四维ct图像的生成方法、装置、终端设备及存储介质

文档序号:1954814 发布日期:2021-12-10 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 四维ct图像的生成方法、装置、终端设备及存储介质 (Four-dimensional CT image generation method and device, terminal device and storage medium ) 是由 邓金城 于 2021-08-16 设计创作,主要内容包括:本申请适用于图像处理技术领域,提供了一种四维CT图像的生成方法、装置、终端设备及存储介质。生成方法包括:在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,获取CT设备通过扫描目标用户得到的参考三维CT图像;从术前四维CT图像中,确定参考呼吸状态对应的参考时相的第一三维CT图像;将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数;根据图像配准参数,对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到剩余时相的第二三维CT图像;根据参考三维CT图像和剩余时相的第二三维CT图像,生成术中四维CT图像。通过本申请可生成术中四维CT图像。(The application is applicable to the technical field of image processing, and provides a method and a device for generating a four-dimensional CT image, terminal equipment and a storage medium. The generation method comprises the following steps: when a target user is in operation and the respiratory state of the target user is a reference respiratory state, acquiring a reference three-dimensional CT image obtained by scanning the target user by CT equipment; determining a first three-dimensional CT image of a reference time phase corresponding to a reference respiratory state from a preoperative four-dimensional CT image; carrying out image registration on the reference three-dimensional CT image and the first three-dimensional CT image of the reference time phase to obtain image registration parameters; transforming the first three-dimensional CT image of the residual time phase according to the image registration parameters to obtain a second three-dimensional CT image of the residual time phase; and generating an intraoperative four-dimensional CT image according to the reference three-dimensional CT image and the second three-dimensional CT image of the residual time phase. The intraoperative four-dimensional CT image can be generated through the method and the device.)

四维CT图像的生成方法、装置、终端设备及存储介质

技术领域

本申请属于图像处理技术领域,尤其涉及一种四维CT图像的生成方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术

为了消除或减少呼吸运动伪影对胸腹部脏器电子计算机断层扫描(ComputedTomography,CT)的影响,并反映胸腹部脏器随时间变化的规律,达到准确诊断和治疗的目的。2000年Ichikawa等提出了4D-CT的概念,将时间因素纳入CT图像的三维重建中,形成四维CT图像,即4D-CT。

现有技术通常是在术前通过同步采集三维CT图像和呼吸信号,将采集到的三维CT图像均“标上”在呼吸周期中所处的时相,得到各时相的三维CT图像,各时相的三维CT图像构成一个随时间变化的三维图像序列,最后形成术前四维CT图像。然而,在术中,由于病人的姿态和摆位与术前形成术前四维CT图像时不同,故术前形成的四维CT图像无法应用于术中。

发明内容

本申请提供了一种四维CT图像的生成方法、装置、终端设备及存储介质,以生成术中四维CT图像。

第一方面,本申请实施例提供了一种四维CT图像的生成方法,所述生成方法包括:

在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,获取CT设备通过扫描所述目标用户得到的参考三维CT图像;

从术前四维CT图像中,确定参考时相的第一三维CT图像,所述术前四维CT图像包括N个时相的第一三维CT图像,N为大于1的整数,所述参考时相是指所述参考呼吸状态对应的时相;

将所述参考三维CT图像和所述参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数;

根据所述图像配准参数,对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到所述剩余时相的第二三维CT图像,所述剩余时相是指所述N个时相中除所述参考时相之外的时相;

根据所述参考三维CT图像和所述剩余时相的第二三维CT图像,生成术中四维CT图像,所述参考三维CT图像是所述术中四维CT图像中所述参考时相的第二三维CT图像。

第二方面,本申请实施例提供了一种四维CT图像的生成装置,所述生成装置包括:

第一获取模块,用于在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,获取CT设备通过扫描所述目标用户得到的参考三维CT图像;

第一确定模块,用于从术前四维CT图像中,确定参考时相的第一三维CT图像,所述术前四维CT图像包括N个时相的第一三维CT图像,N为大于1的整数,所述参考时相是指所述参考呼吸状态对应的时相;

