肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)處理中心、若干上傳用戶終端及若干下載用戶終端，若干上傳用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心連接以將初始數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理中心，若干下載用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心連接以下載數(shù)據(jù)處理中心的肝臟三維圖像或腎臟三維圖像。數(shù)據(jù)處理中心至少包括信息數(shù)據(jù)庫以及用于基于肝臟CT圖像生成特定肝臟三維圖像和基于腎臟CT圖像生成特定腎臟三維圖像的三維圖像處理模塊，信息數(shù)據(jù)庫用于依照特定肝臟的來源信息分類存儲來自三維圖像處理模塊的特定肝臟三維圖像以及依照特定腎臟的來源信息分類存儲來自三維圖像處理模塊的特定腎臟三維圖像。
【專利說明】
肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)學影像處理系統(tǒng)，特別涉及一種醫(yī)學影像三維可視化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學圖像的三維重建技術(shù)能充分利用CT、MRI等醫(yī)學圖像體數(shù)據(jù)，采用面繪制或體繪制的成像算法，可根據(jù)需要得到任意視角透視的三維投影圖像，便于醫(yī)生對人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行觀察。利用三維重建技術(shù)對醫(yī)學圖像進行處理，構(gòu)造三維模型，并對三維模型從不同方向投影顯示，提取出相關(guān)器官的信息，能使醫(yī)生對感興趣器官的大小、形狀和空間位置獲得定量描述。三維重建技術(shù)使得醫(yī)生能夠直觀、定量地察看器官的三維結(jié)構(gòu)，加強圖像中原有的各種細節(jié)，從而幫助醫(yī)生作出更正確的診斷。采用醫(yī)學三維圖像重建技術(shù)，病人只需要進行一次掃描，獲取其患病部位的若干斷層的數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))，通過該技術(shù)就可以讓醫(yī)生從多角度進行觀察，方便了診斷。醫(yī)生不僅可以從任意角度、位置觀察患病區(qū)域，而且還可以應(yīng)用模式識別技術(shù)，由系統(tǒng)自動分析出病灶部位信息，如腫瘤、血栓的位置、大小等。這減輕了醫(yī)生的工作強度，提高了工作效率，有利于提高醫(yī)療行業(yè)的現(xiàn)代化水平。
[0003]通過對傳統(tǒng)技術(shù)獲得的離散數(shù)據(jù)進行處理，將其轉(zhuǎn)變成為具有直觀立體效果的圖像，充分展現(xiàn)組織或器官的三維狀態(tài)，從而提供若干用傳統(tǒng)手段無法獲得的解剖結(jié)構(gòu)信息。而且這種技術(shù)可以為諸如虛擬窺鏡、虛擬解剖等虛擬技術(shù)的進一步發(fā)展提供了視覺交互基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，也可以實現(xiàn)矯形手術(shù)、放射治療等計算機模擬及手術(shù)規(guī)劃。
[0004]肝臟和腎臟均為機體代謝、解毒、分泌、排泄的重要臟器，臨床兩臟器同時或先后發(fā)生疾病，兩者的關(guān)系成為臨床關(guān)注研究的重要問題。肝、腎兩個臟器的疾病可互不相關(guān)，也可一病同時侵及肝、腎，有時則系一個臟器病變對另一臟器的影響。通過對肝臟以及腎臟的三維圖像重建，便于研究人體肝臟與腎臟的相關(guān)性，針對具體病因進行手術(shù)模擬對于改變目前醫(yī)療的方式有很大的意義。
[0005]如中國專利申請201310503694.6號公開的一種醫(yī)學影像二維處理及三維重建系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存取模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、顯示及視區(qū)管理模塊、二維數(shù)據(jù)預處理模塊、二維數(shù)據(jù)分割模塊、交互操作模塊以及三維重建及視覺調(diào)整模塊。數(shù)據(jù)存取模塊用于將醫(yī)學影像二維影像文件讀入并經(jīng)過預處理后將二維數(shù)據(jù)保存到磁盤中，數(shù)據(jù)管理模塊用于對各類數(shù)據(jù)進行規(guī)劃管理，顯示及視區(qū)管理模塊用于二維影像和三維模型的顯示，以及用于更好地對二維影像或三維模型進行視區(qū)模式顯示。二維影像預處理用于對原始二維影像顯示效果不佳的進行灰度變換、濾波、銳化等調(diào)整處理，交互操作模塊用于對圖像進行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作，二維數(shù)據(jù)分割模塊用于對有用信息進行提取為后繼的三維面重建做好準備，三維重建包括面重建和點重建，三維視覺調(diào)整為三維模型視覺的調(diào)整。然而，該醫(yī)學影像二維處理及三維重建系統(tǒng)并非開放平臺，無法共享數(shù)字化肝臟以及腎臟數(shù)據(jù)、共享知識。
