【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医学图像处理
,具体涉及一种基于GPU的腹部脏器三维可视化方法。
技术介绍
医学影像三维可视化技术是指基于科学计算可视化技术,从一系列二维断层医学图像中重建出三维图像,利用计算机显示并完成三维图像操作的技术。首先,对CT、MRI等医学体数据进行三维重建得到三维模型,对体数据的绘制结果从各个方向进行投影显示,便于医生从不同方向对人体内部结构进行观察,能辅助医生对感兴趣区域或感兴趣器官的大小形状和空间位置获得定量描述,帮助医生了解复杂的解剖细节,提供直观的视觉印象。在此基础上结合实际临床应用,实现计算机与用户的交互,对可视化结果进行任意平面切害I],可以帮助实现手术模拟、手术规划和虚拟内窥镜等辅助诊断操作。提高医生诊断的准确率和医院的工作效率。人体内部结构十分复杂,通常医生无法观察到手术进行的实际情况,而且手术具有高危险性,不能预先在人体上进行模拟,利用可视化技术,在重构出的三维图像基础上进行计算机模拟,可以设计、选择最佳手术方案。还可以在手术过程中对手术进行情况在屏幕上予以监视,使医生们做到心中有数,从而提高手术的成功率。其次,目前国内多数医院仍采用传统的胶片形式帮助医生诊断,大量的胶片不但存储是很大问题,也是不小的开支。实现医院数字化,不但方便医生诊断、医院管理,更能节约开支。因而医学图像三维可视化技术对于促进图像处理和可视化技术的发展和应用将起到积极的推动作用,研究并实现二维医学图像的三维可视化,具有重要的价值。医学数据可视化算法分为两大类,基于构造中间几何图元的面绘制算法和体绘制算法。面绘制需要先从体数据中重建物体的表面模型,然后 ...
【技术保护点】
一种基于GPU的腹部脏器三维可视化的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:计算机X射线断层扫描设备对人体腹部进行CT扫描;步骤2:获取腹部CT图像,每组腹部CT图像包含若干张腹部断层扫描图像;步骤3:对获取的腹部CT图像进行三维可视化处理,得到三维可视化处理的结果图像;步骤3.1:对腹部CT图像进行对应点匹配插值,在每相邻前后两张腹部断层扫描图像间得到新插值图像,由新插值图像与原腹部CT图像得到匹配插值后的腹部CT图像即体数据;步骤3.2:从人在计算机内的虚拟视点经由光线投射初始空白图像中每一像素点向体数据中发射虚拟光线,进行光线投射,计算每一像素点的光线投射显示结果,所有像素点光线投射显示结果的集合构成腹部CT图像光线投射结果图像;步骤3.3:对体数据进行任意平面切割,将非感兴趣区域从体数据中切除,对切割后的体数据进行光线投射,得到切割后体数据的光线投射结果图像;步骤3.4:若需要同时显示多个体数据,则进行多体素光线投射,将不同体数据的光线投射结果图像合成至同一结果图像内作为三维可视化处理的结果图像,否则直接将切割后体数据的光线投射结果图像作为三维可视化处理的结果图像;步骤4:将腹 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于GPU的腹部脏器三维可视化的方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:计算机X射线断层扫描设备对人体腹部进行CT扫描; 步骤2:获取腹部CT图像,每组腹部CT图像包含若干张腹部断层扫描图像; 步骤3:对获取的腹部CT图像进行三维可视化处理,得到三维可视化处理的结果图像; 步骤3.1:对腹部CT图像进行对应点匹配插值,在每相邻前后两张腹部断层扫描图像间得到新插值图像,由新插值图像与原腹部CT图像得到匹配插值后的腹部CT图像即体数据; 步骤3.2:从人在计算机内的虚拟视点经由光线投射初始空白图像中每一像素点向体数据中发射虚拟光线,进行光线投射,计算每一像素点的光线投射显示结果,所有像素点光线投射显示结果的集合构成腹部CT图像光线投射结果图像; 步骤3.3:对体数据进行任意平面切割,将非感兴趣区域从体数据中切除,对切割后的体数据进行光线投射,得到切割后体数据的光线投射结果图像; 步骤3.4:若需要同时显示多个体数据,则进行多体素光线投射,将不同体数据的光线投射结果图像合成至同一结果图像内作为三维可视化处理的结果图像,否则直接将切割后体数据的光线投射结果图像作为三维可视化处理的结果图像; 步骤4:将腹部CT图像的三维可视化处理的结果图像在装有独立GPU的计算机屏幕上显不O2.根据权利要求1所述的基于GPU的腹部脏器三维可视化的方法,其特征在于:所述步骤3.1对腹部CT图像进行对应点匹配插值,在每相邻前后两张腹部断层扫描图像间得到新插值图像,由新插值图像与原腹部CT图像得到匹配插值后的腹部CT图像即体数据,具体步骤如下: 步骤3.1.1:对腹部CT图像进行匹配插值,在每相邻前后两张腹部断层扫描图像间得到新插值图像; 步骤3.1.2:对每个新插值图像上的所有点,计算其相邻前后两张腹部断层扫描图像中对应点的灰度差, 并设定灰度差阈值; 步骤3.1.3:判断计算出的灰度差是否大于灰度差阈值:是,则设定搜索窗口半径和灰度阈值,在相邻前后两张腹部断层扫描图像中分别以该两张图像的对应点为中心以搜索窗口半径为半径的匹配窗,在匹配窗内选取最佳匹配点以决定当前点的灰度值;否则,通过三次样条插值求当前点的灰度值; 步骤3.1.4:得到每个新插值图像上的所有点的灰度值; 步骤3.1.5:由原腹部CT图像灰度值与每个新插值图像上的所有点的灰度值,得到匹配插值后的腹部CT图像即体数据,体数据中的所有像素点构成一个三维的数据场。3.根据权利要求1所述的基于GPU的腹部脏器三维可视化的方法,其特征在于:所述步骤3.2从人在计算机内的虚拟视点经由光线投射初始空白图像中每一像素点向体数据中发射虚拟光线,进行光线投射,计算每一像素点的光线投射显示结果,所有像素点光线投射显示结果的集合构成腹部CT图像光线投射结果图像,具体步骤如下: 步骤3.2.1:将体数据作为三维纹理加载至GPU的缓存中; 步骤3.2.2:设定颜色传递函数与透明度传递函数,并将这两个传递函数作为一维纹理分别加载至GPU的缓存中; 步骤3.2.3:从人在计算机内的虚拟视点经由光线投射初始空白图像中每一像素点向体数据中发射虚拟光线,进行光线投射; 步骤3.2.4:在GPU内并行处理所有投射的光线,沿光线进行重采样,对采样结果进行合成,并根据设定的颜色传递函数与透明度传递函数计算每一像素点的颜色和不透明度,即得到每一像素点的光线投射显示结果; 步骤3.2.5:所有光线投射显示结果的集合构成腹部CT图像光线投射结果图像。4.根据权利要求1所述的基于GPU的腹部脏器三维可视化的方法,其特征在于:所述步骤3.3对体数据进行任意平面切割,将非感兴趣区域从体数据中切除,对切割后的体数据进行光线投射,得到切割后体数据的光线投...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。