源自局部体积的腔室重建制造技术

将多个坐标映射到相应的第一体素。将值f(0)分配给每个第一体素，f(n)为定义在包括端值在内的0和M之间的单调函数。将相应的第二值{f(d(v

【技术实现步骤摘要】
源自局部体积的腔室重建
本专利技术涉及计算机建模领域。
技术介绍
一些医疗应用需要构造解剖结构诸如心脏腔室的网格模型。以引用方式并入本文的Lorensen，William，和Cline，HarveyE.的“Marchingcubes:ahighresolution3Dsurfaceconstructionalgorithm”(ACMSIGGRAPHcomputergraphics，第21卷，第4期，ACM，1987)提供了一种称为“移动立方体”的算法，该算法由3D医疗数据生成具有恒定密度表面的三角形模型。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施方案，提供了一种包括监视器和处理器的系统。处理器被配置成将解剖腔内的多个位置的相应坐标映射到相应的第一体素，以及将第一值f(0)分配给第一体素中的每个，f(n)为针对包括端值在内的0和M之间的每个整数n定义的单调函数，M为预定义的正整数。处理器还被配置成通过将相应的第二值{f(d(vi))}分配给多个第二体素{vi}来评估该多个第二体素{vi}，该多个第二体素{vi}中的每个与第一体素中的最近体素相距1≤d(vi)≤M体素的距离。处理器还被配置成在评估第二体素之后，通过将体素的直接邻域的相应值的加权平均值迭代地分配给第二体素中的至少一些的每个体素来迭代地重新评估第二体素，在加权平均值中，与f(M)相差不超过第一预定义阈值Δ的所述值中的任一个相比于所述值中的任何其他值被赋予更高的权重。处理器还被配置成在迭代地重新评估第二体素之后，识别第二体素的子集，该子集中的每个具有与f(M)相差超过第二预定义阈值的值。处理器还被配置成通过将网格生成算法应用到包括第二体素的子集和第一体素的体积(volume)来生成表示该体积的表面的网格，以及在监视器上显示网格。在一些实施方案中，该体积由第二体素的子集和第一体素构成。在一些实施方案中，网格生成算法为移动立方体算法。在一些实施方案中，f(n)在域[0,M]上单调递减。在一些实施方案中，f(M)＝0并且f(M-1)＝Δ。在一些实施方案中，对于域[0,M-3]中的任何整数n0，f(n0+1)为f(n0)的预定义百分比。在一些实施方案中，处理器被配置成在整个M次迭代中，通过在这些迭代的每第j次迭代中评估对于d(vi)＝j的第二体素中的那些来评估第二体素。在一些实施方案中，处理器被配置成使用多个并行执行线程来评估第二体素。在一些实施方案中，处理器被配置成使用多个并行执行线程来重新评估第二体素。根据本专利技术的一些实施方案，还提供了一种方法，该方法包括将解剖腔内的多个位置的相应坐标映射到相应的第一体素，以及将第一值f(0)分配给第一体素中的每个，f(n)为针对包括端值在内的0和M之间的每个整数n定义的单调函数，M为预定义的正整数。该方法还包括通过将相应的第二值{f(d(vi))}分配给多个第二体素{vi}来评估该多个第二体素{vi}，该多个第二体素{vi}中的每个与第一体素中的最近体素相距1≤d(vi)≤M体素的距离。该方法还包括在评估第二体素之后，通过将体素的直接邻域的相应值的加权平均值迭代地分配给第二体素中的至少一些的每个体素来迭代地重新评估第二体素，在加权平均值中，与f(M)相差不超过第一预定义阈值Δ的所述值中的任一个相比于所述值中的任何其他值被赋予更高的权重。该方法还包括在迭代地重新评估第二体素之后，识别第二体素的子集，该子集中的每个具有与f(M)相差超过第二预定义阈值的值。该方法还包括通过将网格生成算法应用到包括第二体素的子集和第一体素的体积来生成表示该体积的表面的网格。在一些实施方案中，解剖腔包括心脏的腔室。根据本专利技术的一些实施方案，还提供了一种包括存储有程序指令的有形非暂态计算机可读介质的计算机软件产品。该指令在被处理器读取时使得处理器将解剖腔内的多个位置的相应坐标映射到相应的第一体素，以及将第一值f(0)分配给第一体素中的每个，f(n)为针对包括端值在内的0和M之间的每个整数n定义的单调函数，M为预定义的正整数。该指令还使得处理器通过将相应的第二值{f(d(vi))}分配给多个第二体素{vi}来评估该多个第二体素{vi}，该多个第二体素{vi}中的每个与第一体素中的最近体素相距1≤d(vi)≤M体素的距离。该指令还使得处理器在评估第二体素之后，通过将体素的直接邻域的相应值的加权平均值迭代地分配给第二体素中的至少一些的每个体素来迭代地重新评估第二体素，在加权平均值中，与f(M)相差不超过第一预定义阈值Δ的所述值中的任一个相比于所述值中的任何其他值被赋予更高的权重。该指令还使得处理器在迭代地重新评估第二体素之后，识别第二体素的子集，该子集中的每个具有与f(M)相差超过第二预定义阈值的值。该指令还使得处理器通过将网格生成算法应用到包括第二体素的子集和第一体素的体积来生成表示该体积的表面的网格。结合附图，通过以下对本专利技术的实施方案的详细描述，将更全面地理解本公开，其中：附图说明图1为根据本专利技术的一些实施方案的用于生成受检者的心脏的一个或多个腔室的网格模型的系统的示意图；图2为根据本专利技术的一些实施方案的用于生成网格模型的方法的流程图；图3为根据本专利技术的一些实施方案的图2的方法的各个方面的示意图；图4为根据本专利技术的一些实施方案的用于迭代地评估体素的技术的示意图；以及图5A-B为根据本专利技术的一些实施方案的用于迭代地重新评估体素的技术的示意图。具体实施方式概述本专利技术的实施方案提供了用于构造心脏腔室的网格模型(本文中也简称为“网格”)的技术。根据该技术，当导管在腔室内(并且任选地在邻接的血管内)移动时，导管的位置被跟踪系统连续地记录。将所记录的位置或“点”中的每个添加到表示腔室的“点云”中。随后，由点云构造体素的体积，并且随后由体积构造网格。本专利技术的实施方案所解决的具体挑战在于体素体积中的间隙可使网格的构造复杂化。例如，上文在
技术介绍
中引用的移动立方体算法可将间隙视为体积的外部，并且因此可网格化体积的内部。尽管其他算法可用于在构造网格时填充间隙，但这些算法可为缓慢的，并且并非总是有效地处理间隙中的全部。为了解决这种挑战，本专利技术的实施方案提供了一种处理器，该处理器被配置成执行填充算法以用于填充体积中的大部分或全部间隙。通过这种填充，可使用快速和高效的网格构造算法诸如移动立方体算法来构造网格。填充算法对体积的邻域进行操作，该体积包括(i)源自点云的原始体素集(在本文中被指定为{vc})和(ii)其他体素集{vo}，该其他体素集中的每个与属于{vc}的最近体素相距M或更少体素的距离。M被选择为足够大，使得表示腔室的子体积的每个体素与属于{vc}的最近体素相距少于M体素的距离。当执行填充算法时，处理器首先将值1分配给{vc}中的每个体素，并且将非零值分配给{vo}中的一些体素。具体地，处理器将值f(d(vi))分配给{vo}中的每个体素vi，其中d(vi)为vi距{vc}本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种系统，包括：/n监视器；和/n处理器，所述处理器被配置成：/n将解剖腔内的多个位置的相应坐标映射到相应的第一体素，/n将第一值f(0)分配给所述第一体素中的每个，/nf(n)为针对包括端值在内的0和M之间的每个整数n定义的单调函数，M为预定义的正整数，/n通过将相应的第二值{f(d(v

