一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法技术

本发明专利技术公开了一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法，涉及医学影像技术领域。本发明专利技术以下步骤：(1)获取单张医学影像数据，读取DICOM中Tag图像数据，构建三维空间的模型的xy平面；(2)将DICOM中图像像素序号映射为三维空间模型的(x，y)坐标；(3)对医学影像数据进行量化处理，构建三维模型，获得三维坐标点(x，y，z)；(4)根据Tag灰度值计算(x，y)坐标的CT值作为z值；(5)对三维模型进行渲染，同时对z值进行着色。本发明专利技术对医学影像的深入研究，是在一张影像的基础上深入挖掘成像显示效果，目的是放大呈现细节层次，提高疾病早期诊断发现几率；提供高低起伏方式显示CT值，提高医生诊断效率。断效率。断效率。

【技术实现步骤摘要】
一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法


[0001]本专利技术涉及医学影像
，具体涉及一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法。

技术介绍

[0002]医学影像是指为了医疗或医学研究，使用医学成像系统对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织的影像。在电子设备(计算机、医疗成像设备、存储设备)内部以数字图像的形式存在。
[0003]目前在医院的诊断治疗中，获得的医学影像多数为二维平面图像，医生在诊断过程中，对于极细微的变化很难直观的发现，造成一些病症不能在早期就筛查出，而部分通过一个完整扫描序列几十张、几百张影像构建的人体空间三维模型，其构建模型工作量大，需要大量的医疗影像作为支撑，使得医生的诊断效率降低，同时不能将CT的变化更加直观的显示出来，给医生的诊断带来了不便。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供了一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法。
[0005]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0006]一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法，包括以下步骤：
[0007](1)获取单张医学影像数据，读取DICOM中Tag图像数据，构建三维空间的模型的xy平面；
[0008](2)将DICOM中图像像素序号映射为三维空间模型的(x，y)坐标；
[0009](3)对医学影像数据进行量化处理，构建三维模型，获得三维坐标点(x，y，z)；r/>[0010](4)根据Tag灰度值计算(x，y)坐标的CT值作为z值；
[0011](5)对三维模型进行渲染，同时对z值进行着色；
[0012](6)利用计算机将渲染后的三维模型成像显示。
[0013]进一步地，所述步骤(1)中，读取DICOM中Tag图像数据的宽度pixel_w和高度pixel_h，其中：
[0014]DICOM中Tag图像数据的宽度pixel_w为Tag(0028，0010)的值；
[0015]DICOM中Tag图像数据的高度pixel_h为Tag(0028，0011)的值；
[0016]将pixel_w作为平面x，pixel_h作为平面y。
[0017]进一步地，所述步骤(2)中，获取三维空间模型的(x，y)坐标方法如下：
[0018]①
读取DICOM中图像像素Tag值；
[0019]②
根据像素序号代入公式获取(x,y)坐标值；
[0020]③
x坐标值的计算公式为：x＝pixel％pixel_w，plxel为第i个像素，％为求模运算符；
[0021]④
y坐标值的计算公式为：y＝floor(pixel/pixel_h)，plxel为第i个像素，/为除法运算符，floor为求整函数。
[0022]进一步地，所述步骤(4)中，CT值的计算公式如下：
[0023]Hu＝pixel*slope+intercept，其中：
[0024]Hu为第i个像素的CT值；
[0025]pixel为第i个像素的灰度值；
[0026]slope为DICOM中Tag为(0028，1053)的数据数值；
[0027]intercept为DICOM中Tag为(0028，1052)的数据数值。
[0028]进一步地，所述步骤(5)中，可将三维模型渲染为点簇、网格和面体。
[0029]进一步地，所述步骤(5)中，z值着色方法如下：
[0030]①
获取三维坐标(x，y，z)中maxz、minz以及当前z值；
