解剖學(xué)智能心回波描記術(shù)中的肋骨阻擋描繪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及跟蹤視覺阻擋的空間界限，并且具體設(shè)及一種用于運(yùn)樣的跟蹤的交互 式視覺引導(dǎo)工具。
【背景技術(shù)】
[0002] 成功的超聲掃描強(qiáng)烈地依賴于用戶的訓(xùn)練和經(jīng)驗(yàn)。由于屯、臟被肋骨和肺組織包 圍，因此屯、回波描記術(shù)(echocardiogra地y)掃描特別具有挑戰(zhàn)性。因?yàn)樵谇苫睦吖?典型 地在頂視圖中遇到）和肺組織與周圍身體組織之間的嚴(yán)重的聲阻抗不匹配，超聲僅能勉強(qiáng) 穿透巧化的肋骨和肺組織。此外，肋骨中的超聲吸收與軟組織的超聲吸收相比是非常高的。 為了避免偽影，用戶必須將探頭放置在正確的位置中，即找到良好的聲窗，W進(jìn)行成像。常 規(guī)地，運(yùn)僅基于顯示在屏幕上的實(shí)時(shí)超聲圖像完成。盡管有經(jīng)驗(yàn)的用戶通常能夠識(shí)別圖像 退化并且能夠通過將探頭移動(dòng)到更好的位置來(lái)相應(yīng)地改進(jìn)圖像質(zhì)量，但是經(jīng)驗(yàn)較少的用戶 可能由于差的手眼協(xié)調(diào)和對(duì)偽影的較少知悉而采集折衷的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在本文中W下所提出的設(shè)及解決上述問題中的一個(gè)或多個(gè)。
[0004] 存在對(duì)一種能夠?qū)崟r(shí)地引導(dǎo)并訓(xùn)練無(wú)經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)不足的用戶定位探頭W獲得最 優(yōu)圖像質(zhì)量的工具的需求。
[0005] 為了引導(dǎo)并訓(xùn)練無(wú)經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)不足的用戶將探頭放置在正確的位置中，本文提出 通過提供重疊在圖像上的翻轉(zhuǎn)的"V"顯示來(lái)幫助用戶的手眼協(xié)調(diào)性。"V"的兩條腿中的每條 指示了諸如通過肋骨的阻擋的邊緣，例如每條肋骨一條腿。"V"的兩條腿中的每條都根據(jù)探 頭的視場(chǎng)相對(duì)于阻擋的移動(dòng)而實(shí)時(shí)移動(dòng)。例如視場(chǎng)可W根據(jù)探頭的移動(dòng)而移動(dòng)。隨著兩條 腿各自的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，可W在屏幕上看到腿的移動(dòng)，使得在保持它們的"V"形狀的同時(shí)繼續(xù)構(gòu) 造當(dāng)前屏幕上的超聲圖像中未阻擋的任何當(dāng)前區(qū)域。在矩陣探頭的情況下，視場(chǎng)可W是= 維的?；蛘咴诰仃囂筋^或一維（即1D)探頭的情況下，視場(chǎng)可W在成像平面內(nèi)。成像平面可W 電動(dòng)地或通過人工操縱控制旋轉(zhuǎn)，同時(shí)互動(dòng)反饋出現(xiàn)在屏幕上。具體而言，旋轉(zhuǎn)能夠?qū)⒊上?平面旋轉(zhuǎn)成與相應(yīng)的X平面對(duì)準(zhǔn)或不對(duì)準(zhǔn)，標(biāo)記根據(jù)旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)地移動(dòng)。多于一個(gè)超聲視圖， W及分別地多于一個(gè)標(biāo)記(例如"V"腿)或標(biāo)記對(duì)可W例如同時(shí)地在屏幕上可見。具體而言， 呈現(xiàn)用于查看的可W是在一個(gè)成像平面中的一幅圖像W及同步地在另一個(gè)不同的成像平 面或X平面中的另一幅圖像，兩幅圖像中的標(biāo)記都隨著視場(chǎng)相對(duì)于阻擋的變化而動(dòng)態(tài)地移 動(dòng)。備選地，標(biāo)記可W是被添加到屏幕的"V"腿圖形疊加的替代或互補(bǔ)著色，例如使得著色 出現(xiàn)在屏幕上看到的整個(gè)阻擋區(qū)域。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種交互式視覺引導(dǎo)工具為一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:顯示 器;成像探頭；W及視圖繪制模塊，其被配置用于在所述顯示器上呈現(xiàn)經(jīng)由所述探頭采集到 的圖像。所述工具被配置用于關(guān)于視場(chǎng)的阻擋的用戶導(dǎo)航。所述工具包括:阻擋模塊，其被 配置用于檢測(cè)并在空間上限定所述阻擋；W及分界跟蹤處理器，其被配置用于將在視覺上 表示所述限定的標(biāo)記與所述圖像集成，用于在所述顯示器上的聯(lián)合可視化。所述工具被配 置用于根據(jù)所述視場(chǎng)相對(duì)于所述阻擋的移動(dòng)來(lái)動(dòng)態(tài)移動(dòng)所述標(biāo)記。