图像配准模块,用于将所述参考三维CT图像和所述参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数;

图像变换模块,用于根据所述图像配准参数,对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到所述剩余时相的第二三维CT图像,所述剩余时相是指所述N个时相中除所述参考时相之外的时相;

图像生成模块,用于根据所述参考三维CT图像和所述剩余时相的第二三维CT图像,生成术中四维CT图像,所述参考三维CT图像是所述术中四维CT图像中所述参考时相的第二三维CT图像。

第三方面,本申请实施例提供了一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述生成方法的步骤。

第四方面,本申请实施例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存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述生成方法的步骤。

第五方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在终端设备上运行时,使得所述终端设备执行如上述第一方面所述生成方法的步骤。

由上可见,本方案在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,可以获取CT设备通过扫描目标用户得到的参考三维CT图像,并从术前四维CT图像中确定参考呼吸状态对应的参考时相的第一三维CT图像,通过将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,可以得到图像配准参数,根据图像配准参数,可以对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到剩余时相的第二三维CT图像,根据参考三维CT图像和剩余时相的第二三维CT图像,即可生成术中四维CT图像。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的四维CT图像的生成方法的实现流程示意图;

图2是一个呼吸周期的示例图;

图3是10个时相的第一三维CT图像的示例图;

图4是本申请实施例二提供的四维CT图像的生成方法的实现流程示意图;

图5是穿刺路径的示例图;

图6是本申请实施例三提供的四维CT图像的生成装置的结构示意图;

图7是本申请实施例四提供的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在说明本申请方案之前,为了便于读者理解,先对本方案中所涉及的名词进行解释说明。

刚性变换是指同一幅图像上的任意两点之间的距离在变换后的图像上保持不变的变换方法。刚体变换可以进行拆分,分为平移、旋转等步骤。

刚性配准是指求出刚性变换中的变换参数(X轴、Y轴、Z轴等三个方向上的旋转参数和平移参数)。一般使用迭代法,通过不断更新旋转参数和平移参数,最大化两幅图像(参考图像和浮动图像)间的相似度,最终得到最佳的旋转参数和平移参数。其中,最佳的旋转参数和平移参数是指相似度最大时的旋转参数和平移参数。

形变变换是指假设图像中出现局部变形,同一幅图像上的任意两点之间的距离在变换后的图像上无法保持不变的变换方法。一般使用B样条变换。

形变配准是指求出形变变换中的变换参数(形变控制点的位移量)。一般使用迭代法,通过不断更新形变场,最大化两幅图像(参考图像和浮动图像)间的相似度,最终得到最佳的形变场。其中,最佳的形变场是指相似度最大时形变场。

此外,形变配准之前需要先进行刚性配准,使得两幅图像初步对齐。

具体实现中,本申请实施例中描述的终端设备包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是,在某些实施例中,所述设备并非便携式通信设备,而是具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。

在接下来的讨论中,描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端设备。然而,应当理解的是,终端设备可以包括诸如物理键盘、鼠标和/或控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。

终端设备支持各种应用程序,例如以下中的一个或多个:绘图应用程序、演示应用程序、文字处理应用程序、网站创建应用程序、盘刻录应用程序、电子表格应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、电子邮件应用程序、即时消息收发应用程序、锻炼支持应用程序、照片管理应用程序、数码相机应用程序、数字摄影机应用程序、web浏览应用程序、数字音乐播放器应用程序和/或数字视频播放器应用程序。

可以在终端设备上执行的各种应用程序可以使用诸如触摸敏感表面的至少一个公共物理用户接口设备。可以在应用程序之间和/或相应应用程序内调整和/或改变触摸敏感表面的一个或多个功能以及终端上显示的相应信息。这样,终端的公共物理架构(例如,触摸敏感表面)可以支持具有对用户而言直观且透明的用户界面的各种应用程序。

应理解,本实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

为了说明本申请所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1,是本申请实施例一提供的四维CT图像的生成方法的实现流程示意图,该生成方法应用于终端设备。如图1所示,该生成方法可以包括以下步骤:

