三维体绘制医学图像处理方法、装置、介质及设备与流程

1.本发明涉及一种图像处理方法，特别是涉及一种三维体绘制医学图像处理方法、装置、介质及设备。


背景技术：

2.医学图像三维体绘制(volume rendering，vr)是一种三维成像技术，常用于对动静脉血管、软组织及骨结构等进行立体塑形成像，也可用于显示支气管树、结肠及内耳等结构，目前已成为ct三维重建中必不可少的显示技术之一。
3.在心脏疾病的诊断过程中，三维体绘制常用于生成心脏的三维模型以辅助医务人员进行诊断。然而，在实际应用中，当医务人员需要沿特定的角度观察感兴趣的目标血管时，目标血管可能会被心耳、心肌等解剖结构所遮挡，从而导致医务人员无法观察到该目标血管的全部。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三维体绘制医学图像处理方法、装置、介质及设备，用于解决现有技术中存在的上述问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种三维体绘制医学图像处理方法，所述方法包括：获取心脏的三维体绘制医学图像并显示，所述三维体绘制医学图像包括目标血管和所述心脏的至少一个解剖结构的三维模型；根据所述三维体绘制医学图像的显示平面及所述目标血管获取一裁剪平面；获取待裁剪的解剖结构，所述待裁剪的解剖结构部分或全部遮挡所述目标血管；根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理，以暴露出所述目标血管。
6.于所述第一方面的一实施例中，获取心脏的三维体绘制医学图像的实现方法包括：获取包含所述心脏的ct图像序列；对所述ct图像序列进行处理以得到所述三维体绘制医学图像。
7.于所述第一方面的一实施例中，所述方法还包括：利用一深度学习模型对所述ct图像序列进行分割，以获取心脏的多个解剖结构的三维模型。
8.于所述第一方面的一实施例中，根据所述三维体绘制医学图像的显示平面及目标血管获取一裁剪平面的实现方法包括：获取所述目标血管靠近主动脉的端点作为参考点；获取一经过所述参考点且平行于所述显示平面的平面作为所述裁剪平面。
9.于所述第一方面的一实施例中，获取所述参考点的实现方法包括：获取所述目标血管的血管中心线；获取所述血管中心线靠近主动脉的端点作为所述参考点。
10.于所述第一方面的一实施例中，所述方法还包括：响应于接收到的第一指令对所述裁剪平面进行调整。
11.于所述第一方面的一实施例中，所述方法还包括：响应于接收到的第二指令获取所述目标血管。
12.本发明的第二方面提供一种三维体绘制医学图像处理装置，所述装置包括：医学图像获取模块，用于获取心脏的三维体绘制医学图像，所述三维体绘制医学图像包括目标血管和所述心脏的至少一个解剖结构的三维模型；显示模块，用于显示所述三维体绘制医学图像；裁剪平面获取模块，用于根据所述三维体绘制医学图像的显示平面及所述目标血管获取一裁剪平面；裁剪对象获取模块，用于获取待裁剪的解剖结构，所述待裁剪的解剖结构部分或全部遮挡所述目标血管；裁剪对象处理模块，用于根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理，以暴露出所述目标血管。
13.本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面任一项所述的三维体绘制医学图像处理方法。
14.本发明的第四方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，调用所述计算机程序时执行本发明第一方面任一项所述的三维体绘制医学图像处理方法。
15.如上所述，本发明一个或多个实施例中所述的三维体绘制医学图像处理方法具有以下有益效果：
16.所述三维体绘制医学图像处理方法能够获取裁剪平面以及遮挡目标血管的解剖结构，并基于所述裁剪平面对遮挡目标血管的解剖结构进行处理从而暴露出所述目标血管，有利于医务人员观察到完整的目标血管。
附图说明
17.图1a显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中的流程图。
18.图1b显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中三维体绘制医学图像的示例图。
19.图1c显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中处理后的三维体绘制医学图像的示例图。
20.图2显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中步骤s11的详细流程图。
21.图3a显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中步骤s12的详细流程图。
22.图3b显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中步骤s121的详细流程图。
23.图3c显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中裁剪平面的平移示例图。
24.图4a显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中的关键步骤流程图。
