管腔圖像展開繪制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管腔圖像展開繪制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著 CT (Computer Tomography，計(jì)算機(jī)斷層造影）、MRI (Magnetic-Resonance Imaging，核磁共振成像）、PET (Positron Emission Computer Tomography，正電子發(fā)射型 計(jì)算機(jī)斷層掃描）等醫(yī)療成像設(shè)備的出現(xiàn)，及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、科學(xué)可視 化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)作為一種非介入式的檢查 方式，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)是通過(guò)CT、MRI、PET等醫(yī)學(xué)成像設(shè)備獲取人體的二 維切片數(shù)據(jù)，借助數(shù)字圖像處理、科學(xué)可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 生成人體各個(gè)管腔如結(jié)腸、血管、氣管、食道等的三維圖像，模擬傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡對(duì)患者進(jìn) 行內(nèi)窺檢查。
[0003] 然而，虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)生成的三維管腔圖像，不便于醫(yī)生觀察和診斷，因此提出一 種直觀有效地顯示管腔的方法，成為業(yè)內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N管腔圖像展開繪制方法及裝置。
[0005] 具體地，本申請(qǐng)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N管腔圖像展開繪制方法，所述方法包括：
[0007] 從三維管腔圖像中提取管腔的中心線，對(duì)所述中心線進(jìn)行采樣獲得視點(diǎn)；
[0008] 針對(duì)管腔內(nèi)的每一個(gè)視點(diǎn)，建立球形投影面，其中，球形投影面上點(diǎn)對(duì)應(yīng)管腔內(nèi)壁 上點(diǎn)；
[0009] 根據(jù)預(yù)設(shè)的球形投影面上點(diǎn)與二維投影面上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定二維投影面上點(diǎn) 與管腔內(nèi)壁上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0010] 根據(jù)二維投影面上點(diǎn)與管腔內(nèi)壁上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)二維投影面進(jìn)行圖像繪制得 到三維管腔圖像的二維展開圖像。
[0011] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述建立球形投影面，包括：
[0012] 計(jì)算視點(diǎn)的視線方向，并建立該視點(diǎn)的局部坐標(biāo)系，其中，所述局部坐標(biāo)系的Z軸 方向?yàn)樵撘朁c(diǎn)的視線方向；
[0013] 在局部坐標(biāo)系下建立以視點(diǎn)為球心，R為半徑的球形投影面，其中，R為預(yù)設(shè)的半 徑值，且小于等于所述管腔內(nèi)壁的半徑。
[0014] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述計(jì)算視點(diǎn)的視線方向，并建立該視 點(diǎn)的局部坐標(biāo)系，包括：
[0015] 根據(jù)中心線上當(dāng)前視點(diǎn)的前后采樣點(diǎn)位置計(jì)算當(dāng)前視點(diǎn)的視線方向；
[0016] 根據(jù)前一采樣點(diǎn)與當(dāng)前視點(diǎn)的連線及前一采樣點(diǎn)的局部坐標(biāo)系，計(jì)算當(dāng)前視點(diǎn)的 局部坐標(biāo)系的X、Y軸方向。
[0017] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述球形投影面上點(diǎn)與二維投影面上點(diǎn) 的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括：
[0018] 球形投影面上點(diǎn)的三維向量與二維投影面上點(diǎn)的二維坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，球 形投影面上點(diǎn)的三維向量為球形投影面上點(diǎn)與球心所構(gòu)成的向量；
[0019] 所述球形投影面上點(diǎn)對(duì)應(yīng)管腔內(nèi)壁上點(diǎn)，包括：
[0020] 球形投影面上點(diǎn)的三維向量對(duì)應(yīng)該向量的方向所指向的管腔內(nèi)壁位置處的點(diǎn)。
[0021] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，采用下述任一方式，對(duì)二維投影面進(jìn)行 圖像繪制得到三維管腔圖像的二維展開圖像：
[0022] 三維容積重建、最大密度投影或三維表面重建，對(duì)二維投影面進(jìn)行圖像繪制得到 三維管腔圖像的二維展開圖像。
[0023] 本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N管腔圖像展開繪制裝置，所述裝置包括：
[0024] 視點(diǎn)采集單元，用于從三維管腔圖像中提取管腔的中心線，對(duì)所述中心線進(jìn)行采 樣獲得視點(diǎn)；
