肺部呼吸模型的处理方法及相关装置制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种肺部呼吸模型的处理方法及相关装置，本申请先通过样本数据得到反映标记物坐标的变化与肺部运动变化之间关联关系的模型，之后，在实施对象体表标记物的坐标发生变化时，利用该模型预测出肺部的变化。由于肺部的变化直接受到呼吸的影响，因此，通过外部标记物的变化得到内部肺部的变化的方式更能反映出实施对象的真实呼吸状态，对呼吸进行监控的准确率更高。吸进行监控的准确率更高。吸进行监控的准确率更高。

【技术实现步骤摘要】
肺部呼吸模型的处理方法及相关装置


[0001]本申请实施例涉及计算机
，具体涉及肺部呼吸模型的处理方法及相关装置。

技术介绍

[0002]肺部是呼吸系统中非常重要的器官，肺部感染疾病后，需要对肺部进行穿刺以抽取分泌物做化验，或者，注入造影剂做造影检查，或者，注入药物进行治疗等。但是，由于呼吸作用会造成病灶或器官的移动，常常无法准确穿刺到肺部病灶的位置。
[0003]目前，为了在穿刺过程中减少呼吸作用的影响，可以在患者胸部粘贴标记物，通过光学追踪系统实时采集标记物的坐标，然后生成呼吸曲线；在通过呼吸曲线确定患者的呼吸幅度满足预设条件的情况下，输出提示信息提示操作人员(例如医生)进行穿刺。但是，通过实时采集标记物的坐标生成呼吸曲线来监控患者的呼吸状态的方式并不准确。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了肺部呼吸模型的处理方法及相关装置，本申请先通过样本数据得到反映标记物坐标的变化与肺部运动变化之间关联关系的模型，之后，在实施对象体表标记物的坐标发生变化时，利用该模型预测出肺部的变化。由于肺部的变化直接受到呼吸的影响，因此，通过外部标记物的变化得到内部肺部的变化的方式更能反映出实施对象的真实呼吸状态，对呼吸进行监控的准确率更高。
[0005]第一方面，本申请提供了一种肺部呼吸模型的处理方法，包括：
[0006]获得第一图像和第二图像，上述第一图像是基于计算机断层扫描CT设备在第一实施对象处于第一呼吸相位时采集的CT图像得到的，上述第二图像是基于上述CT设备在上述第一实施对象处于第二呼吸相位采集的CT图像得到的，上述第一图像包括上述第一实施对象的体表粘贴的N个标记物以及上述第一实施对象的肺部，上述第二图像包括上述N个标记物以及上述肺部，上述N为大于或等于1的整数；
[0007]分别对上述第一图像和上述第二图像进行第一分割处理，得到上述N个标记物在上述第一呼吸相位的N个第一坐标，以及，得到上述N个标记物在上述第二呼吸相位的N个第二坐标；
[0008]分别对上述第一图像和上述第二图像进行第二分割处理，得到上述肺部在上述第一呼吸相位对应的第一肺部实质，以及，得到上述肺部在上述第二呼吸相位对应的第二肺部实质；
[0009]基于上述N个标记物中每个标记物的第一坐标与对应的第二坐标之间的距离，得到N个第一距离值；
[0010]基于上述第一肺部实质与上述第二肺部实质中对应像素点之间的距离值，得到上述第一肺部实质与上述第二肺部实质之间的第二距离值；
[0011]将上述N个第一距离值和上述第二距离值输入模型，得到处理后的模型。
[0012]在一种可能的实施方式中，上述对上述第一图像进行第一分割处理，得到上述N个标记物在上述第一呼吸相位的N个第一坐标，包括：
[0013]对上述第一图像进行至少一次高斯差分处理，得到高斯差分处理后的图像，上述高斯差分处理后的图像中上述标记物所在区域的像素点对应的像素值大于其他区域的像素点对应的像素值；
[0014]对上述高斯差分处理后的图像中像素值大于或等于第一阈值的像素点进行基于像素距离的聚类处理，得到上述N个第一坐标，上述N个第一坐标是基于上述聚类处理得到的聚类中心的坐标得到的。
