专利名称：基于数字减影的真三维数据获取系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是基于数字减影的真三维数据获取系统，属于三维重构技术领域。
背景技术：
70年代以来主要用于医疗成像的是电子计算机X射线断层扫描技术(CO、磁共振成像技术(MRI)与数字减影血管造影(Digital subtraction angiography)技术。其中CT技术根据人体内部不同组织与器官对X射线的吸收、透过率各不相同，在X射线穿过人体的时候得到一个由吸收与透过率数值组成的矩阵，该矩阵转换成数字图像即为人体内部组织的图像。此方法获得的图像分辨率高，但不适合观察结构复杂的组织。磁共振成像技术(MRI)也属于断层成像，此技术利用磁共振现象获得人体中得电磁信号，根据该电磁信号重建人体。此方法价格昂贵。数字减影技术(简称DSA)是在注入造影剂期间利用X射线得到多角度器官透视图，在所得的一系列图像中取出含造影剂最少(作为未注入造影剂)与最多(作为完全注入造影剂之后)的图像进行数字相减，得到只含有造影剂的图像。能够得到的清晰直观结构精细的图像。目前的三维重构技术是在得到不同角度的数字图像之后，对这些图像进行光线跟踪与体素点的二值迭代。其中二值是指，将血管区域看为1，背景区域看为O ;体素点迭代，即对点状射线源发出的每一道锥形光束中照射到的物体进行逐像素的三维迭代。根据每一点的不同衰减确定该物体在这个方向光线照射下的投影图像的方程，通过解方程即可得到元被摄物体的模型。上述方法虽然可以在投影数较少的情况下能够实现精确重构，但存在缺点。逐点迭代导致计算量太大，解方程非常复杂，重构速度慢；同时对设备要求高，成本高。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术存在的问题和不足，本实用新型的目的在于提供一种基于数字减影的真三维数据获取系统及其使用方法，实现根据多角度二维图像对三维模型地实时重构与精确定位，该模型能够在真三维显示器上被裸眼观看。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种用于上述基于数字减影的真三维数据获取系统与方法，包括C型臂、X射线发射器、图像增强器、(XD、真三维数据转换器、微机、真三维显示器、USB数据传输线以及HDMI线。其特征在于(I)所述C型臂围绕被摄物体从O到180度进行拍摄。采用等中心射线拍摄方法，由C-arm的内部编码和机械校准结构进行定位。(2)所述X射线发射器与图像增强器分别放置在C型臂的两端，与被摄物体共线。(3)所述CXD连接所述图像增强器与真三维数据转换器并且与图像增强器相邻放置。同时所述(XD、X射线发射器、图像增强器共线。(4)所述微机通过所述USB数据传输线控制真三维数据转换器。(5)所述HDMI线连接所述真三维数据转换器与真三维显示器，功能是将数字真三维模型数据传输到真三维显示器中进行显示，该模型能够直接被裸眼观看。真三维数据转换器由CycloneII2C35 FPGA (Field — Programmable GateArray,现场可编程门阵列)、SAA7114 (A/D 模数转换接口)、SDRAM (Synchronous DynamicRandom Access Memory,同步动态随机存储器)、NAND flash (NAND 闪存)、HDMI 接口(HighDefinition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口)和电源管理等模块组成。计算机通过USB接口与真三维数据转换器进行通信，真三维数据转换器根据三维物体在平面的二维数字投影进行布尔雷唐变换，将二维数字图像按照布尔雷唐公式映射回三维平面。同时在真三维数据转换器运行时HDMI接口向真三维显示器发送视频图像。 本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和进步本实用新型与二值迭代三维重构相比，使用布尔雷唐变换方法可以只通过投影就重构出血管的截面，计算量小，实现了实时重构；并且本实用新型提出的系统重构出的是可以直接由裸眼观看的真三维模型。本实用新型实现容易，计算量少，能够达到实时，并且能够得到真三维立体模型。
