專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在超聲數(shù)據(jù)中確定感興趣區(qū)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主旨大體上涉及超聲成像系統(tǒng)，并且更特別地涉及用于在超聲圖像中確定感興趣區(qū)的方法。
背景技術(shù)：
超聲成像系統(tǒng)典型地包括超聲掃描裝置，例如具有換能器的超聲探頭等，其連接到超聲系統(tǒng)以控制用于進(jìn)行各種超聲掃描的超聲數(shù)據(jù)的采集(例如，使體積或軀體成像)。 該超聲系統(tǒng)通常包括提供界面用于與用戶交互的控制部分(例如，控制臺(tái)或便攜單元)，例如接收用戶輸入并且顯示采集的超聲圖像。常規(guī)的超聲系統(tǒng)允許用戶在采集的體積數(shù)據(jù)集內(nèi)限定感興趣區(qū)(ROI)用于進(jìn)一步處理，例如從多個(gè)二維OD)圖像切片產(chǎn)生三維(3D)圖像。例如，在胎兒超聲應(yīng)用中，ROI 可是胎兒的面部。由于周?chē)牧黧w(例如羊水等)和周?chē)淖訉m組織，ROI可能必須重新調(diào)節(jié)許多次以便在3D圖像中適當(dāng)?shù)劁秩咎旱拿娌渴沟谜麄€(gè)面部在3D圖像中是可見(jiàn)的。 經(jīng)驗(yàn)不足的超聲用戶可能在限定ROI以獲得適當(dāng)?shù)目梢暬芯哂酗@著困難，并且有經(jīng)驗(yàn)的用戶仍然必須花費(fèi)時(shí)間移動(dòng)和重新調(diào)節(jié)R0I。因此，限定ROI以獲得適當(dāng)?shù)目梢暬糜陔S后處理(使得感興趣區(qū)沒(méi)有被阻擋)可以是耗時(shí)并且困難的過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)各種實(shí)施例，提供用于在超聲數(shù)據(jù)集中修改感興趣區(qū)(ROI)的方法。該方法包括在采集的超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)限定ROI并且在該采集的超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)識(shí)別多個(gè)不同的圖像平面。該方法進(jìn)一步包括基于該多個(gè)圖像平面從ROI的至少一個(gè)邊界確定明顯邊緣并且基于該確定的明顯邊緣調(diào)節(jié)該ROI。根據(jù)其他各種實(shí)施例，提供用于在超聲數(shù)據(jù)集中調(diào)節(jié)感興趣區(qū)(ROI)的方法。該方法包括基于限定在至少兩個(gè)圖像平面內(nèi)的ROI盒確定R0I，其中該ROI盒具有寬度、高度和深度。該方法進(jìn)一步包括從該ROI盒的頂面識(shí)別限定邊界(其中像素從組織像素變成流體像素)的像素，并且基于該邊界將曲線擬合輪廓。該方法還包括基于該擬合的曲線調(diào)節(jié)該ROI盒的高度。根據(jù)再其他的各種實(shí)施例，提供超聲系統(tǒng)，其包括用于采集感興趣對(duì)象的超聲數(shù)據(jù)的超聲探頭和用于在該超聲數(shù)據(jù)內(nèi)的至少兩個(gè)不同圖像平面內(nèi)限定感興趣區(qū)(ROI)的用戶界面。該方法進(jìn)一步包括配置成基于從基于該兩個(gè)圖像平面的ROI的至少一個(gè)邊界確定明顯邊緣來(lái)調(diào)節(jié)ROI的ROI限定模塊。


圖1是根據(jù)各種實(shí)施例用于在超聲數(shù)據(jù)內(nèi)限定感興趣區(qū)(ROI)的方法的流程圖。圖2是圖示具有阻擋一部分圖像的組織的渲染圖像的屏幕截圖。圖3是圖示對(duì)應(yīng)于圖像切片的圖像平面的屏幕截圖。
圖4是圖示對(duì)應(yīng)于另一個(gè)圖像切片的圖像平面的屏幕截圖。圖5是圖示對(duì)應(yīng)于另一個(gè)圖像切片的圖像平面的屏幕截圖。圖6是圖示根據(jù)各種實(shí)施例確定的輪廓線的圖像。圖7是圖示根據(jù)各種實(shí)施例確定的輪廓線的另一幅圖像。圖8是圖示根據(jù)各種實(shí)施例和對(duì)應(yīng)的渲染圖像的調(diào)節(jié)的ROI的屏幕截圖。圖9是根據(jù)各種實(shí)施例包括ROI限定模塊的診斷成像系統(tǒng)的框圖。圖10是根據(jù)各種實(shí)施例形成的圖9的診斷成像系統(tǒng)的超聲處理器模塊的框圖。圖11是圖示其中可實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的有3D能力的小型化超聲系統(tǒng)的圖。圖12是圖示其中可實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的有3D能力的手提或袖珍超聲成像系統(tǒng)的圖。圖13是圖示其中可實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的有3D能力的控制臺(tái)類(lèi)型的超聲成像系統(tǒng)的圖。
具體實(shí)施例方式前面的發(fā)明內(nèi)容以及本發(fā)明的某些實(shí)施例的下列詳細(xì)說(shuō)明當(dāng)與附圖結(jié)合閱讀時(shí)將更好理解。就附示各種實(shí)施例的功能框的圖來(lái)說(shuō)，功能框并非一定指示硬件電路之間的劃分。因此，例如，功能框(例如處理器或存儲(chǔ)器)中一個(gè)或多個(gè)可采用單件硬件(比如通用信號(hào)處理器或一塊隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，硬盤(pán)，或類(lèi)似物)或多件硬件實(shí)現(xiàn)。相似地，程序可以是獨(dú)立程序，可作為子例程包含在操作系統(tǒng)中，可是安裝的軟件包中的功能等。應(yīng)該理解各種實(shí)施例不限于圖中示出的設(shè)置和工具。如本文使用的，以單數(shù)列舉的并且具有單詞“一”在前的元件或步驟應(yīng)該理解為不排除復(fù)數(shù)個(gè)所述元件或步驟，除非這樣的排除明確地規(guī)定。