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  • 基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统三维几何结构
基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统三维几何结构
摘要:一种基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统的三维几何结构,具体涉及一种将平面图像映射成曲面图像的方法。本发明由下述步骤完成心室传导系统的构建:首先,将狗的左心室三维几何构形运用LLE算法映射到平面,记为心室传导系统的二维线状图;然后,将真实的心室传导系统的二维平面图中的传导系统提取出来并与其整合到新的图中;最后,将整合后的新图,再一次运用LLE算法映射到左心室的三维几何构型中,从而得到左心室传导系统的三维几何结构。本发明具有保持空间结构的局部线性特征的优势,同时兼顾高效快速的特点,并利用真实的数据,反应了较为真实的狗的左心室传导系统。
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  • 官方信息
  • 购买须知
  • 基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统三维几何结构申请日:2009-09-09
  • 申请号:2009100728465分类号:G06T17/00;A61B5/00;G06T17/00;A61B5/00
  • 主分类号:G06T17/00申请地址:黑龙江省哈尔滨市西大直街92号哈工大一校区计算机学院生物计算中心综合楼308室
  • 专利类型:发明公开/授权时间:2011-09-28
  • 申请人: 哈尔滨工业大学 法律状态:未缴年费专利权终止
  • 发明(设计)人: 王宽全 黎捷 左旺孟 袁永峰 张恒贵 代理机构:哈尔滨市松花江专利商标事务所
主权项:
  • 1.一种基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统的三维几何结构,其特征在于由下述步骤完成心室传导系统的构建:一、将狗的左心室作特殊的显影技术处理,使其可以清晰地看到内膜层附近心室传导系统的线状结构,固定并拍摄图片;二、提取步骤一得到的图片中的心室传导系统线状图,即左束支及浦肯野纤维,将提取的离散点集记为点集C,提取的过程是半自动过程,步骤如下:1)先以灰度阈值来提取传导系统的轮廓,即颜色较深的部分;2)再进行区域分割,将分割后的每一个子部分再以阈值范围来提取传导系统的分支部分;三、获取狗的左心室心肌三维结构数据,生成左心室内膜层三角网格曲面,将左心室内膜层的离散点数据集F,经局部线性嵌入算法映射到二维嵌入空间P,映射后的点数据仍将保持局部的位置特点;1)通过狗左心室的三维模型构建离散点集P的数据信息,采用基于分片投影和Delaunay三角化的三角剖分的方法建立三维左心室内膜层的网格曲面;2)利用高低维空间中相邻点间具有同样的相邻或者密切相关位置关系,应用局部线性嵌入算法,将左心室的内膜层构建点集F映射到二维平面点集P;a.计算出每个三维模型构建点Fi的k个近邻点,该近邻点数目k,由最近邻域问题求出:通常是指在笛卡尔坐标系中欧几里德距离下,包含M个点的数据集中,找到一个点q∈RD的k个最近点(0<k<M),把相对于所求点Fi距离最近的k个点规定为所求点的k个近邻点;k的取值需要根据后面步骤再做调整,在该步骤中可先在取值范围内任取任一值;b.计算出点集F的局部重建权值矩阵Wij;c.将所有的数据点Fi映射到在流形中表示内部全局坐标的低维向量Pi上;3)获取P中的边界点集Pb,利用三维数据点集F与二维数据点集P具有一一对应关系,获得与Pb对应的狗的左心室内膜层的三维边界点集Fb,具体步骤如下:a.建立极坐标,确定新坐标原点;b.将点Pi(Pi∈P)极坐标化;c.由于αi∈[-π/2,π/2],将区间[-π/2,π/2]进行细分,取每个小区间内极半径最大的点作为边界点;d.设置区间个数评判数k,当区间点数ki<k时,将这一小区间与下一个区间合并直至满足判断条件;e.因为,即F与P一一对应,因此同时获得了二维数据点集边界Pb对应的三维数据点的边界Fb;四、优化匹配点集P与C并将C嵌入进P,从而得到H:匹配点集P与C,调整心室传导系统的二维线状图,将心室传导系统的二维线状图和心室内膜点的二维映射点置于同一坐标系中,并将点集P和点集C中的点生成新图;五、将H中的数据点映射回三维结构中。
  • 2.根据权利要求1所述的一种基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统的三维几何结构,其特征在于所述提取心室传导系统线状图可分为以下两个步聚:1)先以灰度阈值来提取传导系统的轮廓部分,并以阈值范围进行区域分割;2)将分割后的每一个子部分再以阈值范围来提取,直到将分支部分也提取出来。
  • 3.根据权利要求1所述的一种基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统的三维几何结构,其特征在于所述狗的左心室三维数据点集F到二维空间P的嵌入分为如下步骤:1)对于狗左心室的三维模型构建离散点集P的数据信息,采用基于分片投影和Delaunay三角化的三角剖分的方法建立了三维左心室内膜层的网格曲面,其具体步骤包括:形状索引、切平面的选取,法向一致化处理,点云预处理,基点和投影点的选择或三角化;2)利用高低维空间中相邻点间具有同样的相邻或者密切相关位置关系,应用局部线性嵌入(LLE)算法,将左心室的内膜层构建点集F映射到二维平面点集P;3)获取P中的边界点Pb(Pb={pi|pi∈P,pi为点集P所构成图形的边界点}),并利用三维数据点集F与二维数据点集P具有一一对应关系,获得与Pb对应的狗左心室内膜层的三维边界点集Fb。
  • 4.根据权利要求1所述的一种基于局部线性嵌入法构建狗左心室传导系统的三维几何结构,其特征在于所述优化匹配点集P与C并将C嵌入进P得到H;1)首先将点集C二维向量[x y]T进行三维表示[x y 1]T以便于数学变换。通过缩放变换K、旋转变换R、平移变换T后得到C*=ToRoK(C),                        (19)并对C*提取二维信息,即,将任一点由[x y 1]T变回[x y]T,处理完后仍记为C*。***
法律及基本信息

商家信息
持有人:哈尔滨工业大学
联系人:知夫子
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