專(zhuān)利名稱(chēng)：運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取及左心室圖像分割方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法和裝置，以及一種左心室圖像分割方法和裝置。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)對(duì)象，尤其是作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓提取是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中，例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，從利用計(jì)算機(jī)斷層掃描(ComputedTomography, CT)設(shè)備、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)設(shè)備、超聲波(Ultrasound,UL)診斷裝置等醫(yī)療設(shè)備獲取的三維圖像時(shí)間序列中提取出生物器官或生物器官的一部分的輪廓，有利于后續(xù)對(duì)生物器官的各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量。然而，由于對(duì)象的變形運(yùn)動(dòng)，使得對(duì)象在圖像時(shí)間序列中的方向、尺寸、形狀都有很大變化，并且圖像強(qiáng)度也有很大變化，因此難以準(zhǔn)確地提取對(duì)象在不同運(yùn)動(dòng)階段在各個(gè)圖像中的輪廓。 另外，在心臟病學(xué)領(lǐng)域，通常利用核磁共振成像技術(shù)來(lái)提供心臟的三維圖像時(shí)間序列(3D+T)。醫(yī)生們對(duì)識(shí)別心室、心內(nèi)膜和心外膜很感興趣。根據(jù)識(shí)別出的心室、心內(nèi)膜和心外膜的輪廓可以用于測(cè)量心動(dòng)周期不同階段的心室血容量(射血分?jǐn)?shù)(ejectionfraction))、心室壁運(yùn)動(dòng)和壁厚特性等。其中左心室(LV)特別重要，因?yàn)樗鼘⒑跹獜男呐K泵浦到整個(gè)身體的各個(gè)組織。在現(xiàn)有技術(shù)中，一些研究者已構(gòu)造了模型來(lái)輔助左心室分割，比如四維(4D)心臟概率圖和三維(3D)LV表面模型。還有其他方法，按灰度、強(qiáng)度和形狀特征來(lái)使用有效形狀來(lái)分割LV。當(dāng)然，有更多利用用戶(hù)交互的半自動(dòng)LV分割方法。近些年，越來(lái)越多的研究者開(kāi)始開(kāi)發(fā)完全自動(dòng)的方法來(lái)分割LV，并取得一些成績(jī)，比如Marie-Pierre Jolly和Ying Sun提出的關(guān)于完全自動(dòng)分割LV的一些方法(見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2009/0232371和US2009/0290777)?，F(xiàn)有技術(shù)中的基于模型的方法在捕獲它們的訓(xùn)練集之外的變化性方面存在困難。常用的基于snake (動(dòng)態(tài)輪廓模型)算法的方法對(duì)噪聲和LV的物理乳頭肌十分敏感，有時(shí)還對(duì)初始條件敏感。大多數(shù)半自動(dòng)方法需要用戶(hù)的交互，這是主觀的，且耗費(fèi)醫(yī)生的時(shí)間。一些自動(dòng)方法在形狀和像素亮度等方面對(duì)心臟有太多假設(shè)，在健壯性方面需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法和裝置，以準(zhǔn)確地獲得運(yùn)動(dòng)對(duì)象在不同運(yùn)動(dòng)階段在各個(gè)圖像中的輪廓。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種左心室圖像分割方法和裝置，以準(zhǔn)確、健壯地從圖像中分割出左心室。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法，用于從三維圖像時(shí)間序列中提取作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓，所述三維圖像時(shí)間序列包括分別在多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由平行的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列。所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法包括獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓；以及基于所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在至少一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的所述輪廓。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置，用于從三維圖像時(shí)間序列提取作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓，所述三維圖像時(shí)間序列包括分別在多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由平行的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列。所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置包括輪廓獲取單元，用于獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓；以及輪廓校正單元， 用于基于所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在至少一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的所述輪廓。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種左心室圖像分割方法，用于從三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列中獲取左心室的輪廓，所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列包括分別在包括至少一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段中的多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由與所述左心室的長(zhǎng)軸相交的多個(gè)平行二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列。所述左心室圖像分割方法包括獲取每個(gè)圖像片中用于極坐標(biāo)變換的極點(diǎn)；基于每個(gè)圖像片中的所述極點(diǎn)將所述圖像片變換到極坐標(biāo)系中；在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓，作為所述左心室在所述圖像片中的輪廓；以及將在所述極坐標(biāo)系中獲取的所述左心室的輪廓映射到相應(yīng)的原始圖像片中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種左心室圖像分割裝置，用于從三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列獲取左心室的輪廓，所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列包括分別在至少包括一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段中的多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由與所述左心室的長(zhǎng)軸相交的多個(gè)平行二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列。