[發明專利]一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法

有效

• 申請號: 201710791724.6
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107705289B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 賴均;李偉生;汪俊
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/62;G06T17/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 寸南華

1.一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，利用獲取的終端節點和分支節點，從所述終端節點開始骨架擬合，將離散的終端節點和離散的分支節點通過骨架點的位置進行連接，從而獲取平滑骨架線；將所述平滑骨架線根據血管段集和血管分支段集，得到血管平滑路徑，獲取血管路徑的整體方向；利用體素的大小，計算出各血管段的長度；根據擬合后的平滑骨架線，計算節點間血管段的等效體素長度，所述節點間血管段的等效體素長度乘以體素尺度得到血管段的長度；根據血管的路徑方向獲取血管垂直截面，并獲取有效面積，從而計算出血管的等效半徑；根據血管段的長度和所述等效半徑模擬并重建血管；

其中，血管段長度的計算公式表示為L＝l_c×S_v；

L表示為血管段長度，l_c表示節點間血管段的等效體素長度，S_v表示為體素尺度；

等效體素長度的計算公式表示為

v_i，v_j均屬于骨架點體素，任一v_i，v_j之間存在某種鄰域關系，n_c表示骨架分支點數，||·||₂表示計算二范數。

2.根據權利要求1所述的一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，所述平滑骨架線采用多次樣條方法獲得，包括采用二階或三階光滑樣條來擬合骨架線。

3.根據權利要求1所述的一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，所述平滑骨架線采用均值插值法獲得，包括在任意兩個終端節點和分支節點間，進行均值插值，獲得平滑的曲線條。

4.根據權利要求1所述的一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，所述根據血管的路徑方向獲取血管垂直截面包括：根據血管路徑方向，求取各關鍵點垂直截面，并計算截面的等效半徑。

5.根據權利要求4所述的一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，根據血管路徑方向，求取各關鍵點垂直截面包括：獲取血管路徑上的任一點p的切方向，即路徑方向dir_p，構建該點p的法平面plane，包括：

dir_p＝[A B C]

A(x-x_p)+B(y-y_p)+C(z-z_p)＝0

其中，(A,B,C)表示路徑方向dir_p的向量坐標，(x,y,z)表示右手坐標系，(x_p,y_p,z_p)表示點p的坐標。

6.根據權利要求4所述的一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，所述計算截面的等效半徑包括：把垂直截面與血管的交截面面積S，經過計算，得到血管的等效半徑R：

其中，S_c為界面區域，p為界面體素相應截面積，||·||表示計算范數。

7.根據權利要求1所述的一種基于骨架拓撲結構的血管模擬重建方法，其特征在于，根據血管段的長度和所述等效半徑模擬血管包括：按照三維曲線填充，模擬并重建血管。