[0006]又如中國專利申請201310503694.6號公開的一種肝部CT圖像的三維重建方法，包括:對肝部二維CT圖像序列進行分割，分別提取與肝部的多個組織中每個組織相對應(yīng)的分割序列；根據(jù)與每個組織相對應(yīng)的分割序列，以及與每個組織相對應(yīng)的三維重建流程對每個組織進行三維圖像重建，以對肝部CT圖像進行三維重建。然而，該肝部CT圖像的三維重建方法無法交互顯示肝臟三維CT立體圖像，且無法同時處理肝臟與腎臟數(shù)據(jù)生成三維CT立體圖像。
[0007]因此，提供一種能夠同時處理肝臟數(shù)據(jù)和腎臟數(shù)據(jù)、實現(xiàn)實時共享、適合廣泛推廣的數(shù)字化平臺，能夠準確檢索、便于研究肝、腎相關(guān)疾病是業(yè)界急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫平臺，可以實現(xiàn)同時處理肝臟數(shù)據(jù)和腎臟數(shù)據(jù)、實現(xiàn)實時共享、檢索精準、便于研究肝、腎相關(guān)疾病。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)處理中心、若干上傳用戶終端及若干下載用戶終端。數(shù)據(jù)處理中心用以生成肝臟三維圖像和腎臟三維圖像，若干上傳用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心連接以將初始數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理中心，若干下載用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心連接以下載數(shù)據(jù)處理中心的肝臟三維圖像或腎臟三維圖像。每個上傳用戶終端至少包括:用于供上傳用戶選擇上傳數(shù)據(jù)類型的上傳類型選擇模塊、用于將針對特定肝臟的肝臟CT圖像或針對特定腎臟的腎臟CT圖像輸入每個上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊、用于將數(shù)據(jù)輸入模塊輸入的CT圖像與特定肝臟或特定腎臟的來源信息打包壓縮成特定肝臟數(shù)據(jù)包或特定腎臟數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)初加工模塊、以及用于將特定肝臟數(shù)據(jù)包和特定腎臟數(shù)據(jù)包通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)上傳模塊。數(shù)據(jù)處理中心至少包括信息數(shù)據(jù)庫以及用于基于肝臟CT圖像生成特定肝臟三維圖像和基于腎臟CT圖像生成特定腎臟三維圖像的三維圖像處理模塊，信息數(shù)據(jù)庫用于依照特定肝臟的來源信息分類存儲來自三維圖像處理模塊的特定肝臟三維圖像以及依照特定腎臟的來源信息分類存儲來自三維圖像處理模塊的特定腎臟三維圖像。每個下載用戶終端至少包括登錄檢索模塊以及數(shù)據(jù)下載模塊，登錄檢索模塊設(shè)置于每個下載用戶終端上用于通過互聯(lián)網(wǎng)以特定注冊用戶帳號登入數(shù)據(jù)處理中心以便在信息數(shù)據(jù)庫中檢索、瀏覽特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像，數(shù)據(jù)下載模塊設(shè)置于每個下載用戶終端上，下載用戶通過數(shù)據(jù)下載模塊選擇并下載所需下載三維重建圖像類型。
[0010]可選擇地，每個上傳用戶終端的上傳類型選擇模塊包括肝臟數(shù)據(jù)上傳子單元以及腎臟數(shù)據(jù)上傳子單元。
[0011]可選擇地，上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊上傳的肝臟CT圖像為針對特定肝臟的取自不同截面的DICOM格式的至少100幅肝臟CT圖像，上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊上傳的腎臟CT圖像為針對特定腎臟的取自不同截面的DICOM格式的至少30幅腎臟CT圖像，優(yōu)選100張。
[0012]其中，上傳用戶終端可以為經(jīng)授權(quán)的指定醫(yī)院的多功能CT設(shè)備或計算機，醫(yī)師可通過上傳用戶帳號在上傳用戶終端登錄數(shù)據(jù)處理中心以上傳或下載肝臟CT圖像或腎臟CT圖像。
[0013]其中，下載用戶終端可以為任意的個人計算機，普通用戶通過下載用戶帳號在下載用戶終端登錄數(shù)據(jù)處理中心以檢索、瀏覽或下載肝臟CT圖像或腎臟CT圖像。
[0014]其中，數(shù)據(jù)處理中心可以為基于多個服務(wù)器和多個存儲設(shè)備搭建的數(shù)據(jù)處理平臺。
[0015]可選擇地，特定肝臟和特定腎臟的來源信息均至少包含:患病類型、患者性別、患者年齡、生活地區(qū)以及就診醫(yī)院，其中，特定腎臟的來源信息進一步包括左腎或右腎。
[0016]可選擇地，特定肝臟和特定腎臟的來源信息還可以包含:患者生活習慣、生化檢查信息、患者典型癥狀、體征、醫(yī)學圖像、影像診斷結(jié)果、治療方案、不良反應(yīng)及主治醫(yī)師等。
