[发明专利]用于生成几何结构的多维表面模型的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2011年12月28日提交的美国专利申请No.13/338,381(’381申请)以及2011年12月28日提交的美国专利申请No.13/338,374(’374申请)的优先权。’381申请和’374申请的全部内容通过引用包含于此，如同在本文中将其完全阐述一样。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于生成几何结构的多维模型的系统和方法。更加特别地，本发明涉及一种计算机实现的系统和方法，用于从对应几何结构的不同区域的多个个体表面模型来生成诸如心脏内结构的几何结构的多维模型，所述多个个体表面模型结合在一起以形成单个的合成表面模型。

背景技术

众所周知，各种基于计算机的系统和计算机实现的方法能够用于生成诸如解剖结构的几何结构的多维表面模型。更加具体而言，已经使用各种系统和方法来生成心脏和/或其特定部分的多维表面模型。

一种传统的方法或技术包括生成对应特定结构的感兴趣的不同区域的多个个体表面模型，然后将这些个体表面模型结合在一起以形成单个的合成的多维表面模型。众所周知，通过从相应感兴趣区域的表面上收集方位数据点，然后使用这些方位数据点来生成针对每个感兴趣区域的个体表面模型，从而生成个体表面模型。

能够使用多种技术从相应方位数据点来生成个体表面模型，包括例如凸包逼近、星形域逼近、以及α形技术。一旦生成了个体表面模型，它们就结合在一起以形成单个的合成表面模型。一种可以将个体表面模型结合在一起的公知方法是通过执行布尔运算(例如，使用布尔并集技术)

然而，用于从使用方位数据点的集合生成的多个个体表面模型生成合成表面模型的传统方法也不是没有缺点。例如，通过将使用方位数据点的集合生成的个体表面模型结合形成的合成表面模型不能够生成感兴趣结构的最精确表示。例如，个体表面模型不能够以期望的细节度或精确度反映对应的感兴趣区域，或个体表面模型针对多维布尔运算可能并不理想。这些缺点中的任何一个都可能导致合成表面模型不能以期望的精确度反映感兴趣结构。

更加特别地，虽然像凸包逼近术和星形域逼近术的技术可以提供适于多维布尔运算的水密表面，使用这些技术产生的模型可能包括假阳性量，其误表达收集方位数据点的实际区域。因此，由使用这些技术生成的个体表面模型组成的合成表面模型不具有期望的精确度或细节度。

类似的，虽然像α形技术的技术相比于凸包逼近术或星形域逼近术来说可以提供采集方位数据点的区域的更加精确的逼近，使用该技术产生的个体表面模型可以提供粗糙且非流形的表面。这样，使用该类型技术生成的个体表面模型针对多维布尔运算来说是不理想的，并且需要额外地处理来说明符合要求的合成表面模型的生成中的非流形表面。

因此，本质上使用方位数据点的集合形成的合成表面模型不能提供期望的精确度和/或需要不期望的量的额外处理，其增加了合成表面模型生成过程的复杂度以及执行其所需的时长。

因此，本发明人已经意识到对用于生成几何结构的多维模型的系统和方法的需求，其将最小化和/或消除传统系统中的一个或多个缺陷。

发明内容

本发明总体上涉及一种用于生成几何结构的多维表面模型的系统和方法。

根据本发明及本发明教导的一个方面，提供了一种用于生成几何结构的多维表面模型的系统。该系统包括处理设备。所述处理设备被配置为获取一组方位数据点，其包括对应几何结构区域表面上相应方位的多个方位数据点。该处理设备还被配置为限定边界盒，其包含该组方位数据点中的每个方位数据点。该处理设备进一步被配置为构造对应所述边界盒的体元栅格，其中该体元栅格包括多个体元。该处理设备还被配置为从所述体元栅格的多个体元的某些中提取多面表面模型。在例证性实施例中，所述多面表面模型包括所述多个体元中这些体元的α-包逼近。