The invention belongs to the technical field of medical image, and provides a method for extracting isosurface mesh of three-dimensional reconstruction of medical volume image. The method solves the intersection points of the isosurface and the cube in sequence, then forms a triangular mesh with the intersection points, and determines whether the adjacent cube sharing the two points should be processed by a group of two adjacent intersection points, and records the cube information to be processed by a queue. There are two sources of cubes processed throughout the process: one is all the cubes in the middle layer, and the other is the cubes constructed from the data extracted from the queue. When the queue is empty, an equivalent surface grid with a specified threshold is generated.
【技术实现步骤摘要】
一种医学图像三维重建等值面网格提取方法
本专利技术属于医学图像领域，提供一种医学图像三维重建等值面网格提取方法。
技术介绍
通过医学影像技术，医生可以得到很多病人体内的特征。但传统方法是医生直接通过CT/MRI二维断层图像去想象三维来分析和诊断，这需要医生有丰富的经验；同时依据传统方法很难准确地把握组织的生理病理的性质、空间几何特征及其周围组织之间的空间关系。通过计算机辅助，从很多二维断层组成的体数据中提取等值面网格，最后将等值面网格以三维模型的形式呈现给医生，可以极大减轻医生的工作量和病症判断的准确性。网格是三维几何物体表示的基本形式，网格生成技术是医学图像三维重建的最重要的一环。等值面网格提取是通过设定一个标准灰度值，称为阈值，将灰度值等于阈值的点提取出来，由这些点组成的网格。当今，医学图像网格生成最为成熟是MC算法，它是由LorensenCline(“MarchingcubesAhighresolution3Dsurfaceconstructionalgorithm，”inComputerGraphics(Proc.SIGGRAPH)，vol.21，1987...
【技术保护点】
1.一种医学图像三维重建等值面网格提取方法，其特征在于，包括以下步骤：A、通过相邻两层医学断层图像各4个相邻点构造立方体，等值面与立方体面相交有两种情况：一种情况是相交线与相交立方体面上的顶点组成的最少边多边形为一个三角形，另一种情况是相交线与相交立方体面的点形成一个四边形；以等值面一侧的立方体顶点中，选择一个与相交线组成三角形的顶点为选定点；B、遍历立方体的各个顶点，将顶点的灰度值和阈值(等值面的灰度值)进行比较找出所有等值面对应的选定点；C、从选定点出发，依次求出等值面与立方体各边的交点；当在步骤B的过程中找不到选定点时，需要找出立方体大于阈值和不大于阈值各4个顶点组成...
【技术特征摘要】
1.一种医学图像三维重建等值面网格提取方法，其特征在于，包括以下步骤：A、通过相邻两层医学断层图像各4个相邻点构造立方体，等值面与立方体面相交有两种情况：一种情况是相交线与相交立方体面上的顶点组成的最少边多边形为一个三角形，另一种情况是相交线与相交立方体面的点形成一个四边形；以等值面一侧的立方体顶点中，选择一个与相交线组成三角形的顶点为选定点；B、遍历立方体的各个顶点，将顶点的灰度值和阈值(等值面的灰度值)进行比较找出所有等值面对应的选定点；C、从选定点出发，依次求出等值面与立方体各边的交点；当在步骤B的过程中找不到选定点时，需要找出立方体大于阈值和不大于阈值各4个顶点组成的两个对面，然后对两个对面之间的相连边依次(顺时针或逆时针)求与等值面的交点；D、用一个标记数组记录所有立方体的状态，防止同一个立方体被反复计算多次，立方体通过自己的坐标访问数组中相对应的数据：数据为0表示当前立方体没有处理，为1表示当前立方体的信息已经放入了增长队列，为2表示当前立方体已经处理；用一个增长队列存储将要处理立方体的坐标。E、将所有交点按交点求解顺序三个点一组形成三角形，把形成的三角形放入三角链表中；F、将所有交点按顺序两个相邻点一组，找出共用该两点相邻立方体的状态(步骤D所述的状态)，若相邻立方体没有处理，需要将相邻立方体的坐标和本立方体的选定点灰度值放入增长队列中，并将相邻立方体的状态标记为1；G、立方体处理顺序为：先从中间一层遍历所有立方体进行处理，然后通过增长队列取出的数据构造其他层的立方体进行处理，直到队列为空；当一个立方体处理完后，将其状态标记为已处理。2.根据权利要求1所述，其特征在于，在所述步骤B中，选定点寻找过程为：先比较立方体顶点灰度值与阈值的大小，将顶点分为大于阈值和不大于阈值的两部分，以数量size(size为点的数量)较小的那部分点为基准(称这部分点为满足要求的点，当size等于4时，满足要求的点为大于阈值的点)，size等于0时不对立方体进行后续处理(等值面和立方体不相交)，所有的选定点都在满足要求的点中寻找；将立方体的各个顶点与阈值进行比较，找出立方体中的选定点，具体分为两种情况：(1)通过下标遍历立方体各个顶点时，找到一个顶点为满足要求的点，和它通过边相连的三个立方体顶点都不是满足要求的点，则该点为选定点；然后size减1，若size等于0时，说明找到所有的选定点；(2)通过下标遍历各个顶点时，找到一个顶点为满足要求的点(称为当前点)，但和它通过边相连的顶点刚好只有两个不是满足要求的点，具体分为两种情况：一种情况为，size小于4，则当前点为选定点，然后size减2，若size等于0，说明找到所有的选定点，不等于0继续找是否还有(1)所述的选定点；一种情况为，size等于4，再分为两种情况：①满足要求的4个点为两条对角边上的四个点，则当前点和它同平面的满足要求的点都是选定点，此时找到了所有的选定点；②满足要求的4个点不为两条对角边上的四个点，则只有当前点为选定点，然后size减2，若size不等于0找是否还有(1)所述的选定点。3.根据权利要求1所述，其特征在于，在所述步骤C中，从选点出发，等值面与立方体边的交点求解的过程为：找出选定点通过边相连的两个不是满足要求的点(权利要求2所述，这两个点是立方体的顶点)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王沫楠，段正华，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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