【技术特征摘要】
20190415 US 16/3839451.一种系统，包括：
监视器；和
处理器，所述处理器被配置成：
将解剖腔内的多个位置的相应坐标映射到相应的第一体素，
将第一值f(0)分配给所述第一体素中的每个，
f(n)为针对包括端值在内的0和M之间的每个整数n定义的单调函数，M为预定义的正整数，
通过将相应的第二值{f(d(vi))}分配给多个第二体素{vi}来评估所述多个第二体素{vi}，所述多个第二体素{vi}中的每个与所述第一体素中的最近体素相距1≤d(vi)≤M体素的距离，
在评估所述第二体素之后，通过将所述体素的直接邻域的相应值的加权平均值迭代地分配给所述第二体素中的至少一些的每个体素来迭代地重新评估所述第二体素，
在所述加权平均值中，与f(M)相差不超过第一预定义阈值∆的所述值中的任一个相比于所述值中的任何其他值被赋予更高的权重，
在迭代地重新评估所述第二体素之后，识别所述第二体素的子集，所述子集中的每个具有与f(M)相差超过第二预定义阈值的值，
通过将网格生成算法应用到包括所述第一体素和所述第二体素的所述子集的体积来生成表示所述体积的表面的网格，以及
在所述监视器上显示所述网格。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述体积由所述第一体素和所述第二体素的所述子集构成。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述网格生成算法为移动立方体算法。


4.根据权利要求1所述的系统，其中f(n)在域[0,M]上单调递减。


5.根据权利要求4所述的系统，其中f(M)=0并且f(M-1)=∆。


6.根据权利要求1所述的系统，其中对于域[0,M-3]中的任何整数n0，f(n0+1)为f(n0)的预定义百分比。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成在整个M次迭代中，通过在所述迭代的每第j次迭代中评估对于d(vi)=j的所述第二体素中的那些来评估所述第二体素。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理器被配置成使用多个并行执行线程来评估所述第二体素。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成使用多个并行执行线程来重新评估所述第二体素。


10.一种方法，包括：
将解剖腔内的多个位置的相应坐标映射到相应的第一体素；
将第一值f(0)分配给所述第一体素中的每个，
f(n)为针对包括端值在内的0和M之间的每个整数n定义的单调函数，M为预定义的正整数；
通过将相应的第二值{f(d(vi))}分配给多个第二体素{vi}来评估所述多个第二体素{vi}，所述多个第二体素{vi}中的每个与所述第一体素中的最近体素相距1≤d(vi)≤M体素的距离；
在评估所述第二体素之后，通过将所述体素的直接邻域的相应值的加权平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：L扎尔，B科恩，NS卡兹，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL