[发明专利]一种基于医疗影像的器官组织空间关系渲染方法及系统

说明书

本发明属于医疗影像渲染技术领域，具体公开了一种基于医疗影像的器官组织空间关系渲染方法及系统，其中方法包括：对输入的影像进行图像灰度值规范化和去噪处理，提取目标器官的轮廓和感兴趣的区域ROI(Region ofinterest)；对图像进行分割，并生成对应器官组织的三维体素数据，然后根据三维体素数据提取表面三维网格模型；将各器官组织的表面三维网格模型及对应的使用场景，选择相应的渲染模式进行渲染；将所述表面三维网格模型和相应的渲染模式写入顶点着色器和片元着色器，通过渲染管线流程，得到最终的重建影像。该方案能够智能识别不同器官组织，并以半透明形式直观地展示各器官的空间包裹关系，使得医生的诊断效率大大提高。

技术领域

本发明属于医疗影像渲染技术领域，特别是关于一种基于医疗影像的器官组织空间关系渲染方法及系统。

背景技术

常见的医疗影像均为二维影像序列，通过影像判断患者器官组织的空间关系对于手术规划尤为重要，而影像的渲染方式又极大地影响着医生的判断效率。

现有的关于表达器官组织空间关系的渲染技术以及存在的问题主有以下几种：

1.单张影像渲染，医生需要通过浏览序列里的每一张影像来做出判断，耗时巨大，而且影像表达的角度单一，容易造成判断错误。

2.多平面重建，此方法是从原始的横轴位图象经后处理获得人体组织器官任意的冠状、矢状、横轴、和斜面的二维图象处理方法。虽然多平面重建可显示任意切面的影像，但仍属于二维切面渲染，要求阅片者有较高的专业素养和较强的空间感才能做出准确判断。

3.三维体渲染，常见的方法有基于光线追踪的体渲染，此方法能精确显示组织器官的形态和毗邻关系，但是对于器官分类识别存在缺失，往往不同的器官展现一样的渲染效果，需要阅片者自行判断其边界关系。另外，体渲染技术对计算机的性能要求高，容易造成性能问题。

4.三维重建面渲染，相比于三维体渲染，其计算速度更快，对计算机性能要求较低。现有的技术也有利用人工智能算法对图像进行分割识别，虽然弥补了器官分类缺失的问题，但是对于分割后的各器官组织渲染，存在不能准确表达互相缠绕交织的器官空间关系的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于医疗影像的器官组织空间关系渲染方法及系统，其能够智能识别不同器官组织，并以半透明形式直观地展示各器官的空间包裹关系，使得医生的诊断效率大大提高。

本发明提供了一种基于医疗影像的器官组织空间关系渲染方法，包括以下步骤：

S1，对输入的影像进行图像灰度值规范化和去噪处理，提取目标器官的轮廓和感兴趣的区域ROI(Region of interest)；

S2，对图像进行分割，并生成对应器官组织的三维体素数据，然后根据三维体素数据提取表面三维网格模型；

S3，将各器官组织的表面三维网格模型及对应的使用场景，选择相应的渲染模式进行渲染；

S4，将所述表面三维网格模型和相应的渲染模式写入顶点着色器和片元着色器，通过渲染管线流程，得到最终的重建影像。

优选地，所述S2具体包括：

S21，然后将所有二维切片图像的横切面图像的结果堆叠起来，并重采样至原始图像尺寸，得到器官组织的三维体素数据；

S22，根据器官组织的三维体素数据提取等值面，生成表面三维网格模型。

优选地，所述S21之前还包括：沿序列Z轴将相邻的九张二维切片图像堆叠为一张九通道的二维图像输入到深度学习网络中，得到的预测结果为第五张切片图像对应的分割结果。

优选地，所述S22之后还包括：对表面三维网格模型进行拉普拉斯圆滑，使得模型效果更逼真。