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對超聲成像設(shè)備的觸筆輔助的觸摸屏控制的制作方法

文檔序號:1124408閱讀:227來源:國知局
專利名稱:對超聲成像設(shè)備的觸筆輔助的觸摸屏控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于對超聲(us)成像設(shè)備進(jìn)行高分辨率的基于
圖元(graphical primitive)的用戶控制的觸筆和觸摸屏的設(shè)備、 系統(tǒng)和方法。更具體來說,本發(fā)明提供一種觸筆和觸摸屏以便至少在 超聲(US)成像設(shè)備的掃描操作期間作為高分辨率的基于圖元的用戶 控制設(shè)備。
背景技術(shù)
醫(yī)療超聲(US)成像設(shè)備要求用戶在對對象執(zhí)行掃描的同時用一 只手持握掃描器。在一只手持握掃描器進(jìn)行掃描的同時所能夠執(zhí)行的 控制功能的數(shù)量和復(fù)雜度受到執(zhí)行所述掃描的技師的熟練度以及被提 供給該技師的另一只手的用戶接口的類型的限制。更具體來說,輸入 設(shè)備的分辨率決定可以在US設(shè)備的掃描操作期間執(zhí)行的控制功能的類 型。
使用觸筆(即被用作壓敏/觸敏屏上的輸入設(shè)備的尖的工具)作為 與個人數(shù)字助理(PDA)和其他手持式設(shè)備進(jìn)行交互的裝置是一種廣泛 常見的實(shí)踐,并且對于US成像設(shè)備控制來說是已知的。
在Grunwald等人的美國專利申請No. 20040138569中公開了一 種合并有手持式成像設(shè)備并且具有至少一個輸入/輸出設(shè)備的輸入/輸 出系統(tǒng),該至少一個輸入/輸出設(shè)備包括對于手指或者觸筆的壓力敏感 并且對于由觸筆產(chǎn)生的電壓或電流敏感的觸摸屏,在這里合并該申請 的全部內(nèi)容以作參考。然而,Grunwald的教導(dǎo)在雙手操作中使用所述 觸筆,其中一只手控制該觸筆,同時另一只手操縱一組觸覺控制。 Grunwald的教導(dǎo)不適用于在掃描的同時使用該觸筆來控制超聲(US) 成像設(shè)備。Grunwald的教導(dǎo)只有在不持握掃描器時才使用觸筆。此外, Grunwald沒有教導(dǎo)通過觸筆進(jìn)行基于圖元的控制輸入。
授予Lifshitz等人的美國專利No. 6, 638, 223教導(dǎo)了一種包括 觸摸屏的超聲成像設(shè)備,該觸摸屏被放置在監(jiān)視器的前面以用于產(chǎn)生 圖像顯示并且具有被預(yù)先分配給特定功能的激活區(qū)域,從而不需要除
了由該觸摸屏所支持的以外的外部輸入來操作該超聲(us)成像設(shè)備。 耦合到該觸摸屏的處理器在其中一個所述預(yù)先分配的激活區(qū)域內(nèi)檢測 到接觸,并且執(zhí)行與該激活區(qū)域相關(guān)聯(lián)的功能。所述功能包括實(shí)現(xiàn)超
聲(us)診斷系統(tǒng)所需要的功能,并且由構(gòu)成系統(tǒng)軟件的功能集的各 功能模塊實(shí)現(xiàn)(第2列第59行及以下)。Lifshitz的教導(dǎo)使用手指、 筆或其他指示器來"觸摸"該觸摸屏(第5列第21-22行)。雖然 Lifshitz教導(dǎo)了可以通過絕對像素區(qū)來定義激活區(qū)域的位置和尺寸 (第5列第31行及以下),但是Lifshitz并沒有教導(dǎo)通過觸筆進(jìn)行高 分辨率的基于圖元的輸入以便控制所述US設(shè)備。
對于使用觸摸屏所提到的一個優(yōu)點(diǎn)是減少US控制區(qū)域內(nèi)的混亂, 例如參見授予Smith等人的美國專利申請No. 20040179332。典型地, 如Smith所公開的那樣,使用某種類型的指示設(shè)備來導(dǎo)航菜單的分級 結(jié)構(gòu),其中非激活的屏幕被隱藏從而觀看不到,或者按照向用戶表明 所述這些屏幕當(dāng)前非激活的某種方式來顯示這些屏幕(例如通過改變 其顏色)。在這種觸摸屏和指示設(shè)備的情況下,不需要高分辨率輸入, 并且在現(xiàn)有技術(shù)中也沒有公開高分辨率輸入。還提出了屏幕上鍵盤, 并且/或者將其提供來輸入患者數(shù)據(jù)和注釋,但是它們無法令人滿意地 取代標(biāo)準(zhǔn)鍵盤來進(jìn)行輸出,除非是在輸入少量文字的情況下。