[0017]可選擇地，數(shù)據(jù)下載模塊進一步設(shè)置于每個上傳用戶終端上用于通過互聯(lián)網(wǎng)將信息數(shù)據(jù)庫中的特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像下載至上傳用戶終端。
[0018]可選擇地，登錄檢索模塊進一步設(shè)置于每個上傳用戶終端上用于通過互聯(lián)網(wǎng)登入數(shù)據(jù)處理中心以便上傳用戶在信息數(shù)據(jù)庫中檢索、瀏覽特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像。
[0019]可選擇地，肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)進一步包括用戶交流模塊，用戶交流模塊設(shè)置于每個上傳用戶終端和每個下載用戶終端上用于上傳用戶和下載用戶通過互聯(lián)網(wǎng)分別針對特定肝臟三維圖像或特定腎臟圖像進行交流分析。
[0020]可選擇地，每一個上傳用戶或每一個下載用戶可以通過用戶交流模塊與一個或多個上傳用戶和下載用戶進行交流。
[0021]其中，數(shù)據(jù)處理中心的三維圖像處理模塊包括根據(jù)每幅肝臟CT圖像進行肝臟三維重建得到特定肝臟三維圖像的肝臟三維處理子模塊以及根據(jù)每幅腎臟CT圖像進行腎臟三維重建得到特定腎臟三維圖像的腎臟三維處理子模塊。
[0022]可選擇的，肝臟三維處理子模塊進一步包括肝臟圖像預處理單元、肝臟提取單元以及肝臟三維圖像繪制單元。其中，肝臟圖像預處理單元依次對肝臟CT圖像中的每幅肝臟CT圖像進行圖像平滑及圖像增強處理，肝臟提取單元分割經(jīng)預處理的肝臟數(shù)據(jù)圖像以檢測肝臟輪廓邊緣并提取肝臟輪廓線，肝臟三維圖像繪制單元根據(jù)由每幅肝臟CT圖像獲得的肝臟輪廓線對肝臟進行表面重建，得到特定肝臟三維圖像。
[0023]肝臟三維處理子模塊的肝臟圖像預處理單元中進一步包括:圖像平滑子單元和圖像增強子單元。其中，圖像平滑子單元采用空域法在空間域中對每幅肝臟CT圖像像素灰度值直接進行運算處理，濾除每幅肝臟CT圖像中的噪聲。以及圖像增強子單元用于尖銳化增強處理經(jīng)過平滑處理的每幅肝臟CT圖像以增加每幅肝臟CT圖像的邊緣鮮明度。
[0024]可選擇地，圖像平滑子單元對每幅肝臟CT圖像進行平滑處理可以選擇鄰域平均法或中值濾波法。
[0025]可選擇地，圖像增強子單元對每幅肝臟CT圖像進行增強處理只關(guān)心邊緣點的位置而不顧其周圍的實際灰度差，圖像增強單元中可以采用微分銳化法對圖像進行增強處理，如拉普拉斯銳化法。
[0026]可選擇地，肝臟提取單元進一步包括:肝臟定位子單元、肝臟分割子單元、邊界檢測子單元以及邊界跟蹤子單元。
[0027]其中，肝臟定位子單元通過肝臟體積和肝臟灰度自動定位出每幅肝臟CT圖像中的肝臟位置。肝臟分割子單元配準經(jīng)肝臟圖像預處理單元輸出的每幅肝臟CT圖像，對每幅肝臟CT圖像進行分割得到分割肝臟部分圖像。邊界檢測子單元通過微分算子法考察分割肝臟部分圖像中的每個像素在任意鄰域內(nèi)灰度的變化，根據(jù)每個像素任意鄰域一階和/或二階方向?qū)?shù)變化定位出肝臟邊界點。邊界跟蹤子單元通過依次搜索相鄰肝臟邊界點，依次連接邊界點從而逐步檢測出肝臟邊界得到確定的肝臟輪廓。
[0028]可選擇地，肝臟分割子單元分割得到分割肝臟部分圖像后，采用孔洞填充算法去除分割肝臟部分圖像進行分割過程中產(chǎn)生的細小孔洞和錯誤連接，再采用區(qū)域增長法去除分割肝臟部分圖像的多余組織，進一步填充分割肝臟部分圖像的內(nèi)部孔洞，最后進行輪廓修正。
[0029]可選擇地，肝臟三維圖像繪制單元中進一步包括:輪廓匹配子單元、輪廓拼接處理子單元、輪廓插值子單元以及曲面擬合子單元。其中，輪廓匹配子單元通過計算肝臟提取單元的邊界跟蹤單元得到的肝臟輪廓的面積，在分別由肝臟CT圖像確定的不同截面肝臟輪廓內(nèi)尋找不同截面肝臟輪廓之間的順序關(guān)系并匹配。輪廓拼接處理子單元采用三角面片法構(gòu)造不同截面肝臟輪廓之間的表面得到肝臟二維斷層圖像;輪廓插值子單元在相鄰的肝臟二維斷層圖像之間進行插值以實現(xiàn)各層圖像間結(jié)構(gòu)的過渡。曲面擬合子單元采用插值法或者逼近法平滑肝臟二維斷層圖像之間的曲面，對肝臟二維斷層圖像進行擬合形成最終的重建曲面，得到特定肝臟三維CT圖像。
[0030]可選擇地，肝臟三維圖像繪制單元還包括輪廓分叉處理子單元。輪廓分叉處理子單元采用拓撲和幾何結(jié)構(gòu)處理經(jīng)輪廓拼接處理子單元插值過渡的肝臟二維斷層圖像，解決因分叉產(chǎn)生的局部信息導致的肝臟輪廓對應(yīng)關(guān)系不確定的情況?？蛇x擇地，肝臟提取單元的邊界檢測子單元可以通過Sobel算子、Roberts算子和Kirsch算子等方法定位肝臟邊界點。
[0031]可選擇地，腎臟三維處理子模塊進一步包括腎臟圖像預處理單元、腎臟提取單元以及腎臟三維圖像繪制單元。圖像預處理子模塊讀取系列腎臟CT圖像并依次對每幅腎臟CT圖像進行圖像平滑及圖像增強處理，腎臟提取單元分割經(jīng)預處理的腎臟數(shù)據(jù)圖像以檢測腎臟輪廓邊緣并提取腎臟輪廓線，腎臟三維圖像繪制單元根據(jù)由每幅腎臟CT圖像獲得的腎臟輪廓線對腎臟進行表面重建，得到特定腎臟三維圖像。
[0032]其中，腎臟三維處理子模塊的圖像預處理單元中進一步包括:圖像平滑子單元以及圖像增強子單元。圖像平滑子單元采用空域法在空間域中對每幅腎臟CT圖像像素灰度值直接進行運算處理，濾除每幅腎臟CT圖像中的噪聲。圖像增強子單元用于尖銳化增強處理經(jīng)過平滑處理的每幅腎臟CT圖像以增加每幅腎臟CT圖像的邊緣鮮明度。
