[發(fā)明專(zhuān)利]基于普通C臂機(jī)的脊柱3D建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210051812.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103295264A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆士舉;宋成利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 分類(lèi)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

1.一種基于普通C臂機(jī)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臂機(jī)的實(shí)際錐束；

步驟二、對(duì)步驟一獲得的實(shí)際錐束進(jìn)行虛擬平移，并根據(jù)虛擬平移錐束與實(shí)際錐束之間的映射關(guān)系，計(jì)算對(duì)應(yīng)的虛擬平移錐束投影圖像；

步驟三、調(diào)整3D建模方法中的相關(guān)參數(shù)后，基于虛擬平移錐束投影圖像重建脊柱3D體素模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于普通C臂機(jī)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所述的基于普通C臂機(jī)的脊柱3D建模方法，其特征在于：步驟二中所述的虛擬平移方向與實(shí)際錐束中軸線(xiàn)垂直且指向C臂旋轉(zhuǎn)中心，所述的虛擬平移錐束與實(shí)際錐束的映射關(guān)系是：虛擬平移錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離等于實(shí)際錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離D，虛擬平移錐束光源點(diǎn)到其成像平面的垂線(xiàn)通過(guò)C臂旋轉(zhuǎn)中心，且平行于實(shí)際錐束光源點(diǎn)到其成像平面的垂線(xiàn)，虛擬平移錐束投影成像平面與實(shí)際錐束投影成像平面位于同一平面內(nèi)；設(shè)R為實(shí)際錐束光源點(diǎn)到C臂旋轉(zhuǎn)中心之間的距離，實(shí)際錐束光源點(diǎn)和C臂旋轉(zhuǎn)中心之連線(xiàn)與實(shí)際錐束中軸線(xiàn)之間的夾角為θ，對(duì)虛擬平移錐束投影和實(shí)際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，令兩個(gè)坐標(biāo)系的列向軸均位于C臂旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)且正向相同，則兩個(gè)坐標(biāo)系下之投影像素坐標(biāo)及灰度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

u＝u_v-R.sin(θ)，v＝v_v，

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

上式中，u和v分別為實(shí)際錐束投影像素的行坐標(biāo)及列坐標(biāo)，u_v和v_v分別為虛擬平移錐束投影像素的行坐標(biāo)及列坐標(biāo)，g_c(λ，u，v)為實(shí)際錐束投影在對(duì)應(yīng)坐標(biāo)處的像素灰度值，g_v(λ，u_v，v_v)為虛擬平移錐束投影在對(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所述的基于普通C臂機(jī)的脊柱3D建模方法，其特征在于：步驟三中所述的調(diào)整3D建模方法中的相關(guān)參數(shù)具體包括：將虛擬平移錐束光源點(diǎn)沿圓弧路徑運(yùn)動(dòng)的半徑調(diào)整為R.cos(θ)，將虛擬平移錐束投影數(shù)據(jù)行濾波處理的區(qū)間下限u_l調(diào)整為R.sin(θ)-D.tan(γ_m)，上限u_u調(diào)整為R.sin(θ)+D.tan(γ_m)，其中，γ_m為錐束的錐角，R為實(shí)際錐束光源點(diǎn)到C臂旋轉(zhuǎn)中心之間的距離，D為虛擬平移錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離或?qū)嶋H錐束光源點(diǎn)到其成像平面之間的距離，θ為實(shí)際錐束光源點(diǎn)和C臂旋轉(zhuǎn)中心之連線(xiàn)與實(shí)際錐束中軸線(xiàn)之間的夾角。