此外,臨床超聲波檢查法的實(shí)踐要求與所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行某種類 型的交互。這種交互的范圍包括從對感興趣區(qū)(ROI)的簡單定義到對 復(fù)雜的圖像處理算法的初始化。隨著醫(yī)療圖像處理的發(fā)展,越來越多 的輸入必須常常以圖元輸入的形式來提供必須定義點(diǎn)、線段、線和 平面;在二維或三維空間中,必須在所采集的數(shù)據(jù)上繪制復(fù)曲線。當(dāng) 前的超聲機(jī)器所配備的輸入設(shè)備或者提供低分辨率輸入,或者不足以 在US掃描期間執(zhí)行復(fù)雜任務(wù),比如繪制室腔的輪廓或者在三維胎兒掃 描期間修整所不期望的組織。例如,鼠標(biāo)輸入設(shè)備不適用于超聲波檢 查法環(huán)境(例如,必須用左手來持握該鼠標(biāo)設(shè)備,因?yàn)楸仨氂糜沂謥?持握US探頭,并且不總是可以獲得用于放置鼠標(biāo)的平坦表面,而且US 凝膠往往會進(jìn)到鼠標(biāo)中)。 ,

發(fā)明內(nèi)容
因此,需要高分辨率設(shè)備來控制US成像設(shè)備,特別是在該US成像設(shè)備的掃描操作期間。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供高分辨率的基于觸
筆的輸入和觸摸屏來控制US成像設(shè)備。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中,利用觸摸屏的高分辨率觸筆交互附屬于鼠
標(biāo)、跟蹤球以及基于按鈕/滑動器/標(biāo)度盤(dial)的操作。在一個替 換的優(yōu)選實(shí)施例中,所述觸摸屏和觸筆組合是唯一的用戶輸入裝置, 并且還受到一組較低分辨率的可以通過觸摸屏激活的軟件按鈕菜單、 滑動器和標(biāo)度盤的支持,可以分別通過用觸筆接觸屏幕上的按鈕、滑 過所顯示的標(biāo)尺或者圍繞所顯示的標(biāo)度盤旋轉(zhuǎn)來選擇/移動所述軟件 按鈕菜單、滑動器和標(biāo)度盤。
本發(fā)明的高分辨率輸入允許使用不斷增多的一組交互式的基于圖 形的工具,從而增強(qiáng)了醫(yī)療實(shí)踐。此外,在一個優(yōu)選實(shí)施例中,只有
所述觸摸屏/觸筆的控制組合導(dǎo)致硬件的減少(即沒有鼠標(biāo)、跟蹤球或 滑動器),從而還導(dǎo)致控制軟件復(fù)雜度的降低以及US成像設(shè)備的穩(wěn)健 性的提高。需要提供及支持的接口要少的多,并且所提供的接口被標(biāo) 準(zhǔn)化,從而可以更容易地實(shí)現(xiàn)升級。與現(xiàn)有技術(shù)相比,在該實(shí)施例中 還減少了問題解決、訓(xùn)練以及用戶錯誤的可能性,其中消除了由于多 手控制設(shè)備的多樣性所導(dǎo)致的錯誤。
概括來說,本發(fā)明對于US成像設(shè)備的高分辨率的基于圖元的觸筆 控制所提供的最重要的優(yōu)點(diǎn)在于,提高了由所述觸筆和觸摸屏所提供 的輸入的精度和多功能性,這與通過該方法而成為可能的對于所述輸 入的實(shí)時圖元重新解釋相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了在利用標(biāo)準(zhǔn)觸筆輸入時是不實(shí) 際或者甚至不可行的增多的一組交互式圖形工具以及圖像處理算法。 通過本發(fā)明而成為可能的交互式圖形工具的例子包括
1、 定義及管理二維和三維中的種子點(diǎn);
2、 定義及操控切割線和平面;以及
3、 通過描繪或者控制點(diǎn)放置來定義及管理曲線。 通過本發(fā)明的交互所實(shí)現(xiàn)的圖像處理算法的例子包括
1、 對定向的3d數(shù)據(jù)的單擊自動對準(zhǔn);
2、 對左心室的曲線初始化的2d/3d分割;
3、 曲線初始化的2d/3d胎兒腹容積估計(jì);以及
4、 對通過線和表面的至少其中之一的血流的2d/3d基于多普勒的 測量。
通過本發(fā)明而成為可能的專用圖形重新解釋的其他優(yōu)點(diǎn)包括
1、 減少了對于無關(guān)緊要的輸入數(shù)據(jù)的所需存儲和處理;
2、 提高了用戶交互的精度;以及
