用于CBCT成像的多平面重建方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术适用计算机技术领域，提供了一种用于CBCT成像的多平面重建的方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对锥形束CT成像扫描系统扫描到的透视图像进行三维重建，获得投照体的三维体数据，构建三维体数据的一维纹理和三维纹理，计算待观测点处的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在三维纹理上的纹理坐标，计算待观测曲面图像在三维纹理上的纹理坐标，根据轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像、斜位图像、待观测曲面图像的纹理坐标，绘制轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像、斜位图像、待观测曲面图像并输出，从而通过绘制不同姿态二维图像，有效地提高了多平面重建的立体感和整体性。

【技术实现步骤摘要】
用于CBCT成像的多平面重建方法、装置、设备及存储介质
本专利技术属于计算机
，尤其涉及一种用于CBCT成像的多平面重建方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
CBCT(ConebeamCT，锥形束CT)成像技术起源于西门子医疗系统集团近年来推出的DynaCT技术，其原理是利用锥形束X射线围绕投照体做环形透视扫描，对扫描后的数据进行计算机重建生成三维体数据。在CBCT扫描重建获得三维体数据后，通常通过多平面重建方式对三维体数据进行显示。多平面重建是一种三维体数据的显示方式，是在轴向位图像上按需要任意画线，绘制该画线平面的三维重建图像，绘制的三维重建图像包括轴向位图像、冠状位图像、矢状位图像以及任意角度斜位图像。目前，通过多平面重建可以较好地显示患者组织器官内复杂的解剖关系，有利于病灶的准确定位，能够清楚测量骨碎片的大小、位移情况，并且提供骨折周围软组织肿胀、积血等信息，然而，多平面重建的不足之处是缺乏立体感和整体性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于CBCT成像的多平面重建方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中用于CBCT成像的多平面重建缺乏立体感和整体性的问题。一方面，本专利技术提供了一种用于CBCT成像的多平面重建方法，所述方法包括下述步骤：接收通过锥形束CT成像扫描系统扫描到的投照体的透视图像，对所述透视图像进行三维重建，获得所述投照体的三维体数据；构建所述三维体数据的一维纹理，根据所述三维体数据的一维纹理和预设的颜色映射方式，构建所述三维体数据的三维纹理；根据用户输入的所述三维体数据上待观测点的位置信息，计算所述待观测点处的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；根据所述用户输入的待观测曲面图像与所述三维体数据的交线，计算所述待观测曲面图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；根据所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像的纹理坐标，绘制所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像并输出，根据所述待观测曲面图像的纹理坐标绘制所述待观测曲面图像并输出。另一方面，本专利技术提供了一种用于CBCT成像的多平面重建装置，所述装置包括：三维重建单元，用于接收通过锥形束CT成像扫描系统扫描到的投照体的透视图像，对所述透视图像进行三维重建，获得所述投照体的三维体数据；纹理构建单元，用于构建所述三维体数据的一维纹理，根据所述三维体数据的一维纹理和预设的颜色映射方式，构建所述三维体数据的三维纹理；第一坐标计算单元，用于根据用户输入的所述三维体数据上待观测点的位置信息，计算所述待观测点处的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；第二坐标计算单元，用于根据所述用户输入的待观测曲面图像与所述三维体数据的交线，计算所述待观测曲面图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；以及绘制输出单元，用于根据所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像的纹理坐标，绘制所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像并输出，根据所述待观测曲面图像的纹理坐标绘制所述待观测曲面图像并输出。另一方面，本专利技术还提供了一种医疗设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述一种用于CBCT成像的多平面重建方法所述的步骤。另一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述一种用于CBCT成像的多平面重建方法所述的步骤。本专利技术通过CBCT扫描系统扫描投照体并对扫描的透视图像进行三维重建，获得投照体的三维体数据，构建三维体数据的一维纹理，并根据预设的颜色映射方式构建三维体数据的三维纹理，接着，计算待观测点处的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在三维纹理上的纹理坐标，计算待观测曲面图像的纹理坐标，绘制轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像、斜位图像、待观测曲面图像，从而有效地提高了多平面重建的立体感和整体性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的用于CBCT成像的多平面重建方法的实现流程图；图2是本专利技术实施例一提供的用于CBCT成像的多平面重建方法中颜色映射方式的S型映射曲线示例图；图3是本专利技术实施例一提供的用于CBCT成像的多平面重建方法中绘制的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像、斜位图像以及待观测曲面图像的示例图；图4是本专利技术实施例二提供的用于CBCT成像的多平面重建装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例二提供的用于CBCT成像的多平面重建装置的优选结构示意图；以及图6是本专利技术实施例三提供的医疗设备的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述：实施例一：图1示出了本专利技术实施例一提供的用于CBCT成像的多平面重建方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：在步骤S101中，接收通过锥形束CT成像扫描系统扫描到的投照体的透视图像，对透视图像进行三维重建，获得投照体的三维体数据。