[0015]在一种可能的实施方式中，上述对上述高斯差分处理后的图像中像素值大于或等于第一阈值的像素点进行聚类处理，得到上述N个第一坐标，包括：
[0016]对上述高斯差分处理后的图像中像素值大于或等于上述第一阈值的像素点进行上述聚类处理，得到M个候选坐标，上述M个候选坐标为上述聚类处理得到的M个聚类中心的坐标，上述M为大于或等于N的整数；
[0017]在上述M等于上述N的情况下，将上述M个候选坐标作为上述N个第一坐标；
[0018]在上述M大于上述N的情况下，从上述M个候选坐标中筛选出满足第一条件的N个候选坐标作为上述N个第一坐标，上述第一条件包括：候选坐标位于皮肤轮廓之外，且与上述皮肤轮廓之间的距离小于或等于第二阈值，上述第二阈值是根据上述标记物的中心与表面的之间的距离最大值确定的，上述皮肤轮廓是从上述第一图像中分割得到的。
[0019]在一种可能的实施方式中，上述对上述第一图像进行第二分割处理，得到上述肺部在上述第一呼吸相位对应的第一肺部实质，包括：
[0020]基于上述第一图像中的连通域从上述第一图像中分割出包含肺部和气管的第一实质；
[0021]将原始CT图像中至少一个目标像素点作为种子点进行区域生长处理，得到气管实质，上述第一图像包括至少两张切片图像，上述目标像素点是根据上述切片图像中与上述切片图像的中心最接近的连通域的像素点确定的；
[0022]从上述第一实质中去除上述气管实质，得到上述第一肺部实质，上述第一肺部实质包括第一左肺部实质和第一右肺部实质。
[0023]在一种可能的实施方式中，上述方法还包括：
[0024]在上述第一左肺部实质和上述第一右肺部实质相互粘连的情况下，确定上述第一左肺部实质和上述第一右肺部实质之间的粘连区域；
[0025]对上述粘连区域进行腐蚀处理，得到分离的上述第一左肺部实质和上述第一右肺部实质。
[0026]在一种可能的实施方式中，上述第二肺部实质包括第二左肺部实质和第二右肺部实质，上述基于上述第一肺部实质与上述第二肺部实质中相对应的像素点之间的距离值确定第二距离值，包括：
[0027]从上述第一左肺部实质或上述第一右肺部实质中切分出第一肺部分块；
[0028]基于配准算法确定上述第一肺部分块中的像素点与目标像素点之间的距离，得到上述第二距离值，上述目标像素点为上述第二左肺部实质或上述第二右肺部实质中与上述第一肺部分块对应的像素点，上述配准算法为非刚性变换的配准算法。
[0029]在一种可能的实施方式中，从上述第一左肺部实质或上述第一右肺部实质中切分出第一肺部分块，包括：
[0030]确定上述第一左肺部实质或上述第一右肺部实质所占区域在X坐标方向、Y坐标方向以及Z坐标方向上的最大值和最小值；
[0031]在上述X坐标方向、上述Y坐标方向以及上述Z坐标方向上，分别以上述最大值和上述最小值之间的像素选确定至少一个像素切面；
[0032]通过上述至少一个像素切面对上述第一左肺部实质或上述第一右肺部实质进行切分，得到至少两个肺部分块，上述第一肺部分块为上述至少两个肺部分块中的任一个。
[0033]在一种可能的实施方式中，上述方法还包括：
[0034]基于N个第三坐标与N个参考坐标中相对应的坐标之间的距离确定N个第三距离值，上述N个第三坐标为光学测量设备在第一时刻采集的N个标记物的坐标，上述N个参考坐标为上述光学测量设备在参考时刻采集的上述N个标记物的坐标，上述N个标记物粘贴在第二实施对象的体表，上述第一时刻晚于上述参考时刻，上述参考时刻为得到上述处理后的模型之后采集上述第二实施对象的CT图像的时刻；