25.图4b显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理方法于一具体实施例中的关键步骤流程图。
26.图5显示为本发明所述三维体绘制医学图像处理装置于一具体实施例中的结构示
意图。
27.图6显示为本发明所述电子设备于一具体实施例中的结构示意图。
28.元件标号说明
[0029]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
三维体绘制医学图像处理装置
[0030]
51
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医学图像获取模块
[0031]
52
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显示模块
[0032]
53
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裁剪平面获取模块
[0033]
54
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裁剪对象获取模块
[0034]
55
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裁剪对象处理模块
[0035]
600
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电子设备
[0036]
610
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存储器
[0037]
620
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处理器
[0038]
630
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显示器
[0039]
s11～s14
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步骤
[0040]
s111～s112
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步骤
[0041]
s121～s122
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步骤
[0042]
s1211～s1212 步骤
[0043]
s41a～s48a
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步骤
[0044]
s41b～s44b
ꢀꢀꢀ
步骤
具体实施方式
[0045]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0046]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。此外，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0047]
在心脏疾病的诊断过程中，三维体绘制常用于生成心脏的三维模型以辅助医务人员进行诊断。然而，在实际应用中，当医务人员需要沿特定的角度观察感兴趣的目标血管时，目标血管可能会被心耳、心肌等解剖结构所遮挡，从而导致医务人员无法观察到该目标血管的全部。针对这一问题，于本发明的一实施例中提供一种三维体绘制医学图像处理方法。具体地，请参阅图1a，本实施例中所述三维体绘制医学图像处理方法包括：
[0048]
s11，获取心脏的三维体绘制医学图像并显示，例如，可以利用计算机等电子设备的显示屏显示所述三维体绘制医学图像。所述三维体绘制医学图像包括目标血管和所述心
脏的至少一个解剖结构的三维模型。所述目标血管例如为冠脉血管，所述心脏的解剖结构包括但不限于左心室、左心房、右心室、右心房、主动脉、左心室心肌壁、冠状动脉等。
[0049]
s12，根据所述三维体绘制医学图像的显示平面及所述目标血管获取一裁剪平面。其中，所述三维体绘制医学图像的显示平面是指与显示屏的平面相平行的平面，所述裁剪平面优选为与所述显示平面相平行。
[0050]
s13，获取待裁剪的解剖结构，所述待裁剪的解剖结构部分或全部遮挡所述目标血管。例如，请参阅图1b，其中的目标血管被左心耳所遮挡，左心耳是人体左心房的一部分，即为图1b中将左心房作为待裁剪的解剖结构。
[0051]
s14，根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理，以暴露出所述目标血管。例如，请参阅图1c，显示为本实施例根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理后得到的图像，在处理后得到的图像中所述目标血管完全暴露，医务人员可以很方便地对所述目标血管进行观察或打印。
[0052]
根据以上描述可知，本实施例所述三维体绘制医学图像处理方法能够获取裁剪平面以及遮挡目标血管的解剖结构，并基于所述裁剪平面对遮挡目标血管的解剖结构进行处理从而暴露出所述目标血管，有利于医务人员观察或打印完整的目标血管。
[0053]