此外，對(duì)本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施例” 的引用不意在解釋為排除也包含列舉的特征的另外的實(shí)施例的存在。此外，除非明確地規(guī)定為相反情況，否則“包括”或“具有”具有特定性質(zhì)的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包括不具有該性質(zhì)的另外的元件。各種實(shí)施例提供用于在超聲數(shù)據(jù)集中限定或調(diào)節(jié)感興趣區(qū)(ROI)的系統(tǒng)和方法。 例如，通過(guò)實(shí)踐實(shí)施例中的至少一個(gè)，ROI自動(dòng)調(diào)節(jié)以渲染其圖像，其可包括自動(dòng)調(diào)節(jié)ROI 以移除阻擋觀察感興趣對(duì)象(例如，胎兒)的流體或組織。至少一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)效果是 ROI (其可隨后渲染)的自動(dòng)識(shí)別，由此減少調(diào)節(jié)R0I、例如ROI的高度和曲率的時(shí)間量。另外，通過(guò)實(shí)踐至少一個(gè)實(shí)施例，也減少超聲系統(tǒng)用戶調(diào)節(jié)ROI需要的技術(shù)技能。因此，各種實(shí)施例使用來(lái)自超聲數(shù)據(jù)集中的感興趣體積的多個(gè)圖像平面自動(dòng)限定或識(shí)別R0I。盡管各種實(shí)施例連同限定和調(diào)節(jié)其中感興趣對(duì)象是胎兒的ROI描述，各種實(shí)施例可連同不同的超聲成像應(yīng)用以及其他成像模式(例如，計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像或磁共振(MR)成像)實(shí)現(xiàn)。用于在超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)限定ROI的方法30的一個(gè)實(shí)施例在圖1中示出。該方法30 自動(dòng)調(diào)節(jié)ROI用于渲染其圖像，使得例如阻擋觀察感興趣對(duì)象的組織從ROI移除。例如，圖 2是屏幕截圖60，其可形成超聲圖像的顯示的一部分或全部。該屏幕截圖60在該顯示的三個(gè)象限中的每個(gè)中圖示三個(gè)圖像平面62、64和66。該圖示的圖像平面62、64和66對(duì)應(yīng)于在成像的胎兒的超聲圖像數(shù)據(jù)集中的任意或選擇的圖像平面。該圖像平面62、64和66(也標(biāo)識(shí)為圖像平面A、B和C)大體上分別對(duì)應(yīng)于與采集圖像的超聲探頭的軸線對(duì)齊的圖像(圖像平面A)、與圖像平面A正交的圖像(圖像平面B)和與圖像平面A和B兩者正交并且大體上與超聲探頭的掃描面平行的冠面圖像(圖像平面C)。圖像平面62. 64和66中的每個(gè)示出有ROI限定部分，圖示為ROI盒68、70和72，分別在每個(gè)圖像切片中限定ROI (例如，成像的胎兒的一部分)。應(yīng)該注意ROI盒68、70和72 從不同的平面限定感興趣對(duì)象的相同ROI。在圖2中圖示的ROI盒68、70和72可由用戶人工例如在對(duì)應(yīng)于圖像平面62、64和/或66中的一個(gè)的圖像視圖中的一個(gè)中定位，或可例如基于圖像內(nèi)的界標(biāo)的識(shí)別確定，例如其使用模板或匹配過(guò)程等，其可包括目標(biāo)對(duì)象(例如， 胎兒)的輪廓檢測(cè)過(guò)程。并且，ROI可由不同形狀的要素限定并且不限于盒。從而，ROI盒可由正方形或矩形區(qū)或其他形狀的區(qū)域限定。ROI盒一般如本文更詳細(xì)地說(shuō)明的由寬度、高度和深度限定。圖像74是由ROI盒68、70和72限定的ROI的渲染圖像，其對(duì)應(yīng)于ROI盒76。如可以在胎兒78的3D渲染圖像中看到的那樣，胎兒78的一部分(其可包括特定的感興趣區(qū)， 在該情況下是胎兒78的面部)被渲染的組織80阻擋。因此，在觀察渲染的圖像74后，用戶將需要通過(guò)調(diào)節(jié)ROI盒68、70和72的邊緣的曲率或大小調(diào)節(jié)R0I。因此，渲染的圖像74基于使用如在圖3至5(其中在圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部件)的屏幕截圖90、100和110大體上中圖示的多個(gè)圖像平面限定的R0I。圖3圖示圖像體積94(其在圖示的實(shí)施例中是胎兒78)內(nèi)對(duì)應(yīng)于圖像平面(圖像平面A)62的平面92。 同樣地，圖4圖示圖像體積94內(nèi)對(duì)應(yīng)于圖像平面(圖像平面B)64的平面102。另外，圖5 圖示圖像體積94內(nèi)對(duì)應(yīng)于圖像平面(圖像平面C)66的平面112。應(yīng)該注意圖像體積94示出用于圖示目的并且并非一定顯示給用戶。在圖示的實(shí)施例中的圖像平面62、64和/或66對(duì)應(yīng)于成像體積內(nèi)與超聲探頭的軸線對(duì)齊的圖像平面92、與圖像平面92正交的圖像平面102和與圖像平面92和圖像平面 102兩者正交以及與超聲探頭的掃描面平行的圖像平面112的取向。然而，圖像平面可是體積94的多個(gè)不同圖像平面62、64和/或66中的任一個(gè)并且不限于由示出的圖像平面92、 102和112圖示的取向。因此，圖像平面62、64和/或66中的一個(gè)或多個(gè)可在體積94內(nèi)不同地取向并且由不同的圖像視圖限定。另外，各種實(shí)施例可使用多于或少于三個(gè)圖像平面 (例如兩個(gè)或四個(gè)圖像平面等)調(diào)節(jié)或限定ROI。因此，圖1的方法30包括在32獲得或選擇圖像平面數(shù)據(jù)。例如，獲得對(duì)應(yīng)于超聲數(shù)據(jù)集中的兩個(gè)不同圖像平面的至少兩個(gè)圖像平面，其可包括訪問(wèn)存儲(chǔ)的超聲數(shù)據(jù)，例如感興趣對(duì)象的3D數(shù)據(jù)集等，或通過(guò)掃描患者采集超聲數(shù)據(jù)和當(dāng)患者正在掃描時(shí)或在患者檢查期間(而并非一定當(dāng)患者正在掃描時(shí))獲得數(shù)據(jù)。