3、 減少了超聲過程所需的時間,所述超聲過程例如點(diǎn)和感興趣區(qū) 的選擇、切割線/平面定義和編輯、圖像注釋、結(jié)構(gòu)描繪等等。
最后,本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所增加的觸筆交互的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 需要最少的訓(xùn)練;
2、 很容易用操縱掃描頭之外的另一只手執(zhí)行所述觸筆交互;以及
3、 由于所述設(shè)備的被動特性,其對于超聲凝膠以及在臨床實(shí)踐中 所用到的其他產(chǎn)品不敏感。


圖1示出了 US成像設(shè)備的一般配置;
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明修改的一般US配置;
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的具有觸摸屏/觸筆修改的一般US設(shè)備, 其具有放置在一般系統(tǒng)的屏幕之上的觸摸屏;
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的具有用于用戶輸入的觸摸屏/觸筆的US
設(shè)備;
圖4示出了利用觸筆繪制的樣條曲線以及在具有觸筆的觸摸屏中 的軟輸入按鈕和滑動器的放置,其中顯示了同時掃描的US圖像;
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的US系統(tǒng)任務(wù)分配;以及 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的與掃描同時發(fā)生的對應(yīng)于觸筆事件的處 理流程。
具體實(shí)施例方式
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,下面的描述是出于說明而非限制的目 的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,在本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求書的 范圍內(nèi)存在許多變型。在當(dāng)前的描述中可以省略已知的功能和操作的 不必要的細(xì)節(jié),以免模糊本發(fā)明。
圖l示出了對應(yīng)于典型的US成像系統(tǒng)的配置。掃描器或換能器101 發(fā)射超聲波,所述超聲波被采集子系統(tǒng)102采集。通過子系統(tǒng)103對 所采集的超聲波進(jìn)行信號處理,隨后通過顯示子系統(tǒng)104對其進(jìn)行顯
示。通過接口子系統(tǒng)105與用戶及其他系統(tǒng)(比如數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò))進(jìn) 行接口。從諸如傳統(tǒng)的鼠標(biāo)和跟蹤球以及本發(fā)明的觸筆和/或觸摸屏之 類的設(shè)備捕獲用戶輸入??刂谱酉到y(tǒng)106負(fù)責(zé)監(jiān)控、同步以及管理整 個超聲系統(tǒng)的操作。通過電源107向各個子系統(tǒng)供電,并且各個子系 統(tǒng)典型地通過圖1中所示的系統(tǒng)總線130彼此相連。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中,如圖2所示,可選地連接到電源107的觸 筆201必須作為對觸摸屏的輸入設(shè)備而被包括在其中,所述觸摸屏必 須被包括在接口子系統(tǒng)105中。
由于大多數(shù)現(xiàn)今的超聲機(jī)器已經(jīng)包括觸敏屏,因此添加高分辨率 觸筆交互所需要的硬件修改是最少的。此外,如圖2中所示,只需要 對軟件的最少修改。特別地,用戶接口子系統(tǒng)將被調(diào)節(jié)成包括觸筆軌 跡輸入流以及處在所顯示的按鈕、滑動器和標(biāo)度盤上或其附近的觸筆 觸點(diǎn),所述按鈕、滑動器和標(biāo)度盤被提供來利用觸敏顯示器進(jìn)行選擇。 在本發(fā)明中,如圖3A和3B所示,觸敏顯示器202可以與另一個顯示 器分開并且被放置在其上,或者可以與該顯示器集成在一起,該顯示 器呈現(xiàn)圖4象(例如US圖像)以及US控制元件(例如所顯示的按鈕302、 標(biāo)度盤304以及滑動器303 )。