人工裁剪是指通过人工方式将待裁剪的解剖结构从三维体绘制医学图像中裁除，此种方式操作复杂且容易裁减掉其他的器官和组织，且会在三维体绘制医学图像中留下空洞，导致图像失真以及缺乏真实感。与人工裁剪相比，本实施例所述三维体绘制医学图像处理方法能够基于裁剪平面自动对待裁剪的解剖结构进行处理从而暴露出目标血管，该方式实现简单。此外，所述三维体绘制医学图像处理方法仅用于对待裁剪的解剖结构进行处理，因而不会裁减掉无关的器官和组织，处理完成后也不会在所述三维体绘制医学图像中留下空洞，因而不会导致图像失真以及缺乏真实感的问题。
[0054]
于本发明的一实施例中，根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理的实现方法包括：在所述待裁剪的解剖结构中，将其位于所述裁剪平面前方的部分从所述三维体绘制医学图像中删除，从而暴露出所述目标血管。其中，所述裁剪平面的前方是指所述裁剪平面朝向用户的方向。
[0055]
于本发明的一实施例中，根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理的实现方法包括：在所述待裁剪的解剖结构中，将其位于所述裁剪平面前方的所有像素点的显示方式配置为透明，从而暴露出所述目标血管。
[0056]
请参阅图2，于本发明的一实施例中，获取心脏的三维体绘制医学图像的实现方法包括：
[0057]
s111，获取包含心脏的ct图像序列，所述ct图像序列包含一系列的心脏ct图像。
[0058]
s112，对所述ct图像序列进行处理得到所述三维体绘制医学图像。例如，可以对所述ct图像序列进行三维重建来得到所述三维体绘制医学图像。
[0059]
于本发明的一实施例中，所述方法还包括：利用一深度学习模型对所述ct图像序列进行分割，以获取心脏的多个解剖结构的三维模型。
[0060]
可选地，所述三维体绘制医学图像处理方法还包括：显示所述心脏的多个解剖结构的三维模型。
[0061]
请参阅图3a，于本发明的一实施例中，根据所述三维体绘制医学图像的显示平面
及目标血管获取一裁剪平面的实现方法包括：
[0062]
s121，获取所述目标血管靠近主动脉的端点作为参考点。
[0063]
可选地，请参阅图3b，本实施例中获取所述参考点的实现方法包括：
[0064]
s1211，获取所述目标血管的血管中心线。
[0065]
s1212，获取所述血管中心线靠近主动脉的端点作为所述参考点。具体地，可以获取所述血管中心线的每个端点与所述主动脉的距离，并根据该距离从所述血管中心线的两个端点中选取一个端点作为所述参考点。
[0066]
s122，获取一经过所述参考点且平行于所述显示平面的平面作为所述裁剪平面。
[0067]
可选地，所述三维体绘制医学图像处理方法还包括：响应于接收到的第一指令对所述裁剪平面进行调整。所述第一指令可以由用户通过鼠标、键盘等设备输入，用于调整所述裁剪平面。所述第一指令例如可以指定所述裁剪平面的平移距离，此时，本实施例中对所述第一指令的响应方法包括：根据所述第一指令指定的平移距离控制所述裁剪平面沿其垂直方向平移，平移的示例图如图3c所示。
[0068]
于本发明的一实施例中，所述三维体绘制医学图像处理方法还包括：响应于接收到的第二指令获取所述目标血管。所述第二指令可以由用户通过鼠标、键盘等设备输入，用于指定所述目标血管。
[0069]
于本发明的一实施例中，所述三维体绘制医学图像处理方法还包括：响应于接收到的第三指令对所述三维体绘制医学图像进行旋转，并根据旋转角度获取所述裁剪平面的方向。所述第三指令可以由用户通过鼠标、键盘等设备输入，用于控制所述三维体绘制医学图像进行旋转并指定旋转角度。
[0070]
于本发明的一实施例中，所述三维体绘制医学图像处理方法还包括：响应于接收到的第四指令获取所述待裁剪的解剖结构。所述第四指令可以由用户通过鼠标、键盘等设备输入，用于指定所述待裁剪的解剖结构。例如，可以为所述心脏的各解剖结构均配置一个独特的标签，所述第四指令携带有用户指定的待裁剪的解剖结构的标签，基于所述第四指令携带的标签即可获取所述待裁剪的解剖结构。
[0071]
于本发明的一实施例中，所述三维体绘制医学图像处理方法包括设置裁剪参数的步骤以及对三维体绘制医学图像进行裁剪的步骤。具体地，请参阅图4a，本实施例中设置裁剪参数的步骤具体包括：
[0072]
s41a，获取心脏的ct序列图像并将其转化为三维体数据，进而获取所述心脏的三维体绘制医学图像。
[0073]
s42a，对所述心脏的各解剖结构进行分割以获取各解剖结构的三维模型。
[0074]
s43a，获取所述心脏的每一条冠脉血管的血管中心线的三维点坐标集合。
[0075]
s44a，响应于接收到的用户指令将所述三维体绘制医学图像旋转到指定的角度。
[0076]
s45a，获取初始裁剪平面，其中，所述初始裁剪平面经过目标血管的血管中心线末端靠近主动脉的点，且所述初始裁剪平面的角度与所述三维体绘制医学图像的当前显示平面相平行，也即，平行于显示屏平面。
[0077]
s46a，响应于接收到的用户指令对所述初始裁剪平面进行平移，以获取裁剪平面。
[0078]
s47a，保存一组当前的裁剪参数至存储器中，所述裁剪参数包括：参数1，选中的所述目标血管，以及所述目标血管的血管中心线靠近主动脉的一端的点；参数2，所述三维体
绘制医学图像的旋转方向；参数3，所述裁剪平面相对于所述初始裁剪平面的平移距离；参数4，待裁剪的解剖结构，可以用解剖结构的标签来表示。其中，参数1 参数2用于确定默认的初始裁剪平面，参数2 参数3用于确定调整后的裁剪平面，调整后的裁剪平面 参数4用于确定最终的裁剪结果。
