[發(fā)明專利]利用二維核磁圖像重建頭部三維模型的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310719346.2
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103679808A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江濤;袁寶文;郭楠;劉玉進(jìn);李洪研;羅志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 通號通信信息集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;A61B5/055
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 陳振

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用二維核磁圖像重建頭部三維模型的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

醫(yī)學(xué)影像三維重建是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域與計算機(jī)圖形圖像領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其在醫(yī)療教學(xué)、臨床手術(shù)等方面都有重要的研究意義和應(yīng)用價值。人腦相比骨骼更具有流體的特性，在根據(jù)人腦二維核磁圖像進(jìn)行三維重建時比骨骼的重建難度更高。且人腦是個組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的器官，內(nèi)部包括了白質(zhì)、灰質(zhì)、血管、神經(jīng)等人體組織，如何利用這些組織的二維核磁圖像采用通用的方法進(jìn)行三維重建在神經(jīng)外科腦部手術(shù)以及神經(jīng)外科腦部教學(xué)等領(lǐng)域具有重要的意義。

目前，對于人體器官的表面重建方法中大部分所采用等值面重建原理，即根據(jù)體素和等值面的交點(diǎn)來求解器官的多邊形面片，然后將所求得的多邊形面片連接起來形成器官的表面三維模型。

傳統(tǒng)的根據(jù)等值面重建原理重建三維模型的方法，在重建過程中，直接利用獲取的二維圖像，對所有體素都處理一遍，并且在體素與等值面的交點(diǎn)選取中采用線性插值方法對面片的頂點(diǎn)進(jìn)行選取，計算量較大，這種方法對于核磁圖像來說性能較低且重建速度慢，特別是對于大體積如頭部的重建性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種高性能的利用二維核磁圖像重建頭部三維模型的方法及系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的利用二維核磁圖像重建頭部三維模型的方法，包括以下步驟：

S100，對人體頭部的二維核磁圖像進(jìn)行預(yù)處理，去除所述二維核磁圖像上的噪聲；

S200，獲取相鄰兩張去噪后的所述二維核磁圖像上的所有的非空體素；

S300，查找所述非空體素與等值面的相交關(guān)系，并選取所述非空體素與等值面相交的邊的中點(diǎn)作為所述非空體素與所述等值面的交點(diǎn)；

S400，將每個所述非空體素與所述等值面的所有交點(diǎn)順次連接起來，形成三維多邊形面片；

S500，將所有的所述非空體素與所述等值面相交形成的所述三維多邊形面片連接起來，得到頭部三維模型。

在其中一個實(shí)施例中，所述步驟S100包括以下步驟：

S110，對所述二維核磁圖像進(jìn)行高斯濾波，去除所述二維核磁圖像上的高斯噪聲。

在其中一個實(shí)施例中，所述步驟S200包括以下步驟：

S210，提取相鄰兩張去噪后的所述頭部核磁圖像上的所有體素，構(gòu)成一個三維體素矩陣；

S220，對所述三維體素矩陣進(jìn)行線性掃描，直到搜索到第一個所述非空體素為止；

S230，采用四鄰域搜索法，對所述三維體素矩陣進(jìn)行搜索，查找所述三維體素矩陣中的所有的所述非空體素。

在其中一個實(shí)施例中，所述步驟S220包括以下步驟：

S221，選取所述三維體素矩陣的中間行；

S222，從所述中間行開始，同時沿Y軸的上下兩個方向進(jìn)行線性掃描，直到搜索到第一個所述非空體素為止。

在其中一個實(shí)施例中，所述步驟S300包括以下步驟：

S310，對查找到的所述非空體素進(jìn)行編碼，得到每個所述非空體素對應(yīng)的體素編碼串；

S320，在預(yù)設(shè)的索引表中查找每個所述體素編碼串對應(yīng)的等值面與所述非空體素的相交關(guān)系，即確定每個所述非空體素與所述等值面的相交的邊；

S330，選取所述非空體素與所述等值面相交的邊的中點(diǎn)作為所述非空體素與所述等值面的交點(diǎn)，計算所有的所述非空體素與所述等值面的交點(diǎn)的位置。

相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的利用二維核磁圖像重建頭部三維模型的系統(tǒng)，包括圖像預(yù)處理模塊、非空體素提取模塊、查找計算模塊、第一重建模塊以及第二重建模塊；

所述圖像預(yù)處理模塊，用于對人體頭部的二維核磁圖像進(jìn)行預(yù)處理，去除所述二維核磁圖像上的噪聲；

所述非空體素提取模塊，用于獲取相鄰兩張去噪后的所述二維核磁圖像上的所有的非空體素；

所述查找計算模塊，查找所述非空體素與等值面的相交關(guān)系，并選取所述非空體素與等值面相交的邊的中點(diǎn)作為所述非空體素與所述等值面的交點(diǎn)；所述第一重建模塊，用于將每個所述非空體素與所述等值面的所有交點(diǎn)順次連接起來，形成三維多邊形面片；

所述第二重建模塊，用于將所有的所述非空體素與所述等值面相交形成的所述三維多邊形面片連接起來，得到頭部三維模型。

在其中一個實(shí)施例中，所述圖像預(yù)處理模塊包括高斯濾波單元；

所述高斯濾波單元，用于對所述二維核磁圖像進(jìn)行高斯濾波，去除所述二維核磁圖像上的高斯噪聲。