【技術實現步驟摘要】
本申請涉及生物醫學成像及圖像處理，特別涉及一種呼吸動態中呼吸道重建的方法及裝置。
技術介紹
1、相關技術中，內窺oct(optical?coherence?tomography，光學相干層析成像)呼吸道重建基于低相干干涉原理，無ct(computed?tomography，電子計算機斷層掃描)的電離輻射和mri(magnetic?resonance?imaging，核磁共振成像)的金屬異物風險，無需專門設備間，且能提供高分辨率組織深度信息和實時的呼吸道成像。
2、然而，相關技術中，內窺oct呼吸道重建方法未考慮呼吸動態影響，由于回拉采集時間內患者呼吸狀態的變化，導致呼吸道管腔形狀和內徑的改變，從而使重建模型不準確，進而影響醫生診斷，亟待改進。
技術實現思路
1、本申請提供一種呼吸動態中呼吸道重建的方法及裝置，以解決相關技術中，未考慮呼吸動態影響，由于回拉采集時間內患者呼吸狀態的變化，導致呼吸道管腔形狀和內徑的改變，從而使重建模型不準確，進而影響醫生診斷等問題。
2、本申請第一方面實施例提供一種呼吸動態中呼吸道重建的方法，包括以下步驟：采集呼吸道不同軸向位置且超過一個預設呼吸周期的呼吸道橫截面圖像；基于所述呼吸道橫截面圖像進行管腔分割，以得到呼吸道的管腔結構；基于所述管腔結構，進行呼吸狀態的提取，以得到呼吸動態一致的橫截面圖像；根據所述呼吸動態一致的橫截面圖像進行呼吸道重建，以得到呼吸狀態一致的呼吸道模型。
3、通過上述技術方案，本申請實施例可以通
4、可選地，在本申請的一個實施例中，所述采集呼吸道不同軸向位置且超過一個預設呼吸周期的呼吸道橫截面圖像，包括：在光束旋轉過程中，在相同或相近軸向位置，控制光束轉動多圈，使得當所述光束旋轉到相同角度時，照射到管腔表面的同一位置或相近位置，以采集相同或相近軸向位置在不同呼吸狀態下所述呼吸道橫截面圖像。
5、通過上述技術方案，本申請實施例可以在光束旋轉過程中，于相同或相近軸向位置控制光束轉動多圈，實現在不同時間點照射到管腔表面同一位置或相近位置的效果，從而采集橫截面圖像生成呼吸道橫截面圖像，能夠在同一位置或相近位置獲取多個時間點的數據，對于捕捉呼吸動態變化極為關鍵。由于呼吸過程中呼吸道狀態隨時間變化，在同一位置或相近位置多次采集可更好地記錄呼吸道管腔形狀隨呼吸周期的變化規律，獲取更豐富的信息，為后續管腔分割和呼吸狀態提取等操作提供更全面和準確的數據基礎，有助于提升最終重建的呼吸狀態一致的呼吸道模型的質量，使模型能更精準地反映呼吸道在呼吸動態中的真實狀態，進而為呼吸道疾病的診斷提供更可靠依據。
6、可選地，在本申請的一個實施例中，所述基于所述呼吸道橫截面圖像進行管腔分割，以得到呼吸道的管腔結構，包括：基于預設深度學習u-net網絡模型，通過逐步下采樣提取所述呼吸道橫截面圖像的高層特征，并通過逐步上采樣來恢復所述呼吸道橫截面圖像的空間分辨率，以得到所述呼吸道的管腔結構。
7、通過上述技術方案，本申請實施例可以基于深度學習u-net網絡模型，通過逐步下采樣提取圖像高層特征，有效聚焦于圖像中管腔的關鍵信息，精準捕捉呼吸道管腔結構相關的深層次特征，通過逐步上采樣來恢復圖像空間分辨率，使得在獲取關鍵特征的同時，不丟失圖像的空間細節信息，確保最終得到的呼吸道管腔結構既具有準確的形態輪廓，又能保留豐富的細節，從而提高管腔分割的精度和可靠性。
8、可選地，在本申請的一個實施例中，所述基于所述管腔結構，進行呼吸狀態的提取，以得到呼吸動態一致的橫截面圖像，包括：利用分割后的輪廓面積或者內徑隨著時間變化信息提取每個位置呼吸道橫截面在呼氣末期和吸氣末期的圖像數據，以得到所述呼吸動態一致的橫截面圖像。
9、通過上述技術方案，本申請實施例可以通過分割后的輪廓面積或者內徑隨著時間的變化信息來提取出呼氣末期和吸氣末期的圖像數據，精確捕捉到呼吸動態的轉換點，充分利用呼吸運動的周期性規律，且不依賴于復雜的外部設備，具有較強的適應性和準確性。提取的不同呼吸道橫截面的呼氣末期和吸氣末期的圖像數據，提供了呼吸動態一致的數據，為后續的旋轉矯正和呼吸道重建等操作提供更全面和準確的數據基礎，確保呼吸道重建模型不同軸向位置數據的呼吸動態一致性，為最終獲得高質量、呼吸狀態一致且結構準確的呼吸道模型奠定了堅實基礎，有助于提高呼吸道疾病診斷的可靠性和精確性，從而提升整個呼吸道重建模型的質量和準確性。
