用于識別來自陰影區(qū)域的數(shù)據(jù)的超聲成像系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于識別來自陰影區(qū)域的數(shù)據(jù)的超聲成像系統(tǒng)和方法，其包括用探頭采集包括介入裝置的關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，識別介入裝置相對于探頭的位置以及基于介入裝置的位置在關注區(qū)域內(nèi)識別陰影區(qū)域。系統(tǒng)和方法包括識別從陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的子集，生成圖像，以及顯示圖像，其中所述圖像包括識別從超聲數(shù)據(jù)的第一子集生成的陰影區(qū)域部分的圖形指示器。
【專利說明】用于識別來自陰影區(qū)域的數(shù)據(jù)的超聲成像系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及用于視覺地識別或區(qū)分基于從陰影區(qū)域采集的數(shù)據(jù)生成的圖像的一部分的超聲成像系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]超聲引導介入程序典型地依靠超聲圖像獲得介入裝置，例如導管或可植入裝置、例如支架的實時位置數(shù)據(jù)，以便正確地定位和定向介入裝置。然而，介入裝置的存在可能產(chǎn)生陰影區(qū)域，所述陰影區(qū)域對由臨床醫(yī)生使用以引導介入裝置的超聲圖像具有不利影響。介入裝置可能散射或反射用于生成圖像的很多聲能，因此使得難以或不可能基于從陰影區(qū)域采集的數(shù)據(jù)精確地可視化到圖像的部分中的結構。由于由介入裝置導致的散射和反射，可能難以確定圖像的一部分是由從陰影區(qū)域外部采集的可靠數(shù)據(jù)還是由從陰影區(qū)域采集的不可靠數(shù)據(jù)生成。當觀察角度從3D或4D數(shù)據(jù)生成的任意切割平面或體繪制時，由于保持相對于初始采集幾何定向的難度增加，這可能更加成問題。
[0003]由于這些和其它原因，期望一種用于識別從陰影區(qū)域采集的數(shù)據(jù)的改進方法和超聲成像系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過閱讀和理解以下說明書將理解，在本文中解決了上述缺點、缺陷和問題。
[0005]在實施例中，一種超聲成像的方法包括用探頭采集關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，所述關注區(qū)域包括介入裝置。所述方法包括自動地識別所述介入裝置相對于所述探頭的位置以及基于所述介入裝置相對于所述探頭的位置在所述關注區(qū)域內(nèi)自動地識別陰影區(qū)域。所述方法包括自動地識別從所述陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集。所述方法包括基于所述超聲數(shù)據(jù)生成圖像，以及顯示所述圖像，所述圖像包括識別從所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集生成的陰影圖像區(qū)域的圖形指示器。根據(jù)該實施例的第二方面，所述圖形指示器包括輪廓線。根據(jù)該實施例的第三方面，所述圖像包括體繪制圖像，并且所述圖形指示器包括呈所述陰影區(qū)域的形狀的幾何體。根據(jù)該實施例的第四方面，其還包括響應用戶輸入在顯示所述圖形指示器和去除所述圖形指示器之間切換。根據(jù)該實施例的第五方面，所述圖形指示器包括著色所述陰影圖像區(qū)域。根據(jù)該實施例的第六方面，所述圖形指示器包括將不同透明度應用到所述陰影圖像區(qū)域。
[0006]在實施例中，一種超聲成像的方法包括用探頭采集關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，所述關注區(qū)域包括介入裝置。所述方法包括自動地識別所述介入裝置相對于所述探頭的位置。所述方法包括基于所述介入裝置相對于所述探頭的位置在所述關注區(qū)域內(nèi)自動地識別陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域以及自動地識別從所述陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集和從所述非陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集。所述方法包括與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同地可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集以生成圖像以及顯示所述圖像。根據(jù)該實施例的第八方面，該方法包括用不同于所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集的顏色可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。