專(zhuān)利名稱(chēng)：一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像重建和可視化的方'法尤其涉及一種由非平行斷層圖像序列重建任 意切面的方法。
(二)
背景技術(shù)：
在三維圖像重建和可視化技術(shù)領(lǐng)域某些應(yīng)用場(chǎng)合，人們經(jīng)由數(shù)據(jù)采集得到的是感興趣對(duì) 象的一系列非平行的斷層圖像序列，而觀察感興趣對(duì)象的最常用方式是任意切面顯示，這就 要求我們必須能夠由非平行斷層圖像序列重建感興趣對(duì)象的任意切面圖{象以往的重建方法 往往是先將這些斷層圖像映射到一個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格空間中(每個(gè)網(wǎng)格稱(chēng)為一個(gè)體素)，然后再 對(duì)這些體素進(jìn)行插值得到任意切面圖像。如國(guó)外學(xué)術(shù)期刊《Ultrasound in Medicine & Biology》 在以下論文"Solberg et al，2007， Vol. 33， No. 7， pp. 991-1009， "Freehand 3D Ultrasound Reconstruction Algorithms-A Review"，，中公開(kāi)了這類(lèi)方法，Solberg等人 對(duì)以往的重建方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析比較，由于這些方法需要對(duì)大量的體素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理， 方法的計(jì)算量通常很大，處理過(guò)程較為耗時(shí)，方法的工程實(shí)用性較差。而且，這些方法在得 到任意切面圖像的過(guò)程中一般都需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩次插值計(jì)算，降低了方法的重建精度。
(三)
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)背景技術(shù)所述重建方法的耗時(shí)長(zhǎng)、精度低、實(shí)用性差的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種不 使用體素的重建方法，它由原始的斷層圖像序列直接重建得到任意切面、即一種由非平行斷 層圖像序列重建任意切面的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法，步驟如下
51) 確定插值過(guò)程中的距離閾值T
若重建切面上的某像素周?chē)嚯xT的范圍內(nèi)原始斷層圖像上有灰度值非O的像素則重建 切面的此像素被賦值其灰度值由其周?chē)嚯xT范圍內(nèi)的原始斷層圖像上所有灰度值非O像素 的灰度值平方距離加權(quán)得到；否則，重建切面上的此像素的灰度值被賦值為O;
52) 選擇斷層圖像中的感興趣區(qū)域
在斷層圖像中與重建有關(guān)的信息往往只存在于圖像中心的某個(gè)區(qū)域可在圖像中選擇一 個(gè)區(qū)域作為圖像中的感興趣區(qū)域，此區(qū)域?qū)⑦m用于斷層圖像序列中的所有圖像，重建過(guò)程將 只對(duì)斷層圖像中感興趣區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行處理；
53) 確定重建切面的位置
通過(guò)輸入重建切面的坐標(biāo)或者使用圖形化的人機(jī)交互界面確定重建切面的位置及大 小，在存儲(chǔ)空間中為重建切面上的每個(gè)像素開(kāi)辟一個(gè)鏈表，并以此平面為X0Y平面建立重建 空間坐標(biāo)系；
54) 確定斷層圖像中的重建區(qū)域
若兩者不平行，設(shè)每幀斷層圖像其和重建切面的夾角為"，則斷層圖像上所有到重建切
面的距離小于T的像素都將位于斷層圖像與重建切面交線兩側(cè)寬度為W-T/sina的區(qū)域內(nèi)，
將此區(qū)域和斷層圖像中感興趣區(qū)域的重疊區(qū)域稱(chēng)為重建區(qū)域；若兩者平行，計(jì)算兩者的距 離，距離小于T則將斷層圖像中的感興趣區(qū)域作為重建區(qū)域，距離大于T這幀斷層圖像中的重建區(qū)域?yàn)榭眨?br>
55) 將斷層圖像上重建區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)映射到重建切面
對(duì)斷層圖像上重建區(qū)域中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算其在重建空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)"'，^'，z')