圖像平面數(shù)據(jù)可對(duì)應(yīng)于例如在圖3 至5中圖示的圖像平面62、64和/或66中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，圖像平面數(shù)據(jù)包括互相正交的兩個(gè)圖像平面。應(yīng)該注意在各種實(shí)施例中的超聲系統(tǒng)在扇形幾何形狀中采集圖像切片以形成體積，其在幾何上典型地是圓環(huán)面的一段。當(dāng)在本文中在各種實(shí)施例中提到獲得或選擇圖像平面，這一般指從采集的體積(例如采集的3D超聲數(shù)據(jù)集)選擇一個(gè)或多個(gè)任意圖像平 在圖像平面已經(jīng)獲得后，在34對(duì)圖像平面中的每個(gè)分別做出明顯邊緣的確定以識(shí)別例如沿ROI盒的一個(gè)面(side)的或?qū)τ赗OI盒的一個(gè)面的明顯邊緣(例如，如在圖示的圖像中觀察的ROI盒的頂面或上面等)。例如，沿ROI盒的上端的明顯邊緣可被確定使得ROI盒的一個(gè)面被自動(dòng)調(diào)節(jié)，其可影響ROI盒的高度以及該面的曲率。應(yīng)該注意在各種實(shí)施例中ROI盒的寬度保持不變。然而，一般而言ROI盒的面中的任意一個(gè)或多個(gè)可使用方法30調(diào)節(jié)(例如，調(diào)節(jié)位置和曲率)。關(guān)于明顯邊緣的確定，一些實(shí)施例對(duì)沿ROI盒的邊緣并且從邊緣向內(nèi)移動(dòng)的每個(gè)像素進(jìn)行逐像素分析以確定第一明顯邊緣。該第一明顯邊緣可限定為其中一個(gè)像素是明像素并且一個(gè)像素是暗像素的兩個(gè)像素之間的邊界。該明和暗像素可由預(yù)定的亮度閾值(例如，亮度等級(jí))限定，使得明像素一般對(duì)應(yīng)于組織像素(例如，對(duì)應(yīng)于成像的子宮組織的像素)并且暗像素一般對(duì)應(yīng)于流體像素(例如，對(duì)應(yīng)于成像的羊水的像素)。例如，可進(jìn)行主動(dòng)輪廓法，其還可包括圖像的濾波。特別地，分析沿ROI盒邊緣的第一行像素以確保每個(gè)是明像素，即組織像素。如果像素中的任一個(gè)不是成像的組織像素，可調(diào)節(jié)起始像素行或起始像素，其可自動(dòng)或通過(guò)用戶移動(dòng)ROI盒或移動(dòng)ROI盒的面來(lái)人工進(jìn)行。從而，例如參照?qǐng)D2， 主動(dòng)輪廓法可在鄰近ROI盒68和70的邊緣的第一行像素開(kāi)始，其可是分別沿ROI盒68和 70的邊界69和71的第一行像素。應(yīng)該注意在各種實(shí)施例中分析整行中的像素(例如，從 ROI盒的左邊界到ROI盒的右邊界，即跨越寬度)的從明像素到暗像素的轉(zhuǎn)變。如果識(shí)別出從明像素到暗像素的轉(zhuǎn)變，像素標(biāo)記為第一明顯邊緣以用于在限定輪廓中使用。因此，如分別在圖6和7的圖像120和122中圖示的，對(duì)圖像120和122中的每個(gè)識(shí)別對(duì)應(yīng)于第一明顯邊緣像素轉(zhuǎn)變的輪廓。圖像120和122對(duì)應(yīng)于胎兒78的正交圖像平面。如可以看到的，使用主動(dòng)輪廓法，分別對(duì)圖像120和122中的每個(gè)單獨(dú)識(shí)別輪廓線IM 和126。輪廓線IM和1 一般限定圖像120和122中組織和流體之間的界線。輪廓線IM 和1 一般限定ROI的界線，在其外不應(yīng)該渲染圖像。應(yīng)該注意還可進(jìn)行濾波以減少圖像中的噪聲。再次參考圖1的方法30，一旦已經(jīng)在圖像中的每個(gè)中單獨(dú)(或獨(dú)立)確定輪廓線， 在36比較在圖像中的每個(gè)中由該輪廓線限定的明顯邊緣。例如，對(duì)一致性做出確定，例如以確定兩個(gè)輪廓是否具有近似相同的輪廓和/或曲率。在一些實(shí)施例中，比較沿輪廓線中的每個(gè)的中心點(diǎn)以在38確定對(duì)應(yīng)于中心點(diǎn)中的每個(gè)的像素是否在近似的、例如在互相的預(yù)定偏差內(nèi)(例如，在10%內(nèi)或在某數(shù)量像素內(nèi))的相同的位點(diǎn)。從而，如在圖6和7中圖示的，比較輪廓線124和1 分別的中心點(diǎn)128和130以確定每個(gè)的位置是否近似相同。 例如，可關(guān)于中心點(diǎn)1 和130是否離ROI盒的原始邊界大約相同距離(例如，像素?cái)?shù))做出確定，使得中心點(diǎn)1 和130在大約相同的高度。如果在38做出確定中心點(diǎn)不在近似相同的位點(diǎn)，例如離原始ROI盒邊界的相同距離或高度等，那么在40不調(diào)節(jié)或限定ROI。從而，在輪廓方面ROI盒邊界不移動(dòng)或改變。用戶然后可例如移動(dòng)ROI盒或邊界并且再次啟動(dòng)方法30。應(yīng)該注意方法30 (包括ROI盒的調(diào)節(jié)或限定，其使用方法30自動(dòng)進(jìn)行)可通過(guò)用戶按下超聲系統(tǒng)的用戶界面上的按鈕(例如，ROI盒調(diào)節(jié)按鈕)啟動(dòng)。如果在38做出確定中心點(diǎn)在近似相同的位點(diǎn)，例如離原始ROI盒邊界的近似相同距離或高度等，然后在42將曲線擬合到輪廓線。例如，對(duì)于沿輪廓線的每個(gè)點(diǎn)(例如，對(duì)于每個(gè)像素)，可做出最小距離確定以將曲線擬合到輪廓線。在各種實(shí)施例中，該確定取決于兩個(gè)圖像平面的輪廓線。例如，距離確定可基于輪廓線的平均做出。因此，ROI盒的邊緣的最終邊界將對(duì)圖像平面中的每個(gè)具有相同的高度。應(yīng)該注意在44可選地ROI可基于對(duì)象的大小偏移或放大或縮小。例如，ROI可調(diào)節(jié)使得ROI對(duì)于感興趣對(duì)象不會(huì)太小。在一些實(shí)施例中，ROI盒可移動(dòng)和放大以適合特定的用戶界面和顯示。從而，在46，基于擬合的曲線，ROI盒的一個(gè)邊緣的邊界在圖像平面中的每個(gè)中限定并且顯示。