[发明专利]运动对象轮廓跟踪方法和装置、心肌运动解析方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，更具体而言，涉及一种运动对象轮廓跟踪方法和装置以及一种心肌运动解析方法和装置。

背景技术

运动对象，尤其是作变形运动的运动对象的轮廓提取是计算机视觉领域的一项具有挑战性的任务。在实际应用中，例如，在医学领域，从利用计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)设备、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)设备、超声波(Ultrasound，UL)诊断装置等医疗设备获取的三维图像时间序列中提取出生物器官或生物器官的一部分的轮廓，有利于后续对生物器官的各项参数的测量。

一些传统的运动对象轮廓提取方法在各个时相(phase)中独立地提取运动对象的轮廓。由于是各时相独立地提取，可能在特定时相中发生提取错误。

一些基于运动跟踪的其他方法追踪运动对象在一个运动周期内的轮廓。在这样的方法中，有可能产生误差累加，导致所获得的第一个时相与最后一个时相的轮廓存在巨大差异。

另外，在心脏病学领域，通常利用核磁共振成像技术来提供心脏的三维图像时间序列(3D+T)。医生们对识别心室、心内膜和心外膜以及解析心脏的运动很感兴趣。根据识别出的心室、心内膜和心外膜的轮廓可以测量心动周期不同阶段的心室血容量(射血分数(ejection fraction))、心室壁运动和壁厚特性等。根据心肌的运动运动矢量可以计算心肌的应变和应变力等参数。其中左心室(LV)特别重要，因为它将含氧血从心脏泵浦到整个身体的各个组织。

已经开发了很多医疗运动图像处理技术，以量化心肌运动。这些技术包括斑点跟踪、心肌标记、对心肌初始轮廓的登记和传播轮廓以及各种心肌分割方法等。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个目的是提供一种运动对象轮廓跟踪方法和装置，以从图像片时间序列中准确地提取运动对象的轮廓。本发明的另一目的是提供一种运动对象轮廓跟踪方法和装置，以从三维图像时间序列中准确地提取运动对象的轮廓。本发明的另一目的是提供一种心肌运动解析方法和装置，以在医学图像片时间序列中稳定地解析左心室的心肌的运动。本发明的另一目的是提供一种心肌运动解析方法和装置，以在三维医学图像时间序列中稳定地解析左心室的心肌的运动。

根据本发明的一个方面，提供了一种运动对象轮廓跟踪方法，用于在图像片时间序列中跟踪作周期性变形运动的运动对象的轮廓，所述图像片时间序列包括分别在运动对象的一个运动周期中的多个时刻获得的多个图像片。所述方法包括：以运动对象在该图像片时间序列中的预定图像片中的初始轮廓作为起始轮廓，在第一时间方向上在所述图像片时间序列中进行轮廓跟踪，以得到运动对象在所述图像片时间序列中的每个图像片中的第一轮廓，其中，以所述第一时间方向上的最后一个图像片作为第一个图像片的在前图像片；以所述初始轮廓作为起始轮廓，在第二时间方向上在所述图像片时间序列中进行轮廓跟踪，以得到运动对象在所述图像片时间序列中的每个图像片中的第二轮廓，其中，以所述第二时间方向上的最后一个图像片作为第一个图像片的在前图像片；计算运动对象在所述预定图像片中的第一轮廓与所述初始轮廓的相似度作为第一相似度，以及运动对象在所述预定图像片中的第二轮廓与所述初始轮廓的相似度作为第二相似度；以及以在所述第一相似度与所述第二相似度中较大的一个所对应的轮廓跟踪方向上得到的各个图像片中的轮廓，作为运动对象在相应图像片中的轮廓。

根据本发明的另一方面，提供了一种运动对象轮廓跟踪方法，用于在三维图像时间序列中跟踪作周期性变形运动的运动对象的轮廓，所述三维图像时间序列包括分别在运动对象的一个运动周期中的多个时刻获得的多个三维图像，每个三维图像由平行的多个二维图像片构成，且在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列。所述方法包括：使用根据本发明的上述方面的运动对象轮廓跟踪方法来分别在每一个图像片时间序列中跟踪运动对象的轮廓。运动对象在同一时刻的所述多个二维图像片中的轮廓构成运动对象在该时刻的三维轮廓。