[發明專利]基于CT影像模擬與定位的超聲培訓系統有效
| 申請號： | 201310244882.1 | 申請日： | 2013-06-19 |
| 公開（公告）號： | CN103295455A | 公開（公告）日： | 2013-09-11 |
| 發明（設計）人： | 楊健;王涌天;劉越;叢偉建;宋凌 | 申請（專利權）人： | 北京理工大學 |
| 主分類號： | G09B23/28 | 分類號： | G09B23/28 |
| 代理公司： | 北京理工大學專利中心 11120 | 代理人： | 高燕燕 |
| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 ct 影像 模擬 定位 超聲 培訓 系統 | ||
1.基于CT影像模擬與定位的超聲培訓系統，其特征在于：包括曲面匹配模塊、超聲模擬探頭位姿跟蹤模塊、圖像增強與超聲圖像模擬生成模塊和融合顯示模塊；
曲面匹配模塊用于以實物模型為標準，將讀取的人體CT體數據與實物模型數據進行表面匹配，通過基于薄板樣條的插值方法實現曲面的彈性變換；
超聲模擬探頭位姿跟蹤模塊用于采用標志點跟蹤的方法實時計算超聲模擬探頭相對于實體模型的位姿，根據位姿矩陣獲取任意角度的CT圖像切片；
圖像增強與超聲圖像模擬生成模塊用于采用多尺度增強方法，提高CT圖像中的血管對比度，并基于CT體數據實現超聲圖像的模擬；
融合顯示模塊用于基于CUDA的加速完成CT體數據的渲染顯示，并根據已獲取的位姿矩陣，將超聲模擬圖像與三維CT圖像融合顯示。
2.如權利要求1所述的基于CT影像模擬與定位的超聲培訓系統，其特征在于：曲面匹配模塊采用基于八叉樹的曲面匹配方法進行表面匹配，具體包括以下步驟：
（1）在待配準圖像中，即人體腹腔模型數據表面選取標記點；
（2）建立兩幅圖像標記點之間的對應關系；
（3）將兩幅圖像的標記點以紋理形式載入到GPU，在GPU采用基于八叉樹的匹配算法求取圖像之間的配準變換；
（4）將求得的變換作用于待配準圖像，實現圖像的彈性匹配，并通過基于薄板樣條的插值方法實現曲面的彈性變換。
3.如權利要求1或2所述的基于CT影像模擬與定位的超聲培訓系統，其特征在于：采用標志點跟蹤的方法實時計算超聲實體探頭相對于腹腔實體模型的位姿時，在獲取旋轉與平移矩陣后，根據位姿信息得到超聲模擬探頭相對與CT體數據的位姿關系，以此獲得人體數據切片圖像。
4.如權利要求1或2所述的基于CT影像模擬與定位的超聲培訓系統，其特征在于：基于CT體數據實現超聲圖像的模擬首先采用多尺度血管增強算法提高CT圖像中的血管對比度，然后根據超聲傳播原理計算組織分界面的反射系數，利用GPU加速超聲反射和散射現象和窗口函數計算，實時模擬超聲圖像。
5.如權利要求1或2所述的基于CT影像模擬與定位的超聲培訓系統，其特征在于：完成CT體數據的渲染顯示時利用全局光照模型增加圖像的真實感。
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