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专利号: 2021101684732
申请人: 安徽医科大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,包括步骤有:步骤一、对肝脏活检样本进行染色;

步骤二、根据肝脏活检样本进行统计得到真实脂肪滴二维尺寸分布直方图和真实脂肪滴二维最近邻距离分布直方图;

步骤三、根据步骤二得到的真实脂肪滴二维尺寸分布直方图计算脂肪滴三维尺寸分布直方图;

步骤四、构建多个脂肪滴三维最近邻距离分布的形状参数与尺度参数的网格点,并结合步骤三得到的脂肪滴三维尺寸分布直方图,构建多个脂肪肝组织三维模拟模型;

步骤五、分别对步骤四得到的每个脂肪肝组织三维模拟模型截取截面,对应得到多个二维模拟截面,并与步骤二的真实脂肪滴二维最近邻距离分布进行对比,选取脂肪滴二维最近邻距离分布最优的模拟截面,并根据该模拟截面的形状参数与尺度参数得到的脂肪滴三维最近邻距离,将该脂肪滴三维最近邻距离定义为最终脂肪滴三维最近邻距离分布;

步骤六、根据步骤三得到的脂肪滴三维尺寸分布和步骤五得到的最终脂肪滴三维最近邻距离分布,构建脂肪肝组织三维仿真模型。

2.根据权利要求1所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,所述步骤一包括有:

步骤1.1、对肝脏活检样本进行H&E染色;

步骤1.2、对染色后的脂肪滴进行图像二值化处理。

3.根据权利要求1所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,所述步骤三中脂肪滴三维尺寸分布是通过式(I)得到:其中,i和j为步骤二的真实脂肪滴二维尺寸分布直方图的组数,且均为自然数;NA(i)为真实脂肪滴二维尺寸分布直方图中第i组的频率,NV(j)为脂肪滴三维尺寸分布直方图第j组的频率,系数aij为矩阵[kij]的逆矩阵的元素。

4.根据权利要求3所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于:所述[kij]由式(II)得到:

5.根据权利要求1所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,所述步骤四包括有:

步骤4.1、以脂肪滴三维最近邻距离分布的形状参数γ为x轴,以脂肪滴三维最近邻距离分布的尺度参数β为y轴,同时还以(0,0)点为原点建立直角坐标系,且γ的范围为0~a,β的范围为0~b,并x轴和y轴均以c为间隔,构建多个网格点,网格点的坐标为(p,q),且0<c≤p=mc≤a,0<c≤q=nc≤b,m和n均不为1的自然数;

步骤4.2、分别以步骤4.1得到的网格点的x坐标p为形状参数,以网格点的y坐标q为尺度参数,并根据步骤三得到的脂肪滴三维尺寸分布直方图,构建多个脂肪肝组织三维模拟模型。

6.根据权利要求5所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,所述步骤

4.2包括有:

步骤4.2.1、分别以步骤4.1得到的网格点的x坐标p为形状参数,以网格点的y坐标q为尺度参数,通过Gamma分布函数对应得到多个脂肪滴三维最近邻距离分布直方图;

步骤4.2.2、根据步骤4.2.1得到脂肪滴三维最近邻距离分布直方图,随机生成一组符合该三维最近邻距离分布直方图的三维最近邻距离序列;

步骤4.2.3、按照步骤4.2.1得到的脂肪滴三维尺寸分布直方图将脂肪滴逐个分布到仿真空间,且每个脂肪滴与前一个脂肪滴的距离服从步骤4.2.2得到的三维最近邻距离序列,在三维仿真模型中脂肪滴不与其他脂肪滴重叠,得到脂肪肝组织三维模拟模型。

7.根据权利要求1所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,所述步骤五包括有:

步骤5.1、分别对步骤四得到的每个脂肪肝组织三维模拟模型截取截面,对应得到多个二维模拟截面;

步骤5.2、根据步骤5.1得到的截面得到模拟脂肪滴二维最近邻距离分布直方图;

步骤5.3、根据步骤5.2得到的模拟脂肪滴二维最近邻距离分布直方图,通过Gamma分布函数得到多组形状参数γsimu和尺度参数βsimu;

步骤5.4、对步骤二得到的真实脂肪滴二维最近邻距离分布直方图,通过Gamma分布函数得到形状参数γreal和尺度参数βreal;

步骤5.5、利用步骤5.3得到的每组形状参数γsimu与步骤5.4得到的形状参数γreal计算均方根差rγ,将对应的尺度参数βsimu与步骤5.4得到的尺度参数βreal计算均方根差rβ,步骤5.6、选取均方根差rγ和均方根差rβ最小时所对应的脂肪肝组织三维模拟模型的网格点为目标网格点;

步骤5.7、选取步骤5.6得到的目标网格点的x坐标为脂肪滴三维最近邻距离分布的形状参数,目标网格点的y坐标为脂肪滴三维最近邻距离分布的尺度参数,并根据该目标网格点得到脂肪滴三维最近邻距离,将该脂肪滴三维最近邻距离定义为最终脂肪滴三维最近邻距离分布。

8.根据权利要求6或者7所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于:Gamma分布函数GDF如式(III)其中x为脂肪滴二维或三维最近邻距离,γ为形状参数,β为尺度参数,Γ(γ)为Gamma函数。

9.根据权利要求1所述的脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,其特征在于,所述步骤六包含有:

步骤6.1、随机生成一组符合步骤三的脂肪滴三维尺寸分布直方图的三维尺寸序列;

步骤6.2、随机生成一组符合步骤五的最终脂肪滴三维最近邻距离分布的三维最近邻距离序列;

步骤6.3、将步骤6.1得到的脂肪滴三维尺寸分布将脂肪滴逐个分布到仿真空间,且每个脂肪滴与前一个脂肪滴的距离服从步骤6.2得到的三维最近邻距离序列,在三维仿真模型中脂肪滴不与其他脂肪滴重叠,得到脂肪肝组织三维仿真模型。