基于数字孪生的医学成像评价与校正方法和系统与流程

本发明涉及成像处理的，特别涉及基于数字孪生的医学成像评价与校正方法和系统。

背景技术：

1、医学成像设备的内部结构复杂，在进行医学成像时需要对设备进行调试，调整设备内部不同组件的参数。医学成像设备内部组件数量众多，并且不同组件相互之间具有复杂的关联关系，使得对设备的调试繁复，增加设备调试难度。此外，不同医学成像设备的成像光路并不相同，无法对不同医学成像设备进行统一模式化的调试，并且对于同一设备和不同成像对象也需要重新进行调试，增加设备的调试工作量。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于数字孪生的医学成像评价与校正方法和系统，其从医学成像设备的成像光路中识别得到所有成像要素，并确定其中有效医学成像要素，以此构建与医学成像设备匹配的数字孪生模型，这样以成像光路中对真实成像有贡献的成像要素为基准，使得构建的数字孪生模型只与设备的成像光路相关，简化数字孪生模型的结构和降低其构建繁复性，同时还便于后续进行成像评价与校正过程中精确针对其中的孪生体进行调整；还根据设备的历史成像日志，修正数字孪生模型，保证其与设备之间高度匹配吻合；再根据真实成像对象生成成像激励信号，并输入到数字孪生模型中得到模拟成像数据，以此在虚拟层面上对模型进行成像环节评价，继而确定设备中需要校正的组件，有效降低成像校正的难度和在不同对象成像过程中进行有针对性精确的校正。

2、本发明提供基于数字孪生的医学成像评价与校正方法，，包括如下步骤：

3、步骤s1，对所述医学成像设备的成像光路进行识别，得到所有成像要素；从所有成像要素中确定有效医学成像要素，根据所有有效成像要素，构建与所述医学成像设备匹配的数字孪生模型；

4、步骤s2，根据所述医学成像设备的历史成像日志，对所述数字孪生模型进行修正；根据所述医学成像设备的成像对象，生成成像激励信号；再将所述成像激励信号输入到所述数字孪生模型，得到相应的模拟成像数据；

5、步骤s3，对所述模拟成像数据进行分析，得到所述数字孪生模型的成像环节评价结果；根据所述成像环节评价结果，对所述医学成像设备进行成像过程校正。

6、进一步，在所述步骤s1中，对所述医学成像设备的成像光路进行识别，得到所有成像要素；从所有医学成像要素中确定有效成像要素，根据所有有效成像要素，构建与所述医学成像设备匹配的数字孪生模型，包括：

7、对所述医学成像设备的成像光路进行光线追迹，得到成像光路的光线传输轨迹；对所述光线传输轨迹进行光强识别处理，确定所述光线传输轨迹中存在的有效成像光线传输轨迹，并确定所述有效成像光线传输轨迹上存在的所有光线调制部件，以此作为所述成像要素；

8、若所述光线调制部件对有效成像光线产生光线参数变更，则将所述光线调制部件确定为有效成像要素；

9、根据所有有效成像要素在所述有效成像光线传输轨迹的相对位置关系，构建与所述医学成像设备匹配的数字孪生模型。

10、进一步，在所述步骤s2中，根据所述医学成像设备的历史成像日志，对所述数字孪生模型进行修正；根据所述医学成像设备的成像对象，生成成像激励信号；再将所述成像激励信号输入到所述数字孪生模型，得到相应的模拟成像数据，包括：

11、从所述医学成像设备的历史成像日志中提取若干历史成像操作各自对应的成像部件参数设置信息，根据所述成像部件参数设置信息，生成孪生模型激励信号；

12、根据所述数字孪生模型在所述孪生模型激励信号下对应输出的模拟图像的图像质量特征，对所述数字孪生模型的有效成像要素进行光线调制参数修正；

13、根据所述医学成像设备的成像对象的多维物理形态特征，生成成像激励光源信号；再将所述成像激励光源信号输入到所述数字孪生模型，得到相应的模拟成像数据。

14、进一步，在所述步骤s3中，对所述模拟成像数据进行分析，得到所述数字孪生模型的成像环节评价结果；根据所述成像环节评价结果，对所述医学成像设备进行成像过程校正，包括：

