图计算第三生成损失值；

32、将n张第三掩码标注图输入所述第三生成器对应的第三判别器，以使所述第三判别器根据输入的n张第三掩码标注图计算第五连通损失值，所述n张第三掩码标注图与所述n张二维训练图像一一对应；

33、将所述n张第三掩码标注图中位于中间的第三掩码标注图替换为所述第三目标掩码图，以使所述第三判别器根据输入的n-1张第三掩码标注图和所述第三目标掩码图计算第三不连通损失值；

34、基于所述第五连通损失值和所述第三不连通损失值更新所述第三判别器的各个权重；

35、利用更新权重后的所述第三判别器根据输入的n-1张第三掩码标注图和所述第三目标掩码图计算第六连通损失值；

36、基于所述第六连通损失值和所述第三生成损失值更新所述第三生成器的各个权重。

37、本技术实施例所述的肺部三维重建方法，还包括：对所述三维重建的所述肺部的动脉、静脉、气管和肺段进行渲染。

38、第二方面，本技术实施例还提出一种肺部三维重建装置，所述装置包括：

39、图像获取模块，用于获取包括肺部的n张二维图像；

40、第一生成模块，用于利用第一生成器基于所述n张二维图像生成管状器官整体点云；

41、第二生成模块，用于利用第二生成器基于所述n张二维图像生成动脉点云、静脉点云和气管点云；

42、第三生成模块，用于利用第三生成器基于所述n张二维图像生成肺段点；

43、三维重建模块，用于利用所述管状器官整体点云、所述动脉点云、所述静脉点云、所述气管点云和所述肺段点云三维重建所述肺部。

44、第三方面，本技术实施例一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行本技术实施例所述的肺部三维重建方法。

45、第四方面，本技术实施例一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行本技术实施例所述的肺部三维重建方法。

46、本技术通过获取肺部的n张二维图像；利用第一生成器基于n张二维图像生成管状器官整体点云；利用第二生成器基于n张二维图像生成动脉点云、静脉点云和气管点云；利用第三生成器基于n张二维图像生成肺段点云；利用所述管状器官整体点云、动脉点云、静脉点云、气管点云和肺段点云三维重建所述肺部。本技术可以为经验不足的医生，快速的提供肺部的三维图像作为诊断依据，有效避免肺部病灶诊断过程受医生主观影响，提高肺部病灶诊断效率以及肺部病灶诊断的准确性。