[发明专利]多表面建模

说明书

本发明涉及表面建模领域。尤其是，本发明涉及根据感兴趣对象的多维数据集来构建多表面模型的方法，并且本发明还涉及图像处理设备、检查装置、计算机可读介质以及程序单元。

器官表面的建模是这样一种方法，该方法不但在计算机支持的技术中使用，而且还在基于图像的医学诊断和临床介入中使用。在此上下文中的模型可以在检查患者之前或者在检查患者以外提供解剖学信息。通过提供可变形的模型并且使其适用于图像，在对器官进行检测、分段和标记的过程中使用模型。可以预先根据采样图像来建立初始模型。可以定义模型项，例如具有给定拓扑结构的固定数目的表面三角形，而且模型几何结构可以适用于每个训练图像(training image)。由此，通过模型项(即，专门的顶点或者三角形的位置)来在不同图像中的解剖学实体之间技术地建立对应关系。

二维(多数是闭合的)流形(manifold)可以用于这种表面建模。还可以使用这种模型集合，其中还可以对模型之间的距离进行建模。

然而，在心脏学领域，仅对腔(心房、心室及其流入和流出)或肌肉单独建模可能是不够的，这是因为它们两者都很重要并且两者的形状彼此相互依赖。

所期望的是具有一种改进的表面建模方法。

根据本发明，提供了一种根据感兴趣对象的多维数据集来构建多表面模型的方法，该方法包括步骤：构建与感兴趣对象的第一部分相对应的适应性第一表面网格(mesh)，构建与感兴趣对象的第二部分相对应的适应性第二表面网格，以及组合第一表面网格和第二表面网格，以便形成感兴趣对象的多表面模型。

因此，根据本发明，该方法可自动构建多表面模型。它可对单个器官部分提供基本表面网格的构建。然后，可以以这种方式组合这些网格，以便使该组合形成感兴趣对象的多表面模型，该多表面模型可以是非二维的流形网格。

在从属权利要求中公开了本发明的示范性实施方式。

根据本发明的另一示范性实施方式，第一表面网格是第一二维流形，而第二表面网格是第二二维流形，其中构建第一表面网格包括使第一表面网格适应于感兴趣对象的第一部分的步骤；而且其中构建第二表面网格包括使第二表面网格适应于感兴趣对象的第二部分的步骤。

这可以提供一种对不同解剖实体(诸如，心室、心房和某些附属脉管)进行自动建模的方法。

根据本发明的另一示范性实施方式，组合第一表面网格和第二表面网格包括第一操作、第二操作和第三操作，其中第一、第二和第三操作是二元的。此外，第一操作是合集操作，第二操作是交集操作，而第三操作是差集操作。

在组合第一表面网格和第二表面网格期间应用这三种操作可以有效并且准确地构建多表面模型。

根据本发明的另一示范性实施方式，第一表面网格包括第一网格图元(primitive)，第二表面网格包括第二网格图元。此外，第一网格图元与第二网格图元相对应。组合第一表面网格和第二表面网格组合包括第四操作，它是第一网格图元和第二网格图元的合并。

通过执行合并或接合操作，在两个网格中出现的相应面可以被统一起来。

根据本发明的另一示范性实施方式，该方法可进一步包括生成与第一表面网格的第三网格图元相对应的标记的步骤，其中该标记包括关于第三网格图元的信息。

在重构阶段期间，多表面网格中的每个网格图元可以具有相应的标记，该标记确定它分隔了哪些体积或它属于哪个表面。

根据本发明的另一示范性实施方式，该方法可以进一步包括至少一个以下步骤：如果所得到的感兴趣对象的多表面模型的粒度低于预置的值，则将第一表面网格和第二表面网格中的至少一个进行细化；以及如果所得到的感兴趣对象的多表面模型的粒度高于预置的值，则将第一表面网格和第二表面网格中的至少一个进行粗化。

因此，在其中边界三角形或网格图元可能会分裂几次的交叉区域处，可以校正所产生的局部过采样。

根据本发明的另一示范性实施方式，通过用户指导来交互地执行以下中的至少一项：构建第一表面网格、构建第二表面网格、组合第一表面网格和第二表面网格。

这样例如可以提供高的灵活性。例如，用户可以交互地选择他特别感兴趣的部分，或者用户可执行放大过程。在不同的用户交互之间，可以执行表面呈现并使得表面网格适应于训练图像。

根据本发明的另一示范性实施方式，以批处理方式执行以下中的至少一项：构建第一表面网格、构建第二表面网格、以及合并第一表面网格和第二表面网格，其中，从包括第一操作、第二操作、第三操作和第四操作的组中选出的至少一个操作的序列是预先确定的。