所述左心室圖像分割裝置包括極點(diǎn)獲取單元，用于獲取每個(gè)圖像片中用于極坐標(biāo)變換的極點(diǎn)；坐標(biāo)變換單元，用于基于每個(gè)圖像片中的所述極點(diǎn)將所述圖像片變換到極坐標(biāo)系中，以及將心內(nèi)膜輪廓獲取單元獲取的所述左心室的輪廓映射到相應(yīng)的原始圖像片中；以及所述心內(nèi)膜輪廓獲取單元，用于在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓，作為所述左心室在所述圖像片中的輪廓。另外，本發(fā)明的另一方面還提供了用于實(shí)現(xiàn)上述方法的計(jì)算機(jī)程序。此外，本發(fā)明的另一方面還提供了至少計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其上記錄有用于實(shí)現(xiàn)上述方法的計(jì)算機(jī)程序代碼。


本發(fā)明可以通過(guò)參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細(xì)說(shuō)明一起包含在本說(shuō)明書(shū)中并且形成本說(shuō)明書(shū)的一部分，而且用來(lái)進(jìn)一步舉例說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法的示意性流程圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓的示意性流程圖；圖3示出以預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的一個(gè)示例；
圖4a_4b示出從圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域的一個(gè)示例；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的示意性流程圖；圖6示出運(yùn)動(dòng)對(duì)象在多個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及與基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的相似度的一個(gè)示例；圖7示出校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象在一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的輪廓的一個(gè)示例；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的左心室圖像分割方法的示意性流程圖；圖9示出歐幾里德坐標(biāo)系與極坐標(biāo)系的變換關(guān)系的示意圖；圖IOa和IOb示出左心室的初始輪廓變換到極坐標(biāo)系中的示意圖；圖11示出極坐標(biāo)系中的圖像片的灰度圖像的水平投影的示意圖；圖12a示出極坐標(biāo)系中的圖像片的邊緣圖像的示意圖；圖12b示出圖12a中的邊緣圖像的水平投影的示意圖；圖13a示出在極坐標(biāo)系中獲得的心內(nèi)膜輪廓和心外膜輪廓的示意圖；圖13b示出圖13a中獲得的心內(nèi)膜輪廓和心外膜輪廓變換到原始圖像片中的示意圖；圖14示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置的示意性框圖；圖15示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輪廓獲取單元的示意性框圖；圖16示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的輪廓獲取單元的示意性框圖；圖17示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輪廓校正單元的示意性框圖；圖18示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的左心室圖像分割裝置的示意性框圖；圖19示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的極點(diǎn)獲取單元的示意性框圖；圖20示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的左心室圖像分割裝置的示意性框圖；圖21示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的左心室圖像分割裝置的示意性框圖；以及圖22示出可以實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的實(shí)施例/示例的計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的示例性框圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。以下，將以下面的順序來(lái)描述示例性實(shí)施例。
I.運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法2.左心室圖像分割方法3.運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置4.左心室圖像分割裝置5.可實(shí)施本公開(kāi)的方法/裝置的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)〈I.運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法〉首先，根據(jù)圖1-7來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法用于從三維圖像時(shí)間序列提取作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì) 象的輪廓。所述三維圖像時(shí)間序列包括分別在多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由平行的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列。應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法可以用于從各種類(lèi)型的三維圖像時(shí)間序列中提取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。作為示例而不是限制，所述三維圖像時(shí)間序列可以是根據(jù)通過(guò)醫(yī)療診斷裝置獲得的被檢測(cè)者的數(shù)據(jù)而形成的醫(yī)學(xué)圖像序列。這里所述的醫(yī)療診斷裝置包括但不限于x射線(xiàn)成像診斷裝置、超聲波(UL)診斷成像裝置、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)裝置、磁共振成像(MRI)診斷成像裝置、正電子發(fā)射斷層掃描(PositronEmission Tomography, PET)裝置等。圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法的示意性流程圖。在本實(shí)施例中，將運(yùn)動(dòng)對(duì)象的變形轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣蛩?，利用運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)來(lái)校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。如圖I所示，在步驟SllO中，獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓。這里，可以使用各種已有方法來(lái)獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。例如，可以通過(guò)手工標(biāo)注。再例如，可以利用已有的對(duì)象檢測(cè)方法從每個(gè)圖像片中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域，取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域的輪廓作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。作為本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N優(yōu)選方式，將在隨后結(jié)合圖2-4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的方法。在獲取了運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓之后，在步驟S120中，基于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。運(yùn)動(dòng)對(duì)象是一個(gè)整體，其各個(gè)部分的變形運(yùn)動(dòng)通常是統(tǒng)一的，變形運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)具有一致性。從運(yùn)動(dòng)對(duì)象的各個(gè)平行的截面看，運(yùn)動(dòng)對(duì)象的各個(gè)截面的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是相互關(guān)聯(lián)的。因此，在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中，運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)應(yīng)該是一致的。相應(yīng)地，在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中，運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的變化趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)是一致的。當(dāng)運(yùn)動(dòng)對(duì)象在一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與運(yùn)動(dòng)對(duì)象在多數(shù)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或者與基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)不一致時(shí)，可以判斷該圖像片時(shí)間序列中獲取的輪廓可能有誤，需要進(jìn)行校正，以使得運(yùn)動(dòng)對(duì)象在校正后的該圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與運(yùn)動(dòng)對(duì)象在多數(shù)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或者與基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)一致。本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述說(shuō)明的指引下可以用各種不同的手段來(lái)實(shí)施所述校正。作為本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N優(yōu)選方式，將在隨后結(jié)合圖5-7來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的方法。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓的示意性流程圖。在步驟S210中，基于每個(gè)圖像片時(shí)間序列中像素的值隨時(shí)間的變化來(lái)檢測(cè)所述圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。對(duì)于一個(gè)圖像片時(shí)間序列而言，運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素的值隨時(shí)間顯著變化。現(xiàn)有技術(shù)中有很多實(shí)現(xiàn)該步驟的方法，例如時(shí)域方差法、幀差法等，這里不具體描述。在步驟S220中，以三維圖像時(shí)間序列中預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整三維圖像時(shí)間序列中其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。在實(shí)際應(yīng)用中，通常可以采用運(yùn)動(dòng)對(duì)象受干擾最小的一個(gè)圖像片時(shí)間序列作為上述預(yù)定圖像片時(shí)間序列，例如可以由人工指定這樣的序列，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先確定某個(gè)位置處的序列。為了方便理解，圖3示出以預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的一個(gè)示例。該示例示出的是MRI設(shè)備在心臟短軸方向(即垂直于心臟長(zhǎng)軸方向，一般而言，可以是與心臟長(zhǎng)軸相交的方向)上獲得的三維圖形時(shí)間序列的示意圖。根據(jù)步驟S210的運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢測(cè)過(guò)程可知，通常一個(gè)圖像片時(shí)間序列對(duì)應(yīng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域，即同一個(gè)圖像片時(shí)間序列中各個(gè)圖像片的運(yùn)動(dòng)區(qū)域相同。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，圖3中示出的每個(gè)圖像片是一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的任一圖像片的示意圖。作為示例，圖3中示出 的運(yùn)動(dòng)對(duì)象是心臟的左心室，并且所示出的圖像片是每個(gè)圖像片時(shí)間序列中在心臟舒張階段獲取的圖像片的示意圖。在圖3中，最上端是心基(Base)部分的圖像片，最下端是心尖(Apex)部分的圖像片，中間是依次排列的從心基到心尖之間的部分的圖像片。需要注意的是，在本說(shuō)明書(shū)中描述運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法和裝置時(shí)，以心臟圖像作為示例，但這并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明可以應(yīng)用于任何包含運(yùn)動(dòng)對(duì)象的圖像。在圖3的示例中，以最上端的心基部分的圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)，來(lái)調(diào)整余下圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。余下圖像片時(shí)間序列中的實(shí)線(xiàn)框表示調(diào)整后的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。最下端的心尖部分的圖像片中的虛線(xiàn)框示出了調(diào)整前的運(yùn)動(dòng)區(qū)域(其余圖像片中未示出)。對(duì)于心臟短軸圖像片中的左心室而言，心臟周?chē)拇笱苁侵饕蓴_源。