[发明专利]一种基于中国数字人的鼻咽部放疗教学模型构建方法

权利要求书

1.一种基于中国数字人的鼻咽部放疗教学模型构建方法,其特征在于，包括以下步骤，

数字人3D模型构建步骤；

虚拟肿瘤模型构建步骤；

数字人3D放疗教学模型构建步骤；

所述数字人3D模型构建步骤包括，

采集数字人薄层切片图像，切片厚度为0.2mm，对数字人鼻咽部组织图像和数字人鼻咽部周围组织图像进行组织分割和边界提取，获取对应的二维二值化组织图像，采用面绘制算法对所述二维二值化图像进行面绘制，获取二维二值化组织图像对应的3D模型；

其中，所述数字人薄层切片图像包括鼻咽部组织及周围组织、鼻咽部肿瘤常见好发部位，所述周围组织包括脑干、脊髓、喉、眼球、晶状体、内耳、中耳、视交叉、视神经、腮腺、颞叶、垂体、颞下颌关节、口腔、颌下腺、甲状腺、海马、咽索肌；所述好发部位包括咽隐窝；

用不同伪彩色对鼻咽部组织图像及周围组织图像分别进行标识；

采用数字人鼻咽部组织图像伪彩色对数字人鼻咽部组织3D模型进行标识，采用数字人鼻咽部周围组织图像伪彩色对数字人鼻咽部周围组织3D模型进行标识，将数字人鼻咽部组织和数字人鼻咽部周围组织3D模型显示于同一坐标系中，得到数字人鼻咽部3D模型；

推荐剂量赋值步骤，包括，依据预设值对数字人鼻咽部3D模型组织进行推荐剂量赋值；

所述虚拟肿瘤模型构建步骤包括，

响应用户操作，获取3D空间中肿瘤中心点参数、长轴a参数、短轴b参数，构建虚拟椭球形肿瘤模型；

响应用户操作，实施鼻咽部肿瘤CT医学图像与数字人3D模型配准，生成数字人模型肿瘤案例库数据；

CT医学图像数据与数字人3D模型配准包括以下步骤；

B1：响应用户操作，选择CT医学图像与二维数字人图像最接近的两幅图像，作为待配准图像，以二维数字人图像作为参考图,CT医学图像作为浮动图，分别计算CT医学图像和二维数字人图像的中心点；

B2：对二维数字人图像进行几何坐标变换得到新区域；

B3：通过插值方法得到CT医学图像在B2步骤新区域的坐标；

B4：计算数字人数字图像和CT医学图像之间的相似度；

B5：对相似度函数不断迭代，当相似性测度值达到设定的预期值或者设定的迭代上限时，停止迭代并得到最终变换参数；

B6：分割CT医学图像中的肿瘤图像，根据步骤B5的变换矩阵对肿瘤图像作变换，将肿瘤分割序列图像与二维数字人图像分别进行三维重建，并显示在同一三维坐标系统中；

所述数字人3D放疗教学模型构建步骤包括，

建立二维数字人医学图像与3D模型坐标映射关系步骤；

靶区勾画步骤；

不规则靶区重建步骤。

2.如权利要求1所述的一种基于中国数字人的鼻咽部放疗教学模型构建方法,其特征在于，

所述面绘制算法包括以下步骤,

A1：将二值化数据分层读入内存，扫描相邻两层数据，以上下两层临近的八个体素点组成体元,对体元顶点和边分别进行编号，顶点编号规则为以x、y、z方向上坐标最小的体素为基准体素，以基准体素的x、y、z索引作为该体元的x、y、z索引，以边对应的两个顶点的x、y、z索引为边的编号；

A2：每个体元中，用曲面S＝{(x,y,z)：F(x,y,z)＝Ft}表示虚实部分的等值面，将体元每个顶点的值与等值面S作比较，若顶点为实点则对应位为1，若顶点为虚点则对应位为0，构造该体元的状态表；

A3：根据体元状态表，得到与等值面有交点的体元边界；

A4：采用线性插值方法，获取体元边界与等值面的交点；

A5：采用中心差分方法，获取体元各交点处的法向量，采用线性插值法，求出三角形各顶点处的法向量；

A6：根据各三角面片各顶点的坐标值及法向量绘制等值面图像。