图I基于数字减影的真三维数据获取系统图2真三维数据转换器。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下实施例一参见图1，本基于数字减影的真三维数据获取系统包括包括C型臂、X射线发射器、图像增强器、(XD、真三维数据转换系统、微机、真三维显示器、USB数据传输线以及HDMI线。其特征在于所述X射线发射器固定在所述C型臂的“C”型一端，发射口对着“C”型的另外一端；所述图像增强器与CCD并列固定在所述C型臂的“C”型的另一端，使X射线发射器、图像增强器和CXD三者共线，且CXD在中间，同时CXD法线与X射线发射器发射口方向一致；所述真三维数据转换系统输入端与所述CCD通过数据线直接连接，其输出端通过所述HDMI线与真三维显示器连接；所述微机通过USB数据传输线直连所述真三维数据转换系统。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处是所述C型臂可围绕被摄物体旋转180度；所述真三维数据转换系统接收图像的速度可达每张图像1/125秒；真三维显示器随HDMI线同步显示真三维模型，真三维显示器的分辨率可达到1920x1080。实施例三参见图1，本基于数字减影的真三维数据获取系统，包括C型臂2、X射线发射器3、图像增强器4、(XD 5、真三维数据转换器6、微机7、真三维显示器8、USB数据传输线9以及HDMI线10 :所述C型臂2两头分别装置所述X射线发射器3与图像增强器4 ;所述图像增强器4与所述CXD 5相邻放置并与所述X发射器3共线，以便当X射线通过所述图像增强器4时能够投射到所述CCD 5进行光电信号转换；所述微机7能够通过USB数据传输线9控制真三维数据转换器6对二维数字图像信号进行处理与重构；重构后的三维数字模型过HDMI线10传递给真三维显示器8显示出重构的真三维的模型。所述C型臂2在围绕着被摄物体I旋转180度的过程中，CXD 5对每张图像以1/125秒的速度将光信号转换为电信号并传递给真三维数据转换器6，真三维显示器跟随HDMI线传输的数据同步显示真三维模型。 真三维显示器的分辨率可达到1920x1080。图2示出真三维数据转换器6的结构。该真三维数据转换器6由Cyclonel 12C35FPGA, SAA7114 A/D 转换芯片、SDRAM、NAND flash、HDMI 接口、USB 接口芯片 ISP1362 和电源管理等模块组成。微机通过USB接口与真三维数据转换器进行通讯，真三维数据转换器储图像并对二维图像进行布尔雷唐变换以获得三维模型数据，并且通过HDMI接口向真三维显示器传输图像，真三维数据转换器向真三维显示器发送同步视频图像。
权利要求1.一种基于数字减影的真三维数据获取系统，包括C型臂(2)、X射线发射器(3)、图像增强器(4)、CXD (5)、真三维数据转换系统(6)、微机(7)、真三维显示器(8)、USB数据传输线(9)以及HDMI线(10);其特征在于 (1)所述X射线发射器(3)固定在所述C型臂(2)的“C”型一端，发射口对着“C”型的另外一端； (2)所述图像增强器(4)与CXD(5)并列固定在所述C型臂的“C”型的另一端，使X射线发射器(3)、图像增强器(4)和CXD (5)三者共线，且CXD (5)在中间，同时CXD (5)法线与X射线发射器(3)发射口方向一致； (3)所述真三维数据转换系统(6)输入端与所述CXD(5)通过数据线直接连接，其输出端通过所述HDMI线(10)与真三维显示器(8)连接； (4)所述微机(7)通过USB数据传输线(9)直连所述真三维数据转换系统(6)。
2.根据权利要求I所述的基于数字减影的真三维数据获取系统，其特征在于所述C型臂(2)可围绕被摄物体(I)旋转180度；所述真三维数据转换系统(6)接收图像的速度可达每张图像1/125秒；真三维显示器(8)随HDMI线(10)同步显示真三维模型，真三维显示器的分辨率可达到1920x1080。
专利摘要本实用新型涉及的是基于数字减影的真三维数据获取系统。包括C型臂、X射线发射器、图像增强器、CCD、真三维数据转换系统、微机、真三维显示器、USB数据传输线以及HDMI线；C型臂两头分别装置着X射线发射器和图像增强器，CCD作为图像增强器与真三维数据转换器的连接，与图像增强器相邻放置并且与X射线发射器和图像增强器在同一条直线上；微机通过USB数据线控制真三维数据转换器，真三维数据转换器通过HDMI线控制真三维显示器。本实用新型实现容易，计算量少，能够达到实时，并且能够得到真三维立体模型。
文档编号A61B6/00GK202604859SQ20122025663
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月2日 优先权日2012年6月2日
发明者田丰, 夏雪, 蔡文, 张文俊 申请人:上海大学