15、对所述模拟成像数据进行成像像差和成像畸变分析，得到所述数字孪生模型生成的模拟图像的像差信息和畸变信息；

16、根据所述像差信息和所述畸变信息，确定所述数字孪生模型的每个有效成像要素的成像评价结果；

17、根据所述成像评价结果，对所述医学成像设备与所述有效成像要素对应的光线调制部件进行光线调制参数校正。

18、本发明还提供基于数字孪生的医学成像评价与校正系统，包括：

19、成像光路识别模块，用于对所述医学成像设备的成像光路进行识别，得到所有成像要素；

20、数字孪生模型构建模块，用于从所有成像要素中确定有效医学成像要素，根据所有有效成像要素，构建与所述医学成像设备匹配的数字孪生模型；

21、数字孪生模型修正模块，用于根据所述医学成像设备的历史成像日志，对所述数字孪生模型进行修正；

22、模拟成像数据生成模块，用于根据所述医学成像设备的成像对象，生成成像激励信号；再将所述成像激励信号输入到所述数字孪生模型，得到相应的模拟成像数据；

23、成像评价与校正模块，用于对所述模拟成像数据进行分析，得到所述数字孪生模型的成像环节评价结果；根据所述成像环节评价结果，对所述医学成像设备进行成像过程校正。

24、进一步，所述成像光路识别模块用于对所述医学成像设备的成像光路进行识别，得到所有成像要素，包括：

25、对所述医学成像设备的成像光路进行光线追迹，得到成像光路的光线传输轨迹；对所述光线传输轨迹进行光强识别处理，确定所述光线传输轨迹中存在的有效成像光线传输轨迹，并确定所述有效成像光线传输轨迹上存在的所有光线调制部件，以此作为所述成像要素；

26、若所述光线调制部件对有效成像光线产生光线参数变更，则将所述光线调制部件确定为有效成像要素；

27、所述数字孪生模型构建模块用于从所有成像要素中确定有效医学成像要素，根据所有有效成像要素，构建与所述医学成像设备匹配的数字孪生模型，包括：

28、根据所有有效成像要素在所述有效成像光线传输轨迹的相对位置关系，构建与所述医学成像设备匹配的数字孪生模型。

29、进一步，所述数字孪生模型修正模块用于根据所述医学成像设备的历史成像日志，对所述数字孪生模型进行修正，包括：

30、从所述医学成像设备的历史成像日志中提取若干历史成像操作各自对应的成像部件参数设置信息，根据所述成像部件参数设置信息，生成孪生模型激励信号；

31、根据所述数字孪生模型在所述孪生模型激励信号下对应输出的模拟图像的图像质量特征，对所述数字孪生模型的有效成像要素进行光线调制参数修正；

32、所述模拟成像数据生成模块用于根据所述医学成像设备的成像对象，生成成像激励信号；再将所述成像激励信号输入到所述数字孪生模型，得到相应的模拟成像数据，包括：

33、根据所述医学成像设备的成像对象的多维物理形态特征，生成成像激励光源信号；再将所述成像激励光源信号输入到所述数字孪生模型，得到相应的模拟成像数据。

34、进一步，所述成像评价与校正模块用于对所述模拟成像数据进行分析，得到所述数字孪生模型的成像环节评价结果；根据所述成像环节评价结果，对所述医学成像设备进行成像过程校正，包括：

35、对所述模拟成像数据进行成像像差和成像畸变分析，得到所述数字孪生模型生成的模拟图像的像差信息和畸变信息；

36、根据所述像差信息和所述畸变信息，确定所述数字孪生模型的每个有效成像要素的成像评价结果；

37、根据所述成像评价结果，对所述医学成像设备与所述有效成像要素对应的光线调制部件进行光线调制参数校正。

38、相比于现有技术，该基于数字孪生的医学成像评价与校正方法和系统从医学成像设备的成像光路中识别得到所有成像要素，并确定其中有效医学成像要素，以此构建与医学成像设备匹配的数字孪生模型，这样以成像光路中对真实成像有贡献的成像要素为基准，使得构建的数字孪生模型只与设备的成像光路相关，简化数字孪生模型的结构和降低其构建繁复性，同时还便于后续进行成像评价与校正过程中精确针对其中的孪生体进行调整；还根据设备的历史成像日志，修正数字孪生模型，保证其与设备之间高度匹配吻合；再根据真实成像对象生成成像激励信号，并输入到数字孪生模型中得到模拟成像数据，以此在虚拟层面上对模型进行成像环节评价，继而确定设备中需要校正的组件，有效降低成像校正的难度和在不同对象成像过程中进行有针对性精确的校正。

39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

40、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。