C模式超聲圖像數(shù)據(jù)可視化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下文大體涉及超聲成像，并且更具體地涉及C模式超聲圖像數(shù)據(jù)可視化。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像提供關(guān)于目標(biāo)或?qū)ο蟮膬?nèi)部特性的有用的信息。超聲成像裝置已經(jīng)包括至少換能器陣列，其將超聲信號(hào)發(fā)送到檢查視場(chǎng)中。當(dāng)信號(hào)貫穿其中的結(jié)構(gòu)時(shí)，從結(jié)構(gòu)衰減、散射和/或反射掉信號(hào)的部分，其中，反射中的一些反射超向換能器陣列貫穿回。稍后的反射被稱為回波。換能器陣列接收回波。
[0003]在B模式超聲成像中，接收到的回波對(duì)應(yīng)于穿過目標(biāo)或?qū)ο蟮拇怪庇趽Q能器陣列的表面的二維(2 D)切片。接收到的回波被處理以生成切片的二維圖像，其能夠經(jīng)由監(jiān)測(cè)顯示器來顯示。三維(3D)圖像可以根據(jù)一系列堆疊的相鄰2D圖像來創(chuàng)建。已經(jīng)將B模式圖像與彩色血流、多普勒血流和/或其他信息組合。
[0004]在多普勒模式超聲成像中，超聲信號(hào)被用于以聲學(xué)方式對(duì)血流進(jìn)行成像。一般地，多普勒超聲采用多普勒效應(yīng)來確定流動(dòng)結(jié)構(gòu)的血流的方向和/或諸如血管中流動(dòng)的血液細(xì)胞的流動(dòng)結(jié)構(gòu)的相對(duì)速度。多普勒信息能夠被可視化在作為時(shí)間的函數(shù)的速度的曲線圖中，被可視化為疊加在B模式和/或其他圖像之上的彩色疊加。
[0005]在C模式超聲成像中，接收到的回波對(duì)應(yīng)于在預(yù)定深度和厚度處的2D體積，其平行于換能器陣列的表面并且橫向于B模式圖像。遺憾的是，C模式中的成像血管可能不是筆直的，因?yàn)橛脩舯仨氈栏信d趣血管有可能在何處并且如何對(duì)換能器陣列進(jìn)行取向來掃描血管。例如，不正確地調(diào)整換能器陣列的角度可能導(dǎo)致?lián)Q能器陣列與皮膚之間的接觸的損耗，這將導(dǎo)致圖像損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請(qǐng)的各方面解決以上問題和其他問題。
[0007]下文涉及處理從2D陣列采集到的3D超聲數(shù)據(jù)和將3D超聲數(shù)據(jù)的僅感興趣組織的解剖結(jié)構(gòu)顯示在2D或3D顯示器中。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，2D陣列是包括集成顯示器的設(shè)備的一部分，所述集成顯示器集成在所述設(shè)備的與所述換能器陣列的位置相對(duì)的一側(cè)中，并且顯示器實(shí)際上變成用于查看僅感興趣解剖結(jié)構(gòu)處的對(duì)象的窗口。利用這樣的顯示器，用戶識(shí)別感興趣組織不需要特定訓(xùn)練或手眼空間協(xié)調(diào)。
[0008]在一個(gè)方面中，一種超聲成像裝置包括換能器陣列，其被配置為采集與所述換能器陣列平行的US數(shù)據(jù)的3D平面。所述換能器陣列包括換能器元件的2D陣列。所述超聲成像裝置還包括3D US數(shù)據(jù)處理器，其在視覺上增強(qiáng)感興趣組織的結(jié)構(gòu)并且從所述感興趣組織的所述結(jié)構(gòu)提取表示感興趣組織的體素。所述超聲成像裝置還包括被定位為與所述換能器陣列相對(duì)的顯示器，所述顯示器顯示US 3D US數(shù)據(jù)的所述3D平面的表示所述感興趣組織的所提取的體素。
[0009]在另一方面中，一種方法包括獲得C模式3D圖像數(shù)據(jù)。所述C模式3D圖像數(shù)據(jù)包括表示感興趣組織和(除了感興趣組織之外的)其他組織的體素。所述方法還包括對(duì)所述C模式3D圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波以在視覺上增強(qiáng)所述感興趣組織。所述方法還包括根據(jù)所述C模式3D圖像數(shù)據(jù)來對(duì)表示所述感興趣組織的所述體素進(jìn)行分割。所述方法還包括將經(jīng)分割的體素投影到2D表面或3D體積上。所述方法還包括在視覺上顯示所投影的經(jīng)分割的體素，使得所述感興趣組織鄰近所述顯示器顯現(xiàn)。