步骤101,在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,获取CT设备通过扫描目标用户得到的参考三维CT图像。

其中,目标用户可以是指任一需要CT设备扫描的用户。例如,胸腹部脏器发生病变的患者。

参考呼吸状态可以是指预先设置的一呼吸状态,可以将所有呼吸状态中容易重现的呼吸状态作为参考呼吸状态。

由于呼气末端是比较容易重现的位置,故目标用户可以在呼气末端屏气,此时通过CT设备扫描目标用户,即可得到参考三维CT图像。

为了较为准确地获取参考三维CT图像,在通过CT设备扫描目标用户时,还可以通过呼吸监测设备监测目标用户的呼吸,得到目标用户的呼吸信号,并将目标用户的呼吸信号发送给终端设备,终端设备根据呼吸信号判断目标用户的呼吸状态是否为呼气末端,在目标用户的呼吸状态为呼气末端时,再通过CT设备扫描目标用户得到参考三维CT图像。其中,呼吸监测设备可以是任一能够监测用户的呼吸的设备,例如可以采用肺活量计测呼吸量、或用红外摄像装置测量体表随呼吸起伏的高度差、或用压力传感器等测量呼吸导致的压力差,并能够将这些测量信号转换为呼吸信号的设备。

终端设备可以从呼吸信号中提取目标用户的呼气量,在目标用户的呼气量为零或者小于呼气量阈值时,可以判定目标用户的呼吸状态为呼气末端,否则判定目标用户的呼吸状态不为呼气末端。

需要说明的是,CT设备在得到参考三维CT图像之后,可以将参考三维CT图像发送给终端设备,以便于终端设备获取到参考三维CT图像。

步骤102,从术前四维CT图像中,确定参考时相的第一三维CT图像。

其中,术前四维CT图像包括N个时相的第一三维CT图像,N为大于1的整数,参考时相是指参考呼吸状态对应的时相。

在本实施例中,通常将一个呼吸周期划分为N个时相,故根据一个呼吸周期的N个时相,也可以将四维CT图像划分为N个时相,每个时相均有对应的呼吸状态。例如,将四维CT图像划分为10个时相,0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%,一般规定,时相0%对应吸气末端,时相50%对应呼气末端。在参考呼吸状态为呼气末端时,参考时相为时相50%。如图2所示是一个呼吸周期的示例图,在图2中将一个呼吸周期划分为10个时相。如图3所示是10个时相的第一三维CT图像的示例图。

其中,术前四维CT图像的获取方法可参见背景技术的相关介绍,在此不再赘述。

步骤103,将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数。

由于参考三维CT图像是在目标用户处于术中且呼吸状态为参考呼吸状态时获取的,那么参考三维CT图像可以理解为参考呼吸状态对应的参考时相的第二三维CT图像,故通过将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,可以得到将术前四维CT图像变换为术中四维CT图像的图像配准参数。

作为一可选实施例,将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数包括:

将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行依次进行刚性配准和形变配准,得到刚性配准对应的平移参数和旋转参数,以及形变配准对应的形变场。

在本实施例中,可以将参考三维CT图像作为参考图像,先与参考时相的第一三维CT图像进行刚性配准得到刚性配准对应的平移参数和旋转参数,再与参考时相的第一三维CT图像进行形变配准,得到形变配准对应的形变场等图像配准参数。

其中,在将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行形变配准之前,先进行刚性配准,能够使得参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行初步对齐,提高形变配准的准确性。

步骤104,根据图像配准参数,对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到剩余时相的第二三维CT图像。

其中,剩余时相是指N个时相中除参考时相之外的时相。

根据步骤103得到的图像配准参数,可以将术前四维CT图像中所有时相的第一三维CT图像变换为术中四维CT图像中对应时相的第二三维CT图像。其中,由于参考三维CT图像已是术中四维CT图像中参考时相的第二三维CT图像,故只需要根据图像配准参数对剩余N-1个时相的第一三维CT图像进行变换。