根據(jù)該實施例的第九方面，該方法包括用不同于所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集的透明度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。根據(jù)所述第九方面的第十方面，所述方法包括用比所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集更大的透明度水平可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。根據(jù)所述第九方面的第十一方面，所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集被可視化為完全透明。根據(jù)該實施例的第十二方面，該方法包括用與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的顏色和不同的透明度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。根據(jù)該實施例的第十三方面，該方法包括用與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的強度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。根據(jù)該實施例的第十四方面，該方法包括所述自動地識別所述介入裝置的位置包括對原始超聲數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理算法。根據(jù)該實施例的第十五方面，該方法包括所述自動地識別所述介入裝置的位置包括從位于所述介入裝置上的跟蹤裝置接收信號。
[0007]在另一實施例中，一種超聲成像系統(tǒng)包括探頭、顯示裝置以及與所述探頭和所述顯示裝置電子通信的處理器。所述處理器配置成控制所述探頭以采集包括介入裝置的關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)。所述處理器配置成識別所述介入裝置相對于所述探頭的位置以及基于所述介入裝置相對于所述探頭的位置識別由所述介入裝置導致的關注區(qū)域中的陰影區(qū)域。所述處理器配置成識別關注區(qū)域中的非陰影區(qū)域以及識別從所述陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集和從所述非陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集。所述處理器配置成通過與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同地可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集生成圖像以及在所述顯示裝置上顯示所述圖像。
[0008]根據(jù)以上實施例的第十七方面，該系統(tǒng)還包括附連到所述介入裝置的跟蹤裝置。根據(jù)第十七方面的第十八方面，所述跟蹤裝置包括電磁跟蹤系統(tǒng)的部件。根據(jù)第十七方面的第十九方面，所述跟蹤裝置包括定位在所述介入裝置上的換能器元件。根據(jù)第十七方面的第二十方面，所述處理器配置成用于與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的顏色可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。根據(jù)第十七方面的第二十一方面，所述處理器配置成用于與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的透明度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
[0009]本領域的技術人員從附圖及其詳細描述將能夠理解本發(fā)明的各種其它特征、目的和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本申請實施例的超聲成像系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖2是根據(jù)本申請實施例的方法的流程圖；
[0012]圖3是根據(jù)本申請實施例的介入裝置的示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本申請實施例的2D陣列和關注區(qū)域(ROI)的示意圖；
[0014]圖5是根據(jù)本申請實施例的從超聲數(shù)據(jù)生成的圖像的示意圖；
[0015]圖6是根據(jù)本申請實施例的方法的流程圖；
[0016]圖7是根據(jù)本申請實施例的圖像的示意圖；以及
[0017]圖8是根據(jù)本申請實施例的圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]在以下詳細描述中，參考形成詳細描述的一部分的附圖，并且在附圖中作為示例顯示可以實施的具體實施例。充分詳細地描述這些實施例以使本領域的技術人員能夠實施實施例，并且應當理解其它實施例可以被利用并且在不脫離實施例的范圍的前提下可以進行邏輯、機械、電和其它變化。所以以下詳細描述不應當被視為限制本發(fā)明的范圍。
