[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

说明书

本发明提供一种可以对数字人鼻咽部精准展示提高肿瘤放疗领域教学效果的数字人鼻咽部放疗模型构建方法，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。本发明的有益效果是，通过数字人鼻咽部放疗模型的构建以及对数字人鼻咽部模型肿瘤部位精准显示，可以在肿瘤放疗教学时，对数字人鼻咽部结构的三维形态和毗邻关系进行精准展示，对鼻咽癌的放疗计划进行教学演示，提高学员学习效果。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种数字人鼻咽部放疗教学模型构建方法。

背景技术

鼻咽部结构复杂，肿瘤形状不规则且多为浸润型，在肿瘤放疗教学领域向医学院的学生进行相关知识放疗教学时，传统放疗教学手段采用图片对人体鼻咽部结构进行展示，无法对人体鼻咽部结构的三维形态和毗邻关系进行精准展示，鼻咽癌的放疗计划教学演示效果差，不能让学生对肿瘤病变部位有直观的印象。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可以对数字人鼻咽部精准展示的数字人鼻咽部放疗教学模型构建方法，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。

进一步的，

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；

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。

进一步的，

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。

进一步的，

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。