步骤105,根据参考三维CT图像和剩余时相的第二三维CT图像,生成术中四维CT图像。

其中,参考三维CT图像是术中四维CT图像中参考时相的第二三维CT图像。

在一个实施例中,可以根据N个时相的第一三维CT图像在术前四维CT图像中的先后顺序,确定相应第二三维CT图像在术中四维CT图像中的先后顺序。

例如,10个时相的第一三维CT图像在术前四维CT图像的先后顺序是指时相0%的第一三维CT图像、时相10%的第一三维CT图像、时相20%的第一三维CT图像、时相30%的第一三维CT图像、时相40%的第一三维CT图像、时相50%的第一三维CT图像、时相60%的第一三维CT图像、时相70%的第一三维CT图像、时相80%的第一三维CT图像、时相90%的第一三维CT图像,那么10个时相的第二三维CT图像在术中四维CT图像中的先后顺序为时相0%的第二三维CT图像、时相10%的第二三维CT图像、时相20%的第二三维CT图像、时相30%的第二三维CT图像、时相40%的第二三维CT图像、时相50%的第二三维CT图像、时相60%的第二三维CT图像、时相70%的第二三维CT图像、时相80%的第二三维CT图像、时相90%的第二三维CT图像。

本申请实施例在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,可以获取CT设备通过扫描目标用户得到的参考三维CT图像,并从术前四维CT图像中确定参考呼吸状态对应的参考时相的第一三维CT图像,通过将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,可以得到图像配准参数,根据图像配准参数,可以对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到剩余时相的第二三维CT图像,根据参考三维CT图像和剩余时相的第二三维CT图像,即可生成术中四维CT图像。

参见图4,是本申请实施例二提供的四维CT图像的生成方法的实现流程示意图,该生成方法应用于终端设备。如图4所示,该生成方法可以包括以下步骤:

步骤401,在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,获取CT设备通过扫描目标用户得到的参考三维CT图像。

该步骤与步骤101相同,具体可参见步骤101的相关描述,在此不再赘述。

步骤402,从术前四维CT图像中,确定参考时相的第一三维CT图像。

该步骤与步骤102相同,具体可参见步骤102的相关描述,在此不再赘述。

步骤403,将参考三维CT图像和参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数。

该步骤与步骤103相同,具体可参见步骤103的相关描述,在此不再赘述。

步骤404,根据图像配准参数,对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到剩余时相的第二三维CT图像。

该步骤与步骤104相同,具体可参见步骤104的相关描述,在此不再赘述。

步骤405,根据参考三维CT图像和剩余时相的第二三维CT图像,生成术中四维CT图像。

该步骤与步骤105相同,具体可参见步骤105的相关描述,在此不再赘述。

步骤406,获取目标用户的当前呼吸状态。

在一个实施例中,可以通过呼吸监测设备获取目标用户的呼吸信号,并将目标用户的呼吸信号发送给终端设备,终端设备通过分析接收到的目标用户的呼吸信号,可以确定目标用户的当前呼吸状态。

作为一可选实施例,图像配准参数包括形变场,在获取目标用户的当前呼吸状态时,还包括:

获取目标用户的术中三维CT图像,术中三维CT图像包括穿刺针的穿刺路径;

根据形变场,更新穿刺路径,得到目标穿刺路径;

在当前时相的第二三维CT图像上显示目标穿刺路径,目标穿刺路径用于引导穿刺针进行穿刺。

在获取目标用户的当前呼吸状态时,可以同步获取目标用户在当前呼吸状态下的术中三维CT图像,并在该术中三维CT图像上进行穿刺路径规划,得到穿刺针的穿刺路径。

由于相比于当前时相的第二三维CT图像,术中三维CT图像的内部可能发生形变,故需要根据形变场更新穿刺路径,以提高当前时相的第二三维CT图像上穿刺路径的准确性。

其中,医生可以根据当前时相的第二三维CT图像上显示的目标穿刺路径,以及穿刺针在当前时相的第二三维CT图像上的位置,调整实际场景中穿刺针的位置,以使得穿刺针能够沿着目标穿刺路径进行穿刺,使得穿刺针的位置根据不同的呼吸运动而变化,提高了胸腹部术中定位与导航的精度。

