[发明专利]一种腔体内壁三维形态的重建方法

权利要求书

1.一种腔体内壁三维形态的重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）获取三维腔体体数据；

（2）计算腔体内壁上每个体素处的有效曲率值；

（3）将腔体内壁上每个体素的灰度值变成二值，通过寻找等值面，重建出腔体内壁的三维虚拟模型；

（4）将步骤（2）得出的每个体素处的有效曲率值投影到色彩空间，然后用投影后的色彩空间对步骤（3）重建的三维虚拟模型进行渲染，从而得到腔体内壁的三维形态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，通过以下方法计算体素处的有效曲率值：

（2.1）用水平集方法对腔体的内壁和外壁进行分割，进而得到介于内壁和外壁之间且与内壁和外壁平行的若干层，对于每一层，首先用其中所有像素的灰度值生成一个向量，然后将向量中的元素按升序排列，以向量序号为横坐标、向量中每个元素的值为纵坐标画曲线形成该层的ILIC曲线；

（2.2）计算腔体内壁每个体素处的原始曲率值；

（2.3）根据步骤（2.1）得到的ILIC曲线计算腔体壁的有效厚度值，并计算腔体内壁上每个体素处的有效厚度值；

（2.4）通过

计算腔体内壁上每个体素处的有效曲率值，其中代表体素x处的原始曲率值，和分别代表体素x处的有效厚度值和整个腔体壁的有效厚度值，BR_E代表有效曲率值，n为权重指数因子，调节厚度项  对有效曲率值的影响程度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2.2）中，通过公式

计算腔体内壁每个体素处的原始曲率值，其中，代表所要求的原始曲率值，是用于分割腔体内壁的内边界水平集函数，x表示中间层上的体素，，代表图像域，和是两个用于调节的参数，K是一个阶梯函数，  ，R是一个事先定义好的常量，H为一经典分段函数，如公式所示。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2.3）中，通过以下方法计算腔体壁的有效厚度值：计算步骤（2.1）得到的每条ILIC曲线对应的灰度均值，以层数索引为横坐标、每层对应的灰度均值为纵坐标画曲线，将该曲线半高宽对应的层的数量作为腔体壁的有效厚度值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2.3）中，通过以下方法计算腔体内壁上每个体素处的有效厚度值：对于腔体内壁上某一体素A，在腔体外壁上寻找一个对应体素B使得所述体素A与体素B之间的欧几里德距离最短，对于体素A和B之间的线段上的每一个体素，做如下操作：

                         

其中，X表示线段上的任一体素，为体素X对应的灰度值，表示尺度下的二维高斯核函数，线段上所有灰度值在腔体壁的有效厚度范围内的体素都被挑选出来，被挑选出来的体素的总个数就是体素A处的有效厚度值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，通过以下方法将步骤（2）得出的每个体素的有效曲率值投影到HSV色彩空间：

（4.1）对有效曲率值进行如下处理：有效曲率值为负则变为0，有效曲率值为正则保持不变；

（4.2）将步骤（4.1）处理后的有效曲率值归一化为从0到1之间的实数；

（4.3）基于HSV色彩空间，对于每个体素，保持其S和V为常数，H被指定为归一化后的有效曲率值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述三维腔体体数据为腔体部位的T1加权MR图像数据集。