[发明专利]一种体绘制平行投影的数据包围体快速定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理与分析，具体地涉及体绘制平行投影的数据包围体的定位方法。

背景技术

在医学影像工程中，CT，MR等医学成像设备均产生人体某一部位的二维断层图像，由一系列平行的二维断层图像来记录人体的三维信息，在医学诊断中，医务人员通过观察多组二维断层图像，在大脑中进行三维数据的重建，以此来确定病变体的空间结构。这就难以准确确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织之间的关系。因此，在医学诊断观察中，从一系列二维断层图像生成三维图像是越来越需要和迫切的。根据医学图像的图像质量要求和特点，现在大多采用体绘制方法中的光线跟踪算法来重建三维图像，从而达到很高的图像质量。高的图像质量必然带来了大量的计算。为了能够在临床中达到实时应用，要求重建的速度能够达到交互。

三维可视化技术对于临床医学的精确诊断以及手术计划越来越重要的作用.先进的医学影像设备是先进的医学图像处理与分析的基础，特别是多排CT与高场MR带给临床的是：更快的扫描速度(0.5S)、更高的图像分辨率(0.3MM)、更多的单个病人数据量(＞2000层)、更广泛的临床应用(CTA，MRA)等，与此同时，需要更丰富的软件处理能力。在现有的医学诊断中，医务人员通过观察多组二维断层图像，在大脑中进行三维数据的重建，以此来确定病变体的空间结构。这就难以准确确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织之间的关系。因此，从一系列二维断层图像生成三维图像在医学观察中是越来越需要和迫切。对于过去长期使用单排CT的医生来说，先进影像设备不是简单的硬件上的提升，也是诊断技术、诊断方式上的革命性的改变。如果依然延续过去单排CT或普通MR的扫描、处理、诊断方式，在很大的程度上，没有发挥设备革命性的升级对诊断上的重大的影响，而是简单地把先进设备认为是图像更好，速度更快的影像设备，在临床的作用将受到我们传统应用观念和方法上的限制，而没有得到最大程度上的发挥。要充分发挥先进影像设备临床应用价值，挖掘海量数据的诊断内容，就需要从常规的2D阅片工作站与时俱进到3D专业工作站.医生可以从大量图像数据中，找到真正有价值的图像，减少了诊断信息上的疏漏。除放射科室以外，3D医疗影像在手术计划以及教学演示等，同样起着相当重要的作用。医生依靠先进的PACS系统和数字化3D专业软件，可以更直观、精确地、多角度来观察组织形态结构，真正享受由专业软件带来的快速、有效、直观的工作环境。3D专业工作站系统将为临床阅片提供新一代的解决方案。在兼容传统的2D阅片工作站的基础上，提供更适合医生认识与思维的诊断信息。

根据医学图像精度高、内容丰富的要求，光线跟踪算法(Raycastting)是所有三维重建中最合适的重建方式。光线跟踪算法的特点是图像质量可以很高，但其中采样，三线性插值等，这些计算量很大，使得重建速度慢。当前的光线跟踪方法一般是求出数据体的整个包围，然后开始进行光线跟踪，这样起始的大量透明体素没有跳过，带来了许多计算量。

发明内容

本发明为减少计算量以提高效率，提供一种体绘制平行投影的数据包围体快速定位方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：一种体绘制平行投影的数据包围体快速定位方法，包括以下步骤：

a.根据DICOM标准中的TAG标记建立统一的坐标系；

b.由检查设备获取一组二维序列图像，并根据所述步骤a建立的坐标系得到所述二维序列图像的坐标函数，

c.根据体绘制传递函数查找表确定每一个二维序列图像中各个位置的透明度，并进一步确定该二维序列图像中透明区域与非透明区域的透明边界线的坐标函数；

d.根据步骤c求得的各个二维序列图像的透明边界线的坐标函数得到三维的透明包围体的坐标函数；

e.根据步骤d得到的透明包围体得到当前视角下的透明包围体坐标函数；

f.根据分辨率对所述步骤e得到的包围体进行精确化处理，并最后由光线跟踪完成体绘制并显示。

更好地，所述步骤c的具体过程是：将传递函数透明度查找表设为一个C++标准函数库中向量数据结构的变量，采用步进的方法依次获取二维序列图像中像素点的灰度值并确定透明度，将第一个不透明像素点的坐标集合到C++标准函数库的映射结构中，得到二维序列图像中的透明边界线的坐标函数。

更好地，所述步骤f中，采用邻域平均插值的方法对包围体进行精确化处理。