一种管状器官三维面数据重建方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种管状器官三维面数据重建方法、装置及电子设备，其方法包括：获取管状器官的分割数据，根据所述分割数据计算得到所述管状器官的中心线和半径；根据所述管状器官的中心线和半径，生成若干个单一管状面数据；将所有若干个单一管状面数据进行合并形成完整的三维面数据。本发明专利技术通过找出管状器官的中心线和半径，并基于中心线和半径进行单一管状面的确定，进而通过数据合并形成完整的三维面数据，相比现有技术，生成的管状面数据不受CT及MR图像影响，且生成的管状面数据更符合管状器官的生理结构。器官的生理结构。器官的生理结构。

【技术实现步骤摘要】
一种管状器官三维面数据重建方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及器官三维重建
，具体涉及一种管状器官三维面数据重建方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，随着医学影像技术的飞速发展，医学图像在临床诊断中发挥着越来越重要的作用，也在一定程度上加速了临床医学的发展进程。
[0003]由于人体的解剖结构是三维的，医生需要具备较强的读片能力，才能从二维影像上作出正确诊断，所以诊断结果依赖于医生的读片经验。要精确地确定病变体或畸形的空间位置、大小、几何形状以及和周围组织结构的空间关系，仅仅依靠医生的主观分析判断是很困难的。
[0004]因此，目前的临床诊断应用迫切需要将医学数据直接以三维图像的形式直观地显示给医生，并且让医生能够对三维图像进行任意缩放、对比、旋转，从不同角度进行观察分析或进行相关测量。应用计算机实现三维数据重建和可视化，帮助医生从三维角度进行全面准确的观察分析，以设计精确的治疗方案，进而提高医疗诊治水平，这无疑可大大提高影像数据的医学利用价值。
[0005]目前主流的三维重建方法是先由医生在医学图像上手动勾画出目标的分割数据，然后使用一些算法比如移动立方体算法直接根据分割数据生成三维面数据；但对于一些特殊数据例如厚层MR数据，由于图像原因，管状器官的分割数据可能不符合器官的生理结构，直接根据分割数据生成的三维面数据理所当然地也会出现形状不规则、不符合管状器官生理结构的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，有必要提供一种管状器官三维面数据重建方法、装置、电子设备及存储介质，能够解决现有技术中三维面数据会出现形状不规则、不符合管状器官生理结构的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种管状器官三维面数据重建方法，包括：
[0008]获取管状器官的分割数据，根据所述分割数据计算得到所述管状器官的中心线和半径；
[0009]根据所述管状器官的中心线和半径，生成若干个单一管状面数据；
[0010]将所有若干个单一管状面数据进行合并形成完整的三维面数据。
[0011]在可能的实施方式中，所述根据所述分割数据计算得到所述目标管状器官的中心线和半径，包括：
[0012]计算所述分割数据中每个离散点的欧拉特征值，得到管状器官的中心线点集；
[0013]根据管状器官的中心线点集，构建出管状器官中心线的树形结构，并以中心线上的分叉点为界，将中心线分为多个中心线段，构建中心线段的树形结构；
[0014]根据所述中心线段的树形结构，计算每个中心线点的方向N
i
＝P
i+2
+P
i+1
‑
P
i
‑1‑
P
i
‑2，其中P
i
为第i个中心线点的位置坐标；
[0015]根据中心线点的方向和分割数据，计算每个中心线点对应的半径。
[0016]在可能的实施方式中，根据所述管状器官的中心线和半径，生成若干个单一管状面数据，包括：
[0017]以中心线段树形结构的根节点作为起始中心线段；遍历所有起始中心线段，选取起始中心线段的一条子中心线段合并入起始中心线段，并将其他子中心线段作为新的起始中心线段；重复此步骤直至所有中心线段都合并入起始中心线段；
[0018]遍历所有的中心线段，判断中心线段中的中心线点是否为终点或起点，若是，则保留该点；若否，则计算当前点与前一个保留的点的距离，若距离大于前一个保留点的半径，保留该点；否则，删除当前点；
[0019]遍历所有的中心线段，然后遍历所有目标中心线段的所有中心线点，确定每个点与方向垂直的平面上以该点半径为设定半径的圆上的点；
[0020]遍历所有的中心线段，将目标中心线段所述所有圆上的点根据点的位置分为预设数量的组，对每组点进行三次样条插值，在相邻的两组点中构建三角面片，最终生成管状面数据。
[0021]在可能的实施方式中，选取起始中心线段的一条子中心线段合并入起始中心线段，包括：
[0022]遍历起始中心线段所有子中心线段，计算每个子中心线段的修正半径其中V1为起始中心线段终点的方向，V2为子中心线段起点的方向，R
avg
为子中心线段的平均半径，将修正半径最大的子中心线段合并入起始中心线段。
[0023]在可能的实施方式中，确定每个点与方向垂直的平面上以该点半径为设定半径的圆上的点，包括：