與任何現(xiàn)有超聲系統(tǒng)不同,本發(fā)明的觸摸屏/觸筆輸入被直接鏈接 到圖形解釋設(shè)備,其可以采取專用硬件的形式,或者可以作為獨(dú)立的 過程600被包括在負(fù)責(zé)接口操作的處理器503中。該圖形解釋模塊600 負(fù)責(zé)連續(xù)地把用戶輸入轉(zhuǎn)換成等效的圖元(比如二維或三維中的點(diǎn)、 線段、線和平面)以及隨著接收到新的輸入使得這些估計(jì)得到發(fā)展。
現(xiàn)在參照圖4,本發(fā)明的觸筆在總體級別上實(shí)現(xiàn)了屏幕上按鈕 302、標(biāo)度盤304、滑動器303以及其他輸入選擇,例如使用觸筆201 作為指示設(shè)備指向鄰近所期望的按鈕302、移動滑動器303、旋轉(zhuǎn)標(biāo)度 盤304、從下拉列表進(jìn)行選擇等等,并且由于無需切換輸入設(shè)備或者 US操作模式,從而允許使用相同的輸入設(shè)備(觸筆201)來提供對種 子點(diǎn)和曲線的更高分辨率的像素選擇,比如圖4中的描繪心內(nèi)膜的樣 條曲線414。
考慮卵巢嚢腫邊界檢測的US應(yīng)用作為一個例子。 一種圖像增強(qiáng)技 術(shù)是基于種子的區(qū)生長,其中使用感興趣區(qū)內(nèi)的一個像素作為種子 點(diǎn)。在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中,在給定由于使用觸摸屏和觸筆而獲得
的高分辨率輸入(像素級分辨率)的情況下,對于這種種子點(diǎn)的精確 選擇是有可能的。使用關(guān)于原點(diǎn)、像素尺寸和顯示屬性的適當(dāng)信息, 所述輸入被立即重新解釋為數(shù)據(jù)空間中的點(diǎn)。在利用觸筆把一個像素 選擇為種子點(diǎn)之后,對于在相同區(qū)內(nèi)被聚集在一起的所有相似的點(diǎn)(共
享相同的特征的空間上靠近的像素)應(yīng)用圖像處理算法。灰度差是一
種區(qū)生長方法。在表征組織的過程中,定義ROI是最重要的步驟之一, 這是因?yàn)槠湫纬伤泻罄m(xù)步驟的基礎(chǔ)。接下來,給定所述種子點(diǎn)之后, 一種方法根據(jù)預(yù)定義的均勻性標(biāo)準(zhǔn)定義一個以該種子點(diǎn)為中心的局部 矩形種子區(qū)。該種子區(qū)被收縮,直到獲得一個滿足所述預(yù)定均勻性標(biāo) 準(zhǔn)的種子區(qū)。給定該種子區(qū)之后,通過細(xì)的相鄰側(cè)矩形來生長該種子 區(qū),其中使用所述側(cè)矩形的統(tǒng)計(jì)量度和閾值條件來確定統(tǒng)計(jì)相似度, 直到不再能找到相鄰矩形。這樣,根據(jù)對種子點(diǎn)的適當(dāng)選擇來確定卵 巢嚢肺的邊緣。本發(fā)明的觸摸屏和觸筆允許在US成像設(shè)備的^潘凍斧 歡/《迷存殺#^神 逸#,從而允許基于給US設(shè)備的操作員的實(shí)時 反饋來細(xì)化所收集的US圖像,而無需操作員從掃描模式切換到非掃描 模式。隨后可以對所述嚢腫的邊緣進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化,這是通過將其 轉(zhuǎn)換成參數(shù)化曲線模型來實(shí)現(xiàn)的,即用戶可以通過簡單的觸筆交互來 對其進(jìn)行操縱的圖元。
因此,本發(fā)明的觸筆/觸摸屏組合的高分辨率輸入不僅允許在掃描 期間快速實(shí)施邊界表面檢測處理,而且還允許US操作員更為精確地選 擇處在笫一位置處的單個種子點(diǎn),并且允許基于圖元編輯對所述結(jié)果 進(jìn)行快速校正。
考慮分別沿著線和平面切割2d/3d數(shù)據(jù)作為基于圖元的交互的另 一個例子。在這種情況下,把觸筆軌跡連續(xù)地重新解釋成線或平面元, 以便生成超聲數(shù)據(jù)的適當(dāng)視圖。所述切割線或平面的平滑變化在所述 系統(tǒng)內(nèi)將是有可能的,而在現(xiàn)有專利的范圍內(nèi)則是不可能的。
考慮借助于用戶定義的曲線對心內(nèi)膜進(jìn)行分割初始化作為基于圖 元的交互的另 一個例子。利用現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)典的描繪將是不可能或 者不實(shí)際的,而觸筆交互則大大地簡化了這種任務(wù)。此外,把這種輸 入重新解釋成參數(shù)化曲線元允許對所述描繪和分割進(jìn)行很容易地編 輯,而這在現(xiàn)有專利的范圍內(nèi)是不可能的。