點(diǎn)，以"'，/，W點(diǎn)為圓心，Vt2-z'2為半徑在重建切面上畫(huà)圓，則重建切面上圓內(nèi)的所有像
素點(diǎn)到此斷層圖像像素點(diǎn)的距離都小于T，將斷層圖像上此像素點(diǎn)的灰度值及其到重建切面 上圓內(nèi)像素點(diǎn)的距離分別存儲(chǔ)到重建切面上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的鏈表當(dāng)中；
56) 計(jì)算重建切面上每個(gè)像素的灰度值
對(duì)重建切面上的每個(gè)像素點(diǎn)，根據(jù)存儲(chǔ)在其對(duì)應(yīng)鏈表中的距離小于T的斷層圖像上的像 素點(diǎn)的灰度值和兩者之間的距離，平方距離加權(quán)得到其灰度值，其公式如下
p,=1^——
其中^.=1/^2， p'是重建切面上像素點(diǎn)的灰度值，G和A分別是A對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存 儲(chǔ)的第A個(gè)灰度值和距離，"為p'對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存儲(chǔ)的灰度值的數(shù)目，即重建切面上每
一個(gè)像素點(diǎn)的灰度值都是由其周?chē)嚯xT內(nèi)的原始斷層圖像上像素點(diǎn)的灰度值平方距離加權(quán) 得到的；
57) 顯示重建得到的切面圖像。
所述步驟Sl)中的距離閾值可以由操作者手動(dòng)輸入并進(jìn)行調(diào)整，也可以由程序自動(dòng)確定。
本發(fā)明方法不僅可以對(duì)已經(jīng)采集到的一系列非平行斷層圖像序列進(jìn)行任意切面重建也 可以在非平行斷層圖像序列的采集過(guò)程中實(shí)時(shí)地進(jìn)行任意切面重建并實(shí)時(shí)更新顯示重建切 面。 .
一種使用本發(fā)明重建方法的自由臂三維超聲成像系統(tǒng)，包括微型計(jì)算機(jī)、超聲掃描儀、 定位裝置、圖像采集設(shè)備，其特征在于超聲掃描儀通過(guò)數(shù)字輸出端口直接連接到微型計(jì)算 機(jī)；或者通過(guò)模擬輸出端口連接到圖像采集設(shè)備，圖像采集設(shè)備通過(guò)PCI接口或者USB接口 連接到微型計(jì)算機(jī)；定位裝置的位置感應(yīng)器固定在超聲掃描儀的探頭上面，定位裝置通過(guò)有 線或者無(wú)線的方式連接到微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)字輸入端口或者圖像采集設(shè)備得到 超聲掃描儀的圖像信息，通過(guò)定位裝置得到超聲掃描儀探頭的位置信息。
本發(fā)明方法的自由臂三維超聲成像系統(tǒng)的工作過(guò)程如下 101.采集得到感興趣人體器官的斷層圖像序列
操作者自由移動(dòng)超聲掃描儀的探頭掃描得到感興趣人體器官的斷層圖像序列； 102 .設(shè)定插值過(guò)程中的距離閾值T
此距離閾值可以由操作者手動(dòng)輸入并進(jìn)行調(diào)整，也可以由程序自動(dòng)確定； 103.選擇斷層圖像中的感興趣區(qū)域
在斷層圖像中與重建有關(guān)的信息往往只存在于圖像中心的某個(gè)區(qū)域，可在圖像中選擇一個(gè)區(qū)域作為圖像中的感興趣區(qū)域，此區(qū)域?qū)⑦m用于斷層圖像序列中的所有圖像，重建過(guò) 程將只對(duì)斷層圖像中感興趣區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行處理；
104. 確定重建切面的位置 通過(guò)輸入重建切面的坐標(biāo)或者使用圖形化的人機(jī)交互界面確定重建切面的位置及大 小，在存儲(chǔ)空間中為重建切面上的每個(gè)像素開(kāi)辟一個(gè)鏈表，并以此平面為XOY平面建立 重建空間坐標(biāo)系；
105. 確定斷層圖像中的重建區(qū)域
如圖2所示，若兩者不平行，設(shè)每幀斷層圖像其和重建切面的夾角為"，則斷層圖像上
所有到重建切面的距離小于T的像素點(diǎn)都將位于斷層圖像上交線兩側(cè)寬度為W:T/sin"
區(qū)域內(nèi)，將此區(qū)域和斷層圖像中感興趣區(qū)域的重疊區(qū)域?yàn)橹亟▍^(qū)域；若兩者平行，計(jì)算 兩者的距離，若小于T則將斷層圖像中的感興趣區(qū)域作為重建區(qū)域；若大于T那么這幀斷 層圖像中的重建區(qū)域?yàn)榭眨?br>
106. 將斷層圖像上重建區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)映射到重建切面