因此，如在圖8中示出的，ROI盒68和70的邊界69和71分別被自動(dòng)調(diào)節(jié)。 如可以看到的，擬合到邊界69和71的曲線產(chǎn)生向下移動(dòng)的彎曲輪廓(在圖8中與圖2比較)。邊界69和71中的每個(gè)的高度和曲率是相同的。沿邊界69和71的“X”限定示出沿邊界69和71的最大變化點(diǎn)的曲率最高點(diǎn)。從而，在各種實(shí)施例中，平滑線擬合到確定的邊界并且包括沿該線的單個(gè)控制點(diǎn)(該“X”)。因此，在48可關(guān)于是否做出用戶調(diào)節(jié)做出確定。例如，用戶可從目檢確定ROI盒可需要移動(dòng)或重新定位，邊界移動(dòng)更多，邊界的曲率改變(例如，通過(guò)拖動(dòng)“X”標(biāo)記)等。該確定可在渲染的圖像基于具有自動(dòng)確定的邊界的ROI盒產(chǎn)生之前或之后做出。從而，如果沒(méi)有做出用戶調(diào)節(jié)，則在50R0I的圖像基于ROI盒的一個(gè)邊界的自動(dòng)調(diào)節(jié)渲染。如果做出用戶調(diào)節(jié)，那么ROI的圖像基于用戶調(diào)節(jié)的ROI盒在52渲染或重新渲染。從而，如在圖8中圖示的，圖像74是由ROI盒68、70和72限定的ROI的渲染圖像， 其對(duì)應(yīng)于ROI盒76并且具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的邊界。如可以在胎兒78的3D渲染圖像中看到的， 特定的感興趣區(qū)(在該情況下胎兒78的面部140)是可見(jiàn)的并且不再被渲染的組織阻擋。 因此，用戶能夠基于ROI盒的自動(dòng)確定邊界來(lái)觀察胎兒78的面部140。應(yīng)該注意各種實(shí)施例不限于本文描述的特定輪廓檢測(cè)方法。特別地，例如方法30 可實(shí)現(xiàn)任何合適的方法以識(shí)別組織和流體之間的邊界并且然后將曲線擬合到由識(shí)別的邊界限定的輪廓。方法一般確定不應(yīng)該渲染的組織使得ROI或特定感興趣區(qū)向用戶顯示而沒(méi)有例如渲染的阻擋組織。因此，各種實(shí)施例確定ROI的至少一個(gè)邊界，其可調(diào)節(jié)ROI的邊界。用戶其后還可人工調(diào)節(jié)ROI或其邊界。確定的邊界(其在各種實(shí)施例中自動(dòng)確定)產(chǎn)生具有更少或減少的阻擋像素(例如渲染的阻擋感興趣區(qū)(例如胎兒的面部等)的組織)的渲染的圖像。包括方法30的各種實(shí)施例可在如在圖9中示出的超聲系統(tǒng)200中實(shí)現(xiàn)，圖9是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例構(gòu)建的超聲系統(tǒng)200的框圖。超聲系統(tǒng)200能夠電或機(jī)械式導(dǎo)引聲射束(例如在3D空間中等)并且可配置成采集對(duì)應(yīng)于可如本文中更詳細(xì)地描述的那樣限定或調(diào)節(jié)的受檢者或患者中的感興趣區(qū)(ROI)的多個(gè)2D表示或圖像的信息(例如，圖像切片)。超聲系統(tǒng)200可配置成在一個(gè)或多個(gè)取向平面中采集2D圖像。超聲系統(tǒng)200包括傳送器202，其在射束形成器210的引導(dǎo)下驅(qū)動(dòng)探頭206內(nèi)的元件204陣列(例如，壓電元件)以發(fā)射脈沖超聲信號(hào)進(jìn)入軀體?？墒褂枚喾N幾何形狀。超聲信號(hào)從軀體中的結(jié)構(gòu)(像血細(xì)胞或肌肉組織)反向散射以產(chǎn)生返回元件204的回聲。該回聲由接收器208接收。該接收的回聲通過(guò)射束形成器210，其進(jìn)行接收射束形成并且輸出RF信號(hào)。該RF信號(hào)然后通過(guò)RF處理器212。備選地，該RF處理器212可包括復(fù)解調(diào)器 (沒(méi)有示出)，其將RF信號(hào)解調(diào)以形成代表回聲信號(hào)的IQ數(shù)據(jù)對(duì)。RF或IQ信號(hào)數(shù)據(jù)然后可直接路由到存儲(chǔ)器214用于存儲(chǔ)。在上文描述的實(shí)施例中，射束形成器210作為傳送和接收射束形成器操作。在備選實(shí)施例中，探頭206包括2D陣列，其中在探頭內(nèi)部子孔徑接收射束形成。射束形成器210 可延遲、切趾(apodize)和合計(jì)每個(gè)電信號(hào)與從探頭206接收的其他電信號(hào)。該合計(jì)的信號(hào)代表來(lái)自超聲射束或線的回聲。該合計(jì)的信號(hào)從射束形成器210輸出到RF處理器212。 RF處理器212對(duì)于多個(gè)掃描平面或不同的掃描模式可產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型，例如B模式、顏色Doppler (速度/功率/差異)、組織Doppler (速度)和Doppler能量。例如，RF處理器 212對(duì)多掃描平面可產(chǎn)生組織Doppler數(shù)據(jù)。RF處理器212集合涉及多個(gè)數(shù)據(jù)切片的信息 (例如，I/Q、B模式、顏色Doppler、組織Doppler和Doppler能量信息)并且存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息 (其可包括時(shí)間戳和取向/旋轉(zhuǎn)信息)在存儲(chǔ)器214中。超聲系統(tǒng)200還包括處理器216以處理采集的超聲信息(例如，RF信號(hào)數(shù)據(jù)或IQ 數(shù)據(jù)對(duì))并且準(zhǔn)備超聲信息的幀用于在顯示器218上顯示。該處理器216適應(yīng)于根據(jù)多個(gè)可選擇的超聲模式對(duì)采集的超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)處理操作。采集的超聲數(shù)據(jù)可在掃描會(huì)話期間當(dāng)接收回聲信號(hào)時(shí)實(shí)時(shí)處理和顯示。