[0019]圖1是根據(jù)實施例的超聲成像系統(tǒng)100的示意圖。超聲成像系統(tǒng)100包括驅動探頭106內(nèi)的兀件104以將脈沖超聲信號發(fā)射到身體(未顯不)中的發(fā)射束成形器101和發(fā)射器102。根據(jù)實施例探頭106可以是2D陣列探頭。然而，根據(jù)其它實施例可以使用探頭的其它類型。脈沖超聲信號可以從身體中的結構，例如血細胞或肌肉組織反向散射，以產(chǎn)生返回到元件104的回波?；夭ㄓ稍?04轉換成電信號或超聲數(shù)據(jù)，并且電信號由接收器108接收。表示被接收回波的電信號通過輸出超聲數(shù)據(jù)的接收束成形器110。根據(jù)一些實施例，探頭106可以包含電路，以起到發(fā)射和/或接收束成形器的全部或一部分的作用。例如，發(fā)射束成形器101、發(fā)射器102、接收器108和接收束成形器110的全部或部分可以位于探頭106內(nèi)。術語“掃描”可以在本公開中用于表示通過發(fā)射和接收超聲信號的過程采集數(shù)據(jù)。術語“數(shù)據(jù)”或“超聲數(shù)據(jù)”可以在本公開中用于表示用超聲成像系統(tǒng)采集的一個或多個數(shù)據(jù)集。用戶接口 115可以用于控制超聲成像系統(tǒng)100的操作，包括控制患者數(shù)據(jù)的輸入、改變掃描或顯示參數(shù)等。
[0020]超聲成像系統(tǒng)100也包括處理器116，以控制發(fā)射束成形器101、發(fā)射器102、接收器108和接收束成形器110。處理器116與探頭106電子通信。處理器116可以控制探頭106以采集數(shù)據(jù)。處理器116控制哪些元件104是激活的以及從探頭106發(fā)射的波束的形狀。處理器116也與顯示裝置118電子通信，并且處理器116可以將數(shù)據(jù)處理成圖像以便顯示在顯示裝置118上。為了本公開的目的，術語“電子通信”可以被限定為包括有線和無線連接。根據(jù)實施例處理器116可以包括中央處理器(CPU)。根據(jù)其它實施例，處理器116可以包括能夠執(zhí)行處理功能的其它電子部件，例如數(shù)字信號處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或圖形板。根據(jù)其它實施例，處理器116可以包括能夠執(zhí)行處理功能的多個電子部件。例如，處理器116可以包括選自包括以下的電子部件的列表的兩個或多個電子部件:中央處理器、數(shù)字信號處理器、現(xiàn)場可編程門陣列和圖形板。根據(jù)另一實施例，處理器116也可以包括解調(diào)RF數(shù)據(jù)并且生成原始數(shù)據(jù)的復合解調(diào)器(未顯示)。在另一實施例中，解調(diào)可以在處理鏈中的早期執(zhí)行。處理器116可以適合于根據(jù)多個可選擇超聲模態(tài)對數(shù)據(jù)執(zhí)行一個或多個處理操作。數(shù)據(jù)可以在掃描會話期間隨著回波信號被接收而實時地處理。為了本公開的目的，術語“實時”被限定為包括在沒有任何故意延遲的情況下執(zhí)行的程序。例如，實施例可以以7-20體積/秒的實時體積速率采集和顯示數(shù)據(jù)。然而，應當理解實時幀速可以取決于采集每個數(shù)據(jù)體積所花費的時間的長度。因此，當采集較大數(shù)據(jù)體積時，實時體積速率可能較慢。因此，一些實施例可能具有比20體積/秒明顯更快的實時體積速率，而其它實施例可能具有比7體積/秒更慢的實時體積速率。數(shù)據(jù)可以在掃描會話期間臨時存儲在緩沖器(未顯示)中并且在現(xiàn)場或離線操作中欠實時地被處理。本發(fā)明的一些實施例可以包括多個處理器(未顯示)，以操作處理任務。例如，第一處理器可以用于解調(diào)和抽選RF信號，而第二處理器可以用于在顯示圖像之前進一步處理數(shù)據(jù)。應當領會其它實施例可以使用處理器的不同布置。
[0021]超聲成像系統(tǒng)100可以以例如IOHz到30Hz的幀速連續(xù)地采集數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)生成的圖像可以以類似幀速刷新。其它實施例可以以不同速率采集和顯示數(shù)據(jù)。例如，取決于數(shù)據(jù)的大小和預期應用，一些實施例可以以小于IOHz或大于30Hz的幀速采集數(shù)據(jù)。存儲器120被包括以用于存儲被采集數(shù)據(jù)的被處理幀。在示例性實施例中，存儲器120具有足夠的容量以存儲至少若干秒價值(worth)的超聲數(shù)據(jù)幀。存儲數(shù)據(jù)幀的方式是便于根據(jù)它的采集順序或時間檢索。存儲器120可以包括任何已知的數(shù)據(jù)存儲介質。超聲成像系統(tǒng)可以可選地包括跟蹤接收器117。跟蹤接收器117配置成接收來自可以可選地附連到介入裝置的跟蹤裝置的信號。
