【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及醫學圖像處理，尤其涉及一種基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法及系統。
技術介紹
1、為皮膚腫瘤設計切緣是重要的臨床問題，切緣的設計方向應與患者的皮紋線方向保持一致，且由于不同年齡、不同性別患者的皮膚彈性不同，因此，切口的大小也需綜合考慮患者的年齡和性別因素。合理的切緣設計可以減少皮膚手術創傷，加速術后愈合，避免瘢痕的形成。
2、傳統方法是皮膚?？漆t生對照人體皮紋圖譜，結合患者年齡、性別等因素，直接在患者皮膚上設計切緣，嚴重依賴于醫生的經驗，具有較強的主觀性，因此部分切緣的設計可能缺乏合理性，不利于患者術后恢復?；谄つw圖像進行腫瘤切緣設計提供了定性和定量的解決方案，然而所拍攝的皮膚腫瘤圖像僅為局部照片，人眼視覺無法準確定位具體部位和皮紋走向?？梢?，現有的腫瘤切緣設計存在準確度較低的問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法及系統，以解決現有的腫瘤切緣設計存在準確度較低的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術通過如下的技術方案來實現：
3、第一方面，本專利技術提供一種基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，包括：
4、獲取人體不同部位的皮膚臨床圖像及皮膚臨床圖像對應的準確部位標簽構建初始數據集，并對所述初始數據集進行隨機非重疊取樣得到取樣數據集；
5、基于所述取樣數據集構建超分辨放大模型和人體部位識別模型；
6、獲取待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像，并將待設計皮膚腫
7、基于所述人體部位標簽對待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像和取樣數據集中的局部小圖像進行相似性比較，并利用取樣數據集中相似性高的局部小圖像的坐標信息求解待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像的參考坐標范圍；
8、基于所述人體部位標簽和所述參考坐標范圍得到待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像的粗略皮紋線；
9、將待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像輸入所述差分辨放大模型中得到超分辨放大圖像，并對所述超分辨放大圖像進行皮膚紋理檢測得到精確皮紋線；
10、對待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像進行腫瘤邊界檢測得到腫瘤邊界信息，基于所述腫瘤邊界信息和所述精確皮紋線對待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像中的皮膚腫瘤進行切緣設計。
11、可選的，所述基于取樣數據集構建超分辨放大模型和人體部位識別模型，包括：
12、構建基于卷積神經網絡的超分辨放大模型和人體部位識別模型，并利用所述取樣數據集分別對超分辨放大模型和人體部位識別模型進行訓練得到訓練完成的超分辨放大模型和訓練完成的人體部位識別模型。
13、可選的，所述獲取人體不同部位的皮膚臨床圖像及皮膚臨床圖像對應的準確部位標簽構建初始數據集p，包括：
14、獲取人體不同部位的皮膚臨床圖像及皮膚臨床圖像對應的準確部位標簽構建初始數據集p，其中準確部位標簽包括：面部、頭部、頸部、胸部、背部；
15、初始數據集為：
16、
17、其中，xi和yi分別表示皮膚臨床圖像和皮膚臨床圖像所對應的部位標簽，i為圖像的序號，m為圖像的數量。
18、可選的，所述對初始數據集p中的皮膚臨床圖像xi進行隨機非重疊取樣得到取樣數據集p′，包括：
19、在皮膚臨床圖像xi中隨機截取k張局部小圖像并以皮膚臨床圖像xi左上角為坐標原點建立坐標系；
20、記錄所有局部小圖像左上角在坐標系中的坐標，并通過坐標計算使k張局部小圖像覆蓋皮膚臨床圖像xi中的所有像素信息，坐標計算如下式所示：
21、
22、其中，k表示局部小圖像的數量，h表示皮膚臨床圖像的邊長，h表示局部小圖像的邊長，[·]表示向上取整；
23、基于所述局部小圖像構建取樣數據集p′：
24、
25、其中，li中記錄各個局部小圖像的坐標信息。
26、可選的，所述利用取樣數據集中相似性高的局部小圖像的坐標信息求解待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像的參考坐標范圍，包括：
27、計算待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x與取樣數據集p′中與x的人體部位標簽相同的局部小圖像的結構相似性、皮爾森相關系數和曼哈頓距離；
28、對計算結果進行加權求和得到待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x與局部小圖像之間的相似性值s，其計算式如下所示：
29、
30、其中，ssim表示結構相似性，ppmcc表示皮爾森相關系數，md表示曼哈頓距離，α、β、γ均表示擬合參數。
31、可選的，所述利用待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x與局部小圖像之間的相似性信息求解待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x的參考坐標范圍，包括：