對(duì)斷層圖像上重建區(qū)域中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算其在重建空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)"'，少"')
點(diǎn)，以"'J'，G)點(diǎn)為圓心，V^T2-z'2為半徑在重建切面上畫(huà)圓，則重建切面上圓內(nèi)的所
有像素點(diǎn)到此斷層圖像像素點(diǎn)的距離都小于T，將斷層圖像上此像素點(diǎn)的灰度值及其到 重建切面上圓內(nèi)像素點(diǎn)的距離分別存儲(chǔ)到重建切面上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的鏈表當(dāng)中；
107. 計(jì)算重建切面上每個(gè)像素的灰度值
對(duì)重建切面上的每個(gè)像素點(diǎn)，根據(jù)存儲(chǔ)在其對(duì)應(yīng)鏈表中的距離小于T的斷層圖像上的像
素點(diǎn)的灰度值和兩者之間的距離，平方距離加權(quán)得到其灰度值，其公式如下
——
其中^=1/《2， p'是重建切面上像素點(diǎn)的灰度值，G和《分別是p'對(duì)應(yīng)像素的鏈表中 存儲(chǔ)的第A個(gè)灰度值和距離，"為p'對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存儲(chǔ)的灰度值的數(shù)目，即重建切
面上每一個(gè)像素點(diǎn)的灰度值都是由其周?chē)嚯xT內(nèi)的原始斷層圖像上像素點(diǎn)的灰度值平
方距離加權(quán)得到的；
108. 顯示重建得到的切面圖像。
一種使用本發(fā)明重建方法的機(jī)械掃描三維超聲成像系統(tǒng)，包括微型計(jì)算機(jī)、超聲掃描 儀、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、圖像采集設(shè)備，其特征在于超聲掃描儀通過(guò)數(shù)字輸出端口直接連接到微型計(jì)
算機(jī)或者通過(guò)模擬輸出端口連接到圖像采集設(shè)備圖像采集設(shè)備通過(guò)PCI接口或者USB接口 連接到微型計(jì)算機(jī)；超聲掃描儀的探頭固定在驅(qū)動(dòng)裝置上，驅(qū)動(dòng)裝置上裝有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)接收微型計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的控制指令，并根據(jù)指令做出相應(yīng)的移動(dòng)。上述驅(qū)動(dòng)方式可以是平 行移動(dòng)，扇形擺動(dòng)或者圍繞中心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于本發(fā)明的方法對(duì)平行斷層圖像序列的任意 切面重建同樣適用，所以本發(fā)明成像系統(tǒng)中探頭的移動(dòng)方式可以是平行移動(dòng)。本發(fā)明方法的機(jī)械掃描三維超聲成像系統(tǒng)的工作過(guò)程如下-
201. 確定插值過(guò)程中的距離閾值T 根據(jù)計(jì)算機(jī)程序中預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)方式自動(dòng)確定T;
202. 選擇斷層圖像中的感興趣區(qū)域 在斷層圖像中與重建有關(guān)的信息往往只存在于圖像中心的某個(gè)區(qū)域，可在圖像中選擇一 個(gè)區(qū)域作為圖像中的感興趣區(qū)域，此區(qū)域?qū)⑦m用于斷層圖像序列中的所有圖像，重建過(guò) 程將只對(duì)斷層圖像中感興趣區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行處理；
203. 確定重建切面的位置 通過(guò)輸入重建切面的坐標(biāo)或者使用圖形化的人機(jī)交互界面確定重建切面的位置及大
小，在存儲(chǔ)空間中為重建切面上的每個(gè)像素開(kāi)辟一個(gè)鏈表，并以此平面為XOY平面建立 重建空間坐標(biāo)系；
204. 采集感興趣人體器官的一幀斷層圖像；
205. 確定斷層圖像中的重建區(qū)域z
若兩者不平行，設(shè)每幀斷層圖像其和重建切面的夾角為"，則斷層圖像上所有到重建切
面的距離小于T的像素都將位于斷層圖像與重建切面交線兩側(cè)寬度為W=T/sin"的區(qū)域
內(nèi)，將此區(qū)域和斷層圖像中感興趣區(qū)域的重疊區(qū)域稱(chēng)為重建區(qū)域；若兩者平行，計(jì)算兩 者的距離，距離小于T則將斷層圖像中的感興趣區(qū)域作為重建區(qū)域，距離大于T這幀斷層 圖像中的重建區(qū)域?yàn)榭眨?br>