[0033]可選擇地，圖像平滑子單元對每幅腎臟CT圖像進行平滑處理可以選擇鄰域平均法或中值濾波法。
[0034]可選擇地，圖像增強子單元對每幅腎臟CT圖像進行增強處理只關(guān)心邊緣點的位置而不顧其周圍的實際灰度差，圖像增強子單元中可以采用微分銳化法對圖像進行增強處理，如拉普拉斯銳化法。
[0035]可選擇地，腎臟提取單元進一步包括:腎臟定子單元、腎臟分割子單元、邊界檢測子單元以及邊界跟蹤子單元。腎臟定位子單元通過腎臟體積和腎臟灰度自動定位出每幅腎臟CT圖像中的腎臟位置。腎臟分割子單元配準經(jīng)預處理子模塊輸出的每幅腎臟CT圖像，對每幅腎臟CT圖像進行分割得到分割腎臟部分圖像。邊界檢測子單元通過微分算子法考察分割腎臟部分圖像中的每個像素在任意鄰域內(nèi)灰度的變化，根據(jù)每個像素任意鄰域一階和/或二階方向?qū)?shù)變化定位出腎臟邊界點。邊界跟蹤子單元通過依次搜索相鄰腎臟邊界點，依次連接邊界點從而逐步檢測出腎臟邊界得到確定的腎臟輪廓。
[0036]可選擇地，腎臟分割子單元分割得到分割腎臟部分圖像后，采用孔洞填充算法去除分割腎臟部分圖像進行分割過程中產(chǎn)生的細小孔洞和錯誤連接，再采用區(qū)域增長法去除分割腎臟部分圖像的多余組織，進一步填充分割腎臟部分圖像的內(nèi)部孔洞，最后進行輪廓修正。
[0037]可選擇地，邊界檢測子單元可以通過Sobe I算子、Roberts算子和Kirsch算子等方法定位腎臟邊界點。
[0038]可選擇地，邊界跟蹤子單元確定腎臟輪廓線的步驟為:找出分割腎臟部分圖像的第I個邊界點作為起始邊界點。以這個起始邊界點為起始點，根據(jù)圖像的邊界應(yīng)該是連續(xù)的這一特征，對特定的方向進行跟蹤。具體來說就是，從找出的第I個邊界點開始，定義初始的搜索方向為沿左下方，如果左下方的像素點是邊界點，則將其加入邊界鏈表，將其涂黑，表示是一個邊界點；否則跟蹤方向逆時針旋轉(zhuǎn)45度。這樣一直找到一個新的邊界點為止，然后搜索方向在當前的跟蹤方向的基礎(chǔ)上順時針旋轉(zhuǎn)90度，繼續(xù)用同樣的方法跟蹤下一個邊界點，直到返回起始邊界點為止，得到腎臟輪廓。
[0039]可選擇地，邊界跟蹤子單元也可以選擇人工提取腎臟輪廓，選擇分割腎臟部分圖像中變化比較明顯的點作為特征點，連成折線后進行平滑處理得到腎臟輪廓。
[0040]可選擇地，腎臟三維圖像繪制單元中進一步包括:輪廓匹配子單元以及MC重建子單元。其中，輪廓匹配子單元設(shè)定等值面的值，提取出目標輪廓，通過計算腎臟提取子模塊的邊界跟蹤單元得到的腎臟輪廓的面積，在分別由腎臟CT圖像確定的不同截面腎臟輪廓內(nèi)尋找不同截面腎臟輪廓之間的順序關(guān)系并匹配。MC重建子單元第一次讀取兩張初始的腎臟輪廓，以后每次讀入一張相鄰的切片，每張切片上的像素點中相鄰的四個和對應(yīng)的下一張切片的四個像素點構(gòu)成一個立方體，該立方體稱為一個體素，然后從左到右、從前至后順序依次處理一層中的全部相鄰立方體，判別邊界體素，抽取等值面，然后處理完一層后轉(zhuǎn)到第一步繼續(xù)讀入下一張切片，處理完所有的切片后提取等值面，算法結(jié)束，得到特定腎臟三維圖像。
[0041]MC重建子單元采用MC算法時從每一個體素獲取它內(nèi)部的等值面如下:每一個體素具有八個頂點，這八個頂點的灰度值是可以直接根據(jù)輸入切片的像素值獲得的，要抽取的等值面的閾值也需要用戶在計算之前事先給定。在這八個頂點中，我們將灰度值大于給定的閾值的頂點標記為黑色，而灰度值小于閾值的頂點不標記。
[0042]顯然在如果一個立方體中同時存在“已標記”和“未標記”的點，那么這個立方體內(nèi)就必然存在等值面。除去全標記和全部標記的體素不包含等值面的情況，一個體素立方體中的8個頂點都可能有“標記”和“未標記”兩種狀態(tài)，如果不考慮等值點在立方體邊上的位置，一個體素上等值面的分布情況總共的可能有256種。由于立方體旋轉(zhuǎn)后不影響等值面的拓撲結(jié)構(gòu)，所以可以將立方體中具有旋轉(zhuǎn)對稱性的情況去除。另外，所有的“未標記”和“已標記”可以進行互換，這樣也不會改變等值面的拓撲結(jié)構(gòu)。這樣只需要15種基本立方體就可以表示全部256種可能的情況。將這15種情況構(gòu)造出一個長度為256的索引表，這個索引表記錄了一個體素內(nèi)的等值面的256種可能的連接方式。在獲得八個頂點的標記情況后，根據(jù)標記情況，得出一個O?15之間的索引值，然后根據(jù)該索引值直接對比索引表就可知道等值點在體素立方體的哪條邊上，并且還可以從索引表中獲得該體素中等值點的連接方式，這時候就可以將等值點連接起來形成等值面。
[0043]可選擇地，腎臟三維圖像繪制單元中可以通過定義指定場景光照、視角以及焦點信息，繪制出特定腎臟三維圖像實體。
[0044]優(yōu)選地，肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)進一步包括動態(tài)演示模塊，動態(tài)演示模塊設(shè)置于數(shù)據(jù)處理中心。動態(tài)演示模塊包括交互顯示單元以及開窗單元。交互顯示單元用于提供特定肝臟和特定腎臟三維圖像的實體顯示和交互。開窗單元通過在特定肝臟和特定腎臟的三維圖像上自由設(shè)置的切割頂點構(gòu)造成切割平面，通過鼠標操作移動每個切割面的位置以展示不同的開窗效果，再現(xiàn)特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像的任一斷層，顯示出特定肝臟三維CT圖像或特定腎臟三維CT圖像被覆蓋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0045]可選擇地，動態(tài)演示模塊中通過設(shè)置切入方向和切入點結(jié)合切割平面進行移動、旋轉(zhuǎn)、定位交互操作實現(xiàn)對特定肝臟三維圖像和特定腎臟三維圖像任意方向、任意部位的切除。