大血管的形狀與左心室的形狀類(lèi)似，并且也是運(yùn)動(dòng)的。由于心尖運(yùn)動(dòng)量較小等原因，心尖部位更容易受大血管運(yùn)動(dòng)的影響。因此，在圖3的示例中，以受干擾最小的心基部分的圖像片時(shí)間序列為所述預(yù)定時(shí)間序列，基于心基部分的圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域來(lái)調(diào)整其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，可以消除其他圖像片時(shí)間序列中大血管的干擾。返回到圖2，在步驟S230中，從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域，以運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域的輪廓作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓?？梢允褂萌我夂线m的現(xiàn)有對(duì)象檢測(cè)方法，例如多特征識(shí)別等，從圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的候選區(qū)域。為了方便理解，圖4a_4b示出從圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域的一個(gè)示例。圖4a是MRI設(shè)備在心臟短軸方向上獲得的三維圖形時(shí)間序列中的圖像片經(jīng)過(guò)二值化并標(biāo)記了連通區(qū)域的運(yùn)動(dòng)區(qū)域部分。從圖4a中可以看到，兩個(gè)較大的連通區(qū)域分別是左心室和右心室的候選區(qū)域。圖4b是識(shí)別出左心室的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像，其中的連通區(qū)域即是識(shí)別出的左心室的候選區(qū)域。圖4b中識(shí)別出的左心室的候選區(qū)域的輪廓可以作為左心室的輪廓。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以利用從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取的特征來(lái)確定上述預(yù)定圖像片時(shí)間序列。作為示例而不是限制，所述特征可以是下述特征中的至少一個(gè)像素均值，運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的白連通域比率，圖像片索引，運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的多個(gè)子區(qū)域的白連通域比率。作為一種具體實(shí)施方式
，可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法來(lái)確定上述預(yù)定圖像片時(shí)間序列。例如，使用支持向量機(jī)(SVM)分類(lèi)器來(lái)確定上述預(yù)定圖像片時(shí)間序列。當(dāng)然，也可以使用其他適合的分類(lèi)器。在一個(gè)實(shí)施例中，使用從三維圖像時(shí)間序列中的每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中提取的上述特征組成的樣本集來(lái)訓(xùn)練分類(lèi)器。利用經(jīng)訓(xùn)練的分類(lèi)器來(lái)確定三維圖像時(shí)間序列中的預(yù)定圖像片時(shí)間序列。利用采用上述特征的分類(lèi)方法，能夠方便準(zhǔn)確地找到三維圖像時(shí)間序列中的預(yù)定圖像片時(shí)間序列。在一個(gè)三維圖像時(shí)間序列中，可能會(huì)有一些圖像片時(shí)間序列是在運(yùn)動(dòng)對(duì)象的真實(shí)范圍之外。從這些圖像片時(shí)間序列中提取出的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓是不真實(shí)的，并且如果被采用，則會(huì)影響后續(xù)利用運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)對(duì)象的一些參數(shù)的準(zhǔn)確性。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓之前，找到這樣的圖像片時(shí)間 序列，不對(duì)它們獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓或者直接刪除它們，以避免影響后續(xù)參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。根據(jù)該實(shí)施例，在檢測(cè)出每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域之后，并且在以預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整三維圖像時(shí)間序列中其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域之前，利用從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取的下述特征中的至少一個(gè)來(lái)確定分別與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列像素均值，運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的白連通域比率，圖像片索引，運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的多個(gè)子區(qū)域的白連通域比率。找到與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列之后，在后續(xù)獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓時(shí)，僅獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象在位于這兩個(gè)圖像片時(shí)間序列之間的圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。可以從三維圖像時(shí)間序列中直接去除這兩個(gè)圖像片時(shí)間序列及位于這兩個(gè)圖像片時(shí)間序列之外的圖像片時(shí)間序列。類(lèi)似地，可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法來(lái)確定與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列。例如，使用支持向量機(jī)(SVM)分類(lèi)器或其他適合的分類(lèi)器。在一個(gè)實(shí)施例中，使用從三維圖像時(shí)間序列中的每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中提取的上述特征組成的樣本集來(lái)訓(xùn)練分別用于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部的分類(lèi)器。利用經(jīng)訓(xùn)練的兩個(gè)分類(lèi)器來(lái)分別確定三維圖像時(shí)間序列中的與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列。對(duì)于利用MRI設(shè)備在心臟短軸方向上獲得的三維圖形時(shí)間序列而言，在以左心室為運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)，上述與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列分別是心基部分的圖像片時(shí)間序列和心尖部分的圖像片時(shí)間序列。