[0031]②
自定义两种颜色分别表示最小z值和最大z值(color1，color2)；
[0032]③
代入计算公式：color＝(z
–
minz)/maxz*(color2
–
color1)+color1；
[0033]④
根据上述计算公式获得当前z值的着色。
[0034]进一步地，在对z值着色时，需对其进行高程缩放，其中高程缩放公式为：z
′
＝z*scale。
[0035]本专利技术的有益效果如下：
[0036]1、本专利技术对医学影像的深入研究，是在一张影像的基础上深入挖掘成像显示效果，目的是放大呈现细节层次，提高疾病早期诊断发现几率；提供高低起伏方式显示CT值，提高医生诊断效率。
附图说明
[0037]图1是本专利技术三维空间模型建模及渲染流程图；
[0038]图2是本专利技术DICOM数字影像图像数据读取图；
[0039]图3是本专利技术三维空间坐标系、xy平面图；
[0040]图4是本专利技术量化后的影像模型图；
[0041]图5是本专利技术量化后的影像模型及对应图像示意图；
[0042]图6是本专利技术医学影像新型三维空间模型的网格渲染效果图；
[0043]图7是本专利技术医学影像新型三维空间模型的面状渲染效果图；
[0044]图8是本专利技术医学影像新型三维空间模型的体状渲染效果图；
[0045]图9是本专利技术应用效果图。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0047]DICOM是指医疗数字影像传输协定，是用于医学影像处理、储存、打印、传输的一组通用的标准协定。它包含了文件格式的定义以及网络通信协议。DICOM是以TCP/IP为基础的应用协定，并以TCP/IP联系各个系统。两个能接受DICOM格式的医疗仪器间，可通过DICOM格式的文件，来接收与交换影像及病人资料。
[0048]本专利技术是对医学影像的深入研究，是在一张医学影像的基础上深入挖掘成像显示效果，目的是放大呈现细节层次，提高疾病早期诊断发现几率；提供“高低起伏”方式显示CT值，提高医生诊断效率，既阅片速度，且构成三维模型并着色的模型便于医生直观的了解CT值的变化。
[0049]且在此对本
技术实现思路
进行简要的概述，本专利技术技术手段是指通过单张医学数字影像构建的一种全新的医学影像三维空间模型，即将二维医学影像的x、y轴作为三维空间模型的x、y轴，计算(x,y)点的CT影像值作为三维空间模型的高程(z)，构建一种三维空间医学影像模型，三维空间模型渲染时，在高程值辅以递次变化的颜色，使其呈现阴暗、突兀的人体组织部分，用于快速找出病症。
[0050]为便于对本专利技术方案内容的全部了解，下文中对本专利技术方案进一步的详细的表述。
[0051]如图1
‑
9所示，本专利技术一个实施例提出的一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法，包括以下步骤：
[0052](1)根据DICOM协议，获取单张医学影像数据，读取DICOM中Tag图像数据，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取单张医学影像数据，读取DICOM中Tag图像数据，构建三维空间的模型的xy平面；(2)将DICOM中图像像素序号映射为三维空间模型的(x，y)坐标；(3)对医学影像数据进行量化处理，构建三维模型，获得三维坐标点(x，y，z)；(4)根据Tag灰度值计算(x，y)坐标的CT值作为z值；(5)对三维模型进行渲染，同时对z值进行着色；(6)利用计算机将渲染后的三维模型成像显示。2.根据权利要求1所述的一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法，其特征在于，所述步骤(1)中，读取DICOM中Tag图像数据的宽度pixel_w和高度pixel_h，其中：DICOM中Tag图像数据的宽度pixel_w为Tag(0028，0010)的值；DICOM中Tag图像数据的高度pixel_h为Tag(0028，0011)的值；将pixel_w作为平面x，pixel_h作为平面y。3.根据权利要求2所述的一种通过单幅医学影像构建的新型三维模型及渲染方法，其特征在于，所述步骤(2)中，获取三维空间模型的(x，y)坐标方法如下：
①
读取DICOM中图像像素Tag值；
②
根据像素序号代入公式获取(x,y)坐标值；
③
x坐标值的计算公式为：x＝pixel％pixel_w，plxel为第i个像素，％为求模运算符；
④
y坐标值的计算公式为：y＝floor(pixel/pixel...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆河，陈德旺，
申请(专利权)人：王兆河，
类型：发明
国别省市：