利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统，其中，方法包括：对人体头部的二维核磁图像进行预处理，去除二维核磁图像上的噪声；获取相邻两张去噪后的二维核磁图像上的所有的非空体素；查找非空体素与等值面的相交关系，并选取非空体素与等值面相交的边的中点作为非空体素与等值面的交点；将每个非空体素与等值面的所有交点顺次连接起来，形成三维多边形面片；将所有的非空体素与等值面相交形成的三维多边形面片连接起来，得到头部三维模型。本发明专利技术的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统，重建精度高、计算量小、效率高，从整体上提升了人体头部三维模型的重建性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统，其中，方法包括：对人体头部的二维核磁图像进行预处理，去除二维核磁图像上的噪声；获取相邻两张去噪后的二维核磁图像上的所有的非空体素；查找非空体素与等值面的相交关系，并选取非空体素与等值面相交的边的中点作为非空体素与等值面的交点；将每个非空体素与等值面的所有交点顺次连接起来，形成三维多边形面片；将所有的非空体素与等值面相交形成的三维多边形面片连接起来，得到头部三维模型。本专利技术的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统，重建精度高、计算量小、效率高，从整体上提升了人体头部三维模型的重建性能。【专利说明】利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统
本专利技术涉及医学影像
，特别是涉及一种利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统。
技术介绍
医学影像三维重建是医学影像领域与计算机图形图像领域的研究热点，其在医疗教学、临床手术等方面都有重要的研究意义和应用价值。人脑相比骨骼更具有流体的特性，在根据人脑二维核磁图像进行三维重建时比骨骼的重建难度更高。且人脑是个组织结构较为复杂的器官，内部包括了白质、灰质、血管、神经等人体组织，如何利用这些组织的二维核磁图像采用通用的方法进行三维重建在神经外科脑部手术以及神经外科脑部教学等领域具有重要的意义。目前，对于人体器官的表面重建方法中大部分所采用等值面重建原理，即根据体素和等值面的交点来求解器官的多边形面片，然后将所求得的多边形面片连接起来形成器官的表面三维模型。传统的根据等值面重建原理重建三维模型的方法，在重建过程中，直接利用获取的二维图像，对所有体素都处理一遍，并且在体素与等值面的交点选取中采用线性插值方法对面片的顶点进行选取，计算量较大，这种方法对于核磁图像来说性能较低且重建速度慢，特别是对于大体积如头部的重建性能较差。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种高性能的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统。为实现本专利技术目的而提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法，包括以下步骤:S100，对人体头部的二维核磁图像进行预处理，去除所述二维核磁图像上的噪声；S200，获取相邻两张去噪后的所述二维核磁图像上的所有的非空体素；S300，查找所述非空体素与等值面的相交关系，并选取所述非空体素与等值面相交的边的中点作为所述非空体素与所述等值面的交点；S400，将每个所述非空体素与所述等值面的所有交点顺次连接起来，形成三维多边形面片；S500，将所有的所述非空体素与所述等值面相交形成的所述三维多边形面片连接起来，得到头部三维模型。在其中一个实施例中，所述步骤SlOO包括以下步骤:S110，对所述二维核磁图像进行高斯滤波，去除所述二维核磁图像上的高斯噪声。在其中一个实施例中，所述步骤S200包括以下步骤:S210，提取相邻两张去噪后的所述头部核磁图像上的所有体素，构成一个三维体素矩阵；S220，对所述三维体素矩阵进行线性扫描，直到搜索到第一个所述非空体素为止;S230，采用四邻域搜索法，对所述三维体素矩阵进行搜索，查找所述三维体素矩阵中的所有的所述非空体素。在其中一个实施例中，所述步骤S220包括以下步骤:S221，选取所述三维体素矩阵的中间行；S222，从所述中间行开始，同时沿Y轴的上下两个方向进行线性扫描，直到搜索到第一个所述非空体素为止。在其中一个实施例中，所述步骤S300包括以下步骤:S310，对查找到的所述非空体素进行编码，得到每个所述非空体素对应的体素编码串；S320，在预设的索引表中查找每个所述体素编码串对应的等值面与所述非空体素的相交关系，即确定每个所述非空体素与所述等值面的相交的边；S330，选取所述非空体素与所述等值面相交的边的中点作为所述非空体素与所述等值面的交点，计算所有的所述非空体素与所述等值面的交点的位置。