[發明專利]一種實時構建心臟三維模型的裝置及其構建方法

在審

• 申請號: 202010329586.1
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111710043A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 劉曉燕;張健;孫雪梅
• 申請（專利權）人: 南通大學附屬醫院
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T5/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

1.一種實時構建心臟三維模型的裝置，包括圖像采集模塊（1），其特征在于：所述圖像采集模塊（1）的連接端設有計時標記模塊（2），所述圖像采集模塊（1）的輸出端設有中心處理器（3），所述中心處理器（3）的連接端設有數據存儲模塊（4），所述中心處理器（3）的連接端設有模型展示模塊（5），所述中心處理器（3）的連接端設有三維模型構建系統（6）；

所述三維模型構建系統（6）包括圖像處理模塊（7）、三維生成模塊（8）、模型細化模塊（9）和動態編輯模塊（10），所述圖像采集模塊（1）用于采集多角度心臟X線二維攝片，計時標記模塊（2）記錄心臟X線二維攝片拍攝時間，生成圖片集導入中心處理器（3），并在數據存儲模塊（4）備份，所述圖像處理模塊（7）從數據存儲模塊（4）中讀取多角度心臟X線二維攝片信息，并在此基礎上獲得模型數據，該模型數據發送至三維生成模塊（8）進行三維建模，建模完成后模型細化模塊（9）對模型表面進行細節處理，生成精確三維模型，動態編輯模塊（10）比對持續生成的三維模型變化，生成動態模型并在模型展示模塊（5）顯示；

所述圖像處理模塊（7）包括預處理模塊（71）和細處理模塊（72），所述預處理模塊（71）設置于細處理模塊（72）的輸入端，所述預處理模塊（71）由圖像濾波單元（711）和圖像排列單元（712）組成，所述圖像排列單元（712）設置于圖像濾波單元（711）的輸出端，所述細處理模塊（72）包括圖像讀取單元（721），所述圖像讀取單元（721）輸出端設有要素提取單元（722），所述要素提取單元（722）輸出端設有重合定位單元（723），所述重合定位單元（723）的輸出端設有數據生成單元（724）；

所述三維生成模塊（8）包括數據提取單元（81），所述數據提取單元（81）的輸出端設有特征提取單元（82），所述特征提取單元（82）的輸出端設有網絡構建單元（83），所述網絡構建單元（83）輸出端設有表層覆膜單元（84），所述表層覆膜單元（84）輸出端設有厚度伸展單元（85）；

所述模型細化模塊（9）包括細節處理單元（91），所述細節處理單元（91）的輸出端設有平滑處理單元（92），所述平滑處理單元（92）輸出端設有顏色填充單元（93），所述顏色填充單元（93）輸出端設有陰影分界單元（94），所述陰影分界單元（94）的輸出端設有高斯模糊單元（95）；

所述動態編輯模塊（10）包括模型陣列單元（101），所述模型陣列單元（101）的輸出端設有差異比對單元（102），所述差異比對單元（102）的輸出端設有動作捕捉單元（103），所述動作捕捉單元（103）的輸出端設有動畫生成單元（104）。

2.根據權利要求1所述的一種實時構建心臟三維模型的裝置，其特征在于：所述圖像采集模塊（1）設置為CT機，所述CT機獲得心臟X線二維攝片的角度值設置為360°，且多組心臟X線二維攝片采集器均勻分布在人體外側，所述圖像采集模塊（1）采集連續圖像，計時標記模塊（2）記錄圖片采集時間，并根據圖片采集角度和采集時間命名。

3.根據權利要求1所述的一種實時構建心臟三維模型的裝置，其特征在于：所述模型展示模塊（5）設置為液晶顯示屏，所述模型展示模塊（5）與數據存儲模塊（4）電性連接。

4.根據權利要求1所述的一種實時構建心臟三維模型的裝置，其特征在于：所述圖像濾波單元（711）用于過濾圖像噪聲，圖像排列單元（712）用于接收多角度心臟X線二維攝片，并將同一時間采集的圖像存儲在一個圖片集內，圖片集內的圖片按采集角度排序，不同圖片集呈陣列分布，且相同采集角度獲得的圖片相匹配。

5.根據權利要求1所述的一種實時構建心臟三維模型的裝置，其特征在于：所述圖像讀取單元（721）用于解讀圖片集內各角度心臟X線二維攝片特征，通過要素提取單元（722）提取特征要素，該特征要素包括細節、形狀和局部壁厚，重合定位單元（723）將各角度心臟X線二維攝片根據特征要素的定點位置重合定位整體心臟位置關系，數據生成單元（724）提取特征要素并計算生成特征數據作為建模數據值。