[發(fā)明專利]一種具有生理功能的人體腎臟計(jì)算機(jī)三維模型構(gòu)建方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910146383.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN101582172A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小寧;石杰;曹艷娟;陳安進(jìn);陳戈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué);青島市市立醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有生理功能的人體腎臟計(jì)算機(jī)三維模型構(gòu)建方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)獲取三維數(shù)據(jù)場(chǎng)；

(2)腎臟宏觀結(jié)構(gòu)的三維重建；

(3)腎臟微細(xì)結(jié)構(gòu)——腎單位的三維重建；

(4)實(shí)現(xiàn)腎臟微觀結(jié)構(gòu)的三維模型與腎臟宏觀結(jié)構(gòu)的三維模型的整合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有生理功能的人體腎臟計(jì)算機(jī)三維模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，首先，對(duì)人體腎臟的連續(xù)斷面彩色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割、配準(zhǔn)、融合等預(yù)處理，得到圖像中的輪廓線并對(duì)其進(jìn)行編輯、修改、儲(chǔ)存等操作，獲得輪廓線數(shù)據(jù)；然后，將連續(xù)數(shù)據(jù)離散化處理，重新填充和分類，形成三維數(shù)據(jù)場(chǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有生理功能的人體腎臟計(jì)算機(jī)三維模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述的步驟(2)中，腎臟宏觀三維模型構(gòu)建采用面繪制方法，具體通過由空間三維數(shù)據(jù)場(chǎng)構(gòu)造出中間幾何圖元(如平面多邊形)，然后由計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)畫面繪制來擬合物體表面，描述物體三維結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有生理功能的人體腎臟計(jì)算機(jī)三維模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述的步驟(3)中，采用腎臟的連續(xù)切片彩色圖像數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)圖像軟件進(jìn)行預(yù)處理，利用三維體繪制的方法構(gòu)建微細(xì)結(jié)構(gòu)，具體步驟：首先，讀取腎臟的連續(xù)切片彩色圖像數(shù)據(jù)，通過濾波、圖像增強(qiáng)等圖像預(yù)處理過程提高圖像質(zhì)量，獲得較清晰的二維切片圖像；然后，通過圖像分割方法，建立并提取腎單位的區(qū)域輪廓，經(jīng)配準(zhǔn)后，建立所有二維腎單位圖像的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)，并對(duì)三維數(shù)據(jù)場(chǎng)中的每一個(gè)不同類元素賦以不同的顏色、透明度屬性，在觀察平面上進(jìn)行投影，進(jìn)行可視化成像處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有生理功能的人體腎臟計(jì)算機(jī)三維模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述的步驟(4)中，利用多次運(yùn)算的中間結(jié)果的傳遞來減少一次運(yùn)算的運(yùn)算量，生成整個(gè)對(duì)象的仿真計(jì)算模型，具體步驟：

①確定腎臟的計(jì)算機(jī)三維模型所覆蓋的空間范圍；

②定義具有均一物理特性的獨(dú)立柵格即腎單位的幾何結(jié)構(gòu)和物理組成(組成、性質(zhì)等)，作為填充計(jì)算機(jī)三維模型覆蓋區(qū)域的基本單元，在幾何結(jié)構(gòu)上，柵格對(duì)應(yīng)于仿真計(jì)算模型中的體元；

③將腎臟的計(jì)算機(jī)三維模型劃分為幾個(gè)幾何體并定義其幾何尺寸和物理組成，每個(gè)幾何體均由上述步驟②中的柵格組成，在物理組成上，幾何體對(duì)應(yīng)于仿真計(jì)算模型劃分的小區(qū)域；

④用②中定義的柵格填充③中定義的幾何體，再利用所有的幾何體求取①中定義的空間區(qū)域，從而生成與腎臟的真實(shí)結(jié)構(gòu)具有相同幾何和物理組成的三維仿真計(jì)算模型；

⑤通過仿真計(jì)算實(shí)現(xiàn)腎臟的生理功能，在計(jì)算機(jī)三維模型和已經(jīng)建立的腎臟數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上用計(jì)算機(jī)仿真來研究通用的腎臟代謝功能。