206. 將斷層圖像上重建區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)映射到重建切面
對(duì)斷層圖像上重建區(qū)域中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算其在重建空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)"'，^'，z')
點(diǎn)，以"'J'，W點(diǎn)為圓心，^T2-z'2為半徑在重建切面上畫(huà)圓，則重建切面上圓內(nèi)的所
有像素點(diǎn)到此斷層圖像像素點(diǎn)的距離都小于T，將斷層圖像上此像素點(diǎn)的灰度值及其到 重建切面上圓內(nèi)像素點(diǎn)的距離分別存儲(chǔ)到重建切面上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的鏈表當(dāng)中；
207. 計(jì)算重建切面上每個(gè)像素的灰度值
對(duì)重建切面上的每個(gè)像素點(diǎn)，根據(jù)存儲(chǔ)在其對(duì)應(yīng)鏈表中的距離小于T的斷層圖像上的像 素點(diǎn)的灰度值和兩者之間的距離，平方距離加權(quán)得到其灰度值，其公式如下
——
其中^=1/《2, A是重建切面上像素點(diǎn)的灰度值，G和《分別是A對(duì)應(yīng)像素的鏈表中 存儲(chǔ)的第A個(gè)灰度值和距離，"為A對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存儲(chǔ)的灰度值的數(shù)目，即重建切
面上每一個(gè)像素點(diǎn)的灰度值都是由其周?chē)嚯xT內(nèi)的原始斷層圖像上像素點(diǎn)的灰度值平 方距離加權(quán)得到的；
208. 顯示重建得到的切面圖像；
209. 在完成上述過(guò)程后可返回步驟204，采集感興趣人體器官的下一幀斷層圖像并進(jìn)行重建顯示。
在本成像系統(tǒng)的使用中，重建過(guò)程中的距離闞值T是程序根據(jù)預(yù)先設(shè)定的馬達(dá)的移動(dòng)方 式自動(dòng)確定的。重建過(guò)程是一種漸進(jìn)的重建過(guò)程，每掃描一幀感興趣對(duì)象的斷層圖像都會(huì)按 照步驟205計(jì)算其重建區(qū)域，并按照步驟206將其映射到重建切面，然后按步驟207計(jì)算重 建切面的像素值，最后更新顯示重建切面。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于在掃描感興趣人體器官的同時(shí) 能夠?qū)崟r(shí)地更新重建切面的顯示不需要等待采集完感興趣人體器官的斷層圖像序列后再進(jìn) 行重建顯示。
本發(fā)明方法只需要對(duì)斷層圖像中距離重建切面較近的像素進(jìn)行處理，計(jì)算量小、處理速 度快。由于是從非平行斷層圖像直接得到任意切面圖像，避免了從體素得到任意切面圖像時(shí) 的第二次插值，重建精度高于現(xiàn)有重建方法。在本發(fā)明方法重建切面上的每個(gè)像素的值都是 由斷層圖像上的多個(gè)像素平方距離加權(quán)得到的，能夠?qū)D像中的噪聲起到一定的抑制作用。
(四)
圖l是本發(fā)明重建方法的流程圖。
圖2是確定斷層圖像中的重建區(qū)域的示意圖，圖中的灰色區(qū)域即得到的斷層圖像中的 重建區(qū)域，本區(qū)域內(nèi)的所有像素到重建切面的距離都小于T。
圖3是步驟S5中確定重建切面上到(x', y', z')點(diǎn)的距離小于T的像素的示意圖。 (x'，y',z')點(diǎn)是斷層圖像上的像素點(diǎn)在重建空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，在重建切面上以
(x'，y',0)點(diǎn)為圓心，以^T2-z'2為半徑做圓，則重建切面上圓內(nèi)的所有像素點(diǎn)到 (x',y'，z')點(diǎn)的距離均小于T。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。 實(shí)施例1:
一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法，步驟如下
51) 確定插值過(guò)程中的距離I萄值T
若重建切面上的某像素周?chē)嚯xT的范圍內(nèi)原始斷層圖像上有灰度值非O的像素則重建 切面的此像素被賦值其灰度值由其周?chē)嚯xT范圍內(nèi)的原始斷層圖像上所有灰度值非O像素 的灰度值平方距離加權(quán)得到；否則，重建切面上的此像素的灰度值被賦值為O;
52) 選擇斷層圖像中的感興趣區(qū)域