相应地，为实现本专利技术目的而提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的系统，包括图像预处理模块、非空体素提取模块、查找计算模块、第一重建模块以及第二重建模块；所述图像预处理模块，用于对人体头部的二维核磁图像进行预处理，去除所述二维核磁图像上的噪声；所述非空体素提取模块，用于获取相邻两张去噪后的所述二维核磁图像上的所有的非空体素；所述查找计算模块，查找所述非空体素与等值面的相交关系，并选取所述非空体素与等值面相交的边的中点作为所述非空体素与所述等值面的交点；所述第一重建模块，用于将每个所述非空体素与所述等值面的所有交点顺次连接起来，形成三维多边形面片；所述第二重建模块，用于将所有的所述非空体素与所述等值面相交形成的所述三维多边形面片连接起来，得到头部三维模型。在其中一个实施例中，所述图像预处理模块包括高斯滤波单元；所述高斯滤波单元，用于对所述二维核磁图像进行高斯滤波，去除所述二维核磁图像上的高斯噪声。在其中一个实施例中，所述非空体素提取模块包括提取单元、扫描单元以及搜索单元:所述提取单元，用于提取相邻两张去噪后的所述头部核磁图像上的所有体素，构成一个三维体素矩阵；所述扫描单元，用于对所述三维体素矩阵进行线性扫描，直到搜索到第一个所述非空体素为止；所述搜索单元，用于采用四邻域搜索法，对所述三维体素矩阵进行搜索，查找所述三维体素矩阵中的所有的所述非空体素。在其中一个实施例中，所述扫描单元包括选取子单元和扫描子单元；所述选取子单元，用于选取所述三维体素矩阵的中间行；所述扫描子单元，用于从所述中间行开始，同时沿Y轴的上下两个方向进行线性扫描，直到搜索到第一个所述非空体素为止。在其中一个实施例中，所述查找计算模块包括编码单元、查找单元以及计算单元;所述编码单元，用于对查找到的所述非空体素进行编码，得到每个所述非空体素对应的体素编码串；所述查找单元，用于在预设的索引表中查找每个所述体素编码串对应的等值面与所述非空体素的相交关系，即确定每个所述非空体素与所述等值面的相交的边；所述计算单元，用于选取所述非空体素与所述等值面相交的边的中点作为所述非空体素与所述等值面的交点，计算所有的所述非空体素与所述等值面的交点的位置。本专利技术的有益效果:本专利技术提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统，在重建之前，首先对二维核磁图像进行去噪处理，提高了二维核磁图像的质量，从而提升了三维模型的重建精度；在重建过程中，通过获取相邻两张去噪后的所述二维核磁图像上的所有的非空体素，求解非空体素与等值面的交点，避免了传统方法中对所有体素都进行处理的不必要的操作，提升了重建效率和性能；并且在计算非空体素与等值面的交点时，选取所述非空体素与等值面相交的边的中点作为非空体素与所述等值面的交点，从而减少了计算量，加快了整体的计算速度；最后形成高质量的头部三维模型，大大提升了人体头部三维模型的重建性能。【专利附图】【附图说明】为了使本专利技术提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本专利技术提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法及系统进行进一步详细说明。图1为本专利技术提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法的一个实施例的流程图；图2为本专利技术提供的利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用二维核磁图像重建头部三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，对人体头部的二维核磁图像进行预处理，去除所述二维核磁图像上的噪声；S200，获取相邻两张去噪后的所述二维核磁图像上的所有的非空体素；S300，查找所述非空体素与等值面的相交关系，并选取所述非空体素与等值面相交的边的中点作为所述非空体素与所述等值面的交点；S400，将每个所述非空体素与所述等值面的所有交点顺次连接起来，形成三维多边形面片；S500，将所有的所述非空体素与所述等值面相交形成的所述三维多边形面片连接起来，得到头部三维模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江涛，袁宝文，郭楠，刘玉进，李洪研，罗志强，
申请(专利权)人：通号通信信息集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11