另外或備選地，超聲數(shù)據(jù)可在掃描會(huì)話期間暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器214中并且然后在脫機(jī)操作中處理和顯示。處理器216連接到用戶界面224，其可如下文更詳細(xì)地說(shuō)明的控制處理器216的操作。顯示器218包括呈現(xiàn)患者信息(包括診斷超聲圖像)給用戶用于診斷和分析的一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視器。存儲(chǔ)器214和存儲(chǔ)器222中之一或二者可存儲(chǔ)超聲數(shù)據(jù)的二維QD)或三維 (3D)數(shù)據(jù)集，其中這樣的2D和3D數(shù)據(jù)集被訪問(wèn)以呈現(xiàn)2D(和/或3D圖像)。圖像可修改并且顯示器218的顯示設(shè)置也使用用戶界面2M人工調(diào)節(jié)。ROI限定模塊230也被提供并且連接到處理器216。在一些實(shí)施例中，ROI限定模塊230可以是在處理器216上運(yùn)行的軟件或提供為處理器216的一部分的硬件。該ROI限定模塊230限定或調(diào)節(jié)R0I，例如如在本文更詳細(xì)地描述的ROI盒。應(yīng)該注意盡管各種實(shí)施例可連同超聲系統(tǒng)描述，方法和系統(tǒng)不限于超聲成像或其特定配置。各種實(shí)施例可連同不同類(lèi)型的成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其除其他之外包括例如X射線成像系統(tǒng)、磁共振成像(MRI)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層掃描 (PET)成像系統(tǒng)或組合成像系統(tǒng)。此外，各種實(shí)施例可在非醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，例如無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)(例如超聲焊接檢測(cè)系統(tǒng)或機(jī)場(chǎng)行李掃描系統(tǒng)等)。圖10圖示超聲處理器模塊236的示范性框圖，其可體現(xiàn)為如圖9的處理器216或其的部分。該超聲處理器模塊136在概念上圖示為子模塊的集合，但可利用專(zhuān)用硬件板、 DSP、處理器等的任意組合實(shí)現(xiàn)。備選地，圖10的子模塊可利用具有單個(gè)處理器或多個(gè)處理器的現(xiàn)貨供應(yīng)PC (其中功能操作分布在處理器之間)實(shí)現(xiàn)。作為另外的選項(xiàng)，圖10的子模塊可利用混合配置實(shí)現(xiàn)，其中某些模塊化功能利用專(zhuān)用硬件來(lái)執(zhí)行，而剩余的模塊化功能利用現(xiàn)貨供應(yīng)PC等來(lái)執(zhí)行。子模塊還可實(shí)現(xiàn)為處理單元內(nèi)的軟件模塊。在圖10中圖示的子模塊的操作可由本地超聲控制器250或由處理器模塊236控制。子模塊252-264進(jìn)行中間處理器操作(mid-processor operation)。超聲處理器模塊 236可采用若干形式中的一個(gè)接收超聲數(shù)據(jù)270。在圖10的實(shí)施例中，接收的超聲數(shù)據(jù)270 構(gòu)成代表與每個(gè)數(shù)據(jù)樣本關(guān)聯(lián)的實(shí)部和虛部的I、Q數(shù)據(jù)對(duì)。該I、Q數(shù)據(jù)對(duì)提供給色流子模塊邪2、功率Doppler子模塊254>B模式子模塊256>if Doppler子模塊(spectral Doppler sub-module) 258和M模式子模塊260中的一個(gè)或多個(gè)。可選地，除其他之外，可包括其他子模塊，例如聲輻射力脈沖(ARFI)子模塊262和組織Doppler (TDE)子模塊264等。
子模塊252-264中的每個(gè)配置成采用對(duì)應(yīng)的方式處理I、Q數(shù)據(jù)對(duì)以產(chǎn)生色流數(shù)據(jù) 272、功率Doppler數(shù)據(jù)274、B模式數(shù)據(jù)276、譜Doppler數(shù)據(jù)278、M模式數(shù)據(jù)280、ARFI數(shù)據(jù)282和組織Doppler數(shù)據(jù)觀4，其中所有可在隨后的處理之前暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器四0 (或在圖9中示出的存儲(chǔ)器214或存儲(chǔ)器22 。例如，B模式子模塊256可產(chǎn)生包括多個(gè)B模式圖像平面的B模式數(shù)據(jù)276，例如如在本文中更詳細(xì)地描述的三平面圖像采集中。數(shù)據(jù)272-284可被存儲(chǔ)例如作為矢量數(shù)據(jù)值的集合，其中每個(gè)集合限定個(gè)體超聲圖像幀。矢量數(shù)據(jù)值一般基于極坐標(biāo)系來(lái)組織。掃描轉(zhuǎn)換器子模塊292訪問(wèn)存儲(chǔ)器290并且從存儲(chǔ)器290獲得與圖像幀關(guān)聯(lián)的矢量數(shù)據(jù)值并且將矢量數(shù)據(jù)值的集合轉(zhuǎn)換到笛卡兒坐標(biāo)以產(chǎn)生格式化的超聲圖像幀295用于顯示。由該掃描轉(zhuǎn)換器模塊292產(chǎn)生的超聲圖像幀295可被提供回到存儲(chǔ)器290供隨后處理或可提供給存儲(chǔ)器214或存儲(chǔ)器222。一旦掃描轉(zhuǎn)換器子模塊292產(chǎn)生與例如B模式圖像數(shù)據(jù)等關(guān)聯(lián)的超聲圖像幀四5， 圖像幀可再存入存儲(chǔ)器290或在總線296上傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)(沒(méi)有示出)、存儲(chǔ)器214、存儲(chǔ)器222和/或其他處理器。掃描轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換成視頻顯示的X、Y格式以產(chǎn)生超聲圖像幀。