心室三维模型生成方法、装置及电子设备制造方法及图纸

公开了一种心室三维模型生成方法、装置和电子设备。该心室三维模型生成方法包括：获取心脏横截面扫描图像；获取所述心脏横截面扫描图像中标注有左右心室的种子图像；基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图，所述生长图的每层图像包含以所述心脏横截面图像中的独立连通区域作为的图的节点和相邻图像间的节点关系；从所述种子图像开始计算每层图像中的每个节点与其相邻图像的节点之间的相似度关系以确定所述每个节点的左右心室归属；以及，基于所述每个节点的左右心室归属建立心室三维模型。这样，提高了生成的模型的精度和处理速度。

【技术实现步骤摘要】
心室三维模型生成方法、装置及电子设备
本申请涉及图像处理
，且更为具体地，涉及一种心室三维模型生成方法、心室三维模型生成装置和电子设备。
技术介绍
心室三维模型重建对研究和判断某些健康状况以及与心室相关的病症类型等方面有着重大的意义，传统方法是通过专用软件人工处理庞大的计算机断层扫描(CT)影像数据，需要花费大量的时间。而且，心室的交叉间隔和直接间隔需要一定的医学知识，划分直接间隔的左右心室区域比较耗时。这些问题都使得相关诊断和研究工作效率低下，因此，期望提供改进的心室三维模型的生成方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种心室三维模型生成方法、心室三维模型生成装置和电子设备，其能够通过三维区域生长过滤掉非心室内腔区域，并通过生长图搜索来获取心室前后区域演化关系以识别内腔区域，从而提高了生成的模型的精度和处理速度。根据本申请的一方面，提供了一种心室三维模型生成方法，包括：获取心脏横截面扫描图像；获取所述心脏横截面扫描图像中标注有左右心室的种子图像；基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图，所述生长图的每层图像包含以所述心脏横截面图像中的独立连通区域作为的图的节点和相邻图像间的节点关系；从所述种子图像开始计算每层图像中的每个节点与其相邻图像的节点之间的相似度关系以确定所述每个节点的左右心室归属；以及，基于所述每个节点的左右心室归属建立心室三维模型。在上述心室三维模型生成方法中，获取心脏横截面扫描图像包括：获取初始的心脏断层横截面扫描图像；以及，对于所述初始的心脏断层横截面扫描图像中的每一图像，对于心脏内腔区域和非内腔区域进行二值化转换以获得所述心脏横截面扫描图像。在上述心室三维模型生成方法中，对于心脏内腔区域和非内腔区域进行二值化转换以获得所述心脏横截面扫描图像包括：遍历所有像素，去除灰度值为0的像素点；对剩余像素计算类间方差以获得最大类间方差和对应的灰度值；响应于所述最大类间方差小于最大类间方差阈值，将图像设置为零；以及，响应于所述最大类间方差小于最大类间方差阈值，基于所述灰度值对图像进行二值化以获得所述心脏横截面扫描图像。在上述心室三维模型生成方法中，基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图包括：对于每一当前图像，获取已经标定左右心室区域的上一图像；将所述上一图像的左右心室区域作为所述当前图像的种子点；根据所述种子点进行区域生长以获得连通区域作为所述当前图像的新节点；确定所述当前图像的新节点与所述上一图像的种子节点的父子关系；以及，遍历所述当前图像中未处理的像素进行区域生长以获得独立连通区域作为所述当前图像的新节点。在上述心室三维模型生成方法中，确定所述当前图像的新节点与所述上一图像的种子节点的父子关系包括：确定所述当前图像和所述上一图像相对于所述种子图像的顺序；响应于所述当前图像和所述上一图像为相对于所述种子图像的向前顺序，将所述当前图像的节点设置为父节点，并将所述上一图像的节点设置为子节点；以及，响应于所述当前图像和所述上一图像为相对于所述种子图像的向后顺序，将所述当前图像的节点设置为子节点，并将所述上一图像的节点设置为父节点。在上述心室三维模型生成方法中，从所述种子图像开始计算每层图像中的每个节点与其相邻图像的节点之间的相似度关系以确定所述每个节点的左右心室归属包括：计算所述每个节点与其相邻图像的父系节点或者子系节点之间的相似度；以及，将所述节点归属于具有最大相似度的心室区域。在上述心室三维模型生成方法中，将所述节点归属于具有最大相似度的心室区域包括：确定所述节点相对于左右心室的相似度差异是否小于预定阈值；以及，响应于所述相似度差异小于预定阈值，判定所述节点出现交叉间隔或者直接间隔。在上述心室三维模型生成方法中，在判定所述节点出现交叉间隔或者直接间隔之后进一步包括：确定所述节点由左心室转换为右心室或者由右心室转换为左心室的关键节点帧；在所述关键节点帧计算所述节点属于左心室或者右心室的比例；响应于属于左心室或者右心室的比例之间的差异大于预定阈值，判定所述节点出现交叉间隔；以及，将所述节点归属于比例较大的心室区域。在上述心室三维模型生成方法中，进一步包括：响应于属于左心室或者右心室的比例之间的差异大于预定阈值，判定所述节点出现直接间隔；以及，根据所述关键节点帧的上一帧的左右心室区域对所述节点对应的区域进行分割以将所述区域划分为左心室区域、右心室区域和中间区域。在上述心室三维模型生成方法中，基于所述每个节点的左右心室归属建立心室三维模型包括：基于所述每个节点的归属情况去除非心室区域并划分左心室区域和右心室区域；以及，基于所划分的左心室区域和右心室区域建立心室三维模型。根据本申请的另一方面，提供了一种心室三维模型生成装置，包括：扫描图像获取单元，用于获取心脏横截面扫描图像；种子图像获取单元，用于获取所述心脏横截面扫描图像中标注有左右心室的种子图像；生长图建立单元，用于基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图，所述生长图的每层图像包含以所述心脏横截面图像中的独立连通区域作为的图的节点和相邻图像间的节点关系；节点归属判定单元，用于从所述种子图像开始计算每层图像中的每个节点与其相邻图像的节点之间的相似度关系以确定所述每个节点的左右心室归属；以及，模型建立单元，用于基于所述每个节点的左右心室归属建立心室三维模型。在上述心室三维模型生成装置中，所述扫描图像获取单元用于：图像获取子单元，用于获取初始的心脏断层横截面扫描图像；以及，二值化子单元，用于对于所述初始的心脏断层横截面扫描图像中的每一图像，对于心脏内腔区域和非内腔区域进行二值化转换以获得所述心脏横截面扫描图像。在上述心室三维模型生成装置中，所述二值化子单元用于：遍历所有像素，去除灰度值为0的像素点；对剩余像素计算类间方差以获得最大类间方差和对应的灰度值；响应于所述最大类间方差小于最大类间方差阈值，将图像设置为零；以及，响应于所述最大类间方差小于最大类间方差阈值，基于所述灰度值对图像进行二值化以获得所述心脏横截面扫描图像。在上述心室三维模型生成装置中，所述生长图建立单元包括：标定图像获取子单元，用于对于每一当前图像，获取已经标定左右心室区域的上一图像；种子点设置子单元，用于将所述上一图像的左右心室区域作为所述当前图像的种子点；区域生长子单元，用于根据所述种子点进行区域生长以获得连通区域作为所述当前图像的新节点；节点关系确定子单元，用于确定所述当前图像的新节点与所述上一图像的种子节点的父子关系；以及，像素遍历子单元，用于遍历所述当前图像中未处理的像素进行区域生长以获得独立连通区域作为所述当前图像的新节点。在上述心室三维模型生成装置中，所述节点关系确定子单元用于：确定所述当前图像和所述上一图像相对于所述种子图像的顺序；响应于所述当前图像和所述上一图像为相对于所述种子图像的向前顺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心室三维模型生成方法，其特征在于，包括：/n获取心脏横截面扫描图像；/n获取所述心脏横截面扫描图像中标注有左右心室的种子图像；/n基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图，所述生长图的每层图像包含以所述心脏横截面图像中的独立连通区域作为的图的节点和相邻图像间的节点关系；/n从所述种子图像开始计算每层图像中的每个节点与其相邻图像的节点之间的相似度关系以确定所述每个节点的左右心室归属；以及/n基于所述每个节点的左右心室归属建立心室三维模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种心室三维模型生成方法，其特征在于，包括：
获取心脏横截面扫描图像；
获取所述心脏横截面扫描图像中标注有左右心室的种子图像；
基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图，所述生长图的每层图像包含以所述心脏横截面图像中的独立连通区域作为的图的节点和相邻图像间的节点关系；
从所述种子图像开始计算每层图像中的每个节点与其相邻图像的节点之间的相似度关系以确定所述每个节点的左右心室归属；以及
基于所述每个节点的左右心室归属建立心室三维模型。


