一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法，使用基于图形处理器的并行计算架构，通过四叉树数据结构对大数据量三维ＩＶＵＳ数据进行高效管理，递归遍历四叉树并且计算长轴影像所在平面与四叉树节点的交点坐标，将长轴影像分解为一系列小的平面，然后再送至图形处理器绘制并作插值计算。解决数据量太大不能全部加载到图形处理器显存中的问题，提高图形处理器纹理缓存的利用效率。将三维样条曲线插值使用图形处理器的单指令多数据矢量点积来计算，提高了运算速度和图像的质量。本发明专利技术在普通中高档显卡上，对５１２×５１２×４０００×１６ｂｉｔ这样大规模的ＩＶＵＳ影像数据，达到每秒钟３０帧以上的高保真长轴影像构造速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学影像处理
，具体地说涉及。
技术介绍
在全世界范围内，目前冠状动脉性心脏病(简称冠心病)是导致人类死亡的首要原因之一，而冠状动脉介入治疗手术是治疗冠心病的最主要手段。最近新兴起的血管内超声(IVUS)影像被认为是辅助冠状动脉介入治疗手术最好的一种影像方式。IVUS影像的获取是微创式的，通过在导管上加一个非常小型的高频超声探头，通过病人的血管将其放置到医生怀疑有病变的冠脉中，通过马达控制，匀速回拉探头，从而得到一系列的血管内窥影像。 目前医生对于IVUS影像的阅片方式主要是长轴成像法，假设总共获取了N帧影像，医生可以在第一帧影像上用鼠标定义一条直线段AB(请参看附图1)，因为IVUS影像的中心一般是血管内壁等医生感兴趣的区域，加上导管的高回波区，所以直线段AB是通过图像的中心点C的，医生通过鼠标操作，可以绕中心点C旋转直线段AB，直至得到比较满意的角度，此时系统会在第一帧影像上沿着直线段AB进行图像采样，得到一条线数据并映射到长轴影像的1号线上，其中A、B、C分别映射到A′、B′、C′上，因为N帧影像的大小都是相等的，因此A、B的坐标可以直接应用到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法，其特征在于，步骤如下：步骤１：加载三维血管内超声数据，其宽度和高度分别为Ｗ像素、Ｈ像素，影像帧数为Ｎ，相邻像素ｘ向物理间距为ｘ↓［ｓ］毫米，ｙ向物理间距为ｙ↓［ｓ］毫米，相邻两帧影像之间ｚ向物理间距为ｚ↓［ｓ］毫米；步骤２：获取用户指定的直线段ＡＢ，用于构造血管内超声长轴影像，直线段ＡＢ与ｘ轴的夹角为θ；步骤３：沿着三维血管内超声数据的第一帧影像所在平面进行四叉树均匀划分，使得叶子节点的大小为Ｍ×Ｍ；步骤４：对四叉树从根节点开始递归遍历，并处理每个节点，包括：判断当前节点是否与直线段ＡＢ相交，如果当前节点与直线段ＡＢ相交并且当前节点不为叶子节点，则...

【技术特征摘要】
1.一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法，其特征在于，步骤如下步骤1加载三维血管内超声数据，其宽度和高度分别为W像素、H像素，影像帧数为N，相邻像素x向物理间距为xs毫米，y向物理间距为ys毫米，相邻两帧影像之间z向物理间距为zs毫米；步骤2获取用户指定的直线段AB，用于构造血管内超声长轴影像，直线段AB与x轴的夹角为θ；步骤3沿着三维血管内超声数据的第一帧影像所在平面进行四叉树均匀划分，使得叶子节点的大小为M×M；步骤4对四叉树从根节点开始递归遍历，并处理每个节点，包括判断当前节点是否与直线段AB相交，如果当前节点与直线段AB相交并且当前节点不为叶子节点，则继续递归遍历；如果当前节点与直线段AB相交并且当前节点为叶子节点，则执行步骤5；如果当前节点与直线段AB不相交则直接返回父节点继续遍历；步骤5计算叶子节点与直线段AB的交点F、G的x、y坐标，并同时得到第M+1帧影像上对应点交点F′、G′的x、y坐标，使得交点F′的x坐标等于交点F的x坐标，交点G′的坐标等于交点G的坐标，交点F′、G′的z坐标分别等于交点F、G的z坐标加上M×zs；绘制平面FF′G′G，同时将叶子节点所在的数据块以三维纹理的方式传输至图形处理单元处理；将上述过程重复次，每次只需将交点F、G、F′、G′的z坐标分别加上M×zs，对应的块数据随之更新即可；步骤6在图形处理单元的片段着色器中对绘制平面FF′G′G所产生的每个片段进行三维的样条曲线插值。2.根据权利要求1所述的快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法，其特征在于，所述叶子节点与直线段AB相交的计算方法，包括从叶子节点中获取其对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明昌，何晖光，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]