在斷層圖像中與重建有關(guān)的信息往往只存在于圖像中心的某個(gè)區(qū)域可在圖像中選擇一 個(gè)區(qū)域作為圖像中的感興趣區(qū)域，此區(qū)域?qū)⑦m用于斷層圖像序列中的所有圖像，重建過(guò)程將 只對(duì)斷層圖像中感興趣區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行處理；
53) 確定重建切面的位置
通過(guò)輸入重建切面的坐標(biāo)或者使用圖形化的人機(jī)交互界面確定重建切面的位置及大 小，在存儲(chǔ)空間中為重建切面上的每個(gè)像素開(kāi)辟一個(gè)鏈表，并以此平面為XOY平面建立重建 空間坐標(biāo)系；
54) 確定斷層圖像中的重建區(qū)域
若兩者不平行，設(shè)每幀斷層圖像其和重建切面的夾角為"，則斷層圖像上所有到重建切面的距離小于T的像素都將位于斷層圖像與重建切面交線兩側(cè)寬度為W-T/sin"的區(qū)域內(nèi)，
將此區(qū)域和斷層圖像中感興趣區(qū)域的重疊區(qū)域稱(chēng)為重建區(qū)域；若兩者平行，計(jì)算兩者的距 離，距離小于T則將斷層圖像中的感興趣區(qū)域作為重建區(qū)域，距離大于T這幀斷層圖像中的重 建區(qū)域?yàn)榭眨?br>
55) 將斷層圖像上重建區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)映射到重建切面
對(duì)斷層圖像上重建區(qū)域中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算其在重建空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)"'，^，z')
點(diǎn)，以"'，^，W點(diǎn)為圓心，n/t2-z'2為半徑在重建切面上畫(huà)圓，則重建切面上圓內(nèi)的所有像
素點(diǎn)到此斷層圖像像素點(diǎn)的距離都小于T，將斷層圖像上此像素點(diǎn)的灰度值及其到重建切面 上圓內(nèi)像素點(diǎn)的距離分別存儲(chǔ)到重建切面上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的鏈表當(dāng)中；
56) 計(jì)算重建切面上每個(gè)像素的灰度值
對(duì)重建切面上的每個(gè)像素點(diǎn)根據(jù)存儲(chǔ)在其對(duì)應(yīng)鏈表中的距離小于T的斷層圖像上的像素 點(diǎn)的灰度值和兩者之間的距離，平方距離加權(quán)得到其灰度值，其公式如下-
其中^=1/《2， p'是重建切面上像素點(diǎn)的灰度值，q和《分別是A對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存
儲(chǔ)的第A:個(gè)灰度值和距離，"為A對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存儲(chǔ)的灰度值的數(shù)目，即重建切面上每
一個(gè)像素點(diǎn)的灰度值都是由其周?chē)嚯xT內(nèi)的原始斷層圖像上像素點(diǎn)的灰度值平方距離加權(quán) 得到的；
S7)顯示重建得到的切面圖像。
所述步驟Sl)中的距離閾值由操作者手動(dòng)輸入并進(jìn)行調(diào)整。 實(shí)施例2:
和實(shí)施例l相同，只是所述步驟S1)中的距離閾值是由程序自動(dòng)確定的。
權(quán)利要求
1、一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法，步驟如下S1)確定插值過(guò)程中的距離閾值T若重建切面上的某像素周?chē)嚯xT的范圍內(nèi)原始斷層圖像上有灰度值非0的像素，則重建切面的此像素被賦值其灰度值由其周?chē)嚯xT范圍內(nèi)的原始斷層圖像上所有灰度值非0像素的灰度值平方距離加權(quán)得到；否則，重建切面上的此像素的灰度值被賦值為0；S2)選擇斷層圖像中的感興趣區(qū)域在斷層圖像中與重建有關(guān)的信息往往只存在于圖像中心的某個(gè)區(qū)域可在圖像中選擇一個(gè)區(qū)域作為圖像中的感興趣區(qū)域，此區(qū)域?qū)⑦m用于斷層圖像序列中的所有圖像，重建過(guò)程將只對(duì)斷層圖像中感興趣區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行處理；S3)確定重建切面的位置通過(guò)輸入重建切面的坐標(biāo)或者使用圖形化的人機(jī)交互界面確定重建切面的位置及大小，在存儲(chǔ)空間中為重建切面上的每個(gè)像素開(kāi)辟一個(gè)鏈表，并以此平面為XOY平面建立重建空間坐標(biāo)系；S4)確定斷層圖像中的重建區(qū)域若兩者不平行，設(shè)每幀斷層圖像其和重建切面的夾角為α，則斷層圖像上所有到重建切面的距離小于T的像素都將位于斷層圖像與重建切面交線兩