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的示意性流程圖。在步驟S510中，確定運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息?？梢岳斫?，可以使用運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的變化趨勢(shì)來(lái)表示運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。例如，可以使用運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓的半徑、周長(zhǎng)或者面積等特征的變化趨勢(shì)中的至少一種來(lái)表示運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。在步驟S520中，計(jì)算運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度。這里，運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息可以是預(yù)先確定的。作為示例而不是限制，運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息可以是運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的平均運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息，或者是運(yùn)動(dòng)對(duì)象在預(yù)先被確定為模板的圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息?？梢允褂矛F(xiàn)有的各種適合的相似度計(jì)算方法來(lái)計(jì)算相似度。作為示例而不是限制，可以使用歸一化互相關(guān)(Normalized Cross Correlation,NCC)算法來(lái)計(jì)算相似度。為了方便理解，以下給出NCC算法的公式(顯然，可以對(duì)該公式進(jìn)行各種數(shù)學(xué)變換)
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置，用于從三維圖像時(shí)間序列提取作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓，所述三維圖像時(shí)間序列包括分別在多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由平行的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列，所述裝置包括 輪廓獲取單元，用于獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓；以及 輪廓校正單元，用于基于所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在至少一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的所述輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，所述輪廓校正單元包括 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)確定單元，用于確定所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息； 相似度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度；以及 校正執(zhí)行單元，用于如果所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在特定圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度低于預(yù)定閾值，則校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中，所述相似度計(jì)算單元被配置為計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的平均運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息作為所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息，或者將所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在預(yù)先被確定為模板的圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息作為所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中，所述相似度計(jì)算單元被配置為使用歸一化互相關(guān)算法來(lái)計(jì)算所述相似度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中，所述校正執(zhí)行單元被配置為利用所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在與所述特定圖像片時(shí)間序列相鄰的圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中，所述校正執(zhí)行單元還被配置為如果經(jīng)過(guò)校正后所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度仍低于預(yù)定閾值，則從所述三維圖像時(shí)間序列中去除所述特定圖像片時(shí)間序列。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，所述輪廓獲取單元包括 運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢測(cè)單元，用于基于每個(gè)圖像片時(shí)間序列中像素的值隨時(shí)間的變化來(lái)檢測(cè)所述圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域； 運(yùn)動(dòng)區(qū)域調(diào)整單元，用于以所述三維圖像時(shí)間序列中預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整所述三維圖像時(shí)間序列中其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域；以及 運(yùn)動(dòng)對(duì)象識(shí)別單元，從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域，以所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域的輪廓作為所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中，所述輪廓獲取單元還包括 分類(lèi)單元，用于利用從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取的下述特征中的至少一個(gè)來(lái)確定所述預(yù)定圖像片時(shí)間序列像素均值，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的白連通域比率，圖像片索引，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的多個(gè)子區(qū)域的白連通域比率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中，所述輪廓獲取單元還包括分類(lèi)單元，用于利用從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取的下述特征中的至少一個(gè)來(lái)確定分別與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列像素均值，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的白連通域比率，圖像片索引，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的多個(gè)子區(qū)域的白連通域比率， 其中，所述輪廓獲取單元被配置為獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在位于所述兩個(gè)圖像片時(shí)間序列之間的圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述三維圖像時(shí)間序列是根據(jù)通過(guò)醫(yī)療診斷裝置獲得的數(shù)據(jù)而形成的醫(yī)學(xué)圖像序列。
