專利名稱：一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，特別涉及一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)窺鏡技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)占有相當(dāng)重要的地位，但是由于要往病人體內(nèi)插入內(nèi)窺鏡體，會(huì)給病人帶來(lái)痛苦。而醫(yī)學(xué)圖像在臨床診斷、教學(xué)研究等方面發(fā)展作用，目前的醫(yī)學(xué)圖像包括核磁共振(MRI)圖像、B超掃描圖像，彩色多普勒超聲圖像。虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，計(jì)算機(jī)圖像處理尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)等學(xué)科的發(fā)展的一種獨(dú)特的技術(shù)，是一種完全無(wú)接觸式的檢查手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法，對(duì)通過(guò)醫(yī)療掃描設(shè)備對(duì)人體掃描獲得的成像數(shù)據(jù)的分割，分離出需要觀察的圖像，運(yùn)用遞進(jìn)網(wǎng)格算法進(jìn)行三維重建，得到觀察對(duì)象的空間數(shù)據(jù)。所述的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于運(yùn)用面繪制的方法處理所獲得的成像數(shù)據(jù)。所述的的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于利用LocKlevel of detail，細(xì)節(jié)層次)技術(shù)精簡(jiǎn)三角形面片。所述的的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于遞進(jìn)網(wǎng)絡(luò)算法運(yùn)用以邊折疊和點(diǎn)分裂為基礎(chǔ)的三角面片簡(jiǎn)化的單位操作。本發(fā)明的有益效果在于避免了內(nèi)窺鏡體的插入，提供一種無(wú)接觸式的檢查手段， 避免了不必要的痛苦，同時(shí)可以對(duì)常規(guī)內(nèi)窺鏡無(wú)法到達(dá)的區(qū)域進(jìn)行檢查。


圖1為本發(fā)明折疊效應(yīng)處理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。通過(guò)CT掃描獲得醫(yī)療切片圖像數(shù)據(jù)，對(duì)所得圖像進(jìn)行分割，分離觀察對(duì)象的背景，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三維重建，得到觀察對(duì)象的空間數(shù)據(jù)，通過(guò)虛擬漫游分析由獲得的空間數(shù)據(jù)構(gòu)成的空間。針對(duì)虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理，主要是分析切片數(shù)據(jù)從而構(gòu)成最接近原型的空間數(shù)據(jù)。切片圖形數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于包圍物體的一組等值面，含有物體的幾何及拓?fù)湫畔ⅲǔ？梢苑纸鉃?-4個(gè)三角形，由于CT為均勻掃描，在平坦的表面會(huì)產(chǎn)生大量冗余的三角形，所以采用面繪制的方法，利用Lod(細(xì)節(jié)層次)技術(shù)精簡(jiǎn)三角形面片。精簡(jiǎn)的時(shí)間點(diǎn)在面片生成的同時(shí)和面片生成后，前者保持對(duì)物體描述的拓?fù)湟淮涡?，后者為L(zhǎng)oc準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。根據(jù)場(chǎng)景對(duì)畫面的貢獻(xiàn)大小以及人眼對(duì)畫面的敏感程度決定繪制的精度，縮短繪制時(shí)間，選取不同的精度閥值表示物體的不通層次。對(duì)于面片的精簡(jiǎn)和顯示，主要是運(yùn)用以邊折疊和點(diǎn)分裂為基礎(chǔ)的三角面片簡(jiǎn)化的單位操作為特點(diǎn)的遞進(jìn)網(wǎng)絡(luò)算法。遞進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化、恢復(fù)與視點(diǎn)的相關(guān)性的原則有以下三點(diǎn)1、在視錐之外的邊一定要進(jìn)行折疊；2、正常方向和視線方向的夾角是否大于90度，是則折疊；3、三角形投影到像平面后小于分辨率的圖元簡(jiǎn)化掉。虛擬內(nèi)窺鏡成像的待處理數(shù)據(jù)一般在100萬(wàn)個(gè)左右，為避免在重復(fù)計(jì)算，在第一次利用代價(jià)函數(shù)計(jì)算完所有圖元的代價(jià)值后，只比較本次折疊前后屬性改變的代價(jià)。