含病灶的脑部模型构建方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及三维模型构建，具体涉及一种含病灶的脑部模型构建方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、随着医学技术的不断发展，医学影像等图像技术的发展为识别人体的病灶区域识别提供了有效的途径。目前，肿瘤电场诊疗技术是诸多肿瘤诊疗技术中较为常用诊疗手段。然而，肿瘤电场治疗对于脑部模型构建的精度存在着较高的要求。由于脑组织本身结构复杂，例如，白质和灰质存在沟回和返褶面，导致存在很多微小曲面，因此在建立相应几何模型时对这些微结构的还原会有很大的误差，并且在有限元网格划分中网格不够细致会进一步扩大误差，从而导致生成的肿瘤电场治疗方案和预期的治疗效果不符。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施方式提供了一种含病灶的脑部模型构建方法、装置、设备和存储介质，能够在一定程度上提升含病灶区域的脑部模型的构建精度。

2、本发明一方面提供了一种含病灶的脑部模型构建方法，所述方法包括：获取含病灶的脑部医学影像序列；所述含病灶的脑部医学影像序列包括多层脑部医学影像；识别各个所述脑部医学影像中的病灶区域和脑部组织区域，得到多个目标掩膜图像；对多个所述目标掩膜图像分别进行面剖分，得到多个目标三角网格图像；一个所述三角网格图像包括多个三角形区域，一个所述三角形区域表征一个病灶或脑部组织在医学影像中的位置；对所述多个目标三角网格图像进行体剖分，得到包括多个四面体网格的脑部模型；一个所述四面体网格表征一个病灶或脑部组织所在的位置。

3、在一个实施方式中，识别各个所述脑部医学影像中的病灶区域和脑部组织区域，得到多个目标掩膜图像包括：分别识别所述脑部医学影像中的病灶区域，得到病灶掩膜图像；分别识别所述脑部医学影像中的脑部组织，得到组织掩膜图像；将表征相同医学影像的所述病灶掩膜图像和所述组织掩膜图像进行匹配，得到目标掩膜图像。

4、在一个实施方式中，含病灶的脑部模型构建方法还包括：若所述病灶掩膜图像和所述组织掩膜图像存在重叠区域，将所述重叠区域判定为病灶所在的区域。

5、在一个实施方式中，分别识别所述脑部医学影像中的病灶区域，得到病灶掩膜图像包括：将所述脑部医学影像划分为若干个脑部医学影像子图；分别判断所述脑部医学影像子图是否属于疑似病灶区域；将相邻的所述疑似病灶区域进行合并，得到目标疑似病灶区域；若所述目标疑似病灶区域的面积占比大于界定阈值，将所述目标疑似病灶区域判定为病灶区域。

6、在一个实施方式中，分别判断所述医学影像子图是否属于疑似病灶区域包括：遍历所述脑部医学影像子图中各个像素的像素值；若所述像素值大于预设阈值，将所述像素值对应的像素标记为高亮像素；计算所述脑部医学影像子图中的高亮像素的个数和所述脑部医学影像子图像素个数的像素比；若所述像素比大于预设比值，将所述医学影像子图判定为疑似病灶区域。

7、在一个实施方式中，分别识别所述脑部医学影像中的脑部组织，得到组织掩膜图像包括：分别绘制所述脑部医学影像的强度直方图；基于所述强度直方图采用高斯混合模型模拟各个脑部组织的组织强度，并生成各个脑部组织的组织概率图；基于所述各个脑部组织的组织概率图将各个体素的组织类型设置为各个体素的最大组织概率对应的脑部组织。

8、在一个实施方式中，含病灶的脑部模型构建方法还包括：分别将所述脑部医学影像进行归一化处理，得到脑部医学影像的归一化图像；相应的，基于所述归一化图像绘制所述脑部医学影像的强度直方图。