再次參照圖4,可以在掃描期間利用本發(fā)明的觸摸屏/觸筆組合執(zhí)
行的控制功能尤其包括
1、 深度增益控制;
2、 聚焦控制;
3、 多普勒門放置和操控405;
4、 m模式線定義;以及
5、 特征高亮顯示及注釋(如在胸部成像中)。 在掃描之后執(zhí)行的控制功能包括
1、 自動和半自動2D 401及3D 402分割(如在心壁分割中);
2、 自動混亂去除(如在3D胎兒成^f象中);以及
3、 自動特征視圖優(yōu)化415 (如在胎兒成像中)。 關(guān)于本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的優(yōu)選軟件實(shí)現(xiàn)方式,圖5示出了典型
的US軟件模塊的典型組織。處理器503管理所述US系統(tǒng),該系統(tǒng)包 括用于發(fā)射及捕獲US信號的US掃描頭或探頭501以及前端信號處理 硬件502,該前端信號處理硬件502在一個替換實(shí)施例中還包括數(shù)據(jù)處 理能力(例如單獨(dú)的數(shù)據(jù)處理設(shè)施或者到該處的連接504,所述連接可 能是通過網(wǎng)絡(luò),圖中并沒有全部示出)。在一個優(yōu)選實(shí)施例中,處理 器503控制輸入/輸出操作,其中包括從用戶輸入轉(zhuǎn)換成內(nèi)部參數(shù)設(shè) 置,并且用于觸筆201的控制的所有必要軟件都在處理器級提供。在 一個用于修改現(xiàn)有US成像設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中,觸筆控制軟件600被 合并到所述處理器5 03中,這是通過修改現(xiàn)有的I/O處理機(jī)以便接受 由本發(fā)明的觸筆201提供的輸入而實(shí)現(xiàn)的。在此處包括特定軟件以便 在輸入到達(dá)時生成本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所需要的全部圖元610。這種圖 元尤其可以包括
1、 二維或三維空間中的點(diǎn)610. 1;
2、 線610. 2;
3、 線段610. 3;
4、 平面610. 4;
5、 參數(shù)化曲線610. 5;以及
6、 二維或三維中的感興趣區(qū)610. 6。
在一個替換實(shí)施例中,這可以通過某種直接連接到觸筆/觸摸屏 201-202控制器的特定硬件來實(shí)現(xiàn)(未示出)。
在僅僅提供觸摸屏/觸筆201-202組合以用于控制的新的US設(shè)備
中,其設(shè)置與圖5中所示出的相同,并且不包括用于諸如跟蹤球或鼠 標(biāo)之類的設(shè)備的軟件。在對應(yīng)于這種配置的一個優(yōu)選實(shí)施例中,觸摸 屏上的鍵盤(未示出)取代了傳統(tǒng)的鍵盤以用于輸入注釋和患者信息。 圖6示出了由主機(jī)5 03執(zhí)行的軟件處理流程600,其用于在掃描對 象的同時提供手持式觸筆輸入的US設(shè)備。如圖6中所示,響應(yīng)于觸筆 鄰近事件的典型工作流程包括對于后續(xù)處理在交互隊(duì)列中對觸筆輸入 進(jìn)行排隊(duì)601。在步驟602和604中,根據(jù)預(yù)定方案從該隊(duì)列中移除 每個排隊(duì)的事件,并且確定鄰近事件的類型(低分辨率)。如果該事 件在軟按鈕、標(biāo)度盤、滑動器等等的預(yù)定容差內(nèi),隨后在步驟603中 調(diào)用相關(guān)聯(lián)的事件處理機(jī)。這些事件包括
1、 改變菜單環(huán)境603. 1;
2、 開始/凍結(jié)/停止掃描603. 2;
3、 改變掃描模態(tài)603. 3;
4、 改變掃描參數(shù)603.4;以及
5、 改變顯示參數(shù)603. 5。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中,如果所述觸筆輸入事件是高分辨率圖形輸 入,則其必須在步驟604中被預(yù)期到,否則其在步驟605中被忽略。 在一個替換實(shí)施例中(未示出),圖形輸入事件自動導(dǎo)致切換到對這 種事件的處理,直到發(fā)生軟按鈕事件。當(dāng)圖形輸入有效時,在步驟606 中將該輸入值驗(yàn)證為處在預(yù)定范圍內(nèi),并且如果其是無效的,則在步 驟607中忽略該圖形輸入,而在有效的情況下,則在步驟608中調(diào)用 適當(dāng)?shù)睦?,該例程可以包?br> 1、 圖元解釋608. 1;