[0010]在另一方面中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被編碼有計(jì)算機(jī)可讀指令。所述計(jì)算機(jī)可讀指令在由處理器運(yùn)行時(shí)使所述處理器:利用表示感興趣組織和其他組織的體素來采集3D US成像數(shù)據(jù)，其中，所述3D US成像數(shù)據(jù)是C模式數(shù)據(jù);通過濾波在視覺上增強(qiáng)感興趣組織的結(jié)構(gòu);從所述3D US成像數(shù)據(jù)提取表示所述感興趣組織的所述體素;表面或體素中的至少一個(gè)對(duì)所提取的體素進(jìn)行渲染;并且將所渲染的體素與采集到的所述3D US成像數(shù)據(jù)的2D陣列進(jìn)行配準(zhǔn);并且顯示經(jīng)配準(zhǔn)的體素。
[0011]在閱讀并理解隨附說明書后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到本申請(qǐng)的其他方面。
【附圖說明】
[0012]本申請(qǐng)將通過舉例的方式來說明但是不受附圖的各圖限制，在附圖中，類似的附圖標(biāo)記指示相似的元件，并且在附圖中:
[0013]圖1示意性地圖示了包括3DUS數(shù)據(jù)處理器的范例超聲成像系統(tǒng)；
[0014]圖2示意性地圖示了具有能夠重建并增強(qiáng)感興趣組織的組織分析濾波器的3DUS數(shù)據(jù)處理器的范例；
[0015]圖3示意性地圖示了具有B模式數(shù)據(jù)增強(qiáng)和非B模式數(shù)據(jù)增強(qiáng)的感興趣組織增強(qiáng)器的范例；
[0016]圖4示意性地圖示了具有B模式數(shù)據(jù)增強(qiáng)、非B模式數(shù)據(jù)增強(qiáng)和多普勒數(shù)據(jù)增強(qiáng)的感興趣組織增強(qiáng)器的范例；
[0017]圖5示意性地圖示了具有B模式數(shù)據(jù)增強(qiáng)和多普勒數(shù)據(jù)增強(qiáng)的感興趣組織增強(qiáng)器的范例；
[0018]圖6示意性地圖示了具有多普勒數(shù)據(jù)增強(qiáng)的感興趣組織增強(qiáng)器的范例;并且
[0019]圖7圖示了用于對(duì)3DUS數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的范例超聲成像方法。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示意性地圖示了成像裝置，例如超聲(US)成像裝置100。
[0021]換能器陣列102包括換能器元件104的二維(2D)陣列。換能器元件104將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲壓力場(chǎng)并且相應(yīng)地將超聲壓力場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以將超聲信號(hào)發(fā)送到視場(chǎng)中并且從視場(chǎng)接收響應(yīng)于與視場(chǎng)中的結(jié)構(gòu)的相互作用而生成的回波信號(hào)。換能器陣列102能夠是正方形、矩形和其他形狀、線性的和/或曲線的、完全填充的或稀疏的等等。例如，換能器陣列102可以包括32x 32陣列、64x 64陣列、16x 32陣列和/或換能器元件104的其他陣列。
[0022]發(fā)送電路106生成脈沖(或脈沖信號(hào))的集合，其經(jīng)由硬連線和/或無線地傳達(dá)給換能器陣列102。脈沖的集合激發(fā)換能器元件104的集合來發(fā)送超聲信號(hào)。這包括與諸如C模式成像的3D成像相連的信號(hào)。至少在Hashimoto等人的于1999年10月29日提交的題目為“3DUltrasonic Diagnostic Apparatus”的美國(guó)專利N0.6,245,017和其他專利中討論了C模式成像。換能器102可以被調(diào)用以發(fā)送用于對(duì)在相對(duì)于與換能器陣列102物理接觸的對(duì)象的表面的約五(5.0)毫米(mm)到約五(5.0)厘米(cm)的深度處的體積成像的信號(hào)。發(fā)送電路106還可以生成用于B模式成像、多普勒成像和/或其他成像的脈沖的集合。
