[发明专利]一种直接操作并无失真显示立体管道内部结构的方法

说明书

本发明涉及一种直接操作并无失真显示立体管道内部结构的方法，其利用计算机来形塑一个实际世界上的管状立体物体，自动的计算此管状物体的“壳”，此壳原来在空间，可能是弯弯曲曲的，其中心线先被计算出来，基于此中心线，先被自动的切割成数个片段，每个片段的形状接近一个直的管子。因此可以很容易的被切开来，以便观察其内部的结构。此切开的动作，可以用一个平面将其切开成两半，或是用一个屏蔽将此片段的某一部份去除，产生一个开口，以便无失真的显示其内部的结构。

技术领域

本发明关于一种直接操作并无失真显示立体管道内部结构的方法。

背景技术

在很多实际的应用中，如医学临床上的应用，评估一个管道内部结构（如：医学影像应用上的血管、气管、大肠等），是一个很重要的课题。很多的立体视觉技术，如在虚拟内视镜中的飞越（fly-through）或曲面重建法（curved planar reformation），常被用来作为检视管道内腔结构的工具。例如：在临床上，让使用者可以同时自动的操纵通过立体的肠道，检视飞越和曲面重建的影像，及2D axial， coronal， and sagittal 三个方向横截面的影像，已经是一般商业产品机器，如计算机断层扫描仪或核磁共振器（computedtomography (CT)/magnetic resonance Imaging (MRI) machines）/computedtomography angiography(CTA)/magnetic resonance angiography(MRA)上的基本系统功能。一般临床医师在医院内都经常使用此工具做临床上的诊断与应用。但是在飞越影像中，缺点是(1)虚拟相机的视界非常有限，导致非常少的管腔内部的检查覆盖率。因此会有很多看不见的盲点，除非医师愿意花费很多时间去检视管腔。 (2) 操纵飞越管道时，必须前进、后退的方向都要看，才能看清楚大部分的管腔，非常耗时。 (3) 在虚拟大肠镜的情况，很难发现隐藏在大肠绉折间的小的息肉（polyp）. (4) 因为管腔内经常是不规则的形状，很容易迷失方向。(5) 因为使用透视投影来显示立体影像，无可避免的会有很大的失真，尤其是虚拟相机必须置于非常狭小的管腔中，非常贴近所要检视的管道壁，导致影像的大幅失真。（6）因为在管道中飞行，因为没有整体管道的视野，管道逐渐变窄或变宽，不易察觉。此点在血管的应用上，特别重要。

关于曲面重建法的影像，在临床上是一个成熟的技术，用于由管道的中心线重新对管腔壁做取像。各种管道的特征值，如血管直径等，可以被预测并显示。但是在曲面重建的影像中，其缺点是(1) 因为此技术是基于几何的投影，会有一定程度的失真。导致一些诊断所需的特征被改变或遮蔽。 (2) 虽然其影像看似立体影像，实际上是平面影像。因此无法让用户交互式的转动视角，由不同的角度来检查管腔内部结构。尤其在虚拟大肠镜的情况，大肠有很多的绉折，无法详细检查。 (3) 因为此摊平的影像有很多的失真，医师可能花费很多时间，探讨一个假阳性的区域。

上述的技术在目前医学的应用上，有很多重要的特征值，如实际长度的测量或管腔内部结构无失真的形状，均无法取得。目前所有的视觉技术、工具，均产生高失真的管腔影像。长久以来，无法解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直接操作并无失真显示立体管道内部结构的方法，其无失真的显示管状物体的内部结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种直接操作并无失真显示立体管道内部结构的方法，包括以下步骤：

S0.设置输入数据；对管状物体进行编码，使用体素的格式来代表管状物体；

S1.计算所述管状物体的壳，所述对象的壳为外壳或内壳；

S2.计算中心线；

S3.数字化中心线；

S4.操作所述管状物体的每个片段；根据每个所述片段的中心线，自动产生切面或屏蔽，用来移除所述管状物体的部分结构，以便检查其内部结构。