2、 2D/3D顯示控制608. 2;
3、 視圖優(yōu)化608. 3;
4、 輔助的/自動化的分割和量化608. 4;以及
5、 數(shù)據(jù)注釋和加標(biāo)簽608. 5。
也就是說,圖形輸入可以包括單點(diǎn)和多點(diǎn)輸入、切割平面定義、 曲線描繪、文字筆跡以及軟按鈕、滑動器和標(biāo)度盤所沒有明確包含的 任何其他輸入。
本發(fā)明適用于能夠充當(dāng)觸摸屏的主機(jī)的任何超聲掃描器。在醫(yī)療 實(shí)踐中,可以從與本發(fā)明的更容易的接口當(dāng)中獲益的應(yīng)用領(lǐng)域包括心
臟病學(xué)到婦科醫(yī)學(xué)以及產(chǎn)科學(xué)。
雖然已經(jīng)說明并且描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但是本領(lǐng)域技術(shù)
人員應(yīng)當(dāng)理解,這里描述的us設(shè)備體系結(jié)構(gòu)和方法是說明性的,并且
在不背離本發(fā)明的真實(shí)范圍的情況下可以對其做出許多改變和修改并 且可以用等效元件來替換其元件。此外,可以做出許多修改以便把本 發(fā)明的教導(dǎo)適配于特定情況而不背離其中心范圍。因此,本發(fā)明不應(yīng) 被限于在這里作為實(shí)施本發(fā)明的最佳模式所構(gòu)想的特定實(shí)施例,相 反,本發(fā)明包括落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種用于對超聲成像設(shè)備(301)的操作進(jìn)行用戶指示的系統(tǒng)(100),包括觸摸屏(202),其被關(guān)于由所述超聲設(shè)備(301)產(chǎn)生的圖像(305)來配置,并且適于在其上檢測來自用戶輸入設(shè)備的高和低分辨率的圖像相關(guān)的用戶輸入以及低分辨率的控制相關(guān)的用戶輸入;觸筆(201),其用來提供所述用戶輸入以作為所述高和低分辨率輸入并且作為所述用戶輸入設(shè)備耦合到所述觸摸屏(202);處理器(503),其被配置成從所述觸筆(201)接受所述高和低分辨率用戶輸入,并且基于所述高和低分辨率用戶輸入來如下指示其處理指示多個圖形輸入處理機(jī)(608)的至少其中之一以處理所述高和低分辨率的圖像相關(guān)的輸入;以及指示多個控制事件處理機(jī)(603)的至少其中之一以處理所述低分辨率的控制相關(guān)的輸入。
2、 權(quán)利要求l的系統(tǒng),其中所述處理器(503 )還包括觸筆模塊(600 ),其用來對所述高和 低分辨率觸筆輸入執(zhí)行觸筆輸入處理(510),并且基于所述觸筆輸入 處理生成圖元以便由所述多個圖形輸入處理機(jī)(608 )進(jìn)行處理;以及還包括數(shù)據(jù)處理部件(504 ),其與所述觸筆模塊(600 )相接口 以便執(zhí)行圖像處理,所述圖像處理包括預(yù)處理(506 )、掃描轉(zhuǎn)換(507 )、 后處理(508 )以及應(yīng)用高分辨率圖像處理算法(509 )。
3、 權(quán)利要求2的系統(tǒng),其中,所述高分辨率圖像處理算法(509 ) 包括對定向的3D數(shù)據(jù)的單擊自動對準(zhǔn)、對左心室的曲線初始化的 2D/3D分割、曲線初始化的2D/3D胎兒腹容積估計(jì)以及對通過線和表 面的至少其中之一的血流的2D/3D基于多普勒的測量。
4、 權(quán)利要求1的系統(tǒng),其中,所述多個控制事件處理機(jī)(603 ) 包括用于執(zhí)行以下操作的處理機(jī)改變菜單環(huán)境(603.1 )、開始/凍 結(jié)/停止掃描(603. 2 )、改變掃描模態(tài)(603. 3 )、改變掃描參數(shù)(603. 4 ) 以及改變顯示參數(shù)(603.5 )。
