(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210911089.1 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中国科学院苏州生物医学工程 技术 研究所 地址 215163 江苏省苏州市高新区科灵路 88号 申请人 苏州大学附属第二医院 (72)发明人 戴亚康　耿辰　靳勇　孙兴伟　 戴斌　周志勇　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 周淑歌 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 5/30(2006.01)G06T 7/136(2017.01) G06T 7/187(2017.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 19/20(2011.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/50(2022.01) G06V 10/764(2022.01) (54)发明名称 一种基于医学影像的物理模型构建方法及 装置 (57)摘要 本申请公开了一种基于医学影像的物理模 型构建方法及装置， 包括： 先基于目标医学影像 的体素数量及体素强度值， 对目标医学影像进行 分割， 获取各个三维体素模型以及对应的类别； 再基于各个三维体素模型的对应类别， 获取各个 三维体素模 型对应的物理性质参数， 进而基于各 个三维体素模型及各个三维体素模型对应的物 理性质参数， 建立目标医学影像对应的仿真的物 理模型， 解决了现有技术均采用统一的模板对生 物软组织进行建模， 无法真实反映患者的实际物 理性质的问题， 通过精细化的分析与分类， 自动 的构建一套个性化的物理模型， 且 该物理模型在 物理性能上与真实人体具有高度一 致性。 权利要求书2页 说明书15页 附图4页 CN 115471450 A 2022.12.13 CN 115471450 A 1.一种基于医学影 像的物理模型构建方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取目标医学影 像； 基于所述目标医学影像的体素数量及体素强度值， 对所述目标医学影像进行分割， 获 取各个三维体素模型； 针对每个三维体素模型， 基于所述三维体素模型中的体素强度平均值及体素强度 标准 差， 获得所述三维体素模型的类别； 基于所述各个三维体素模型的对应类别， 获取所述各个三维体素模型对应的物理性质 参数； 基于所述各个三维体素模型及所述各个三维体素模型的物理性质参数， 建立所述目标 医学影像对应的物理模型。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述物 理性质参数包括： 密度、 弹性、 粘性、 表面摩擦力及破坏阈值。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述目标医学影像的体素数量及 体素强度值， 对所述目标医学影 像进行分割， 获取 各个三维体素模型， 包括： 获取所述目标医学影 像的体素强度值， 并统计所述体素强度值的标准 化直方图； 将所述标准 化直方图等间距划分成多个一级分段； 获取每个所述一级分段的体素数量， 并基于所述体素数量， 将所述一级分段划分成多 个二级分段； 根据所述多个二级分段的阈值范围， 对所述目标医学影像进行阈值分割， 以获得阈值 分割结果； 对阈值分割结果中的各个连通域进行膨胀， 并根据膨胀后的各个所述连通域获取各个 三维体素模型。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述目标医学影像的体素数量及 体素强度值， 对所述目标医学影 像进行分割， 获取 各个三维体素模型， 包括： 获取所述目标医学影 像中各个组织器官的种子点 集； 获取所述种子点集的空间划分范围， 并统计所述空间划分范围内的各个点对应的体素 强度平均值及体素强度标准差； 基于所述各个点对应的体素强度平均值及体素强度标准差， 在目标体素强度分布范围 内， 对所述目标医学影 像进行区域增长分割； 根据区域增长分割结果获取 各个三维体素模型。 5.根据权利要求1至4任一项所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述各个三维体素模 型及所述各个三维体素模型 的物理性质参数， 建立所述 目标医学影像对应的物理模型， 包 括： 针对每个所述三维体素模型， 基于所述三维体素模型的体素强度值分布， 对所述各个 三维体素模型进行表面重建， 获取表面模型； 根据所述表面模型、 所述各个三维体素模型及所述各个三维体素模型的物理性质参 数， 建立所述目标医学影 像对应的物理模型。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 针对每个所述三维体素模型， 基于所述三 维体素模 型的体素强度值分布， 对所述各个三 维体素模型进 行表面重 建， 获取表面模型， 包权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115471450 A 2括： 针对每个所述三维体素模型， 基于所述三维体素模型的体素强度值分布， 将所述三维 体素模型划分为各个子区域； 根据所述各个子区域， 对所述各个三维体素模型进行表面重建， 获取表面模型。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述三维体素模型的体素强度值 分布， 将所述 三维体素模型划分为各个子区域， 包括： 统计所述 三维体素模型内部的体素强度值分布、 体素强度平均值及体素强度标准差； 基于统计结果， 在目标体素强度分布范围内， 对所述三维体素模型的体素强度值分布 进行平均分段； 基于平均分段结果的上下界， 对所述三维体素模型内部进行多分段的阈值分割， 获取 三维体素模型内部的多个子区域。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 在所述基于所述三维体素模型的体素强度 值分布， 将所述 三维体素模型划分为各个子区域之后， 所述方法还 包括： 以相邻子区域的边界为起始点进行分割， 将所有子区域间的空间分配至不同的子区 域， 以使各个所述子区域的并集 等于三维体素模型。 9.一种基于医学影 像的物理模型构建装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 目标医学影 像获取模块， 用于获取目标医学影 像； 三维体素模型获取模块， 用于基于所述目标医学影像的体素数量及体素强度值， 对所 述目标医学影 像进行分割， 获取 各个三维体素模型； 类别获取模块， 用于针对每个三维体素模型， 基于所述三维体素模型中的体素强度平 均值及体素强度标准差， 获得 所述三维体素模型的类别； 物理性质参数获取模块， 用于基于所述各个三维体素模型的对应类别， 获取所述各个 三维体素模型对应的物理性质参数； 物理模型建立模块， 用于基于所述各个三维体素模型及所述各个三维体素模型的物 理 性质参数， 建立所述目标医学影 像对应的物理模型。 10.一种计算机设备， 其特征在于， 所述计算机设备包括处理器和存储器， 所述存储器 中存储有至少一条指令， 所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1 至8任一项所述的一种基于医学影 像的物理模型构建方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115471450 A 3