一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法技术

本发明专利技术涉及三维影像处理技术领域，具体涉及一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法，包括：S1：分别获取对应于患者的病灶区域的二维CT影像和三维CT影像；三维CT影像为多个图像帧组成的图像序列，图像序列于中间位置的图像帧为X

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法


[0001]本专利技术涉及三维影像处理
，具体涉及一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法。

技术介绍

[0002]CT(Computed Tomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查。依照成像方法的不同，一般可分为平面扫查成像和三维重建成像。
[0003]现有技术中，为实现较好的诊断效果，通常会将平面扫查成像和三维重建成像协同使用来实现对病灶部位的较好的定位效果。该类诊断流程通常是，采用平面的CT影像观察得到病灶的大致位置，随后在增强CT影像上完成对病灶的三维重建工作，使得医生能够更为准确地判断出病灶的位置，从而提高手术的成功率。
[0004]但是，在实际实施过程中，专利技术人发现，由于现有技术中针对该类扫查需求，是采用不同的扫查设备分别采集患者的平扫CT影像和增强CT影像，二者的规格显然不统一，且且平扫CT影像仅对应增强CT影像Y轴当中的某一帧，因此计算机难以对其进行处理，导致三维重建效果不佳的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法，包括：
[0008]步骤S1：分别获取对应于患者的病灶区域的二维CT影像和三维CT影像；
[0009]所述三维CT影像为多个图像帧组成的图像序列，所述图像序列于中间位置的所述图像帧为X
‑
Y轴中央帧
[0010]步骤S2：自所述二维CT影像中分割得到所述病灶区域的病灶图像；
[0011]步骤S3：将所述病灶图像映射至所述X
‑
Y轴中央帧得到第一标注；
[0012]步骤S4：根据所述第一标注和所述三维CT影像构建对应于所述病灶区域的病灶模型。
[0013]另一方面，所述步骤S3包括：
[0014]步骤S31：将所述X
‑
Y轴中央帧作为参考图像，将所述二维CT影像作为待配准图像进行配准得到几何变换策略；
[0015]步骤S32：依照所述几何变换策略将所述病灶图像映射至所述X
‑
Y轴中央帧形成所述第一标注。
[0016]另一方面，所述步骤S31包括：
[0017]步骤S311：将所述几何变换策略的可变参数设置为初始状态；
[0018]步骤S312：在搜索空间内对所述可变参数依照预先设定的步长进行更新，随后基于更新后的所述几何变换策略对所述待配准图像进行几何变换得到配准中间图像；
[0019]步骤S313：对所述配准中间图像提取第一高维特征，以及对所述参考图像提取第二高维特征；
[0020]步骤S314：判断所述第一高维特征和所述第二高维特征的特征相似度是否满足预先设定的高维特征阈值；
[0021]若是，输出所述几何变换策略；
[0022]若否，返回所述步骤S312。
[0023]另一方面，所述步骤S4包括：
[0024]步骤S41：针对所述三维CT影像的图像序列中的每一个图像帧，依照所述第一标注分别生成多个对应于所述图像帧的第二标注；
[0025]步骤S42：依照所述第二标注和所述第一标注中的图像像素生成对应于所述病灶区域的点云数据；
[0026]步骤S43：根据所述点云数据生成所述病灶模型。
[0027]另一方面，所述步骤S41包括：
[0028]步骤S411：自所述图像序列中提取一个所述图像帧；
[0029]步骤S412：根据所述图像帧的第一扫描深度、所述X
‑
Y轴中央帧的第二扫描深度和所述第一标注在所述图像帧上添加所述第二标注；
[0030]步骤S413：返回所述步骤S411，直至所有的所述图像帧均添加所述第二标注。
[0031]另一方面，所述步骤S42包括：
[0032]步骤S421：自所述图像序列中获取一幅所述图像帧和所述图像帧的图像扫描深度；
[0033]所述图像帧包括所述X
‑
Y轴中央帧；
[0034]步骤S422：采用所述第一标注或所述第二标注分割所述图像帧得到分割区域；
[0035]步骤S423：依照所述图像扫描深度和所述分割区域中的图像像素的像素坐标，对每一个所述图像像素构建三维坐标，并将所述三维坐标添加至所述点云数据中。