5、 權(quán)利要求4的系統(tǒng),其中所述處理器(503 )還包括觸筆模塊(600 ),其用來執(zhí)行觸筆輸 入處理(510),并且基于所述輸入處理生成圖元以便由所述多個圖形 輸入處理機(jī)(608 )進(jìn)行處理;以及還包括數(shù)據(jù)處理部件(504 ),其與所述觸筆模塊(600 )相接口 以便執(zhí)行圖像處理,所述圖像處理包括預(yù)處理(506 )、掃描轉(zhuǎn)換(507 )、 后處理(508 )以及應(yīng)用高分辨率圖像處理算法(509 )。
6、 權(quán)利要求5的系統(tǒng),其中,所述高分辨率圖像處理算法(509 ) 包括對定向的3D數(shù)據(jù)的單擊自動對準(zhǔn)、對左心室的曲線初始化的 2D/3D分割、曲線初始化的2D/3D胎兒腹容積估計(jì)以及對通過線和表面 的至少其中之一的血流的2D/3D基于多普勒的測量。
7、 權(quán)利要求5的系統(tǒng),其中,所述觸筆輸入處理(510)和所述 圖形輸入處理機(jī)(608 ) —起實(shí)現(xiàn)圖形交互工具,其中包括二維和三 維中的種子點(diǎn)定義及管理、切割線和平面操控及定義、以及利用描繪 和控制點(diǎn)放置的曲線定義及管理。
8、 權(quán)利要求1的系統(tǒng),其中,所述觸筆(201)和觸摸屏(202 ) 形成組合,該組合被配置成對于從由包括以下各項(xiàng)的組中選擇的至少 一個其他用戶輸入設(shè)備的輔助鼠標(biāo)、跟蹤球、至少一個按鈕、至少 一個滑動器以及至少一個標(biāo)度盤。
9、 權(quán)利要求1的系統(tǒng),其中所述觸筆(201)和觸摸屏(202 )形成組合,該組合構(gòu)成僅有的 用戶輸入設(shè)備;以及所述觸摸屏(202 )還包括至少一個所顯示的較低分辨率的可以通 過觸摸屏激活的輸入特征(302-304 ),其是從包括軟件按鈕菜單 (302 )、軟件滑動器(303 )、軟件標(biāo)度盤(304 )以及用于輸入注釋 和患者信息的觸摸屏上鍵盤的組中選擇的,其中,可以通過以下方式 可以選擇或移動所述輸入特征(302-304 ):利用所述觸筆(201 )接 觸該觸摸屏(202 )從而選擇所述按鈕菜單(302 )的按鈕、將觸筆(201 ) 滑過所述滑動器(303 )、圍繞所述標(biāo)度盤(304 )旋轉(zhuǎn)所述觸筆(201 ) 以及選擇所述屏幕上鍵盤的按鍵。
10、 權(quán)利要求l的系統(tǒng),其中,來自所述觸筆(201)的所述用戶 輸入以及由所述處理器(503 )對所述用戶輸入進(jìn)行的處理既可以與掃 描同時發(fā)生也可以在掃描后單獨(dú)發(fā)生,其中掃描是通過所述超聲成像 的實(shí)時采集和超聲圖像的顯示。
11、 權(quán)利要求10的系統(tǒng),其中,所述多個圖形事件處理機(jī)(608 ) 包括圖元解釋器(608.1 ) 、 2D/3D顯示控制(608.2 )、視圖優(yōu)化 (608.3 )、輔助的/自動化的分割和量化(608.4 )以及數(shù)據(jù)注釋和加 標(biāo)簽(608. 5 )。
12、 對超聲設(shè)備的一種改進(jìn),其中,所述改進(jìn)包括 觸摸屏/觸筆組合(201-202 )輸入設(shè)備,其用來提供高和低分辨率用戶輸入;以及觸筆輸入處理模塊(600 ),其接受由該觸筆/觸摸屏組合(201-202 )提供的用戶輸入并且從中生成多個高分辨率圖元(610),所述 高分辨率圖元包括點(diǎn)(610.1)、線(610.2)、線段(610.3)、平面 (610. 4 )、參數(shù)化曲線(610. 5 )以及二維和三維的感興趣區(qū)(610. 6 ), 并且其中所述觸筆輸入處理模塊(600 )還轉(zhuǎn)換用戶觸筆輸入以便輸入 到現(xiàn)有的超聲用戶輸入處理能力。
13、 權(quán)利要求12的超聲設(shè)備,其中,所述觸筆輸入處理模塊(600 ) 是特定硬件部件,其直接連接到所述觸筆/觸摸屏組合(201-202 )以 便在觸筆輸入到來時生成所述多個圖元("0)以及到現(xiàn)有的超聲用戶 輸入處理能力的輸入。
14、 權(quán)利要求13的超聲設(shè)備,還包括觸摸屏上鍵盤,其用于輸入 超聲圖像注釋以及相關(guān)的患者信息。