11.一種左心室圖像分割裝置，用于從三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列獲取左心室的輪廓，所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列包括分別在至少包括一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段中的多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由與所述左心室的長(zhǎng)軸相交的多個(gè)平行二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列，所述裝置包括 極點(diǎn)獲取單元，用于獲取每個(gè)圖像片中用于極坐標(biāo)變換的極點(diǎn)； 坐標(biāo)變換單元，用于基于每個(gè)圖像片中的所述極點(diǎn)將所述圖像片變換到極坐標(biāo)系中，以及將心內(nèi)膜輪廓獲取單元獲取的所述左心室的輪廓映射到相應(yīng)的原始圖像片中；以及所述心內(nèi)膜輪廓獲取單元，用于在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓，作為所述左心室在所述圖像片中的輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述極點(diǎn)獲取單元包括 權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置，用于從所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列中提取作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述左心室的輪廓作為所述左心室的初始輪廓；以及 極點(diǎn)確定單元，被配置為確定所述左心室在每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓的中心，作為所述圖像片中的所述極點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述坐標(biāo)變換單元還被配置為基于每個(gè)圖像片中的所述極點(diǎn)將所述左心室在每個(gè)圖像片中的初始輪廓變換到所述極坐標(biāo)系中；以及 其中，所述心內(nèi)膜輪廓獲取單元還被配置為在所述極坐標(biāo)系中對(duì)每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓進(jìn)行平滑以得到所述圖像片中的所述心內(nèi)膜輪廓。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，還包括 邊緣檢測(cè)單元，用于檢測(cè)每個(gè)圖像片中的邊緣， 其中，所述心內(nèi)膜輪廓獲取單元被配置為 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的灰度圖像的水平投影來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的半徑；以及 在所述極坐標(biāo)系中利用直線(xiàn)檢測(cè)方法從位于所述左心室的心內(nèi)膜輪廓的半徑附近的邊緣獲得所述左心室的心內(nèi)膜輪廓。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，還包括 邊緣檢測(cè)單元，用于檢測(cè)每個(gè)圖像片中的邊緣， 其中，所述心內(nèi)膜輪廓獲取單元被配置為 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的灰度圖像的水平投影來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的第一半徑；基于所述左心室在每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的第二半徑；以及 在所述極坐標(biāo)系中利用直線(xiàn)檢測(cè)方法從位于所述左心室的心內(nèi)膜輪廓的第一半徑與第二半徑的平均位置附近的邊緣獲得所述左心室的心內(nèi)膜輪廓。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的裝置，其中，所述直線(xiàn)檢測(cè)方法是Hough變換方法。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述心內(nèi)膜輪廓獲取單元被配置用于在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的灰度圖像的水平投影來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的半徑； 所述裝置還包括 邊緣檢測(cè)單元，用于檢測(cè)每個(gè)圖像片中的邊緣；以及 心外膜輪廓獲取單元，被配置為 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的邊緣圖像的水平投影和所述左心室在該圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的半徑來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心外膜輪廓的半徑；以及 在所述極坐標(biāo)系中利用曲線(xiàn)擬合方法從位于所述左心室的心外膜輪廓的半徑附近的邊緣獲得所述左心室的心外膜輪廓， 其中，所述坐標(biāo)變換單元還被配置為將所述左心室的心外膜輪廓映射到相應(yīng)的原始圖像片中。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息包括所述左心室的面積、半徑和周長(zhǎng)的變化趨勢(shì)信息中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述極點(diǎn)獲取單元包括 權(quán)利要求7的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置，用于從所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列中提取作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述左心室的輪廓作為所述左心室的初始輪廓，以及 極點(diǎn)確定單元，被配置為確定所述左心室在每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓的中心，作為所述圖像片中的所述極點(diǎn)， 其中，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象識(shí)別單元被進(jìn)一步配置為根據(jù)每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的多個(gè)圖形特征以及所述左心室的估計(jì)中心位置來(lái)從所述圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出所述左心室的候選區(qū)域。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象識(shí)別單元被配置為在識(shí)別所述左心室的候選區(qū)域時(shí)，對(duì)所述左心室的估計(jì)中心位置賦予比所述多個(gè)圖形特征更大的權(quán)重。