2.根据权利要求1所述的心室三维模型生成方法，其特征在于，获取心脏横截面扫描图像包括：
获取初始的心脏断层横截面扫描图像；以及
对于所述初始的心脏断层横截面扫描图像中的每一图像，对于心脏内腔区域和非内腔区域进行二值化转换以获得所述心脏横截面扫描图像。


3.根据权利要求2所述的心室三维模型生成方法，其特征在于，对于心脏内腔区域和非内腔区域进行二值化转换以获得所述心脏横截面扫描图像包括：
遍历所有像素，去除灰度值为0的像素点；
对剩余像素计算类间方差以获得最大类间方差和对应的灰度值；
响应于所述最大类间方差小于最大类间方差阈值，将图像设置为零；以及
响应于所述最大类间方差小于最大类间方差阈值，基于所述灰度值对图像进行二值化以获得所述心脏横截面扫描图像。


4.根据权利要求1所述的心室三维模型生成方法，其特征在于，基于所述种子图像对于所述多个心脏横截面图像中的每一图像向前和向后进行区域生长以构建生长图包括：
对于每一当前图像，获取已经标定左右心室区域的上一图像；
将所述上一图像的左右心室区域作为所述当前图像的种子点；
根据所述种子点进行区域生长以获得连通区域作为所述当前图像的新节点；
确定所述当前图像的新节点与所述上一图像的种子节点的父子关系；以及
遍历所述当前图像中未处理的像素进行区域生长以获得独立连通区域作为所述当前图像的新节点。


5.根据权利要求4所述的心室三维模型生成方法，其特征在于，确定所述当前图像的新节点与所述上一图像的种子节点的父子关系包括：
确定所述当前图像和所述上一图像相对于所述种子图像的顺序；
响应于所述当前图像和所述上一图像为相对于所述种子图像的向前顺序，将所述当前图像的节点设置为父节点，并将所述上一图像的节点设置为子节点；以及
响应于所述当前图像和所述上一图像为相对于所述种子图像的向后顺序，将所述当前图像的节点设置为子节点，并将所述上一图像的节点设置为父节点。


6.根据权利要求4所述的心室三维模型生成方法，其特征在于，从所述种子图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂宇，胡盛寿，储庆，
申请(专利权)人：中国医学科学院阜外医院，
类型：发明
国别省市：北京;11