[0046]其中，肝臟分割子單元配準經(jīng)預處理子模塊輸出的每幅肝臟CT圖像以及腎臟分割子單元配準經(jīng)預處理子模塊輸出的每幅腎臟CT圖像的過程如下:對CT圖像進行分析，提取CT圖像的特征點并保存作為基準點；選定一幅CT圖像作為基準圖像，被選為基準圖像的CT圖像優(yōu)選為偏移小、圖像清晰的CT圖像;根據(jù)圖像的特征點，尋找基準圖像的相鄰圖像;根據(jù)對應(yīng)的特征點確定空間變換;移動基準圖像，進行迭代操作;保存計算結(jié)果，至迭代完成結(jié)束整個序列圖像的配準過程。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)處理中心站、若干上傳用戶終端以及若干下載用戶終端，若干上傳用戶終端與數(shù)據(jù)處理中心站通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接，若干下載用戶終端與數(shù)據(jù)處理中心站通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接。每個上傳用戶終端上至少設(shè)置有按信息處理順序依次布置的上傳類型選擇模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、初加工模塊以及數(shù)據(jù)上傳模塊。數(shù)據(jù)處理中心站至少設(shè)置有按信息處理順序依次布置的三維圖像處理模塊以及信息數(shù)據(jù)庫單元。每個下載用戶終端上至少設(shè)置有分別與數(shù)據(jù)處理中心站的信息數(shù)據(jù)庫單元建立數(shù)據(jù)連接的登錄檢索模塊以及數(shù)據(jù)下載模塊。
[0048]可選擇地，每個上傳用戶終端的上傳類型選擇模塊包括分開布置的肝臟數(shù)據(jù)上傳子單元以及腎臟數(shù)據(jù)上傳子單元。
[0049]優(yōu)選地，每個上傳用戶終端上進一步設(shè)置有與數(shù)據(jù)處理中心站的信息數(shù)據(jù)庫單元建立數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)下載模塊。
[0050]每個上傳用戶終端上進一步設(shè)置有與數(shù)據(jù)處理中心站的信息數(shù)據(jù)庫單元建立數(shù)據(jù)連接的登錄檢索模塊。
[0051]優(yōu)選地，每個上傳用戶終端和每個下載用戶終端上進一步分別設(shè)置有用戶交流模塊。
[0052]其中，數(shù)據(jù)處理中心站的三維圖像處理模塊包括分開布置的肝臟三維處理子模塊以及腎臟三維處理子模塊。
[0053]可選擇地，肝臟三維處理子模塊上至少設(shè)置有按信息處理順序依次布置的肝臟圖像預處理單元、肝臟提取單元以及肝臟三維圖像繪制單元。
[0054]可選擇地，腎臟三維處理子模塊上至少設(shè)置有按信息處理順序依次布置的腎臟圖像預處理單元、腎臟提取單元以及腎臟三維圖像繪制單元。
[0055]本發(fā)明的有益效果是:(1)、本發(fā)明的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)可以同時肝臟數(shù)據(jù)和腎臟數(shù)據(jù)；(2)、肝腎數(shù)據(jù)實時共享，對于醫(yī)學中相關(guān)肝腎類病理研究；(3)、肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)集中處理大量的肝臟數(shù)據(jù)和腎臟數(shù)據(jù)，省去大量處理工作，資源共享、查找方便、適合推廣應(yīng)用；(4)、系統(tǒng)包括大數(shù)據(jù)量的肝臟數(shù)據(jù)和腎臟數(shù)據(jù)，通過開放平臺共享，全球各地專家可以共享數(shù)字化數(shù)據(jù)、討論病例，有利于醫(yī)生之間交流，共享知識，符合國家互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略方向。
【附圖說明】
[0056]圖1示出了本發(fā)明實施方式一的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖。
【具體實施方式】
[0057]請參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施方式一，提供一種肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，包括:若干上傳用戶終端100、數(shù)據(jù)處理中心200及若干下載用戶終端300。若干上傳用戶終端100通過互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心200連接以將初始數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理中心200。數(shù)據(jù)處理中心200用以生成肝臟三維圖像和腎臟三維圖像。若干下載用戶終端300通過互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理中心200連接以下載數(shù)據(jù)處理中心200的肝臟三維圖像或腎臟三維圖像。