側(cè)寬度為W＝T/sinα的區(qū)域內(nèi)，將此區(qū)域和斷層圖像中感興趣區(qū)域的重疊區(qū)域稱(chēng)為重建區(qū)域；若兩者平行，計(jì)算兩者的距離，距離小于T則將斷層圖像中的感興趣區(qū)域作為重建區(qū)域，距離大于T這幀斷層圖像中的重建區(qū)域?yàn)榭眨籗5)將斷層圖像上重建區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)映射到重建切面對(duì)斷層圖像上重建區(qū)域中的每個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算其在重建空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x′，y′，z′)點(diǎn)，以(x′，y′，0)點(diǎn)為圓心， id="icf0001" file="A2009100206150002C1.tif" wi="17" he="6" top= "172" left = "68" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>為半徑在重建切面上畫(huà)圓，則重建切面上圓內(nèi)的所有像素點(diǎn)到此斷層圖像像素點(diǎn)的距離都小于T，將斷層圖像上此像素點(diǎn)的灰度值及其到重建切面上圓內(nèi)像素點(diǎn)的距離分別存儲(chǔ)到重建切面上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的鏈表當(dāng)中；S6)計(jì)算重建切面上每個(gè)像素的灰度值對(duì)重建切面上的每個(gè)像素點(diǎn)，根據(jù)存儲(chǔ)在其對(duì)應(yīng)鏈表中的距離小于T的斷層圖像上的像素點(diǎn)的灰度值和兩者之間的距離，平方距離加權(quán)得到其灰度值，其公式如下<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>p</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msub> <mi>W</mi> <mi>k</mi></msub><mo>*</mo><msub> <mi>C</mi> <mi>k</mi></msub> </mrow> <mrow><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msub> <mi>W</mi> <mi>k</mi></msub> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>其中Wk＝1/dk2，pi是重建切面上像素點(diǎn)的灰度值，Ck和dk分別是pi對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存儲(chǔ)的第k個(gè)灰度值和距離，n為pi對(duì)應(yīng)像素的鏈表中存儲(chǔ)的灰度值的數(shù)目，即重建切面上每一個(gè)像素點(diǎn)的灰度值都是由其周?chē)嚯xT內(nèi)的原始斷層圖像上像素點(diǎn)的灰度值平方距離加權(quán)得到的；S7)顯示重建得到的切面圖像。
2、如權(quán)利要求l所述的一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法，其特征在于 所述步驟S1)中的距離閾值可以由操作者手動(dòng)輸入并進(jìn)行調(diào)整，也可以由程序自動(dòng)確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像重建和可視化的方法，尤其涉及一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法。它由原始的斷層圖像序列直接重建得到任意切面、即一種由非平行斷層圖像序列重建任意切面的方法。步驟如下確定插值過(guò)程中的距離閾值T；選擇斷層圖像中的感興趣區(qū)域；確定重建切面的位置；確定斷層圖像中的重建區(qū)域；將斷層圖像上重建區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)映射到重建切面；計(jì)算重建切面上每個(gè)像素的灰度值；顯示重建得到的切面圖像。本發(fā)明方法計(jì)算量小、耗時(shí)短、精度高、實(shí)用性強(qiáng)，且對(duì)圖像中的噪聲能起到一定的抑制作用。
文檔編號(hào)A61B8/13GK101540053SQ20091002061
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者孫豐榮, 張明強(qiáng), 王麗梅, 王慶浩, 王文明 申請(qǐng)人:山東大學(xué)