[發(fā)明專利]基于錐束虛擬旋轉(zhuǎn)的脊柱3D建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210051800.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103295263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆士舉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

1.一種基于錐束虛擬旋轉(zhuǎn)的脊柱3D建模方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、對(duì)普通C臂機(jī)的錐束投影圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后的錐束投影圖像，作為C臂錐束；

步驟二、對(duì)步驟一獲得的C臂錐束進(jìn)行虛擬旋轉(zhuǎn)再處理，并計(jì)算得到虛擬錐束投影圖像；

步驟三、對(duì)3D建模方法中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，采用調(diào)整后的方法基于虛擬錐束投影圖像重建脊柱3D體素模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于錐束虛擬旋轉(zhuǎn)的脊柱3D建模方法，其特征在于：步驟一中所述的預(yù)處理是指對(duì)普通C臂機(jī)獲取的2D錐束投影圖像g_m(λ，u，v)進(jìn)行中值濾波除噪，得到處理后的錐束投影圖像g_c(λ，u，v)，其中λ為C臂旋轉(zhuǎn)角度，u和v分別為圖像像素的行、列坐標(biāo)，設(shè)錐束的錐角為γ_m。

3.如權(quán)利要求1所述的基于錐束虛擬旋轉(zhuǎn)的脊柱3D建模方法，其特征在于：步驟二中所述的虛擬旋轉(zhuǎn)再處理是指對(duì)普通C臂機(jī)獲取的錐束繞其光源點(diǎn)進(jìn)行虛擬旋轉(zhuǎn)得到虛擬錐束，并根據(jù)錐束與虛擬錐束之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算得到虛擬錐束投影圖像；虛擬錐束與錐束之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是，虛擬錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離等于錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離D，虛擬錐束光源點(diǎn)到其成像平面的垂線通過(guò)C臂旋轉(zhuǎn)中心；對(duì)虛擬錐束投影和錐束投影分別建立笛卡爾坐標(biāo)系，令兩個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)分別位于光源點(diǎn)在各自成像平面上的垂足，令兩個(gè)坐標(biāo)系的行向軸均垂直于C臂旋轉(zhuǎn)平面且正向相同，令虛擬錐束投影列向軸與錐束投影列向軸均位于C臂旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)，且兩軸正向所夾角度為銳角θ，則同一X射線在兩個(gè)坐標(biāo)系下之投影像素坐標(biāo)及灰度值對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

u=D.tan(arctan(uvD)-θ),]]>v=vv.D2+u2D2+uv2,]]>

gv(λ,uv,vv)=gc(λ,u,v).(D2+uv2D2+u2+v2)]]>

上式中，u和v分別為錐束投影像素的行坐標(biāo)及列坐標(biāo)，u_v和v_v分別為虛擬錐束投影像素的行坐標(biāo)及列坐標(biāo)，g_c(λ，u，v)和g_v(λ，u_v，v_v)分別為錐束投影及虛擬錐束投影在對(duì)應(yīng)坐標(biāo)處的像素灰度值，λ為C臂旋轉(zhuǎn)角度。

4.如權(quán)利要求1所述的基于錐束虛擬旋轉(zhuǎn)的脊柱3D建模方法，其特征在于：步驟三中所述的對(duì)3D建模方法中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具體包括：將光源點(diǎn)沿圓弧路徑運(yùn)動(dòng)的半徑R調(diào)整為光源點(diǎn)到C臂旋轉(zhuǎn)中心的距離，將錐束投影數(shù)據(jù)行濾波處理的區(qū)間下限u_l調(diào)整為-D.tan(γ_m-θ)，上限u_u調(diào)整為D.tan(γ_m+θ)其中，γ_m為錐束的錐角，D為虛擬錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離或錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離，θ為虛擬錐束投影列向軸與錐束投影列向軸正向所夾角度。