掃描轉(zhuǎn)換的超聲圖像幀提供給顯示控制器(沒(méi)有顯示)，其可包括將視頻映射到灰度繪圖(grey-scale mapping)供視頻顯示的視頻處理器?；叶葓D可代表原始圖像數(shù)據(jù)到顯示的灰度級(jí)的傳遞函數(shù)。一旦視頻數(shù)據(jù)映射到灰度值，顯示控制器控制顯示器218(在圖9中示出)(其可包括一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視器或顯示窗口)顯示圖像幀。在顯示器218中顯示的圖像從數(shù)據(jù)的圖像幀產(chǎn)生，其中每個(gè)數(shù)據(jù)指示顯示中相應(yīng)像素的強(qiáng)度或亮度。再次參照?qǐng)D10，2D視頻處理器子模塊294結(jié)合從不同類(lèi)型的超聲信息產(chǎn)生的幀中的一個(gè)或多個(gè)。例如，2D視頻處理器子模塊294可通過(guò)映射一個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)到灰度圖并且映射另一個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)到彩色圖用于視頻顯示而結(jié)合不同的圖像幀。在最終顯示的圖中， 彩色像素?cái)?shù)據(jù)可疊加在灰度像素?cái)?shù)據(jù)上以形成單個(gè)多模式圖像幀298 (例如，功能圖像)， 其再次再存入存儲(chǔ)器四0中或在總線296上傳送。連續(xù)的圖像幀可作為電影回放(cine loop)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器290或存儲(chǔ)器222(在圖9中示出)中。電影回放代表先進(jìn)先出循環(huán)圖像緩沖器以捕捉向用戶顯示的圖像數(shù)據(jù)。用戶可通過(guò)在用戶界面2M輸入定格命令將電影回放定格。用戶界面2M可包括例如鍵盤(pán)和鼠標(biāo)和所有其他與輸入信息進(jìn)入超聲系統(tǒng)200 關(guān)聯(lián)的輸入控制(在圖9中示出)。3D處理器子模塊300也由用戶界面2 控制并且訪問(wèn)存儲(chǔ)器四0以獲得3D超聲圖像數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生三維圖像(例如通過(guò)已知的體積渲染或表面渲染算法)。三維圖像可利用各種成像技術(shù)產(chǎn)生，例如光線投射、最大強(qiáng)度像素投影等。圖9的超聲系統(tǒng)200可包含在小型系統(tǒng)(例如膝上型計(jì)算機(jī)或袖珍系統(tǒng)等)中以及在更大的控制臺(tái)類(lèi)型的系統(tǒng)中。圖11和12圖示小型系統(tǒng)，而圖13圖示更大的系統(tǒng)。圖11圖示有3D能力的小型化超聲系統(tǒng)330，其具有可配置成采集3D超聲數(shù)據(jù)或多平面超聲數(shù)據(jù)的探頭332。例如，該探頭332可具有元件104的2D陣列，如之前關(guān)于圖9 的探頭106論述的。用戶界面334(其還可包括集成顯示器336)提供以從操作者接收命令。 如本文使用的，“小型化”意味超聲系統(tǒng)330是手持或手提裝置或配置成攜帶在人的手、口袋、公文包大小的手提箱或背包中。例如，超聲系統(tǒng)330可是具有典型的膝上型計(jì)算機(jī)的大小的手提裝置。超聲系統(tǒng)330容易由操作者攜帶。集成的顯示器336(例如，內(nèi)部顯示器) 配置成顯示例如一個(gè)或多個(gè)醫(yī)學(xué)圖像。超聲數(shù)據(jù)可經(jīng)由有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)340(或直接連接，例如經(jīng)由串行或并行電纜或 USB端口)發(fā)送到外部裝置338。在一些實(shí)施例中，外部裝置338可是計(jì)算機(jī)或具有顯示器的工作站或各種實(shí)施例的DVR。備選地，外部裝置338可是能夠從手提超聲系統(tǒng)330接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并且顯示或打印可具有比集成的顯示器336更大分辨率的圖像的單獨(dú)外部顯示器或打印機(jī)。圖12圖示手提或袖珍超聲成像系統(tǒng)350，其中顯示器352和用戶界面邪4形成單個(gè)單元。通過(guò)示例，袖珍超聲成像系統(tǒng)350可是近似2英寸寬、近似4英寸長(zhǎng)和近似0. 5英寸深并且重量小于3盎司的袖珍或手大小超聲系統(tǒng)。該袖珍超聲成像系統(tǒng)350 —般包括顯示器352、用戶界面354，其可或可不包括鍵盤(pán)類(lèi)型的接口和輸入/輸出(I/O)端口用于連接到例如超聲探頭356的掃描裝置。顯示器352可是例如320X320像素的彩色I(xiàn)XD顯示器(醫(yī)學(xué)圖像390可在其上顯示)。按鈕382的像打字機(jī)的鍵盤(pán)380可選地包括在用戶界面邪4中。多功能控制384可每個(gè)根據(jù)系統(tǒng)操作的模式(例如，顯示不同的視圖)而被指派功能。因此，多功能控制384中的每個(gè)可配置成提供多個(gè)不同動(dòng)作。與多功能控制384關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽顯示區(qū)域386可根據(jù)需要包括在顯示器352上。系統(tǒng)350還可具有另外的鍵和/或控制388用于專(zhuān)用功能，其可包括但不限于“定格”、“深度控制”、“增益控制”、“顏色模式”、 “打印”和“存儲(chǔ)”。標(biāo)簽顯示區(qū)域386中的一個(gè)或多個(gè)可包括標(biāo)簽392以指示正顯示的視圖或允許用戶選擇成像對(duì)象的不同視圖以顯示。不同視圖的選擇還可通過(guò)關(guān)聯(lián)的多功能控制384提供。顯示器352還可具有文本顯示區(qū)394用于顯示涉及顯示的圖像視圖的信息(例如，與顯示的圖像關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽)。