[0025] 球形投影面建立單元，用于針對(duì)管腔內(nèi)的每一個(gè)視點(diǎn)，建立球形投影面，其中，球 形投影面上點(diǎn)對(duì)應(yīng)管腔內(nèi)壁上點(diǎn)；
[0026] 對(duì)應(yīng)關(guān)系確定單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的球形投影面上點(diǎn)與二維投影面上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān) 系，確定二維投影面上點(diǎn)與管腔內(nèi)壁上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0027] 展開圖繪制單元，用于根據(jù)二維投影面上點(diǎn)與管腔內(nèi)壁上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)二維 投影面進(jìn)行圖像繪制得到三維管腔圖像的二維展開圖像。
[0028] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述球形投影面建立單元，包括：
[0029] 局部坐標(biāo)系建立子單元，用于計(jì)算視點(diǎn)的視線方向，并建立該視點(diǎn)的局部坐標(biāo)系， 其中，所述局部坐標(biāo)系的Z軸方向?yàn)樵撘朁c(diǎn)的視線方向；
[0030] 球形投影面建立子單元，用于在局部坐標(biāo)系下建立以視點(diǎn)為球心，R為半徑的球形 投影面，其中，R為預(yù)設(shè)的半徑值，且小于等于所述管腔內(nèi)壁的半徑。
[0031] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述局部坐標(biāo)系建立子單元，包括：
[0032] 視線方向計(jì)算模塊，用于根據(jù)中心線上當(dāng)前視點(diǎn)的前后采樣點(diǎn)位置計(jì)算當(dāng)前視點(diǎn) 的視線方向；
[0033] 坐標(biāo)軸方向計(jì)算模塊，用于根據(jù)前一采樣點(diǎn)與當(dāng)前視點(diǎn)的連線及前一采樣點(diǎn)的局 部坐標(biāo)系，計(jì)算當(dāng)前視點(diǎn)的局部坐標(biāo)系的X、Y軸方向。
[0034] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述球形投影面上點(diǎn)與二維投影面上點(diǎn) 的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括：
[0035] 球形投影面上點(diǎn)的三維向量與二維投影面上點(diǎn)的二維坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中，球 形投影面上點(diǎn)的三維向量為球形投影面上點(diǎn)與球心所構(gòu)成的向量；
[0036] 所述球形投影面上點(diǎn)對(duì)應(yīng)管腔內(nèi)壁上點(diǎn)，包括：
[0037] 球形投影面上點(diǎn)的三維向量對(duì)應(yīng)該向量的方向所指向的管腔內(nèi)壁位置處的點(diǎn)。
[0038] 根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N【具體實(shí)施方式】中，所述展開圖繪制單元，包括：
[0039] 展開圖繪制子單元，用于采用三維容積重建、最大密度投影或三維表面重建中的 任一方式，對(duì)二維投影面進(jìn)行圖像繪制得到三維管腔圖像的二維展開圖像。
[0040] 本申請(qǐng)實(shí)施例可以將三維管腔圖像展開成二維平面圖像進(jìn)行繪制，展開繪制的二 維管腔圖像可以包括虛擬漫游位置的360度的信息，更直觀地顯示當(dāng)前位置沿管腔前后兩 個(gè)方向的內(nèi)腔信息，圖像信息連續(xù)，形變小，方便醫(yī)生觀察和診斷。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖I (a)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的一種管腔圖像展開繪制方法的流程圖；
[0042] 圖I (b)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的圖I (a)中步驟102的一種實(shí)施方式的流 程圖；
[0043] 圖2是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的管腔與球形投影面之間關(guān)系的示例圖；
[0044] 圖3是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的球形投影面的一種示例圖；
[0045] 圖4是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的球形投影面上點(diǎn)與管腔內(nèi)壁上點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān) 系的不例圖；
[0046] 圖5(a)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的球形投影面的另一種示例圖；
[0047] 圖5(b)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的與圖5(a)所示球形投影面對(duì)應(yīng)的球面區(qū) 域的示例圖；
[0048] 圖5(c)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的與圖5(a)所示球形投影面對(duì)應(yīng)的平面展 開圖的示例圖；
[0049] 圖5(d)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的正常的結(jié)腸展開圖的示例圖；
[0050] 圖5(e)是本申請(qǐng)一示例性實(shí)施例示出的帶息肉的結(jié)腸展開圖的