[发明专利]基于人体二维CT影像的个体传播能力评价方法及系统

权利要求书

1.一种基于人体二维CT影像的个体传播能力评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集不同目标个体呼吸系统的影像数据，并基于所述影像数据，对所述不同目标个体口咽、呼吸道和肺腔的三维形态进行体外重建；

在所述口咽、所述呼吸道和所述肺腔形态特征仿生的基础上，仿生所述不同目标个体呼吸道黏液物理性质，采用内衬液灌注法使呼吸道内壁附着与真实目标个体外观、颜色、物性相似的人工黏液；在所述口咽、所述呼吸道和所述肺腔形态特征仿生的基础上，仿生所述不同目标个体呼吸气流特征和呼吸道内温湿度环境特征；基于可调式呼吸气流模拟器仿生所述不同目标个体呼吸气流特征，呼吸气流加热加湿仿生所述不同目标个体呼吸道内微环境温湿度，建立兼具所述不同目标个体呼吸道形态和呼吸特征的体外仿生装置；其中，所述体外仿生装置由目标个体呼吸道形态模型、可调式呼吸气流模拟器、加湿器之间通过预设沉降率的聚四氟乙烯管连接得到；以及

通过将人体呼吸特征参数输入至所述体外仿生装置仿生所述不同目标个体飞沫呼出过程，并获取所述不同目标个体飞沫呼出水平，基于所述不同目标个体飞沫呼出水平得到所述不同目标个体传播能力评价结果；

其中，所述将人体呼吸特征参数输入至所述体外仿生装置仿生所述不同目标个体飞沫呼出过程，包括：将所述人体呼吸特征参数输入至所述体外仿生装置产生与人体呼吸道内周期性呼吸气流，并通过所述呼吸道内壁附着黏液，重现呼吸道内实际飞沫生成及输送过程；

其中，所述获取所述不同目标个体飞沫呼出水平，包括：对呼吸道内飞沫生成的过程进行可视化追踪，对所述口咽、所述呼吸道和所述肺腔形态特征对应的飞沫呼出水平进行量化，获得所述不同目标个体飞沫生成位置、输送机理、呼出水平；将所述不同目标个体飞沫生成位置、输送机理、呼出水平作为所述不同目标个体的传播能力评价依据；通过对比所述不同目标个体对应的飞沫呼出水平，分析所述不同目标个体呼出飞沫个体的呼吸道形态特征及呼吸特征，基于所述呼吸道形态特征、所述呼吸特征和所述不同目标个体的传播能力评价依据得到所述目标个体传播能力评价结果；

模拟室内典型通风场景，建立人际间飞沫暴露水平评价系统，构建个体呼出飞沫水平量化的传播能力评价平台，包括：建立个体呼出飞沫水平量化实验台，所述个体呼出飞沫水平量化实验台由所述目标个体呼吸道体外仿生模块、微环境舱、易感个体体外仿生模块构成；其中，所述微环境舱用于模拟室内典型通风场景，预测人体飞沫呼出及环境散布机制；所述易感个体体外仿生模块与所述目标个体呼吸道体外仿生模块共同形成人际间飞沫暴露水平评价系统，实现对目标个体传播能力的定量评价。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集不同目标个体呼吸系统的影像数据，包括：

对所述不同目标个体呼吸系统进行断层扫描，获得多个由黑到白不同灰度按矩阵排列的像素点；并根据所述多个由黑到白不同灰度按矩阵排列的像素点显示所述目标个体呼吸系统的轴位、冠状位、矢状位的断面影像，得到所述目标个体器官原始二维影像数据及所述不同目标个体呼吸系统解剖学结构差异信息；

所述基于所述影像数据，提取所述个体呼吸系统的三维形态，包括：

根据每个目标区域的灰度值判定阈值范围，并利用医学影像分割算法分割处理，并对主视、俯视、侧视的断层影像数据逐层细化处理，得到去除背景噪声和像素中的漂浮物质后的每张薄层CT支气管的图像分割结果；并基于所述阈值范围获得所述个体呼吸系统的二维影像数据；基于移动立方体三维重建算法生成所述目标区域的三维实心几何体。