[0023]接收電路108接收響應(yīng)于與視場(chǎng)中的結(jié)構(gòu)相互作用的所發(fā)送的超聲信號(hào)而生成的回波(或回波信號(hào))的集合。接收電路106被配置為接收至少C模式數(shù)據(jù)，并且任選地接收B模式成像數(shù)據(jù)、多普勒成像數(shù)據(jù)和/或其他成像數(shù)據(jù)。開關(guān)(SW)IlO控制是發(fā)送電路106還是發(fā)送電路108與換能器元件104電通信。波束形成器112通過對(duì)回波應(yīng)用時(shí)間延遲、對(duì)回波進(jìn)行加權(quán)、對(duì)經(jīng)延遲的和經(jīng)加權(quán)的回波求和、和/或否則對(duì)接收到的回波進(jìn)行波束形成、創(chuàng)建經(jīng)波束形成的數(shù)據(jù)來對(duì)接收到的回波進(jìn)行處理。預(yù)處理器114對(duì)經(jīng)波束形成的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。適當(dāng)?shù)念A(yù)處理包括但不限于回波抵消、壁濾波、基帶化、求平均和抽取、包絡(luò)檢測(cè)、對(duì)數(shù)壓縮、FIR和/或IIR濾波和/或其他處理。
[0024]3D US數(shù)據(jù)處理器116處理經(jīng)波束形成的數(shù)據(jù)，其包括經(jīng)波束形成的3D體積US成像數(shù)據(jù)。如下面更詳細(xì)地描述的，3D US數(shù)據(jù)處理器116處理經(jīng)波束形成的數(shù)據(jù)并且能夠生成僅感興趣組織數(shù)據(jù)(例如，僅感興趣血管)，其在經(jīng)由裝置100的顯示器118和/或其他顯示器在視覺上被顯示在2D或3D中時(shí)實(shí)際上將顯示器118渲染成到示出僅感興趣組織數(shù)據(jù)的對(duì)象中的窗口。例如，在僅感興趣組織數(shù)據(jù)是血管(例如，靜脈和/或動(dòng)脈)的情況下，顯示器118提供在視覺上示出血管的窗口，同時(shí)在視覺上抑制非血管組織。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，通過這樣做，裝置100的用戶不需要任何特定訓(xùn)練或手眼空間協(xié)調(diào)來對(duì)裝置100進(jìn)行取向以對(duì)血管和/或其他感興趣組織進(jìn)行可視化。
[0025]如還將在本文中討論的，3DUS數(shù)據(jù)處理器116還可以生成B模式圖像、多普勒?qǐng)D像和/或其他圖像。3D US數(shù)據(jù)處理器116可以經(jīng)由運(yùn)行被編碼或嵌入在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(其排除諸如物理存儲(chǔ)器的暫態(tài)介質(zhì))上的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀指令的一個(gè)或多個(gè)處理器(例如，中央處理單元(cpu)、微處理器、控制器等等)來實(shí)施。額外地或備選地，指令可以由諸如載波、信號(hào)的暫態(tài)介質(zhì)和/或其他暫態(tài)介質(zhì)承載。顯示器118能夠是發(fā)光二極管(LED)、液晶顯示器(IXD)和/或某種類型的顯示器。
[0026]掃描轉(zhuǎn)換器120對(duì)3DUS數(shù)據(jù)處理器116的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換以生成用于顯示的數(shù)據(jù)，例如通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到顯示器118的坐標(biāo)系。用戶接口(UI)122包括(一個(gè)或多個(gè))輸入設(shè)備(例如，物理按鈕、觸摸屏等等)和/或(一個(gè)或多個(gè))輸出設(shè)備(例如，觸摸屏、顯示器等等)，其允許用戶與超聲成像裝置100之間的交互。存儲(chǔ)設(shè)備124可以被用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?？刂破?26控制部件102-124中的一個(gè)或多個(gè)。這樣的控制可以基于操作模式(例如，B模式、