[0035]将上述N个第三距离值输入上述处理后的模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肺部呼吸模型的处理方法，其特征在于，所述方法包括：获得第一图像和第二图像，所述第一图像是基于计算机断层扫描CT设备在第一实施对象处于第一呼吸相位时采集的CT图像得到的，所述第二图像是基于所述CT设备在所述第一实施对象处于第二呼吸相位采集的CT图像得到的，所述第一图像包括所述第一实施对象的体表粘贴的N个标记物以及所述第一实施对象的肺部，所述第二图像包括所述N个标记物以及所述肺部，所述N为大于或等于1的整数；分别对所述第一图像和所述第二图像进行第一分割处理，得到所述N个标记物在所述第一呼吸相位的N个第一坐标，以及，得到所述N个标记物在所述第二呼吸相位的N个第二坐标；分别对所述第一图像和所述第二图像进行第二分割处理，得到所述肺部在所述第一呼吸相位对应的第一肺部实质，以及，得到所述肺部在所述第二呼吸相位对应的第二肺部实质；基于所述N个标记物中每个标记物的第一坐标与对应的第二坐标之间的距离，得到N个第一距离值；基于所述第一肺部实质与所述第二肺部实质中对应像素点之间的距离值，得到所述第一肺部实质与所述第二肺部实质之间的第二距离值；将所述N个第一距离值和所述第二距离值输入模型，得到处理后的模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一图像进行第一分割处理，得到所述N个标记物在所述第一呼吸相位的N个第一坐标，包括：对所述第一图像进行至少一次高斯差分处理，得到高斯差分处理后的图像，所述高斯差分处理后的图像中所述标记物所在区域的像素点对应的像素值大于其他区域的像素点对应的像素值；对所述高斯差分处理后的图像中像素值大于或等于第一阈值的像素点进行基于像素距离的聚类处理，得到所述N个第一坐标，所述N个第一坐标是基于所述聚类处理得到的聚类中心的坐标得到的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述高斯差分处理后的图像中像素值大于或等于第一阈值的像素点进行聚类处理，得到所述N个第一坐标，包括：对所述高斯差分处理后的图像中像素值大于或等于所述第一阈值的像素点进行所述聚类处理，得到M个候选坐标，所述M个候选坐标为所述聚类处理得到的M个聚类中心的坐标，所述M为大于或等于N的整数；在所述M等于所述N的情况下，将所述M个候选坐标作为所述N个第一坐标；在所述M大于所述N的情况下，从所述M个候选坐标中筛选出满足第一条件的N个候选坐标作为所述N个第一坐标，所述第一条件包括：候选坐标位于皮肤轮廓之外，且与所述皮肤轮廓之间的距离小于或等于第二阈值，所述第二阈值是根据所述标记物的中心与表面的之间的距离最大值确定的，所述皮肤轮廓是从所述第一图像中分割得到的。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述第一图像进行第二分割处理，得到所述肺部在所述第一呼吸相位对应的第一肺部实质，包括：基于所述第一图像中的连通域从所述第一图像中分割出包含肺部和气管的第一实质；将原始CT图像中至少一个目标像素点作为种子点进行区域生长处理，得到气管实质，
所述第一图像包括至少两张切片图像，所述目标像素点是根据所述切片图像中与所述切片图像的中心最接近的连通域的像素点确定的；从所述第一实质中去除所述气管实质，得到所述第一肺部实质，所述第一肺部实质包括第一左肺部实质和第一右肺部实质。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第一左肺部实质和所述第一右肺部实质相互粘连的情况下，确定所述第一左肺部实质和所述第一右肺部实质之间的粘连区域；对所述粘连区域进行腐蚀处理，得到分离的所述第一左肺部实质和所述第一右肺部实质。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢卫国，高金兴，叶宗州，张旭，
申请(专利权)人：深圳惟德精准医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：