21.—種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法，用于從三維圖像時(shí)間序列中提取作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓，所述三維圖像時(shí)間序列包括分別在多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由平行的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列，所述方法包括 獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓；以及 基于所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在至少一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的所述輪廓。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中，基于所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在至少一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的所述輪廓包括確定所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息； 計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度；以及 如果所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在特定圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度低于預(yù)定閾值，則校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息是所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的平均運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息，或者是所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在預(yù)先被確定為模板的圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度包括使用歸一化互相關(guān)算法來(lái)計(jì)算所述相似度。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓包括 利用所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在與所述特定圖像片時(shí)間序列相鄰的圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓來(lái)校正所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，還包括如果經(jīng)過(guò)校正后所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在所述特定圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息與所述基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的相似度仍低于預(yù)定閾值，則從所述三維圖像時(shí)間序列中去除所述特定圖像片時(shí)間序列。
27.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓包括 基于每個(gè)圖像片時(shí)間序列中像素的值隨時(shí)間的變化來(lái)檢測(cè)所述圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域； 以所述三維圖像時(shí)間序列中預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整所述三維圖像時(shí)間序列中其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域；以及 從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域，以所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域的輪廓作為所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中，利用從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取的下述特征中的至少一個(gè)來(lái)確定所述預(yù)定圖像片時(shí)間序列像素均值，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的白連通域比率，圖像片索弓丨，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的多個(gè)子區(qū)域的白連通域比率。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，還包括，在檢測(cè)出每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域之后，并且在以預(yù)定圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)來(lái)調(diào)整所述三維圖像時(shí)間序列中其他圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域之前， 利用從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取的下述特征中的至少一個(gè)來(lái)確定分別與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的兩個(gè)端部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圖像片時(shí)間序列像素均值，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的白連通域比率，圖像片索弓丨，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的二值化圖像中的多個(gè)子區(qū)域的白連通域比率， 其中，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓包括獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象在位于所述兩個(gè)圖像片時(shí)間序列之間的圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