應(yīng)該注意各種實(shí)施例可連同具有不同尺寸、重量和功耗的小型化或小型超聲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。例如，袖珍超聲成像系統(tǒng)350和小型化超聲系統(tǒng)330可提供與系統(tǒng)200(在圖9中示出)相同的掃描和處理功能。圖12圖示提供在可移動(dòng)底座402上的超聲成像系統(tǒng)400。該便攜超聲成像系統(tǒng) 400還可稱(chēng)為車(chē)載系統(tǒng)。提供顯示器404和用戶界面406并且應(yīng)該理解顯示器404可是單獨(dú)的或可從用戶界面406分開(kāi)的。用戶界面406可可選地是觸摸屏，從而允許操作者通過(guò)觸摸顯示的圖形、圖標(biāo)等選擇選項(xiàng)。用戶界面406還包括控制按鈕408，其可用于根據(jù)期望或需要和/或根據(jù)典型提供的那樣控制便攜超聲成像系統(tǒng)400。用戶界面406提供用戶可在物理上操縱的多個(gè)界面選項(xiàng)以與超聲數(shù)據(jù)和可顯示的其他數(shù)據(jù)交互，以及輸入信息和設(shè)置并且改變掃描參數(shù)和觀察角度等。例如，可提供鍵盤(pán)410、軌跡球412和/或多功能控制414。應(yīng)該注意各種實(shí)施例可采用硬件、軟件或其的組合實(shí)現(xiàn)。各種實(shí)施例和/或部件， 例如其中的模塊或部件和控制器，還可實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器的部分。計(jì)算機(jī)或處理器可包括計(jì)算裝置、輸入裝置、顯示單元和接口，例如用于訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。計(jì)算機(jī)或處理器可包括微處理器。該微處理器可連接到通信總線。計(jì)算機(jī)或處理器還可包括存儲(chǔ)器。 該存儲(chǔ)器可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。計(jì)算機(jī)或處理器進(jìn)一步可包括存儲(chǔ)裝置，其可是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器，例如軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。該存儲(chǔ)裝置還可以是用于裝載計(jì)算機(jī)程序或其他指令進(jìn)入計(jì)算機(jī)或處理器的其他相似裝置。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)”或“模塊”可以包括任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，其包括使用微控制器、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)、ASIC、邏輯電路和任何能夠執(zhí)行本文描述的功能的其它電路或處理器的系統(tǒng)。上文的示例只是示范性的，并且從而不意在采用任何方式限定術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)”的定義和/或含義。為了處理輸入的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件中的指令集。該存儲(chǔ)元件還可根據(jù)期望或需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或其它信息。該存儲(chǔ)元件可采用在處理機(jī)內(nèi)的信息源或物理存儲(chǔ)器元件的形式。指令集可包括各種命令，其命令作為處理機(jī)的計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行特定的操作， 例如本發(fā)明的各種實(shí)施例的方法和過(guò)程。指令集可采用軟件程序的形式。該軟件可采用例如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件等各種形式并且其可體現(xiàn)為有形和非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。此外，該軟件可采用單獨(dú)程序或模塊的集合、在更大程序內(nèi)的程序模塊或程序模塊的一部分的形式。該軟件還可包括采用面向?qū)ο缶幊痰男问降哪K化編程。輸入數(shù)據(jù)由處理機(jī)的處理可響應(yīng)于操作者命令，或響應(yīng)于先前的處理結(jié)果，或響應(yīng)于由另外一個(gè)處理機(jī)做出的請(qǐng)求。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“軟件”和“固件”是可互換的，并且包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中供計(jì)算機(jī)執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序，該存儲(chǔ)器包括RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM 存儲(chǔ)器以及非易失性RAM(NVRAM)存儲(chǔ)器。上文的存儲(chǔ)器類(lèi)型只是示范性的，并且從而對(duì)于可用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)器類(lèi)型不是限制性的。要理解上文的說(shuō)明意在說(shuō)明性而非限制性。例如，上文描述的實(shí)施例(和/或其的方面)可互相結(jié)合使用。另外，可做出許多修改以使特定情況或材料適應(yīng)各種實(shí)施例的講授而沒(méi)有偏離它們的范圍。然而本文描述的材料的尺寸和類(lèi)型意在限定各種實(shí)施例的參數(shù)，實(shí)施例絕不是限制性的而是示范性的實(shí)施例。當(dāng)回顧上文的說(shuō)明時(shí)，許多其他的實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將是明顯的。