9、在一个实施方式中，含病灶的脑部模型构建方法还包括：获取初始脑部医学影像序列；所述初始脑部医学影像序列包括多层初始脑部医学影像；分别将多层初始脑部医学影像进行灰度化处理，得到脑部灰度医学影像；将所述脑部灰度医学影像进行滤波处理，得到脑部医学影像；多层所述脑部医学影像形成脑部医学影像序列。

10、在一个实施方式中，含病灶的脑部模型构建方法还包括：基于所述脑部模型设置电极的属性参数和电流通道；所述属性参数包括电极放置通道、电极中心位置、电极形状、电极尺寸、电极厚度；各个所述电流通道的电流总和为0；将所述电极贴附在所述脑部模型中，得到含电极的脑部离散模型结构。

11、在一个实施方式中，含病灶的脑部模型构建方法还包括：基于所述脑部离散模型结果采用有限元算法进行电场仿真，得到病灶区域的模拟消融结果；采用偏微分方程原理对所述电极进行仿真优化，直至所述模拟消融结果满足预期条件。

12、本发明的另一方面还提供了一种含病灶的脑部模型构建装置，所述含病灶的脑部模型构建装置包括：医学影像获取单元，用于获取含病灶的脑部医学影像序列；所述含病灶的脑部医学影像序列包括多层脑部医学影像；掩膜提取单元，用于识别各个所述医学影像中的病灶区域和脑部组织区域，得到多个目标掩膜图像；掩膜图像面剖分单元，用于对多个所述目标掩膜图像分别进行面剖分，得到多个目标三角网格图像；一个所述三角网格图像包括多个三角形区域，一个所述三角形区域表征一个病灶或脑部组织在医学影像中的位置；脑部模型构建单元，用于对所述多个目标三角网格图像进行体剖分，得到包括多个四面体网格的脑部模型；一个所述四面体网格表征一个病灶或脑部组织所在的位置。

13、本发明另一方面还提供了一种电子设备，所述电子设备装置包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的含病灶的脑部模型构建方法。

14、本发明另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的含病灶的脑部模型构建方法。

15、通过将获取的医学影像序列逐层进行病灶区域和脑部组织的识别，从而生成多层目标掩膜图像，然后基于各个目标掩膜图像中病灶或组织的区域生成包括多个三角格网的目标三角格网图像，最终基于各个目标三角格网图像进行体剖分，得到包括多个四面体网格的脑部模型，从而完成含病灶的脑部模型构建，在一定程度上提升了含病灶区域的脑部模型的构建精度。

技术特征：

1.一种含病灶的脑部模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别各个所述医学影像中的病灶区域和脑部组织区域，得到多个目标掩膜图像包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分别识别所述脑部医学影像中的病灶区域，得到病灶掩膜图像包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，分别判断所述医学影像子图是否属于疑似病灶区域包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分别识别所述脑部医学影像中的脑部组织，得到组织掩膜图像包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

11.一种含病灶的脑部模型构建装置，其特征在于，所述含病灶的脑部模型构建装置包括：

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备装置包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至10中任一所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至10中任一所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种含病灶的脑部模型构建方法、装置、设备和存储介质，所述方法包括：获取含病灶的脑部医学影像序列；所述含病灶的脑部医学影像序列包括多层脑部医学影像；识别各个所述脑部医学影像中的病灶区域和脑部组织区域，得到多个目标掩膜图像；对多个所述目标掩膜图像分别进行面剖分，得到多个目标三角网格图像；对所述多个目标三角网格图像进行体剖分，得到包括多个四面体网格的脑部模型；一个所述四面体网格表征一个病灶或脑部组织所在的位置，一个所述四面体网格表征一个病灶或脑部组织所在的位置。本发明提供的技术方案，能够提升含病灶区域的脑部模型的构建精度。

技术研发人员：李长侑,崔巍,许永松,唐航,陈少永
受保护的技术使用者：北京泰杰伟业科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13