[0079]
s48a，重复上述步骤s44a～s47a，以得到一组或多组新的裁剪参数并保存至所述存储器中。
[0080]
请参阅图4b，本实施例中对三维体绘制医学图像进行裁剪的步骤具体包括：
[0081]
s41b，获取待裁剪的三维体绘制医学图像。
[0082]
s42b，从所述存储器中加载一组裁剪参数。
[0083]
s43b，基于步骤s42b中加载的裁剪参数对所述待裁剪的三维体绘制医学图像进行裁剪。
[0084]
s44b，输出步骤s43b中裁剪后的所述三维体绘制医学图像。
[0085]
可选地，本实施例中步骤s44b之后还可以包括：打印步骤s43b中裁剪后的所述三维体绘制医学图像。
[0086]
根据以上描述可知，本实施例所述三维体绘制医学图像处理方法主要包括两步，第一步通过一套交互式的方式设置裁剪参数，第二步是在产品运行过程中应用上述裁剪参数达到一键裁剪露出目标血管的效果。通过该方法能够避免无关解剖结构对目标血管的遮挡，从而更好地辅助医生进行疾病诊断以及医学图像打印。
[0087]
基于以上对所述三维体绘制医学图像处理方法的描述，本发明还提供一种三维体绘制医学图像处理装置。请参阅图5，所述三维体绘制医学图像处理装置5包括医学图像获取模块51、显示模块52、裁剪平面获取模块53、裁剪对象获取模块54以及裁剪对象处理模块55。所述医学图像获取模块51用于获取心脏的三维体绘制医学图像。所述显示模块52与所述医学图像获取模块51相连，用于显示所述三维体绘制医学图像。所述裁剪平面获取模块53与所述显示模块52相连，用于根据所述三维体绘制医学图像的显示平面及目标血管获取一裁剪平面。所述裁剪对象获取模块54用于获取待裁剪的解剖结构，所述待裁剪的解剖结构部分或全部遮挡所述目标血管。所述裁剪对象处理模块55与所述医学图像获取模块51、所述裁剪平面获取模块53和所述裁剪对象获取模块54相连，用于根据所述裁剪平面对所述待裁剪的解剖结构进行处理，以暴露出所述目标血管。
[0088]
需要说明的是，所述三维体绘制医学图像处理装置5中的各模块与图1a所示三维体绘制医学图像处理方法中的步骤s11～s14相对应，为节省说明书篇幅，此处不作过多赘述。
[0089]
可选地，所述所述医学图像获取模块包括ct图像序列获取单元和医学图像获取单元，所述ct图像序列获取单元用于获取包含所述心脏的ct图像序列，所述医学图像获取单元用于对所述ct图像序列进行处理得到所述三维体绘制医学图像。
[0090]
可选地，所述三维体绘制医学图像处理装置还包括图像分割模块，用于利用一深度学习模型对所述ct图像序列进行处理，以获取心脏的多个解剖结构的三维模型。
[0091]
可选地，所述裁剪平面获取模块包括参考点获取单元和裁剪平面获取单元，所述参考点获取单元用于获取所述目标血管靠近主动脉的端点作为参考点，所述裁剪平面获取单元用于获取一经过所述参考点且平行于所述显示平面的平面作为所述裁剪平面。
[0092]
可选地，所述参考点获取单元包括血管中心线获取子单元和参考点获取子单元，所述血管中心线获取子单元用于获取目标血管的血管中心线，所述参考点获取单元用于获取所述血管中心线靠近主动脉的端点作为所述参考点。
[0093]
可选地，所述三维体绘制医学图像处理装置还包括指令响应模块，所述指令响应模块用于响应于接收到的第一指令对所述裁剪平面进行调整和/或响应于接收到的第二指令获取所述目标血管。
[0094]
基于以上对所述三维体绘制医学图像处理方法的描述，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现图1a所示的三维体绘制医学图像处理方法。
[0095]
基于以上对所述三维体绘制医学图像处理方法的描述，本发明还提供一种电子设备。具体地，请参阅图6，于本发明的一实施例中，电子设备600包括存储器610和处理器620，所述存储器610存储有计算机程序，所述处理器620与所述存储器610通信相连，用于调用所述计算机程序时执行图1a所示三维体绘制医学图像处理方法。
[0096]
可选地，所述电子设备600还包括显示器630，所述显示器630与所述存储器610和所述处理器620通信相连，用于显示所述三维体绘制医学图像处理方法的相关gui交互界面。
[0097]
本发明所述的三维体绘制医学图像处理方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
[0098]
本发明还提供一种三维体绘制医学图像处理装置，所述三维体绘制医学图像处理装置可以实现本发明所述的三维体绘制医学图像处理方法，但本发明所述的三维体绘制医学图像处理方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的三维体绘制医学图像处理装置的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
[0099]
综上所述，本发明一个或多个实施例中所述三维体绘制医学图像处理方法能够获取裁剪平面以及遮挡目标血管的解剖结构，并基于所述裁剪平面对遮挡目标血管的解剖结构进行处理从而暴露出所述目标血管，有利于医务人员观察到完整的目标血管。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0100]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。