[0058]每一個上傳用戶終端100包括上傳類型選擇模塊110、數(shù)據(jù)輸入模塊130、數(shù)據(jù)初加工模塊140、數(shù)據(jù)上傳模塊150。
[0059]上傳類型選擇模塊110用于上傳用戶選擇上傳數(shù)據(jù)類型，上傳類型選擇模塊110包括肝臟數(shù)據(jù)上傳子單元(圖未示)以及腎臟數(shù)據(jù)上傳子單元(圖未示)。數(shù)據(jù)輸入模塊130用于將針對特定肝臟的肝臟CT圖像或針對特定腎臟的腎臟CT圖像50?100輸入每個上傳用戶終端100，數(shù)據(jù)輸入模塊130上傳的肝臟CT圖像為針對特定肝臟的取自不同截面的DICOM格式的50?100幅肝臟CT圖像，上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊上傳的腎臟CT圖像為針對特定腎臟的取自不同截面的DICOM格式的50?100腎臟CT圖像。數(shù)據(jù)初加工模塊140用于將數(shù)據(jù)輸入模塊輸入的肝臟、腎臟的CT圖像與特定肝、腎臟的來源信息打包壓縮成特定肝臟數(shù)據(jù)包或特定腎臟數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)上傳模塊150用于將特定肝臟數(shù)據(jù)包和特定腎臟數(shù)據(jù)包通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至數(shù)據(jù)處理中心200。
[0060]數(shù)據(jù)處理中心200包括用于基于肝臟CT圖像生成特定肝臟三維圖像以及基于腎臟CT圖像生成特定腎臟三維圖像的三維圖像處理模塊210以及信息數(shù)據(jù)庫230。其中，數(shù)據(jù)處理中心200為基于多個服務(wù)器和多個存儲設(shè)備搭建的數(shù)據(jù)處理平臺。
[0061]信息數(shù)據(jù)庫230用于依照特定肝臟的來源信息分類存儲來自三維圖像處理模塊210的特定肝臟三維圖像以及依照特定腎臟的來源信息分類存儲來自三維圖像處理模塊210的特定腎臟三維圖像。
[0062]每一個下載用戶終端300包括登錄檢索模塊310以及數(shù)據(jù)下載模塊330。登錄檢索模塊310設(shè)置于每個下載用戶終端300上用于通過互聯(lián)網(wǎng)以特定注冊用戶帳號登入數(shù)據(jù)處理中心200以便在信息數(shù)據(jù)庫230中檢索、瀏覽特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像，數(shù)據(jù)下載模塊設(shè)置330于每個下載用戶終端300上，下載用戶通過數(shù)據(jù)下載模塊330選擇并下載所需下載三維重建圖像類型。
[0063]數(shù)據(jù)處理中心200的三維圖像處理模塊210包括根據(jù)每幅肝臟CT圖像進行肝臟三維重建得到特定肝臟三維圖像的肝臟三維處理子模塊213以及根據(jù)每幅腎臟CT圖像進行腎臟三維重建得到特定腎臟三維圖像的腎臟三維處理子模塊215。
[0064]肝臟三維處理子模塊213進一步包括肝臟圖像預處理單元(圖未示)、肝臟提取單元(圖未示)以及肝臟三維圖像繪制單元(圖未示)。肝臟三維圖像繪制單元包括:通過計算肝臟輪廓的面積分別尋找不同截面肝臟輪廓之間的順序關(guān)系并匹配的肝臟輪廓匹配子單元、采用三角面片法構(gòu)造不同截面肝臟輪廓之間的表面得到肝臟二維斷層圖像的輪廓拼接處理子單元、在相鄰的肝臟二維斷層圖像之間進行插值以實現(xiàn)各層圖像間結(jié)構(gòu)的過渡的輪廓插值子單元、以及對肝臟二維斷層圖像進行擬合形成最終的重建曲面以得到特定肝臟三維CT圖像的曲面擬合子單元。
[0065]腎臟三維處理子模塊包括腎臟圖像預處理單元215、腎臟提取單元(圖未示)以及腎臟三維圖像繪制單元(圖未示)。腎臟三維圖像繪制單元包括:腎臟輪廓匹配子單元以及MC重建子單元。其中，腎臟輪廓匹配子單元設(shè)定等值面的值，提取出目標輪廓，計算腎臟輪廓的面積，在不同截面腎臟輪廓內(nèi)尋找不同截面腎臟輪廓之間的順序關(guān)系并匹配。MC重建子單元第一次讀取兩張初始的腎臟輪廓，以后每次讀入一張相鄰的切片，每張切片上的像素點中相鄰的四個和對應(yīng)的下一張切片的四個像素點構(gòu)成一個立方體，該立方體稱為一個體素，然后從左到右、從前至后順序依次處理一層中的全部相鄰立方體，判別邊界體素，抽取等值面，然后處理完一層后轉(zhuǎn)到第一步繼續(xù)讀入下一張切片，處理完所有的切片后提取等值面，算法結(jié)束，得到特定腎臟三維圖像。
[0066]在該非限制性實施方式中，上傳用戶終端100為經(jīng)授權(quán)的指定醫(yī)院的多功能CT設(shè)備或計算機，醫(yī)師可通過上傳用戶帳號在上傳用戶終端100登錄數(shù)據(jù)處理中心200以上傳或下載肝臟CT圖像或腎臟CT圖像。
[0067]在該非限制性實施方式中，下載用戶終端300可以為任意的個人計算機，普通用戶通過下載用戶帳號在下載用戶終端300登錄數(shù)據(jù)處理中心200以檢索、瀏覽或下載肝臟CT圖像或腎臟CT圖像。