作为一可选实施例,穿刺路径是指穿刺入点到靶点的路径,根据形变场,更新穿刺路径包括:

根据形变场,更新穿刺路径中靶点的位置信息。

由于术中三维CT图像和当前时相的第二三维CT图像位于同一空间,虽然术中三维CT图像的内部可能发生形变,但穿刺路径的穿刺入点的位置通常不会发生变化,位置发生变化的通常是靶点,故可以根据形变场只更新靶点的位置信息,提高穿刺路径的更新速度。其中,更新后的靶点的位置信息可以是指靶点在当前时相的第二三维CT图像中的位置信息。

如图5所示是穿刺路径的示例图。图5中的入点是指穿刺入点。

步骤407,从术中四维CT图像中,确定当前时相的第二三维CT图像。

其中,术中四维CT图像包括N个时相的第二三维CT图像,N个时相各自对应一个呼吸状态,故可以从术中四维CT图像中,查找到当前呼吸状态对应的当前时相的第二三维CT图像。当前时相可以是指当前呼吸状态对应的时相。

步骤408,在当前时相的第二三维CT图像上显示穿刺针。

其中,穿刺针位于目标用户的第一位置。

在当前时相的第二三维CT图像上显示穿刺针,可以将穿刺针在实际场景中的位置映射到图像空间,便于医生通过查看穿刺针在当前时相的第二三维CT图像中的位置,获知穿刺针在实际场景中的位置。

作为一可选实施例,在当前时相的第二三维CT图像上显示穿刺针包括:

获取穿刺针在参考架空间的位置信息,参考架位于目标用户的第二位置,第二位置与第一位置不同;

将穿刺针的位置信息由参考架空间变换到当前时相的第二三维图像上,得到穿刺针在当前时相的第二三维图像中的位置信息,并在当前时相的第二三维图像中的相应位置显示穿刺针。

在目标用户的第二位置可以设置参考架,该参考架与目标用户形成同步,反映目标用户在姿态和摆位。

参考架空间可以是指基于参考架建立的坐标系,例如,以参考架为原点建立的三维坐标系。

在一个实施例中,终端设备根据参考架在双目定位系统空间中的坐标,可以确定双目定位系统空间到参考架空间的坐标变换关系;根据穿刺针在双目定位系统空间中的坐标,以及双目定位系统空间到参考架空间的坐标变换关系,可以得到穿刺针在参考架空间的位置信息。

其中,参考架和穿刺针均在双目定位系统的拍摄范围内。双目定位系统通过内置的两部相机可以得到参考架和穿刺针在双目定位系统空间中的坐标。双目定位系统空间可以是指双目定位系统的两部相机中任一部相机的坐标系,也可以称之为相机坐标系。

作为一可选实施例,将穿刺针的位置信息由参考架空间变换到当前时相的第二三维图像上包括:

获取参考架空间与图像空间的坐标变换关系,图像空间是指术中三维CT图像的坐标系;

根据参考架空间与图像空间的坐标变换关系,以及形变场,将穿刺针的位置信息由参考架空间变换到当前时相的第二三维图像上。

终端设备可以通过最小二乘法、最近点搜索法(Iterative Closest Point,ICP)等空间配准算法将参考架空间与图像空间进行空间配准,得到参考架空间与图像空间的坐标变换关系。

终端设备根据参考架空间与图像空间的坐标变换关系,可以将穿刺针的位置信息由参考架空间变换到术中三维CT图像上,再根据形变场,可以将穿刺针的位置信息由术中三维CT图像变换到当前时相的第二三维图像上。

需要说明的是,本实施例中的终端设备、双目定位系统、CT设备、呼吸监测设备、参考架和穿刺针可以构成术中导航定位系统,通过该术中导航定位系统,可以基于术中四维CT图像对穿刺路径进行预测,更新穿刺路径,提高胸腹部术中定位与导航的精度。

本实施例在实施例一的基础上,通过获取目标用户的当前呼吸状态,可以从实施例一生成的术中四维CT图像中确定当前时相的第二三维CT图像,通过在当前时相的第二三维CT图像上显示穿刺针和穿刺路径,可以便于医生根据穿刺路径实时调整穿刺针的位置,提高胸腹部术中定位与导航的精度。