本专利技术实施例适用于锥形束CT(CBCT)成像的多平面重建。通过CBCT成像扫描系统扫描投照体，获得投照体不同角度的透视图像，根据透视图像进行三维重建，获得投照体的三维体数据。其中，三维体数据即体数据，投照体为患者的组织器官。作为示例地，可按照扫描时的位置和角度信息对这些透视图像进行规则化处理，得到三维体数据。在步骤S102中，构建三维体数据的一维纹理，根据三维体数据的一维纹理和预设的颜色映射方式，构建三维体数据的三维纹理。在本专利技术实施例中，优选地，使用OpenGL中的多重纹理、着色器，相应地为三维体数据构建一维纹理和三维纹理，以提高多平面重建的绘制速度和显示速度。进一步优选地，可通过OpenGL中的多重纹理将预设的颜色查找表设置为三维体数据的一维纹理，再由OpenGL中的着色器利用GPU计算三维体数据的三维纹理所对应的一维纹理索引值，根据一维纹理索引值从颜色查找表中查找三维纹理RGBA颜色中的RGB分量，同时将三维体数据设置三维纹理RGBA颜色中的Alpha分量，通过OpenGL中的多重纹理和三维纹理对应RGBA颜色，构建三维纹理，以提高多平面重建的绘制速度和显示速度。优选地，颜色查找表为12阶4096灰阶的颜色查找表，颜色映射方式为S型映射算法，从而使得多平面重建中图像细节显示更加连续，改善图像边缘锯齿化现象。作为示例地，颜色映射方式的公式可为：其中，index为三维纹理对应的一维纹理索引值，一维纹理索引值的数值范围在(0,1)内，k为预设参数，GrayFloat为三维体数据，windowLevel为预设的窗位，windowWidth为预设的窗宽。例如，图2为12位4096灰阶S型映射曲线图，图2的横坐标为三维体数据，纵坐标为三维纹理对应的一维纹理索引值，窗位为500，窗宽为1000。在步骤S103中，根据用户输入的三维体数据上待观测点的位置信息，计算待观测点处的轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于CBCT成像的多平面重建方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：接收通过锥形束CT成像扫描系统扫描到的投照体的透视图像，对所述透视图像进行三维重建，获得所述投照体的三维体数据；构建所述三维体数据的一维纹理，根据所述三维体数据的一维纹理和预设的颜色映射方式，构建所述三维体数据的三维纹理；根据用户输入的所述三维体数据上待观测点的位置信息，计算所述待观测点的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；根据所述用户输入的待观测曲面图像与所述三维体数据的交线，计算所述待观测曲面图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；根据所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像的纹理坐标，绘制所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像并输出，根据所述待观测曲面图像的纹理坐标绘制所述待观测曲面图像并输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于CBCT成像的多平面重建方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：接收通过锥形束CT成像扫描系统扫描到的投照体的透视图像，对所述透视图像进行三维重建，获得所述投照体的三维体数据；构建所述三维体数据的一维纹理，根据所述三维体数据的一维纹理和预设的颜色映射方式，构建所述三维体数据的三维纹理；根据用户输入的所述三维体数据上待观测点的位置信息，计算所述待观测点的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；根据所述用户输入的待观测曲面图像与所述三维体数据的交线，计算所述待观测曲面图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标；根据所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像的纹理坐标，绘制所述轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像并输出，根据所述待观测曲面图像的纹理坐标绘制所述待观测曲面图像并输出。2.如权利要求1所述的方法，构建所述三维体数据的一维纹理，根据所述三维体数据的一维纹理和预设的颜色映射方式，构建所述三维体数据的三维纹理的步骤，包括：通过OpenGL中的多重纹理，将预设的颜色查找表设置为所述三维体数据的一维纹理，所述颜色查找表为12位4096灰阶的颜色查找表；根据所述三维体数据的一维纹理和所述颜色映射方式，通过所述OpenGL中的多重纹理和着色器构建所述三维体数据的三维纹理，所述颜色映射方式为预设的S型映射算法。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据用户输入的所述三维体数据上待观测点的位置信息，计算所述待观测点处的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像以及斜位图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标的步骤，包括：接收所述用户输入的所述三维体数据上所述待观测点的位置信息，所述位置信息包括所述待观测点在所述三维体数据中的三维坐标和所述斜位图像的平面法向量；根据所述待观测点的三维坐标，计算所述待观测点处的轴向位图像、矢状位图像、冠状位图像的纹理坐标；根据所述待观测点的三维坐标和所述斜位图像的平面法向量，构建所述斜位图像的平面方程；根据所述斜位图像的平面方程，计算所述斜位图像所在平面与所述三维体数据的交点的纹理坐标。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述用户输入的待观测曲面图像与所述三维体数据的交线，计算所述待观测曲面图像在所述三维体数据的三维纹理上的纹理坐标的步骤，包括：接收所述用户输入的所述待观测曲面图像，确定所述待观测曲面图像与所述三维体数据的所述交线；获取所述交线上的离散点，通过预设的最小二乘法对所述交线上的离散点进行拟合扩散；根据所述拟合扩散后的所述离散点，将所述待观测曲面图像分解为预设数量个平面，计算所述预设数量个平面在所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌，陈鸣闽，李志成，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44