[0024]计算与当前点方向垂直的向量v1；
[0025]计算当前点方向与所述当前点方向垂直的向量v1的外积v2；
[0026]确定目标中心线段中50个圆上的点其中P
i
为当前中心线点，r为当前中心线点的半径，k为从0至49的自然数。
[0027]在可能的实施方式中，计算与当前点方向垂直的向量v1，包括：
[0028]若当前点为起点，所述与当前点方向垂直的向量v1为当前点的方向与第一单位向量的外积；若v1的模为0，则将v1修改为当前点的方向与第二单位向量的外积，最后对v1归一化；
[0029]若当前点不为起点，则先计算出前一个中心线点的圆上的点若当前点不为起点，则先计算出前一个中心线点的圆上的点其中，P
i
‑1为前一个中心线点，r
i
‑1为前一个中心线点的半径，v
1i
‑1为前一个中心线点计算出的向量；然后计算出经过当前点，以当前点方向为法向的平面S，以及经过点P
r
方向向量为P
i
‑
P
i
‑1的直线L，其中P
i
为当前中心线点，P
i
‑1为前一个中心线点；最终求得v1＝P
c
‑
P
i
，其中，P
c
为S与L的交点，P
i
为当前中心线点。
[0030]在可能的实施方式中，将所有若干个单一管状面数据进行合并形成完整的三维面
数据，包括：
[0031]根据树形结构关系，取出有相交关系的管状数据，并依次进行编号，得到管状相交信息；
[0032]求出两个相交管状数据的相交线，并以所述相交线进行分割得到分裂数据；
[0033]将所述分裂数据进行布尔合并操作得到合并数据；
[0034]将所述合并数据平滑处理得到完整的三维面数据。
[0035]在可能的实施方式中，将所述合并数据平滑处理得到完整的三维面数据，包括：
[0036]遍历所有相交线的每个点，取出包含该点的所有三角面片，组成新的数据，将所述进行分割得到分割数据，所述新的数据包括第一边缘数据和第二边缘数据；
[0037]将第一边缘数据和第二边缘数据中的点，取最大凸包数据，并进行三角面片化处理，得到第一凸体数据；
[0038]将所述第一凸体数据中未被包含的点投影到距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管状器官三维面数据重建方法，其特征在于，包括：获取管状器官的分割数据，根据所述分割数据计算得到所述管状器官的中心线和半径；根据所述管状器官的中心线和半径，生成若干个单一管状面数据；将所有若干个单一管状面数据进行合并形成完整的三维面数据。2.根据权利要求1所述的管状器官三维面数据重建方法，其特征在于，所述根据所述分割数据计算得到所述目标管状器官的中心线和半径，包括：计算所述分割数据中每个离散点的欧拉特征值，得到管状器官的中心线点集；根据管状器官的中心线点集，构建出管状器官中心线的树形结构，并以中心线上的分叉点为界，将中心线分为多个中心线段，构建中心线段的树形结构；根据所述中心线段的树形结构，计算每个中心线点的方向N
i
＝P
i+2
+P
i+1
‑
P
i
‑1‑
P
i
‑2，其中P
i
为第i个中心线点的位置坐标；根据中心线点的方向和分割数据，计算每个中心线点对应的半径。3.根据权利要求2所述的管状器官三维面数据重建方法，其特征在于，根据所述管状器官的中心线和半径，生成若干个单一管状面数据，包括：以中心线段树形结构的根节点作为起始中心线段；遍历所有起始中心线段，选取起始中心线段的一条子中心线段合并入起始中心线段，并将其他子中心线段作为新的起始中心线段；重复此步骤直至所有中心线段都合并入起始中心线段；遍历所有的中心线段，判断中心线段中的中心线点是否为终点或起点，若是，则保留该点；若否，则计算当前点与前一个保留的点的距离，若距离大于前一个保留点的半径，保留该点；否则，删除当前点；遍历所有的中心线段，然后遍历所有目标中心线段的所有中心线点，确定每个点与方向垂直的平面上以该点半径为设定半径的圆上的点；遍历所有的中心线段，将目标中心线段所述所有圆上的点根据点的位置分为预设数量的组，对每组点进行三次样条插值，在相邻的两组点中构建三角面片，最终生成管状面数据。4.根据权利要求3所述的管状器官三维面数据重建方法，其特征在于，选取起始中心线段的一条子中心线段合并入起始中心线段，包括：遍历起始中心线段所有子中心线段，计算每个子中心线段的修正半径其中V1为起始中心线段终点的方向，V2为子中心线段起点的方向，R
avg
为子中心线段的平均半径，将修正半径最大的子中心线段合并入起始中心线段。5.根据权利要求3所述的管状器官三维面数据重建方法，其特征在于，确定每个点与方向垂直的平面上以该点半径为设定半径的圆上的点，包括：计算与当前点方向垂直的向量v1；计算当前点方向与所述当前点方向垂直的向量v1的外积v2；确定目标中心线段中50个圆上的点其中P
i
为当前中心线点，r为当前中心线点的半径，k为从0至49的自然数。
6.根据权利要求5所述的管状器官三维面数据重建方法，其特征在于，计...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵振洲，伍亚军，
申请(专利权)人：深圳市旭东数字医学影像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：