一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108961224A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810639568.6(22)申请日2018.06.20(71)申请人厦门大学地址361005福建省厦门市思明南路422号(72)发明人洪清启刘昆宏王备战郭诗辉(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法(57)摘要一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法，涉及计算机医学图像处理与三维重建领域。可根据已经提取出的冠脉血管各分枝结构的中轴线，构造与其相垂直的血管横截面信息，并利用2DPSPS函数实现对各个血管截面管腔轮廓的精确表达；然后，根据这些截面构造其相应的隐式拉伸曲面IES，并沿着中轴线将这些IES平滑地混合起来形成三维的血管分枝模型；最后，采用SPBBO将这些隐式表达的血管分枝模型平滑地混合起来，构成血管分枝结构，进而实现对整个冠脉血管树管腔表面模型的三维重建。CN108961224ACN108961224A权利要求书1/2页1.一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法，其特征在于其具体方法如下：1)利用2DPSPS函数实现对各个血管截面管腔轮廓的精确表达；2)根据截面构造其相应的隐式拉伸曲面IES，并沿着中轴线将这些IES平滑地混合起来形成三维的血管分枝模型；3)采用SPBBO将隐式表达的血管分枝模型平滑地混合，构成血管分枝结构(bifurcation)，进而实现对整个冠脉血管树管腔表面模型的三维重建。2.如权利要求1所述一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法，其特征在于在步骤1)中，所述利用2DPSPS函数实现对各个血管截面管腔轮廓的精确表达的具体方法为：在树状建模方法中，将利用自由形态的2DPSPS实现对不规则截面轮廓的精确表达，对于一组由逆时针顺序组成的控制点，其相应的隐式曲线直接由2DPSPS函数表达，其中，Δ表示控制点；d是平滑参数；m是PSPS函数的平滑指数；h是相应的高度值。3.如权利要求1所述一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法，其特征在于在步骤2)中，所述根据截面构造其相应的隐式拉伸曲面IES，并沿着中轴线将这些IES平滑地混合起来形成三维的血管分枝模型的具体方法为：在树状结构建模方法中，将沿着给定中轴线将各个隐式表达的截面进行加权叠加，构造具有变化截面轮廓的管状结构模型，将构造出截面所对应的隐式拉伸曲面，首先，根据中轴线构造出垂直相交的两个隐式曲面F1(x,y,z)＝0和F2(x,y,z)＝0，其交线为一条隐式拟合的曲线，代表拉伸路径；然后，沿着交线将表示横截面的2D隐式曲线拉伸为3D隐式曲面，即隐式拉伸曲面，所述隐式拉伸曲面定义为：该函数表示一个沿着给定中轴线拉伸的管状结构模型；对不同的横截面Ci(x,y)，利用1DPSPS函数Bi(t)沿着给定中轴线进行加权叠加，以构造具有变化截面轮廓的管状结构模型，整个模型的隐式表达式如下：4.如权利要求1所述一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法，其特征在于在步骤3)中，所述采用SPBBO将隐式表达的血管分枝模型平滑地混合，构成血管分枝结构，进而实现对整个冠脉血管树管腔表面模型的三维重建的具体方法为：在树状结构建模方法中，隐式表达的不同分枝结构进行混合，以构造出完整的树状结构模型，前面构造的分枝结构由分段多项式的隐函数表达，利用分段多项式的形状混合操作对不同分枝结构进行混合，平滑分段多项式混合操作子实现对混合范围的灵活控制，采用扩展的光滑局部保形最大函数实现对不同分枝结构的混合，其定义如下：其中，|x|n,δ含有平滑级数n和混合范围控制参数δ的平滑绝对函数，假设F1和F2是两个隐式表达的不同分枝结构，则对这两个隐式表达形状的混合由以下表达式实现：2CN108961224A权利要求书2/2页3CN108961224A说明书1/5页一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法技术领域[0001]本发明涉及计算机医学图像处理与三维重建领域，尤其是涉及一种基于隐式拉伸曲面(ImplicitExtrudedSurfaces，IES)的冠脉血管几何模型重建方法。背景技术[0002]冠状动脉疾病(CoronaryArteryDisease,CAD)，又称冠心病，是全世界公认的严重威胁人类生命和健康的三大疾病之一。冠脉CT血管造影术(ComputedTomographyAngiography,CTA)具有无创伤、检查快捷、费用低廉等优点，已经成为评估CAD的一种很有前