[发明专利]三维模型的构建方法及装置、图像监控方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗技术领域，涉及一种三维模型的构建方法及三维模型构建装置、图像监控方法及图像监控装置。

背景技术

在MR/CT引导超声监控的HIFU无创治疗和针类微创治疗过程中，医生采用超声对靶区位置进行定位和监控，然而超声图像(二维图像)的特点是组织边界明显，而组织纹理很模糊，MR/CT引导超声监控就是用于对病人的超声/MR/CT图像进行三维重建，根据各种配准技术实现三维模型与病人治疗时的体位的三维配准，然后得到超声扫描面对应的MR/CT切割图像，给医生提供清晰的组织纹理信息。然而，进行三维重建的超声/MR/CT图像是病人在进行MR/CT检查时得到的图像，而病人在进行MR/CT检查时体内组织器官的体位与病人进行HIFU无创治疗或针类微创治疗时体内组织器官的体位之间有时会存在较大变化，如果直接采用检查时的MR/CT图像作为治疗时的监控图像，则由于其与实时超声图像上的各个组织无法实现配准，因此无法引导超声监控。

另外，目前在医学图像三维重构技术上，一般采用对MR/CT图像中不同的Scalar(标量)范围值进行颜色和透明度配置，最终实现虚拟可视化效果。对于MR/CT图像中Scalar值差异较大的不同组织而言，这种方法可以快速实现不同组织的单独显示以及边界区分，而对于MR/CT图像中Scalar值差异较小的不同组织(例如腹部子宫、内膜、肌瘤范围边界以及前列腺等组织位置)而言，采用该方法重构的三维模型由于无法明显区分不同组织的边界范围，从而无法对组织进行自动分割。

在医学影像领域，还有一种“数字人体”的医学影像数据解剖模型，在数字人体上可调整不同组织的显示、隐藏、移动和旋转。有学者提出采用数字人体来对超声监控进行引导，然而数字人体的数据源一般是采用数码照相机对尸体模型进行切片拍摄，在计算机中进行三维重构就可把整个人体模型建立出来，如果要建立某一特定部位的组织解剖模型，还需要手动或自动地将不同组织勾画出来，再对不同组织进行配色，三维重构之后就可得到这个组织解剖模型，并且可以分别调整不同组织间位置关系，但该模型一般不具有组织纹理信息。同时数字人体只能作为共性模型，并不能提供病人的特异性特征信息。所以通过数字人体用来引导超声监控HIFU无创治疗和针类微创治疗，存在不能适应临床的局限。

另外，在MR/CT三维引导超声定位、监控的临床应用中，MR/CT图像上的组织与治疗时超声监控时发生了不可忽视的位置变化，为了解决这些体内器官发生的位置变化，需要能够对各个器官组织进行人为的移动或旋转操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种三维模型的构建方法、三维模型构建装置以及图像监控方法、图像监控装置，所构建的三维模型能够与病患治疗时的监控影像实现较高的配准，同时显示清晰的组织边界和组织纹理信息，以辅助医生进行超声定位和监控。

解决本发明技术问题采用的技术方案是该三维模型的构建方法，包括如下步骤：

1)实时获取病患治疗时监控区域内组织的监控影像，所述监控影像为二维超声图像，以及从病患的解剖模型中获取与所述监控影像中组织的特征信息相似的诊断影像，所述诊断影像为二维超声/MR/CT图像；

2)将所述监控影像与所述诊断影像进行配准,建立配准关系，以得到二维配准图像；

3)根据所述二维配准图像构建三维模型。

优选的是，步骤1)中，从病患的解剖模型中获取与所述监控影像中组织的特征信息相似的诊断影像的步骤是：

11)从所述解剖模型中分离出所述监控区域内组织的组织三维模型；

12)从所述组织三维模型中获取与所述监控影像中组织的特征信息相似的诊断影像。

进一步优选的是，在步骤11)中，从所述解剖模型中分离出所述监控区域内组织的组织三维模型的步骤具体为：

111)在建立所述解剖模型的图像中勾画出所述监控区域内组织的组织边界；

112)挖取所述勾画范围内的图像信息，以得到组织的三维表面模型；以及提取所述勾画范围内的组织纹理信息，以得到组织的三维纹理模型；

113)将所述三维表面模型和三维纹理模型组合在一起，即形成所述组织的组织三维模型。

优选的是，在步骤111)中，在建立所述解剖模型的图像上勾画出所述监控区域内组织的组织边界的具体步骤是：通过图像处理装置对所述图像中的组织进行自动分割，以初步勾画出所述组织的组织边界，再对所述初步勾画出的组织边界中勾画不准确的位置进行手动调整，经调整后得到的组织边界即为所述组织的组织边界。