[0007] 作為子方面，所述圖像包括超聲圖像。
[0008] 在另外的子方面中，所述工具包括成像通道，所述成像通道用于經(jīng)由所述探頭接 收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，W導(dǎo)出所述圖像。針對(duì)在所述通道上接收到的所述數(shù)據(jù)，并且在已經(jīng)應(yīng)用聚焦 延遲的情況下，計(jì)算所述數(shù)據(jù)中的相似性的度量。所述限定基于所述度量。
[0009] 在又另外的子方面中，所述度量表示不同孔徑的波束加和(beamsummed)數(shù)據(jù)之間 的相關(guān)性，所述通道被劃分在所述孔徑中。
[0010] 在再一子方面中，所述孔徑是交錯(cuò)互補(bǔ)的孔徑。
[0011] 在具體的另一子方面中，所述通道被隨機(jī)地劃分在所述孔徑中。
[0012] 在另一子方面中，確定在各方向上的超聲波束是否被阻擋，所述限定基于所述確 定的結(jié)果。
[0013] 在其子方面中，所述工具具有成像通道，所述成像通道用于經(jīng)由所述探頭接收?qǐng)D 像數(shù)據(jù)，W導(dǎo)出所述圖像。計(jì)算在多個(gè)通道上接收到的所述數(shù)據(jù)的相干性的度量。對(duì)方向上 阻擋/未阻擋的所述確定是基于在該方向上位置的所述度量的。
[0014] 在其另外的一個(gè)子方面中，在方向上的確定基于在該方向上所述度量是否指示至 少預(yù)定數(shù)量的位置的預(yù)定水平的相干性，所述度量是針對(duì)所述方向來(lái)計(jì)算的。
[0015] 在不同的子方面中，所述視場(chǎng)是V形的，其中，所述V的點(diǎn)在所述探頭處。
[0016] 作為相關(guān)子方面，所述標(biāo)記的形狀像線段。
[0017] 在其一個(gè)子方面中，將在視覺上表示所述限定的第二標(biāo)記與所述圖像集成，用于 在所述顯示器上的聯(lián)合可視化。所述工具還被配置用于根據(jù)所述視場(chǎng)相對(duì)于所述阻擋的移 動(dòng)來(lái)動(dòng)態(tài)移動(dòng)所述第二標(biāo)記。所述標(biāo)記聯(lián)合地為V形。
[0018] 在另一子方面中，所述標(biāo)記表示所述阻擋的空間邊界。
[0019] 作為備選的子方面，所述集成設(shè)及將顏色添加到所述圖像作為所述標(biāo)記。
[0020] 作為額外的子方面，所述圖像的形狀像圓的扇面。
[0021] 在又一子方面中，所述探頭是矩陣探頭，其中，所述視場(chǎng)是=維的。相對(duì)于相同的 探頭位置，另一標(biāo)記被與另一圖像集成，用于在所述顯示器上的聯(lián)合可視化，所述兩幅圖像 在不同的成像平面中。所述工具還被配置用于在相應(yīng)的不同成像平面中根據(jù)所述視場(chǎng)相對(duì) 于阻擋的移動(dòng)來(lái)動(dòng)態(tài)移動(dòng)所述另一標(biāo)記。
[0022] 作為W上的子方面，所述另一圖像與所述圖像被同時(shí)顯示在所述顯示器上。
[0023] 在具體子方面中，所述檢測(cè)和所述限定關(guān)于作為所述阻擋的原因的人類或動(dòng)物的 肋骨。
[0024] 在具體子方面中，計(jì)算所述視場(chǎng)內(nèi)具有有效數(shù)據(jù)的采樣位置的分?jǐn)?shù)。在所述顯示 器上示出計(jì)算出的分?jǐn)?shù)的指示符。
[0025] 在所述工具的一個(gè)版本中，所述視場(chǎng)在成像平面內(nèi)。所述阻擋關(guān)于所述成像平面 中的成像。
[0026] 在另外的子版本中，所述工具被配置用于將所述成像平面旋轉(zhuǎn)成與相應(yīng)的X平面 對(duì)準(zhǔn)或不對(duì)準(zhǔn)，并且被配置用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)來(lái)動(dòng)態(tài)移動(dòng)所述標(biāo)記。
