基于CT图像的人体内外呼吸一体化模型构建方法和系统技术方案

本发明专利技术公开基于CT图像的人体内外呼吸一体化模型构建方法和系统，属于医学图像三维建模领域。包括：获取平稳呼吸目标对象上半身的CT图像，得到dicom格式的模型；对dicom格式的模型进行三维重建，得到包含鼻腔、口腔、喉管、气管和各级支气管部分的stl格式的三维模型；对stl格式的三维模型进行修复和平滑处理，得到iges格式的Nurbs曲面模型；参考人体呼吸道生理学结构，对iges格式的Nurbs曲面模型进行分割，得到iges格式的三维人体呼吸道模型；对iges格式的三维人体外壳模型和三维人体呼吸道模型进行一体化拼接，得到iges格式的人体内外呼吸一体化模型。本发明专利技术采用基于CT扫描的真实人体呼吸道作为一体化模型的一部分，更好地分析呼吸道内流体流动和病毒颗粒的传播规律。分析呼吸道内流体流动和病毒颗粒的传播规律。分析呼吸道内流体流动和病毒颗粒的传播规律。

【技术实现步骤摘要】
基于CT图像的人体内外呼吸一体化模型构建方法和系统


[0001]本专利技术属于医学图像三维建模领域，更具体地，涉及基于CT图像的人体内外呼吸一体化模型构建方法和系统。

技术介绍

[0002]呼吸道是外界环境与人体内部物质交互的重要场所，采用实验和计算流体动力学模拟的方法能真实有效地探究人体呼吸道内部气溶胶等物质的运动规律，可以为相关疾病的诊断和治疗提供重要依据。鉴于计算资源的制约以及真实人体完整呼吸系统模型的构建难度较大，目前人们大多使用特定简化的呼吸道模型进行研究，例如Weibo简化呼吸道模型。但是这种基于简化模型的相关实验和模拟计算对于呼吸道内流体流动和病毒颗粒的传播规律分析与真实人体情况存在一定的差异。
[0003]上述提到的真实人体呼吸道模型只能用于分析呼吸道内的流体流动以及病毒颗粒的传播规律，其研究范围限定于呼吸道内部区域。现有的三维人体外壳模型只能用于分析人体外部空间的流体流动以及病毒颗粒的传播规律，其研究范围限定于人体外部区域。上述提到的三维人体模型以及真实人体呼吸道模型，其研究范围都具有一定的局限性，无法整体地揭示流体在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CT图像的人体内外呼吸一体化模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.获取平稳呼吸目标对象上半身的CT图像，得到dicom格式的模型；S2.使用三维重建方法对dicom格式的模型进行三维重建，得到包含鼻腔、口腔、喉管、气管和各级支气管部分的stl格式的三维模型；S3.对stl格式的三维模型进行修复和平滑处理，得到iges格式的Nurbs曲面模型；S4.参考人体呼吸道生理学结构特征，对iges格式的Nurbs曲面模型进行分割，得到iges格式的三维人体呼吸道模型；S5.对iges格式的三维人体外壳模型和iges格式的三维人体呼吸道模型进行一体化拼接，得到iges格式的人体内外呼吸一体化模型。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：S21.确定好呼吸道区域的灰度值范围，对人体呼吸道区域进行灰度分析，从而区分出人体呼吸道区域内的组织结构；S22.根据人体生理结构参数修补显示不完整的呼吸道部分，逐层删除无关组织与目标部位的边界，保留呼吸道各部位；S23.通过参数化建模方法，建立出人体三维呼吸道模型，输出stl文件格式。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S4包括：S41.依据真实人体的左鼻孔、右鼻孔、口腔结构，创建对应位置的点；S42.将各个点通过样条曲线连接形成平滑的封闭曲线；S43.将上述封闭曲线围成的曲面从iges格式的Nurbs曲面模型中分割出来，并将封闭曲线围成的曲面删除；S44.将封闭曲线沿垂直法线方向向Nurbs曲面模型外拉伸，输出iges格式的模型；S45.依据人体生理学结构，将上述iges格式的模型进一步分割，各部分之间光滑连接，输出iges格式的三维人体呼吸道模型。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S45中，进一步分割为以下组成部分的任意组合：鼻腔、口腔、咽喉、零级主支气管、一级支气管、二级左支气管、二级右支气管、三级右支气管。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新光，冯亚宁，林捷，王锦涛，薛源，管汉雄，胡玉娜，张进华，宋伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：