[0036]另一方面，所述步骤S43包括：
[0037]步骤S431：根据所述三维CT影像提取所述患者的身体外轮廓；
[0038]步骤S432：根据所述身体外轮廓和所述三维CT影像构建对应于所述患者的身体模型；
[0039]步骤S433：于所述身体模型中，采用一检测模型根据所述点云数据标注对应于所述病灶区域的参考框；
[0040]步骤S434：采用所述参考框于所述身体模型中绘制所述病灶模型并着色。
[0041]另一方面，于执行所述步骤S433之前，还包括一模型训练过程，所述模型训练过程包括：
[0042]步骤A1：获取一组训练数据；
[0043]所述训练数据中包含有对应于所述点云数据的训练点云和对应于所述病灶区域的标注病灶模型；
[0044]步骤A2：根据所述标注病灶模型生成所述参考框；
[0045]所述参考框为包裹所述标注病灶模型的三维框体；
[0046]步骤A3：将对应于所述标注病灶模型的所述训练点云输入所述检测模型，所述检测模型生成候选框体；
[0047]步骤A4：根据所述候选框体和所述参考框计算本次迭代的损失；
[0048]步骤A5：根据所述损失调整所述检测模型的参数，随后返回所述步骤A2，直至满足迭代条件后将所述检测模型输出。
[0049]另一方面，所述步骤A5中，调整所述参数的方法包括：
[0050]依照所述损失计算所述检测模型的多个所述参数的梯度，依照所述梯度和预先设定的调整步长分别改变每一个所述参数。
[0051]上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0052]针对现有技术中的增强CT影像的病灶重建过程效果不佳的问题，本实施例中，通过在三维CT影像中选取X
‑
Y轴中央帧，随后，针对二维CT影像中识别、分割得到的病灶图像，通过提取相应的图像特征来将其映射至X
‑
Y轴中央帧上，实现了对病灶图像的标注转移；随后，在三维CT影像中，依照其图像序列和第一标注，从而完成了对三维CT影像中的病灶区域的完整标注，以此来构建相对完整的病灶模型，实现了较好的图像重建效果。
附图说明
[0053]参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维影像的三维CT影像病灶重建方法，其特征在于，包括：步骤S1：分别获取对应于患者的病灶区域的二维CT影像和三维CT影像；所述三维CT影像为多个图像帧组成的图像序列，所述图像序列于中间位置的所述图像帧为X
‑
Y轴中央帧；步骤S2：自所述二维CT影像中分割得到所述病灶区域的病灶图像；步骤S3：将所述病灶图像映射至所述X
‑
Y轴中央帧得到第一标注；步骤S4：根据所述第一标注和所述三维CT影像构建对应于所述病灶区域的病灶模型。2.根据权利要求1所述的三维CT影像病灶重建方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S31：将所述X
‑
Y轴中央帧作为参考图像，将所述二维CT影像作为待配准图像进行配准得到几何变换策略；步骤S32：依照所述几何变换策略将所述病灶图像映射至所述X
‑
Y轴中央帧形成所述第一标注。3.根据权利要求2所述的三维CT影像病灶重建方法，其特征在于，所述步骤S31包括：步骤S311：将所述几何变换策略的可变参数设置为初始状态；步骤S312：在搜索空间内对所述可变参数依照预先设定的步长进行更新，随后基于更新后的所述几何变换策略对所述待配准图像进行几何变换得到配准中间图像；步骤S313：对所述配准中间图像提取第一高维特征，以及对所述参考图像提取第二高维特征；步骤S314：判断所述第一高维特征和所述第二高维特征的特征相似度是否满足预先设定的高维特征阈值；若是，输出所述几何变换策略；若否，返回所述步骤S312。4.根据权利要求1所述的三维CT影像病灶重建方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S41：针对所述三维CT影像的图像序列中的每一个图像帧，依照所述第一标注分别生成多个对应于所述图像帧的第二标注；步骤S42：依照所述第二标注和所述第一标注中的图像像素生成对应于所述病灶区域的点云数据；步骤S43：根据所述点云数据生成所述病灶模型。5.根据权利要求4所述的三维CT影像病灶重建方法，其特征在于，所述步骤S41包括：步骤S411：自所述图像序列中提取一个所述图像帧；步骤S412：根据所述图像帧的第一扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓梅，蔡博君，胡宏翔，张仕侨，章万韩，
申请(专利权)人：杭州医策科技有限公司，
类型：发明
国别省市：