[发明专利]从C臂血管造影术的单扫描估算3D心脏运动的方法和系统

权利要求书

1.一种从一组2D投影图像估算对象的3D运动的方法，包括：

从多个2D投影图像重建3D体积；

通过在3D体积中分割对象来提取静态网格；

将静态网格投影到每个2D投影图像；

针对每个2D投影图像确定心脏时相；以及

针对多个心脏时相的每一个，基于该心脏时相的每个2D投影图像中对象的2D轮廓来生成变形网格。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述从多个2D投影图像重建3D体积的步骤包括：

从在单C臂血管造影术扫描中获取的多个2D投影图像重建3D体积。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述通过在3D体积中分割对象来提取静态网格的步骤包括：

使用边际空间学习(MSL)在3D体积中分割对象。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述将静态网格投影到每个2D投影图像的步骤包括：

在保持网格点之间的连接性的同时，将静态网格的网格点投影到每个2D投影图像上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述针对每个2D投影图像确定心脏时相的步骤包括：

针对每个2D投影图像，基于在心电图(ECG)信号中捕获的心脏时相信息，确定心脏时相。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述针对每个2D投影图像确定心脏时相的步骤包括：

从每个2D投影图像中的2D轮廓来确定对象的尺寸；

绘制关于与2D投影图像相关的旋转角度的2D投影图像中对象的尺寸；

在对象尺寸的局部最大值出现处检测每个2D投影图像，其中在局部最大值出现处的每个2D投影图像对应于新心动周期的开始；以及

通过在对应于新心动周期的开始的2D投影图像之间进行线性插值，来确定针对与新心动周期的开始对应的2D投影图像之间的2D投影图像的相对时相。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述针对多个心脏时相的每一个，基于该心脏时相的每个2D投影图像中对象的2D轮廓生成变形网格的步骤包括：

在每个2D投影图像中生成投影网格的廓影；

基于每个2D投影图像中的对象的2D轮廓，确定每个2D投影图像中廓影点的变形位置；

对于多个心脏时相的每一个，通过将针对心脏时相的2D投影图像中廓影点的变形位置转变到静态网格的对应网格点的变形位置，来确定针对心脏时相的一组定位点的变形，其中静态网格的对应网格点是针对心脏时相的定位点；以及

针对多个心脏时相的每一个，通过基于针对心脏时相的定位点确定的变形来变形静态网格而生成变形网格。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在每个2D投影图像中生成投影网格的廓影的步骤包括，针对每个2D投影图像：

在投影网格中生成廓影候选边缘；

将与投影网格中的另一边缘交叉的每个廓影候选边缘分成两个廓影候选边缘；以及

使用在廓影候选边缘上的边缘后续处理来提取廓影。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在投影网格中生成廓影候选边缘的步骤包括：

确定与投影网格的每个边缘邻近的三角形的数量；

如果邻近于边缘的三角形的数量为一，则将该边缘确定为廓影候选边缘；

如果邻近于边缘的三角形的数量为二，则确定当C₁和C₂位于边缘的同一侧时，该边缘为边缘候选，其中该边缘具有两个端点A和B，这两个端点A和B被两个三角面共享，且C₁和C₂分别涉及两个三角面中的每个中的第三点。

10.根据权利要求8所述的方法，其中基于每个2D投影图像中对象的2D轮廓，确定每个2D投影图像中廓影点的变形位置的步骤包括：

确定与每个2D投影图像中投影网格的网格点对应的廓影点的变形位置。

11.根据权利要求7所述的方法，其中基于每个2D投影图像中对象的2D轮廓，确定每个2D投影图像中廓影点的变形位置的步骤包括，针对对应于静态网格的投影网格点的每个廓影点：

在2D投影图像中确定对应于出自3D中静态网格的对应网格点的法线方向的投影法线方向；

将廓影点的变形位置确定为对象的2D轮廓与从廓影点沿着投影法线方向延伸的线的交叉。