[發明專利]三維模型的構建方法及裝置、圖像監控方法及裝置

在審

• 申請號: 201410162954.2
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN105078514A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 文銀剛
• 申請（專利權）人: 重慶海扶醫療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B5/055;A61B6/03;G06T17/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本發明屬于醫療技術領域，涉及一種三維模型的構建方法及三維模型構建裝置、圖像監控方法及圖像監控裝置。

背景技術

在MR/CT引導超聲監控的HIFU無創治療和針類微創治療過程中，醫生采用超聲對靶區位置進行定位和監控，然而超聲圖像(二維圖像)的特點是組織邊界明顯，而組織紋理很模糊，MR/CT引導超聲監控就是用于對病人的超聲/MR/CT圖像進行三維重建，根據各種配準技術實現三維模型與病人治療時的體位的三維配準，然后得到超聲掃描面對應的MR/CT切割圖像，給醫生提供清晰的組織紋理信息。然而，進行三維重建的超聲/MR/CT圖像是病人在進行MR/CT檢查時得到的圖像，而病人在進行MR/CT檢查時體內組織器官的體位與病人進行HIFU無創治療或針類微創治療時體內組織器官的體位之間有時會存在較大變化，如果直接采用檢查時的MR/CT圖像作為治療時的監控圖像，則由于其與實時超聲圖像上的各個組織無法實現配準，因此無法引導超聲監控。

另外，目前在醫學圖像三維重構技術上，一般采用對MR/CT圖像中不同的Scalar(標量)范圍值進行顏色和透明度配置，最終實現虛擬可視化效果。對于MR/CT圖像中Scalar值差異較大的不同組織而言，這種方法可以快速實現不同組織的單獨顯示以及邊界區分，而對于MR/CT圖像中Scalar值差異較小的不同組織(例如腹部子宮、內膜、肌瘤范圍邊界以及前列腺等組織位置)而言，采用該方法重構的三維模型由于無法明顯區分不同組織的邊界范圍，從而無法對組織進行自動分割。

在醫學影像領域，還有一種“數字人體”的醫學影像數據解剖模型，在數字人體上可調整不同組織的顯示、隱藏、移動和旋轉。有學者提出采用數字人體來對超聲監控進行引導，然而數字人體的數據源一般是采用數碼照相機對尸體模型進行切片拍攝，在計算機中進行三維重構就可把整個人體模型建立出來，如果要建立某一特定部位的組織解剖模型，還需要手動或自動地將不同組織勾畫出來，再對不同組織進行配色，三維重構之后就可得到這個組織解剖模型，并且可以分別調整不同組織間位置關系，但該模型一般不具有組織紋理信息。同時數字人體只能作為共性模型，并不能提供病人的特異性特征信息。所以通過數字人體用來引導超聲監控HIFU無創治療和針類微創治療，存在不能適應臨床的局限。

另外，在MR/CT三維引導超聲定位、監控的臨床應用中，MR/CT圖像上的組織與治療時超聲監控時發生了不可忽視的位置變化，為了解決這些體內器官發生的位置變化，需要能夠對各個器官組織進行人為的移動或旋轉操作。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種三維模型的構建方法、三維模型構建裝置以及圖像監控方法、圖像監控裝置，所構建的三維模型能夠與病患治療時的監控影像實現較高的配準，同時顯示清晰的組織邊界和組織紋理信息，以輔助醫生進行超聲定位和監控。

解決本發明技術問題采用的技術方案是該三維模型的構建方法，包括如下步驟：

1)實時獲取病患治療時監控區域內組織的監控影像，所述監控影像為二維超聲圖像，以及從病患的解剖模型中獲取與所述監控影像中組織的特征信息相似的診斷影像，所述診斷影像為二維超聲/MR/CT圖像；

2)將所述監控影像與所述診斷影像進行配準,建立配準關系，以得到二維配準圖像；

3)根據所述二維配準圖像構建三維模型。

優選的是，步驟1)中，從病患的解剖模型中獲取與所述監控影像中組織的特征信息相似的診斷影像的步驟是：

11)從所述解剖模型中分離出所述監控區域內組織的組織三維模型；

12)從所述組織三維模型中獲取與所述監控影像中組織的特征信息相似的診斷影像。

進一步優選的是，在步驟11)中，從所述解剖模型中分離出所述監控區域內組織的組織三維模型的步驟具體為：

111)在建立所述解剖模型的圖像中勾畫出所述監控區域內組織的組織邊界；

112)挖取所述勾畫范圍內的圖像信息，以得到組織的三維表面模型；以及提取所述勾畫范圍內的組織紋理信息，以得到組織的三維紋理模型；

113)將所述三維表面模型和三維紋理模型組合在一起，即形成所述組織的組織三維模型。

優選的是，在步驟111)中，在建立所述解剖模型的圖像上勾畫出所述監控區域內組織的組織邊界的具體步驟是：通過圖像處理裝置對所述圖像中的組織進行自動分割，以初步勾畫出所述組織的組織邊界，再對所述初步勾畫出的組織邊界中勾畫不準確的位置進行手動調整，經調整后得到的組織邊界即為所述組織的組織邊界。