参见图6,是本申请实施例三提供的四维CT图像的生成装置的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。

上述生成装置包括:

第一获取模块61,用于在目标用户处于术中且其呼吸状态为参考呼吸状态时,获取CT设备通过扫描所述目标用户得到的参考三维CT图像;

第一确定模块62,用于从术前四维CT图像中,确定参考时相的第一三维CT图像,所述术前四维CT图像包括N个时相的第一三维CT图像,N为大于1的整数,所述参考时相是指所述参考呼吸状态对应的时相;

图像配准模块63,用于将所述参考三维CT图像和所述参考时相的第一三维CT图像进行图像配准,得到图像配准参数;

图像变换模块64,用于根据所述图像配准参数,对剩余时相的第一三维CT图像进行变换,得到所述剩余时相的第二三维CT图像,所述剩余时相是指所述N个时相中除所述参考时相之外的时相;

图像生成模块65,用于根据所述参考三维CT图像和所述剩余时相的第二三维CT图像,生成术中四维CT图像,所述参考三维CT图像是所述术中四维CT图像中所述参考时相的第二三维CT图像。

可选地,上述生成装置还包括:

状态获取模块,用于获取所述目标用户的当前呼吸状态;

第二确定模块,用于从所述术中四维CT图像中,确定当前时相的第二三维CT图像,所述当前时相是指所述当前呼吸状态对应的时相;

穿刺针显示模块,用于在所述当前时相的第二三维CT图像上显示穿刺针,所述穿刺针位于所述目标用户的第一位置。

可选地,上述生成装置还包括:

第二获取模块,用于获取所述目标用户的术中三维CT图像,所述术中三维CT图像包括所述穿刺针的穿刺路径;

路径更新模块,用于根据所述形变场,更新所述穿刺路径,得到目标穿刺路径;

路径显示模块,用于在所述当前时相的第二三维CT图像上显示所述目标穿刺路径,所述目标穿刺路径用于引导所述穿刺针进行穿刺。

可选地,所述穿刺路径是指穿刺入点到靶点的路径,上述路径更新模块具体用于:

根据所述形变场,更新所述穿刺路径中靶点的位置信息。

可选地,上述路径显示模块包括:

位置获取单元,用于获取所述穿刺针在参考架空间的位置信息,所述参考架位于所述目标用户的第二位置,所述第二位置与所述第一位置不同;

位置变换单元,用于将所述穿刺针的位置信息由所述参考架空间变换到所述当前时相的第二三维图像上,得到所述穿刺针在所述当前时相的第二三维图像中的位置信息,并在所述当前时相的第二三维图像中的相应位置显示所述穿刺针。

可选地,上述位置变换单元具体用于:

获取所述参考架空间与图像空间的坐标变换关系,所述图像空间是指所述术中三维CT图像的坐标系;

根据所述参考架空间与所述图像空间的坐标变换关系,以及所述形变场,将所述穿刺针的位置信息由所述参考架空间变换到所述当前时相的第二三维图像上。

可选地,上述图像配准模块63具体用于:

将所述参考三维CT图像和所述参考时相的第一三维CT图像进行依次进行刚性配准和形变配准,得到所述刚性配准对应的平移参数和旋转参数,以及所述形变配准对应的形变场。

本申请实施例提供的生成装置可以应用在前述方法实施例一和实施例二中,详情参见上述方法实施例一和实施例二的描述,在此不再赘述。

图7是本申请实施例四提供的终端设备的结构示意图。如图7所示,该实施例的终端设备7包括:一个或多个处理器70(图中仅示出一个)、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个生成方法实施例中的步骤。

所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解,图7仅仅是终端设备7的示例,并不构成对终端设备7的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器71可以是所述终端设备7的内部存储单元,例如终端设备7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述终端设备7的外部存储设备,例如所述终端设备7上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器71还可以既包括所述终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过一种计算机程序产品来完成,当所述计算机程序产品在终端设备上运行时,使得所述终端设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

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