[0068]作為一種可替代實施方式一，每個上傳用戶終端100上進一步設(shè)置有數(shù)據(jù)下載模塊170，用于通過互聯(lián)網(wǎng)將信息數(shù)據(jù)庫230中的特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像下載至上傳用戶終端100。
[0069]作為一種可替代實施方式二，每個上傳用戶終端100上進一步設(shè)置有登錄檢索模塊180，用于通過互聯(lián)網(wǎng)登入數(shù)據(jù)處理中心200以便上傳用戶在信息數(shù)據(jù)庫230中檢索、瀏覽特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像。
[0070]作為一種可替代實施方式三，每個上傳用戶終端上進一步設(shè)置有用戶交流模塊190，每個下載用戶終端上進一步設(shè)置有用戶交流模塊350，用于上傳用戶和下載用戶通過互聯(lián)網(wǎng)分別針對特定肝臟三維圖像或特定腎臟圖像進行交流分析。
[0071]作為一種可替代實施方式四，特定肝臟和特定腎臟的來源信息均包含:患病類型、患者性別、患者年齡、生活地區(qū)以及就診醫(yī)院，其中，特定腎臟的來源信息進一步包括左腎或右腎。
[0072]作為一種可替代實施方式五，肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)進一步包括動態(tài)演示模塊150，動態(tài)演示模塊250設(shè)置于數(shù)據(jù)處理中心200。動態(tài)演示模塊250包括交互顯示單元(圖未示)以及開窗單元(圖未示)。交互顯示單元用于提供特定肝臟和特定腎臟三維圖像的實體顯示和交互。開窗單元通過在特定肝臟和特定腎臟的三維圖像上自由設(shè)置的切割頂點構(gòu)造成切割平面，通過鼠標操作移動每個切割面的位置以展示不同的開窗效果，再現(xiàn)特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像的任一斷層，顯示出特定肝臟三維CT圖像或特定腎臟三維CT圖像被覆蓋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。動態(tài)演示模塊中通過設(shè)置切入方向和切入點結(jié)合切割平面進行移動、旋轉(zhuǎn)、定位交互操作實現(xiàn)對特定腎臟三維圖像任意方向、任意部位的切除。
[0073]盡管在此已詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但要理解的是本發(fā)明并不局限于這里詳細描述和示出的具體結(jié)構(gòu)，在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員實現(xiàn)其它的變型和變體。
【主權(quán)項】
1.一種肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，包括: 數(shù)據(jù)處理中心，所述數(shù)據(jù)處理中心用以生成肝臟三維圖像和腎臟三維圖像； 若干上傳用戶終端，所述若干上傳用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)處理中心連接以將初始數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理中心； 若干下載用戶終端，所述若干下載用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)處理中心連接以下載數(shù)據(jù)處理中心的肝臟三維圖像或腎臟三維圖像； 其特征在于: 每個所述上傳用戶終端至少包括:用于供上傳用戶選擇上傳數(shù)據(jù)類型的上傳類型選擇模塊、用于將針對特定肝臟的肝臟CT圖像或針對特定腎臟的腎臟CT圖像輸入每個所述上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊、用于將所述數(shù)據(jù)輸入模塊輸入的CT圖像與所述特定肝臟或所述特定腎臟的來源信息打包壓縮成特定肝臟數(shù)據(jù)包或特定腎臟數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)初加工模塊、以及用于將所述特定肝臟數(shù)據(jù)包和所述特定腎臟數(shù)據(jù)包通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至所述數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)上傳模塊； 所述數(shù)據(jù)處理中心至少包括信息數(shù)據(jù)庫以及用于基于所述肝臟CT圖像生成特定肝臟三維圖像和基于所述腎臟CT圖像生成特定腎臟三維圖像的三維圖像處理模塊，所述信息數(shù)據(jù)庫用于依照所述特定肝臟的來源信息分類存儲來自所述三維圖像處理模塊的特定肝臟三維圖像以及依照所述特定腎臟的來源信息分類存儲來自所述三維圖像處理模塊的特定腎臟三維圖像； 每個所述下載用戶終端至少包括登錄檢索模塊以及數(shù)據(jù)下載模塊，所述登錄檢索模塊設(shè)置于每個所述下載用戶終端上用于通過互聯(lián)網(wǎng)以特定注冊用戶帳號登入所述數(shù)據(jù)處理中心以便在所述信息數(shù)據(jù)庫中檢索瀏覽特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像，所述數(shù)據(jù)下載模塊設(shè)置于每個所述下載用戶終端上，下載用戶通過所述數(shù)據(jù)下載模塊選擇并下載所需下載三維重建圖像類型。