[發明專利]一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法

有效

• 申請號: 202110392993.1
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113160417B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 徐振豪;何良華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T5/00;G06T7/13;G06T3/40
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、獲取泌尿系統醫學影像，經分割處理后得到標注數據文件；

S2、根據所述標注數據文件，通過基于深度優先遍歷和輪廓線插值的面繪制算法，生成泌尿系統醫學影像的三角面片網格模型；

S3、通過基于距離加權和線性插值的拉普拉斯網格平滑算法，對所述三角面片網格模型進行多次迭代優化；

S4、根據優化后的三角面片網格模型，通過紋理映射算法渲染出泌尿系統醫學影像的三維重建模型；

所述步驟S3中基于距離加權和線性插值的拉普拉斯網格平滑算法具體包括以下步驟：

S301、獲取三角面片網格模型的等值面中的目標頂點，計算所述目標頂點的鄰接點集及鄰接頂點的數量；

S302、分別計算鄰接點集中每個鄰接頂點與目標頂點的間距；

S303、根據鄰接頂點與目標頂點的間距，分別計算每個鄰接頂點的權重，根據所述權重計算目標頂點與鄰接頂點之間內插點的坐標；

S304、根據所述目標頂點與鄰接頂點之間內插點的坐標，通過傘狀算子更新目標頂點的坐標；

S305、遍歷等值面中所有的目標頂點，重復步驟S301～S304，計算得到所有目標頂點的更新位置，完成一次三角面片網格模型的平滑優化。

2.根據權利要求1所述的一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，所述泌尿系統醫學影像具體為泌尿系統的MRI影像，所述標注數據文件具體為NIFTI標注數據文件。

3.根據權利要求1所述的一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，所述步驟S4中通過Unity3D平臺中的紋理映射算法渲染出泌尿系統醫學影像的三維重建模型。

4.根據權利要求1所述的一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，所述步驟S2中基于深度優先遍歷和輪廓線插值的面繪制算法具體包括以下步驟：

S201、獲取標注數據文件中相鄰兩張待插值的二值斷層圖像，提取所述二值斷層圖像中的邊緣輪廓線；

S202、分別計算兩張所述二值斷層圖像所對應的邊緣輪廓線的質心坐標；

S203、將所述質心坐標作為圓心將二值斷層圖像劃分成四個象限，每個象限中分別匹配相應的邊緣輪廓線；

S204、對每個象限的邊緣輪廓線進行深度優先遍歷，去除孤立點，篩選出一條最長的邊緣輪廓線作為該象限的最佳輪廓線；

S205、根據所述最佳輪廓線的端點值、中心點值和兩張二值斷層圖像之間需要內插的層數，通過匹配函數進行遞歸計算，得到每層內的內插輪廓線；

S206、通過二次插值法填充所述內插輪廓線和最佳輪廓線的輪廓點，再通過基于中值法改進的Marching Cubes算法進行面繪制，得到三角面片網格模型。

5.根據權利要求4所述的一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，所述質心坐標的計算公式如下所示：

其中，(x₀,y₀)為質心坐標，N為邊緣輪廓線上像素點的個數，(x_i,y_i)為邊緣輪廓線上像素點的坐標。

6.根據權利要求1所述的一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，所述鄰接頂點與目標頂點的間距具體為鄰接頂點與目標頂點的歐氏距離。

7.根據權利要求6所述的一種基于泌尿系統的多器官三維重建控制方法，其特征在于，所述鄰接頂點的權重的計算公式如下所示：

其中，n為鄰接頂點的數量，w_i為第i個鄰接頂點的權重，d_i為第i個鄰接頂點與目標頂點的歐氏距離。