[发明专利]一种基于隐式拉伸曲面的冠脉血管几何模型重建方法

权利要求书

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2D PSPS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2D PSPS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2D PSPS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2D PSPS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C_i(x,y)，利用1D PSPS函数B_i(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：