10、可選地，在本申請的一個實施例中，根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據呼吸動態一致的橫截面圖像進行呼吸道重建，包括：將所述呼吸動態一致的橫截面圖像轉換成一個坐標為角度和一個坐標為像素到中心的距離的展開圖；基于所述展開圖，每張圖像以上一個位置呼吸動態一致的展開圖為模板，以在圖像平移擴展圖上進行滑動窗口匹配；基于所述滑動窗口匹配，得到不同旋轉角度下所述展開圖之間的相似性或者輪廓的距離誤差，以確定矯正的誤差角度；根據所述矯正的誤差角度對所述呼吸動態一致的橫截面圖像進行旋轉矯正，進而重建出呼吸道三維模型。
11、通過上述技術方案，本申請實施例可以將所述呼吸動態一致橫截面圖像轉換成一個坐標為角度和一個坐標為像素到中心的距離的展開圖，展開圖的平移可以看作是橫截面圖像旋轉，把復雜旋轉計算轉換到平移計算；基于展開圖，每張圖像以上一個位置呼吸動態一致的展開圖為模板，以在圖像平移擴展圖上進行滑動窗口匹配，將旋轉信息融合到了二維圖像空間的平移中；基于滑動匹配，得到基于不同旋轉角度下圖像之間的相似性或者輪廓的距離誤差來確定矯正的誤差角度，充分利用了圖像自身的特征信息，精準地量化旋轉偏差，不依賴于復雜的外部設備或額外的標記信息，具有較強的適應性和準確性；根據確定的矯正誤差角度對呼吸動態一致數據進行旋轉矯正，有效解決因內窺oct成像硬件限制導致的圖像旋轉角度誤差問題，確保每個軸向位置數據間旋轉角度的一致性，提升每個軸向位置數據的準確性。
12、本申請第二方面實施例提供一種呼吸動態中呼吸道重建的裝置，包括：采集模塊，用于采集呼吸道不同軸向位置且超過一個預設呼吸周期的呼吸道橫截面圖像；分割模塊，用于基于所述呼吸道橫截面圖像進行管腔分割，以得到呼吸道的管腔結構；提取模塊，用于基于所述管腔結構，進行呼吸狀態的提取，以得到呼吸動態一致的橫截面圖像；重建模塊，用于根據所述呼吸動態一致的橫截面圖像進行呼吸道重建，以得到呼吸狀態一致的呼吸道模型。
13、通過上述技本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種呼吸動態中呼吸道重建的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集呼吸道不同軸向位置且超過一個預設呼吸周期的呼吸道橫截面圖像，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述呼吸道橫截面圖像進行管腔分割，以得到呼吸道的管腔結構，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述管腔結構，進行呼吸狀態的提取，以得到呼吸動態一致的橫截面圖像，包括：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據呼吸動態一致的橫截面圖像進行呼吸道重建，包括：
6.一種呼吸動態中呼吸道重建的裝置，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述采集模塊，包括：
8.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行，以用于實現如權利要求1-5任一項所述的呼吸動態中呼吸道重建方法。
9.一種電子設備，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述
10.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被執行，以用于實現如權利要求1-5中任一項所述的呼吸動態中呼吸道重建方法。
...【技術特征摘要】
1.一種呼吸動態中呼吸道重建的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集呼吸道不同軸向位置且超過一個預設呼吸周期的呼吸道橫截面圖像，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述呼吸道橫截面圖像進行管腔分割，以得到呼吸道的管腔結構，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述管腔結構，進行呼吸狀態的提取，以得到呼吸動態一致的橫截面圖像，包括：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據呼吸動態一致的橫截面圖像進行呼吸道重建，包括：
6.一種呼吸動態中呼吸道重建的裝置，...
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