2.如權(quán)利要求1所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，每個所述上傳用戶終端的所述上傳類型選擇模塊包括肝臟數(shù)據(jù)上傳子單元以及腎臟數(shù)據(jù)上傳子單元。3.如權(quán)利要求2所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊上傳的肝臟CT圖像為針對特定肝臟的取自不同截面的DICOM格式的至少100幅肝臟CT圖像，所述上傳用戶終端的數(shù)據(jù)輸入模塊上傳的腎臟CT圖像為針對特定腎臟的取自不同截面的DICOM格式的至少30幅腎臟CT圖像。4.如權(quán)利要求3所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述特定肝臟和所述特定腎臟的來源信息均至少包含:患病類型、患者性別、患者年齡、生活地區(qū)以及就診醫(yī)院，其中，特定腎臟的來源信息進一步包括左腎或右腎。5.如權(quán)利要求4所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)下載模塊進一步設(shè)置于每個所述上傳用戶終端上用于通過互聯(lián)網(wǎng)將所述信息數(shù)據(jù)庫中的特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像下載至所述上傳用戶終端。6.如權(quán)利要求5所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述登錄檢索模塊進一步設(shè)置于每個所述上傳用戶終端上用于通過互聯(lián)網(wǎng)登入所述數(shù)據(jù)處理中心以便上傳用戶在所述信息數(shù)據(jù)庫中檢索瀏覽特定肝臟三維圖像或特定腎臟三維圖像。7.如權(quán)利要求6所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括用戶交流模塊，所述用戶交流模塊設(shè)置于每個所述上傳用戶終端和每個所述下載用戶終端上用于上傳用戶和下載用戶通過互聯(lián)網(wǎng)分別針對特定肝臟三維圖像或特定腎臟圖像進行交流分析。8.如權(quán)利要求1?7中任一項所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理中心的所述三維圖像處理模塊包括根據(jù)每幅肝臟CT圖像進行肝臟三維重建得到特定肝臟三維圖像的肝臟三維處理子模塊以及根據(jù)每幅腎臟CT圖像進行腎臟三維重建得到特定腎臟三維圖像的腎臟三維處理子模塊。9.如權(quán)利要求8所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述肝臟三維處理子模塊進一步包括肝臟圖像預處理單元、肝臟提取單元以及肝臟三維圖像繪制單元，所述肝臟三維圖像繪制單元包括:通過計算肝臟輪廓的面積分別尋找不同截面肝臟輪廓之間的順序關(guān)系并匹配的肝臟輪廓匹配子單元、采用三角面片法構(gòu)造不同截面肝臟輪廓之間的表面得到肝臟二維斷層圖像的輪廓拼接處理子單元、在相鄰的肝臟二維斷層圖像之間進行插值以實現(xiàn)各層圖像間結(jié)構(gòu)的過渡的輪廓插值子單元、以及對肝臟二維斷層圖像進行擬合形成最終的重建曲面以得到特定肝臟三維CT圖像的曲面擬合子單元。10.如權(quán)利要求8所述的肝腎醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述腎臟三維處理子模塊進一步包括腎臟圖像預處理單元、腎臟提取單元以及腎臟三維圖像繪制單元，所述腎臟三維圖像繪制單元包括:腎臟輪廓匹配子單元以及MC重建子單元，其中，腎臟輪廓匹配子單元設(shè)定等值面的值，提取出目標輪廓，計算腎臟輪廓的面積，在不同截面腎臟輪廓內(nèi)尋找不同截面腎臟輪廓之間的順序關(guān)系并匹配;MC重建子單元第一次讀取兩張初始的腎臟輪廓，以后每次讀入一張相鄰的切片，每張切片上的像素點中相鄰的四個和對應(yīng)的下一張切片的四個像素點構(gòu)成一個體素，然后從左到右、從前至后順序依次處理一層中的全部相鄰體素，判別邊界體素，抽取等值面，然后處理完一層后轉(zhuǎn)到第一步繼續(xù)讀入下一張切片，處理完所有的切片后提取等值面，算法結(jié)束，得到特定腎臟三維圖像。
【文檔編號】G06T7/00GK106096322SQ201610586448
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610586448.5, CN 106096322 A, CN 106096322A, CN 201610586448, CN-A-106096322, CN106096322 A, CN106096322A, CN201610586448, CN201610586448.5
【發(fā)明人】魏賓, 董蒨, 朱呈瞻, 董冰子, 周顯軍
【申請人】青島大學附屬醫(yī)院