具體分為三個(gè)階段1、將面片從100萬(wàn)簡(jiǎn)化到20萬(wàn)左右的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，由于邊折疊的代價(jià)值很接近，不用計(jì)算代價(jià)值，也不用進(jìn)行排序，而是設(shè)定一個(gè)長(zhǎng)度的閥值；2、實(shí)現(xiàn)面片簡(jiǎn)化到用于漫游的面片數(shù)目；代價(jià)函數(shù)為邊的長(zhǎng)度與邊的兩個(gè)端點(diǎn)的外法向量的差別加權(quán)和，然后使用改進(jìn)的堆排序的算法進(jìn)行排序，這樣可以將所有簡(jiǎn)化掉的圖元信息從機(jī)器中刪除。3、通過(guò)折疊后對(duì)新點(diǎn)坐標(biāo)值的精確確定來(lái)保證每次折疊盡可能少地改變面片的幾何屬性，在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)用醫(yī)學(xué)診斷的要求和醫(yī)學(xué)物體的特點(diǎn)對(duì)邊折疊進(jìn)行優(yōu)化，加速折疊過(guò)程。在選擇邊進(jìn)行折疊的時(shí)候我們應(yīng)用醫(yī)學(xué)面片物體的特點(diǎn)，不處理管道入口處的圖元，避免對(duì)洞孔的處理，維護(hù)邊界或管道口的點(diǎn)位置不變。我們選擇一條邊進(jìn)行折疊，前提是這條邊的折疊代價(jià)最小和折疊該邊具有合法性。合法性的條件之一是指這條邊本身處于邊界上的邊，該邊所關(guān)聯(lián)的兩個(gè)面中有一個(gè)不存在，這種處于邊界上的對(duì)于虛擬內(nèi)窺鏡的應(yīng)用就是管狀物體的管口位置，為了不發(fā)生管口效應(yīng)，我們要求管口的邊不能進(jìn)行折疊。條件之二這條邊是在折疊后會(huì)產(chǎn)生折疊效應(yīng)的邊，由于在折疊過(guò)程中會(huì)發(fā)生折疊后一條邊與超過(guò)兩個(gè)面相鄰，違反了面片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要求，我們可以采用折疊圖1的所示的三角形的虛線先進(jìn)行邊折疊就避免了上述的情況。條件之三是這條邊是鄰接邊界的邊。在進(jìn)行虛擬漫游的時(shí)候，主要進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是與所有活動(dòng)的圖元和相關(guān)的數(shù)據(jù)，特別是活動(dòng)的邊圖元數(shù)據(jù)，在漫游中每次對(duì)所有的能折疊的邊進(jìn)行計(jì)算，選出要折疊的邊，從中對(duì)所有的元素應(yīng)用視點(diǎn)相關(guān)原則，從這些可以進(jìn)行邊折疊的信息中選取要進(jìn)行的邊折疊。
權(quán)利要求
1.一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于對(duì)通過(guò)醫(yī)療掃描設(shè)備對(duì)人體掃描獲得的成像數(shù)據(jù)的分割，分離出需要觀察的圖像，運(yùn)用遞進(jìn)網(wǎng)格算法進(jìn)行三維重建，得到觀察對(duì)象的空間數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的處理方法，其特征在于運(yùn)用面繪制的方法處理所獲得的成像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的處理方法，其特征在于利用 Lod技術(shù)精簡(jiǎn)三角形面片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的的一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的處理方法，其特征在于遞進(jìn)網(wǎng)絡(luò)算法運(yùn)用以邊折疊為基礎(chǔ)的三角面片簡(jiǎn)化的單位操作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種虛擬內(nèi)窺鏡成像的數(shù)據(jù)處理方法，在該方法中，通過(guò)CT、MRI對(duì)人體進(jìn)行掃描獲得的成像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像進(jìn)行分割，分離需要觀察的圖像，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用遞進(jìn)網(wǎng)格算法進(jìn)行三維重建，得到觀察對(duì)象的空間數(shù)據(jù)，該方法能避免病人直接做內(nèi)窺鏡的痛苦，同時(shí)可觀測(cè)病人在常規(guī)內(nèi)窺鏡中難以到達(dá)的區(qū)域。
文檔編號(hào)G06T17/00GK102568028SQ20101057581
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者李正, 王剛, 范夢(mèng)瀾 申請(qǐng)人:上海亞太計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)有限公司