各種實(shí)施例的范圍因此應(yīng)該參照附上的權(quán)利要求與這樣的權(quán)利要求擁有的等同物的全范圍確定。在附上的權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包含” 和“在...中”用作相應(yīng)術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”的易懂語(yǔ)言的等同物。此外，在下列權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等僅僅用作標(biāo)簽，并且不意在對(duì)它們的對(duì)象施加數(shù)值要求。此外，下列權(quán)利要求的限制沒(méi)有采用裝置加功能格式書(shū)寫(xiě)并且不意在基于35U. S. C §112的第六段解釋?zhuān)遣⑶抑钡竭@樣的權(quán)利要求限制明確地使用帶有功能陳述的短語(yǔ)“用于...的裝置”而無(wú)其他結(jié)構(gòu)。該書(shū)面說(shuō)明使用示例以公開(kāi)各種實(shí)施例，其包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠?qū)嵺`各種實(shí)施例，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何包含的方法。各種實(shí)施例的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想到的其他示例。 這樣的其他示例如果它們具有不與權(quán)利要求的書(shū)面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的書(shū)面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件則意在處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。部件列表
權(quán)利要求
1.一種用于在超聲數(shù)據(jù)集中修改感興趣區(qū)(ROI)的方法(30)，所述方法包括在采集的超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)限定(32) ROI ；在所采集的超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)識(shí)別(32)多個(gè)不同的圖像平面；基于所述多個(gè)圖像平面從ROI的至少一個(gè)邊界確定(34)明顯邊緣；以及基于所確定的明顯邊緣調(diào)節(jié)(46)所述R0I。
2.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，其中確定(34)所述明顯邊緣包括識(shí)別對(duì)應(yīng)于從明像素到暗像素的變化的邊界。
3.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，其中確定(34)明顯邊緣包括識(shí)別對(duì)應(yīng)于從組織像素到流體像素的變化的邊界。
4.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，其中對(duì)所述多個(gè)圖像平面中的每個(gè)分別進(jìn)行確定 (34)明顯邊緣。
5.如權(quán)利要求6所述的方法(30)，進(jìn)一步包括確定(38)所述多個(gè)圖像平面中的每個(gè)的明顯邊緣是否處于近似相同的位點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，進(jìn)一步包括擬合(42)曲線到所確定的明顯邊緣，其中所述曲線擬合基于離所確定的明顯邊緣限定的輪廓的最小距離確定。
7.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，其中所述ROI由ROI盒限定并且所述調(diào)節(jié)(46)包括改變所述ROI盒的一個(gè)邊界的高度或曲率中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，進(jìn)一步包括改變(44)所調(diào)節(jié)的ROI的位置或縮放水平中的一個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法(30)，進(jìn)一步包括接收(46)用戶輸入并且基于所接收的用戶輸入改變所調(diào)節(jié)的ROI。
10.一種超聲系統(tǒng)(200)，其包括用于采集感興趣對(duì)象的超聲數(shù)據(jù)的超聲探頭(206)；用于在所述超聲數(shù)據(jù)內(nèi)的至少兩個(gè)不同圖像平面內(nèi)限定感興趣區(qū)(ROI)的用戶界面 (224)；以及配置成基于所述兩個(gè)圖像平面基于從ROI的至少一個(gè)邊界確定明顯邊緣來(lái)調(diào)節(jié)ROI的 ROI限定模塊(230)。
全文摘要
提供用于在超聲數(shù)據(jù)中確定感興趣區(qū)(ROI)的方法和系統(tǒng)。一個(gè)方法(30)包括在采集的超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)限定(32)ROI并且在該采集的超聲數(shù)據(jù)集內(nèi)識(shí)別(32)多個(gè)不同的圖像平面。該方法進(jìn)一步包括基于該多個(gè)圖像平面從ROI的至少一個(gè)邊界確定(34)明顯邊緣并且基于該確定的明顯邊緣調(diào)節(jié)(46)該ROI。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102283674SQ20111010961
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者A·奧貝雷德, H·戴辛格, O·謝爾策爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司, 馬思康紹特有限責(zé)任公司