32、提取數據集p′中和待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x之間相似性值s最高的前θ張局部小圖像的坐標信息，并求解坐標信息的平均值和標準差，基于坐標信息的平均值和標準差得到待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x的參考坐標范圍：
33、其中，表示坐標信息的平均值，σ表示坐標信息的標準差。
34、可選的，所述基于所述人體部位標簽和所述參考坐標范圍得到待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像的粗略皮紋線，包括：
35、利用待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x的參考坐標范圍對照相應人體部位的人體皮紋圖譜，獲取待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x的粗略皮紋方向。
36、可選的，所述對所述超分辨放大圖像進行皮膚紋理檢測，得到精確皮紋線，包括：
37、在超分辨放大圖像中的粗略皮紋線上設置一個隨機種子點，并將種子點360°方向內相鄰像素點作為搜索范圍，計算隨機種子點和搜索范圍內相鄰像素點的相似程度，如下式所示：
38、
39、其中，l，a以及b和l，a以及b分別為所搜索像素和種子點在cielab色彩空間中的三個顏色通道值；
40、以搜索范圍內任意兩兩相鄰的像素為比較單元，計算比較單元內相鄰像素與隨機種子點的相似度值，并求和作為比較單元的相似程度值；
41、計算比較單元內兩個相鄰像素與在搜索范圍內的、粗略皮紋線上除種子像素外的，與比較單元像素距離最近的其他像素之間的距離，并求和作為比較單元的距離度量值；
42、將比較單元的相似度值與距離度量值的倒數進行相加得到比較單元的自我矯正度量值，計算搜索范圍內所有比較單元的自我矯正度量值，并進行大小比較，將種子點更新為自我矯正度量值最大的比較單元；
43、粗略皮紋方向的獲取步驟，直至隨機種子點到粗略皮紋的兩側方向時，將隨機種子點在自我矯正過程中的運動軌跡作為精確皮紋線。
44、可選的，所述基于所述腫瘤邊界信息和所述精確皮紋線對待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像中的皮膚腫瘤進行切緣設計，包括：
45、以腫瘤中心為切緣中心，按精確皮紋線方向為切緣方向進行本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述基于取樣數據集構建超分辨放大模型和人體部位識別模型，包括：
3.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述獲取人體不同部位的皮膚臨床圖像及皮膚臨床圖像對應的準確部位標簽構建初始數據集P，包括：
4.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述對初始數據集P中的皮膚臨床圖像xi進行隨機非重疊取樣得到取樣數據集P′，包括：
5.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述利用取樣數據集中相似性高的局部小圖像的坐標信息求解待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像的參考坐標范圍，包括：
6.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述利用待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x與局部小圖像之間的相似性信息求解待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像x的參考坐標范圍，包括：
7.根據權利要去1所述
8.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述對所述超分辨放大圖像進行皮膚紋理檢測，得到精確皮紋線，包括：
9.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述基于所述腫瘤邊界信息和所述精確皮紋線對待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像中的皮膚腫瘤進行切緣設計，包括：
10.一種基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計系統，其特征在于，包括處理器、存儲器；
...【技術特征摘要】
1.一種基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述基于取樣數據集構建超分辨放大模型和人體部位識別模型，包括：
3.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述獲取人體不同部位的皮膚臨床圖像及皮膚臨床圖像對應的準確部位標簽構建初始數據集p，包括：
4.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述對初始數據集p中的皮膚臨床圖像xi進行隨機非重疊取樣得到取樣數據集p′，包括：
5.根據權利要求1所述的基于皮膚局部圖像的腫瘤切緣設計方法，其特征在于，所述利用取樣數據集中相似性高的局部小圖像的坐標信息求解待設計皮膚腫瘤切緣的局部小圖像的參考坐標范圍，包括：
6.根據權利要求1所述的基...
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