一种管内步进单向光束扫描断层图像的三维重建方法技术

本发明专利技术公开了一种管内步进单向光束扫描断层图像的三维重建方法，通过管内步进单模光纤的光束扫描出的断层图像，对其在步进马达设定步进的直线速度，确定像素点的一维空间相对线性位置，以及确定步进马达转速的情况下，对每一幅图像的二维图像像素点，做极坐标的变换确定该像素点在二维平面的位置，综合上述的平面位置信息，确定像素点相对的三维空间中的静态位置。根据光束反射强度在每幅断层图像上灰度值的不同，计算相邻两幅图像之间的距离差，采用灰度差分计算方式进行插值，将三维图像特征体现的更加直观。本发明专利技术可对管内图像信息的提取，重建管内壁图像精度高，对医学介入手术诊断心血管内壁复杂形状及组织特征的判断，具有很好的辅助效果。

A 3D reconstruction method for in tube step by step beam scanning tomographic images

The invention discloses a method for three-dimensional reconstruction of tube step unidirectional beam tomography images, beam scanning out image tube through the step of the single-mode fiber, the stepper motor line speed step, to determine the relative position of the linear dimension of pixels, and determine the stepper motor speed under the condition of two-dimensional image pixels of each image, do the polar coordinates transform to determine the pixels in the 2D plane position, the position information of the complex plane, to determine the static position of three-dimensional space relative to the pixels in the. Based on the beam reflection intensity in each images on different gray value, the calculation of the distance between two adjacent images, using gray difference calculation method for interpolation, 3D image feature will be more intuitive. The invention can extract the image information in the tube, reconstruct the image of the inner wall of the tube with high accuracy, and has good auxiliary effect for the medical intervention operation to diagnose the complex shape and the histological features of the inner wall of the cardiovascular wall.

【技术实现步骤摘要】
一种管内步进单向光束扫描断层图像的三维重建方法
本专利技术涉及三维重建和可视化
，特别是一种管内步进单向光束扫描断层图像的三维重建方法。
技术介绍
在医学图像处理领域中，有诸多断层扫描图像的提取方法，尤其在冠状动脉中运用的血管造影术，心血管阻塞搭桥时，运用的核磁共振成像(MRI,MagneticResonanceImaging)以及检测时运用的电子计算机断层扫描(CT,ComputedTomography)方法得到了广泛的运用。断层数据的三维重建就是由一系列二维断层图像还原出被检测物的三维结构。对医学断层图像进行三维重建和可视化，可为医生的诊断提供更为客观、逼真的组织器官形态，从而克服传统诊断中依赖于医生的主观想象、判断而可能导致的不确定性以及误差较大特性。因此，三维断层图像重建技术具有广泛的临床实用性。检索到现有的公开专利申请如下：1.由非平行断层图像序列重建三维目标对象表面的方法(CN101533518B)，公开了一种由非平行断层图像序列重建三维目标对象表面的方法，通过对断层图像分割提取目标对象轮廓，并对其进行距离变换、提取圆盘集并去除冗余找出目标对象轮廓内的极大圆盘集，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管内步进单向光束扫描断层图像的三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、读取n幅断层扫描图像，每一幅断层扫描图像有N条不同位置的单向光束信息，对该断层扫描图像进行极坐标变换，并使用插值法，增加断层扫描图像的像素密度，得到n幅按照极坐标变换公式变换后的像素的平面位置信息；按照极坐标变换公式变换后的每个像素的平面位置信息(X,Y)是按照如下过程得到的：将每一幅断层扫描图像的每条单向光束信息按照从1到N进行摆放，每条光束上有M个像素点的灰度值，确定插入像素的密度ρ，将读取到的第ni幅断层扫描图像中的一个像素的平面位置信息(x,y)按照极坐标变换公式变换得到在2N*2N背景下的每个像素的平...

【技术特征摘要】
1.一种管内步进单向光束扫描断层图像的三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、读取n幅断层扫描图像，每一幅断层扫描图像有N条不同位置的单向光束信息，对该断层扫描图像进行极坐标变换，并使用插值法，增加断层扫描图像的像素密度，得到n幅按照极坐标变换公式变换后的像素的平面位置信息；按照极坐标变换公式变换后的每个像素的平面位置信息(X,Y)是按照如下过程得到的：将每一幅断层扫描图像的每条单向光束信息按照从1到N进行摆放，每条光束上有M个像素点的灰度值，确定插入像素的密度ρ，将读取到的第ni幅断层扫描图像中的一个像素的平面位置信息(x,y)按照极坐标变换公式变换得到在2N*2N背景下的每个像素的平面位置信息(X,Y)；其中，1≤ni≤n；步骤S2、增加经过步骤S1变换后的每一幅断层扫描图像的对比度，得到可用于显示的视觉图；步骤S3、对步骤S2得到的视觉图采用边缘检测算法，提取目标对象的轮廓，并确定轮廓圆心；步骤S4、依据断层扫描图像采集设备的步进时间与步进长度，求得经过步骤S1变换后的每一幅断层扫描图像排列到三维空间中、垂直于每一幅断层扫描图像平面的步进位置信息Z；步骤S5、根据步骤S1变换后的每一幅断层扫描图像的每个像素的平面位置信息(X,Y)、步骤S2中的对比度、步骤S3中得到的轮廓圆心、步骤S4求得的步进位置信息Z和断层扫描图像存储格式构建出三维实体的数据结构，由图像处理软件显示三维实体。2.根据权利要求1所述的一种管内步进单向光束扫描断层图像的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张载龙，白一帆，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32