[发明专利]一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法

摘要

本发明公开了一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法，使用基于图形处理器的并行计算架构，通过四叉树数据结构对大数据量三维IVUS数据进行高效管理，递归遍历四叉树并且计算长轴影像所在平面与四叉树节点的交点坐标，将长轴影像分解为一系列小的平面，然后再送至图形处理器绘制并作插值计算。解决数据量太大不能全部加载到图形处理器显存中的问题，提高图形处理器纹理缓存的利用效率。将三维样条曲线插值使用图形处理器的单指令多数据矢量点积来计算，提高了运算速度和图像的质量。本发明在普通中高档显卡上，对512×512×4000×16bit这样大规模的IVUS影像数据，达到每秒钟30帧以上的高保真长轴影像构造速度。

主权项

1.一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：加载三维血管内超声数据，其宽度和高度分别为W像素、H像素，影像帧数为N，相邻像素x向物理间距为x_s毫米，y向物理间距为y_s毫米，相邻两帧影像之间z向物理间距为z_s毫米；步骤2：获取用户指定的直线段AB，用于构造血管内超声长轴影像，直线段AB与x轴的夹角为θ；步骤3：沿着三维血管内超声数据的第一帧影像所在平面进行四叉树均匀划分，使得叶子节点的大小为M×M；步骤4：对四叉树从根节点开始递归遍历，并处理每个节点，包括：判断当前节点是否与直线段AB相交，如果当前节点与直线段AB相交并且当前节点不为叶子节点，则继续递归遍历；如果当前节点与直线段AB相交并且当前节点为叶子节点，则执行步骤5；如果当前节点与直线段AB不相交则直接返回父节点继续遍历；步骤5：计算叶子节点与直线段AB的交点F、G的x、y坐标，并同时得到第M+1帧影像上对应点交点F′、G′的x、y坐标，使得交点F′的x坐标等于交点F的x坐标，交点G′的坐标等于交点G的坐标，交点F′、G′的z坐标分别等于交点F、G的z坐标加上M×z_s；绘制平面FF′G′G，同时将叶子节点所在的数据块以三维纹理的方式传输至图形处理单元处理；将上述过程重复次，每次只需将交点F、G、F′、G′的z坐标分别加上M×z_s，对应的块数据随之更新即可；步骤6：在图形处理单元的片段着色器中对绘制平面FF′G′G所产生的每个片段进行三维的样条曲线插值。