30.一種左心室圖像分割方法，用于從三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列中獲取左心室的輪廓，所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列包括分別在包括至少一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段中的多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像，每個(gè)三維圖像由與所述左心室的長(zhǎng)軸相交的多個(gè)平行二維圖像片構(gòu)成，且在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列，所述方法包括 獲取每個(gè)圖像片中用于極坐標(biāo)變換的極點(diǎn)； 基于每個(gè)圖像片中的所述極點(diǎn)將所述圖像片變換到極坐標(biāo)系中； 在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓，作為所述左心室在所述圖像片中的輪廓；以及 將在所述極坐標(biāo)系中獲取的所述左心室的輪廓映射到相應(yīng)的原始圖像片中。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，獲取每個(gè)圖像片中用于極坐標(biāo)變換的極點(diǎn)包括 利用權(quán)利要求21-29中任意一項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取方法來(lái)從所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列中提取作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述左心室的輪廓作為所述左心室的初始輪廓；以及 確定所述左心室在每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓的中心，作為所述圖像片中的極點(diǎn)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，還包括 基于每個(gè)圖像片中的所述極點(diǎn)將所述左心室在每個(gè)圖像片中的初始輪廓變換到所述極坐標(biāo)系中， 其中，在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓包括在所述極坐標(biāo)系中對(duì)每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓進(jìn)行平滑以得到所述圖像片中的所述心內(nèi)膜輪廓。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括 檢測(cè)每個(gè)圖像片中的邊緣，以及 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的灰度圖像的水平投影來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的半徑， 其中，在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓包括在所述極坐標(biāo)系中利用直線(xiàn)檢測(cè)方法從位于所述左心室的心內(nèi)膜輪廓的半徑附近的邊緣獲得所述左心室的心內(nèi)膜輪廓。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，還包括 檢測(cè)每個(gè)圖像片中的邊緣， 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的灰度圖像的水平投影來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的第一半徑，以及 基于所述左心室在每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的第二半徑， 其中，在所述極坐標(biāo)系中獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓包括在所述極坐標(biāo)系中利用直線(xiàn)檢測(cè)方法從位于所述左心室的心內(nèi)膜輪廓的第一半徑與第二半徑的平均位置附近的邊緣獲得所述左心室的心內(nèi)膜輪廓。
35.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的方法，其中，所述直線(xiàn)檢測(cè)方法是Hough變換方法。
36.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括檢測(cè)每個(gè)圖像片中的邊緣； 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的灰度圖像的水平投影來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的半徑； 在所述極坐標(biāo)系中利用每個(gè)圖像片的邊緣圖像的水平投影和所述左心室在該圖像片中的心內(nèi)膜輪廓的半徑來(lái)獲取所述左心室在每個(gè)圖像片中的心外膜輪廓的半徑； 在所述極坐標(biāo)系中利用曲線(xiàn)擬合方法從位于所述左心室的心外膜輪廓的半徑附近的邊緣獲得所述左心室的心外膜輪廓；以及 將所述左心室的心外膜輪廓映射到相應(yīng)的原始圖像片中。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息包括所述左心室的面積、半徑和周長(zhǎng)的變化趨勢(shì)信息中的至少一種。
38.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，獲取每個(gè)圖像片中用于極坐標(biāo)變換的極點(diǎn)包括 利用權(quán)利要求27的方法來(lái)從所述三維醫(yī)學(xué)圖像時(shí)間序列中提取作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述左心室的輪廓作為所述左心室的初始輪廓，以及 確定所述左心室在每個(gè)圖像片中的所述初始輪廓的中心，作為所述圖像片中的所述極點(diǎn)， 其中，從每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的候選區(qū)域包括根據(jù)每個(gè)圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的多個(gè)圖形特征以及所述左心室的估計(jì)中心位置來(lái)從所述圖像片時(shí)間序列的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中識(shí)別出所述左心室的候選區(qū)域。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中，在所述左心室的候選區(qū)域的識(shí)別中，對(duì)所述左心室的估計(jì)中心位置賦予比所述多個(gè)圖形特征更大的權(quán)重。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取及左心室圖像分割方法和裝置。所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置用于從三維圖像時(shí)間序列提取作變形運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的輪廓。所述三維圖像時(shí)間序列包括分別在多個(gè)時(shí)刻獲得的多個(gè)三維圖像。每個(gè)三維圖像由平行的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成。在所述多個(gè)三維圖像中同一位置的多個(gè)二維圖像片構(gòu)成一個(gè)圖像片時(shí)間序列。所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象輪廓提取裝置包括輪廓獲取單元，用于獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象在每個(gè)圖像片中的輪廓；以及輪廓校正單元，用于基于運(yùn)動(dòng)對(duì)象在各個(gè)圖像片時(shí)間序列中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息來(lái)校正運(yùn)動(dòng)對(duì)象在至少一個(gè)圖像片時(shí)間序列中的圖像片中的輪廓。
文檔編號(hào)G06T7/20GK102890823SQ20111020986
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者王艷華, 叢超, 王艷麗, 王少彬 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社