15、 一種用于指示超聲成像設(shè)備的操作的方法,包括以下步驟 關(guān)于所述成像設(shè)備的所顯示的超聲圖像(305 )來配置觸摸屏(201),以便在其上(201 )檢測來自用戶輸入設(shè)備的高和低分辨率 的圖像相關(guān)的用戶輸入以及低分辨率的控制相關(guān)的用戶輸入;把觸筆(202 )耦合到所述配置的觸摸屏(201)以作為所述用戶輸入設(shè)備,以便提供高和低分辨率用戶輸入;由所述處理器(503 )接收所述高和低分辨率觸筆輸入; 由多個圖形輸入處理4幾(608 )處理所述高和^f氐分辨率的圖^f象相關(guān)的用戶輸入;以及由多個控制事件處理機(jī)(603 )處理所述接收的低分辨率的控制相關(guān)的用戶輸入。
16、 權(quán)利要求15的方法,其中所述由多個圖形輸入處理機(jī)進(jìn)行處理的步驟還包括首先從所述高 和低分辨率的圖像相關(guān)的用戶輸入生成圖元(610)的步驟;以及所述步驟還包括對所述高和低分辨率觸筆輸入執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的步 驟,其中包括以下子步驟-預(yù)處理(506 );-掃描轉(zhuǎn)換(507 );-后處理(508 );以及-應(yīng)用高分辨率圖像處理算法(509 )。
17、 權(quán)利要求15的方法,還包括以下步驟為了由所述觸筆進(jìn)行選擇以及由所述觸摸屏進(jìn)行檢測,顯示從包 括以下各項(xiàng)的組中選擇的多個低分辨率輸入特征(302-304 ):軟件按 鈕菜單(302 )、軟件滑動器(303 )、軟件標(biāo)度盤(304 )以及觸摸屏 上鍵盤;以及其中,配置所述觸摸屏、把所述觸筆(201)耦合到該觸摸屏、以 及顯示低分辨率輸入特征的步驟導(dǎo)致形成一種組合,該組合構(gòu)成用于 指示所述超聲成像設(shè)備的操作的僅有的用戶輸入設(shè)備。
18、 權(quán)利要求15的方法,其中,所述耦合步驟還包括把所述觸 筆(202 )耦合到所述配置的觸摸屏(201)以作為用來提供高和低分 辨率用戶輸入的僅有的所述用戶輸入設(shè)備。
19、 一種用于針對超聲設(shè)備的用戶控制信息的低和高分辨率輸入 的設(shè)備(201-202 ),包括觸摸屏(202 ),其被關(guān)于由所述超聲設(shè)備(301 )產(chǎn)生的圖像(305 ) 來配置,并且適于在其上檢測來自用戶輸入設(shè)備的高和低分辨率的圖 像相關(guān)的用戶輸入以及低分辨率的控制相關(guān)的用戶輸入;觸筆(201),其用來提供所述用戶輸入以作為所述高和低分辨率 輸入,并且作為所述用戶輸入設(shè)備耦合到所述觸摸屏(202 );觸筆模塊(600 ),其用來對所述高和低分辨率觸筆輸入執(zhí)行觸筆 輸入處理(510),并且基于所述觸筆輸入處理生成用于由多個圖形輸 入處理機(jī)(608 )處理的包括圖元和其他圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)的輸出,以及 用于由多個控制事件處理機(jī)(603 )處理的低分辨率的控制相關(guān)的輸 出。
20、 權(quán)利要求19的設(shè)備(201-202 ),其中,耦合到所述觸摸屏的
全文摘要
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)(500)、方法和設(shè)備(201-202)以及對現(xiàn)有設(shè)備的改進(jìn),其包括針對超聲設(shè)備的組合觸摸屏/觸筆(201-202)控制,從而可以提供高分辨率圖形輸入,特別是在掃描對象的同時提供所述高分辨率圖形輸入??梢詢H僅通過所提供的觸摸屏/觸筆(201-202)來控制所述超聲設(shè)備,或者還可以提供傳統(tǒng)的跟蹤球、鼠標(biāo)和鍵盤輸入設(shè)備以用于非圖形輸入。還提供一種利用現(xiàn)有的軟件來處理觸筆輸入的實(shí)現(xiàn)方式以作為對現(xiàn)有的超聲設(shè)備的改進(jìn)。
文檔編號A61B8/00GK101179997SQ200680018150
公開日2008年5月14日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者G·德爾索 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司
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