[0027] 在又另外的子版本中，所述成象平面橫向于引起所述阻擋的一根或多根肋骨。
[0028] 在又一個(gè)子方面中，所述視場(chǎng)是所述探頭的視場(chǎng)。
[0029] W下在未按比例繪制的附圖的幫助下闡述了該新穎、實(shí)時(shí)、交互式視覺引導(dǎo)技術(shù) 的細(xì)節(jié)。
【附圖說明】
[0030] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的超聲技術(shù)人員交互式引導(dǎo)裝置的示意圖；
[0031] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的、示出了成像-阻擋分界W及阻擋的方向的范例的圖示；
[0032] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的、設(shè)及基于相干的空間分辨W及基于該分辨的視圖阻擋邊界 確定的流程圖和方程列表；
[0033] 圖4是圖示了隨機(jī)互補(bǔ)換能器陣列孔徑W及它們?cè)诟櫼曈X阻擋的空間限制中的 使用的概念圖；
[0034] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的、對(duì)圖1的裝置的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的總體操作的流程圖；
[0035] 圖6A是根據(jù)本發(fā)明的相干圖推導(dǎo)的范例的流程圖；
[0036] 圖6B是根據(jù)本發(fā)明的邊界線確定的范例的流程圖；并且
[0037] 圖6C是根據(jù)本發(fā)明的更新顯示器上的呈現(xiàn)的范例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 圖1通過說明性和非限制性范例描繪了超聲技術(shù)人員交互式引導(dǎo)裝置100。裝置 100包括醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備104和交互式視覺引導(dǎo)工具108。被包括在工具108中的是阻擋模塊 112、分界跟蹤處理器116、成像數(shù)據(jù)相干性處理器120和顯示控制電路124。醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備 104包括顯示器128;視圖繪制模塊132;系統(tǒng)控制器136;存儲(chǔ)器140;具有換能器陣列148、成 像通道152和波束形成器154、156的成像探頭144; W及用戶控制160。阻擋模塊112檢測(cè)并在 空間上限定阻擋。分界跟蹤處理器116將視覺上表示阻擋模塊112的空間限定的標(biāo)記與超聲 圖像集成用于在顯示器128上的聯(lián)合可視化。成像數(shù)據(jù)相干性處理器120與經(jīng)由探頭144的 互補(bǔ)孔徑采集到的成像數(shù)據(jù)相關(guān)。
[0039] 圖2示出了對(duì)利用對(duì)著人類或動(dòng)物的皮膚并在肋間被放置的成像探頭144經(jīng)由換 能器陣列148采集到的扇形超聲圖像204或聲像的表示。成像平面橫向于肋骨208、212,所述 肋骨部分地阻擋探頭144的視場(chǎng)216。如本文中W上討論的，對(duì)于無(wú)經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)生，可能不 容易只根據(jù)圖像204而不利用添加的圖形來(lái)辨別阻擋。肋骨208、212和/或肺(未示出）引起 對(duì)成像的阻擋。阻擋能由在非阻擋區(qū)域236的兩側(cè)上的阻擋區(qū)域228、232來(lái)表征。對(duì)屯、臟240 的成像被在右側(cè)示出的肋骨212部分地阻擋。屏幕上的標(biāo)記244在視覺上表示空間限定的阻 擋，所述標(biāo)記244形狀像延伸到扇形或扇面形的圖像204的彎曲部分的線段，并且重疊在圖 像上用于聯(lián)合可視化。視場(chǎng)216可能例如通過探頭移動(dòng)而變化。變化期間，標(biāo)記244在屏幕上 實(shí)時(shí)地圓周移動(dòng)W保持指示在右側(cè)示出的肋骨212對(duì)當(dāng)前屏幕上圖像204的成像阻擋。具體 而言，分界跟蹤處理器116估計(jì)右側(cè)示出的肋骨212的左邊緣246相對(duì)于換能器陣列148的成 像孔徑的角度。第二標(biāo)記248也基于在圖2的左側(cè)示出的肋骨208的右邊緣250實(shí)時(shí)地跟