[发明专利]构建三维脑模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种构建3D数字脑模型的方法，尤其涉及一种将断层扫描图片进行三维重组形成三维脑模型的方法。

背景技术

神经解剖学是一门内容繁多空间结构复杂的医学形态科学，特别是颅底和脑解剖抽象难懂是教学和临床实践中的突出问题和困难所在，传统的方法是利用粉笔、黑板、教材、挂图、投影等二维手段进行讲解,然后进行标本示教来培养医生。在临床上，大脑皮质和脑深部结构是神经外科展开工作的基本部位，但是大脑皮质及其深部核团空间结构十分复杂，难以清晰准确地把握，因此神经外科医生常常借用头颅二维扫描平面图形信息，根据脑部解剖学知识，抽象重构脑部三维信息，重构一旦出现偏差，就会形成错误和风险。

因此，构建仿真度高、误差几率小的三维数字可视化脑模型，有利于神经外科手术选择合理的手术路径，有效指导神经外科临床实践，也有利于医学院校的教学。

魏娜等人在《基于Visualization Toolki的脑模型三维重建方法研究》（中国康复理论与实践，2005年第11卷第3期，167~169页）一文中公开了基于CT测量数据，利用可视化工具包Visualization Toolki结合VC实现医学图像三维可视化，重建了头部模型；在此基础上，张淑丽等在《利用VTK实现医学CT图像三维可视化》（齐齐哈尔医学院学报，2006期第9期）一文中对利用Visualization Toolki进行CT图像的可视化进行了详细的介绍。

但是，大脑和头颅不同，大脑是头颅的一部分结构。用重建头颅的方法建不出大脑。因为大脑从头颅中分离出来是上述方法无法克服的困难。再者对脑部结构而言，头颅MRI（磁共振成像）相比于头颅CT清晰得多，因此需要基于MRI图像的三维脑模型的构建方法。

发明内容

为了解决利用MRI成像重建三维脑模型的问题，本发明提供了一种构建三维脑模型的方法，基于MRI成像，利用计算机重组构建三维脑模型。

因此本发明的目的是提供一种构建三维脑模型的方法，步骤包括：

步骤1，选择所要进行三维模型重建的脑部位，磁共振头颅矢状位薄层成像，得到T₁DICOM格式的原始数据和bmp格式的图像；

步骤2，将（脑部）目标图像从bmp格式的头颅图像中分离出来，通过导入模块将所分离的脑目标图像按照顺序依次导入计算机中的空间方位设定模块，设定图片的空间方位，使图片的空间方位与实际空间位置相对应；

步骤3，处理器操作图像分割模块，将设定好方位的成像处理成分割组织蒙板，并通过程序操作运算模块进行交替形态学开运算和闭运算，以消除分割组织蒙板的边缘细小的凹凸不平；

步骤4，三维重建模块进行三维运算，对分割组织进行三维重建得到三维粗模，并通过转换器将三维粗模以可视图像的方式导出； 

步骤5，将三维粗模导入第二计算模块，创建体积大于目标模型的低面长方体，然后和目标模型做布尔运算取交集，得到低面目标模型；

步骤6，将低面目标模型导入关联模块，同时将磁共振图片数据（上述的T₁DICOM数据）导入关联模块，利用多面贴图的方法进行数据关联，得到可视化三维脑模型，并通过显示设备显示。

其中，所示“关联”指的是多面贴图。

其中，所述磁共振头颅矢状位薄层成像步骤中，层厚优选为0.1~1.0mm，更优选为0.4~1.0mm，最优选为0.5mm；层距优选为0.90~1.05mm，更优选为0.90~1.0mm，最优选为0.95mm。

所述磁共振头颅矢状位薄层成像的层数优选为≥161层，更有选为161~176层。

步骤6中得到的可视化三维脑模型通过显示设备分别在轴位、冠状位和矢状位进行显示，或者在轴位、冠状位和矢状位中的任意一个方位显示。

根据本发明上述构建三维脑模型的方法的一种优选实施例，步骤2中通过mimics软件将成像导入空间方位设定模块，并通过该软件设定空间方位。

其中，设定的空间方位位置为：虚拟中的方位根据实际方位选择。

根据本发明上述构建三维脑模型的方法的另一种优选实施例，步骤5中可以使用3DS-MaX软件创建低面长方体、并进行布尔运算取交集。但也可以使用具有相同功能的其它软件或程序。

步骤6中，也可以使用3DS-MaX软件导入低面目标模型和磁共振图片数据，进行数据关联。但也可以使用具有相同功能的其它软件或程序。

本发明上述的构建三维脑模型的方法中，在构建出三维脑模型之后，还可以进行彩绘和渲染，以取得更好的展示效果。