[0022]可選地，本發(fā)明的實施例可以使用造影劑實現(xiàn)。當使用包括微泡的超聲造影劑時，造影成像生成身體中的解剖結構和血流的增強圖像。在使用造影劑的同時采集數(shù)據(jù)之后，圖像分析包括分離諧波和線性分量、增強諧波分量以及通過使用增強諧波分量生成超聲圖像。從被接收信號分離諧波分量是通過使用合適的濾波器來執(zhí)行的。造影劑用于超聲成像是本領域技術人員公知的并且因此將不進一步詳細地進行描述。
[0023]在本發(fā)明的各實施例中，數(shù)據(jù)可以由其它或不同的模式相關的模塊由處理器116 (例如，B模式、彩色多普勒、M模式、彩色M模式、頻譜多普勒、彈性成像、TV1、應變、應變率等)處理，以形成2D或3D數(shù)據(jù)。例如，一個或多個模塊可以生成B模式、彩色多普勒、M模式、彩色M模式、頻譜多普勒、彈性成像、TV1、應變、應變率和它們的組合等。圖像束和/或幀被存儲并且指示數(shù)據(jù)被采集在存儲器中的定時信息可以被記錄。模塊例如可以包括掃描轉換模塊，以執(zhí)行掃描轉換操作，從而轉換來自坐標束空間的圖像幀以顯示空間坐標?？梢蕴峁┮曨l處理器模塊，在對患者執(zhí)行程序的同時，其讀取來自存儲器的圖像幀并且實時地顯示圖像幀。視頻處理器模塊可以將圖像幀存儲在從其讀取和顯示圖像的圖像存儲器中。
[0024]圖2是根據(jù)示例性實施例的方法的流程圖。流程圖的單獨方塊表示可以根據(jù)方法200執(zhí)行的步驟。附加實施例可以以不同順序執(zhí)行顯示的步驟和/或附加實施例可以包括未在圖2中顯示的附加步驟。方法200的技術效果是識別ROI中的陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域并且顯示圖像，其中從陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)可以與從非陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)不同地被可視化。將根據(jù)示例性實施例描述方法200，其中方法200由圖1的超聲成像系統(tǒng)100的處理器116執(zhí)行。
[0025]圖3是根據(jù)示例性實施例的探頭106和介入裝置150的示意性表示。根據(jù)一些實施例，跟蹤裝置151可以可選地附連到導管。將在下文中詳細地描述跟蹤裝置151。關注區(qū)域(ROI) 152也相對于探頭106和介入裝置150被顯示。根據(jù)圖3中所示的實施例探頭106可以是扇形探頭，但是應當領會其它實施例可以使用不同類型的探頭，包括線性陣列探頭、彎曲線性陣列探頭、機械3D探頭、2D矩陣陣列探頭或任何其它類型的超聲探頭。由于探頭106的幾何形狀，R0I152為扇形。根據(jù)其它實施例，臨床醫(yī)生可以選擇僅僅是探頭106的總視場的一部分的R0I。例如，臨床醫(yī)生可以選擇是圖3中所示的ROI 152的子集的R0I。
[0026]圖4是根據(jù)實施例的2D陣列 170和關注區(qū)域(ROI) 172的示意圖。ROI 172是3DR0I，并且2D陣列170可以是探頭(未在圖4中顯示)的部件。3D R0I，如3D ROI 172也可以由機械探頭或通過使用2D探頭采集數(shù)據(jù)的體積(a volume of data)進行采集。介入裝置174顯示為在3D ROI 172內(nèi)。陰影區(qū)域176定位在介入裝置174的遠側上。應當領會根據(jù)實施例陰影區(qū)域176是體積。非陰影區(qū)域178包括除了陰影區(qū)域176以外的ROI的全部。本領域的技術人員將領會陰影區(qū)域176的尺寸和位置取決于2D陣列170和2D陣列170相對于介入裝置174的位置，以及用于采集ROI 172的波束的幾何形狀。相對于2D陣列170移動介入裝置174或調(diào)節(jié)用于采集ROI 172的波束的幾何形狀可以導致不同陰影區(qū)域。
[0027]參考圖1、2和3，在步驟202，處理器116控制探頭106以采集關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，例如關注區(qū)域(ROI) 152的超聲數(shù)據(jù)。根據(jù)實施例，介入裝置、例如介入裝置150被包括在ROI 152中。根據(jù)示例性實施例，介入裝置150可以是導管。然而，根據(jù)其它實施例，可以使用包括支架或放置在患者的體內(nèi)的任何其它物體的其它類型的介入裝置。接著，在步驟204，處理器116識別介入裝置152相對于探頭106的位置。
[0028] 許多不同技術可以用于識別介入裝置150相對于探頭106的位置。例如，根據(jù)示例性實施例，處理器116可以將圖像處理算法應用于在步驟202采集的超聲數(shù)據(jù)以便檢測介入裝置150的位置。圖像處理算法可以應用于原始超聲數(shù)據(jù)或已被掃描轉換的超聲數(shù)據(jù)。根據(jù)使用原始超聲數(shù)據(jù)的實施例，處理器116可以作為圖像處理算法的一部分掃描轉換超聲數(shù)據(jù)。許多不同圖像處理算法可以用于基于超聲數(shù)據(jù)來識別介入裝置。將描述用于識別導管的位置的圖像處理算法的實施例。應當領會對于使用圖像處理算法來識別介入裝置150的位置的實施例不必將跟蹤裝置151附連到介入裝置150。為了本公開的目的，應當領會術語“位置”被限定為包括介入裝置150的平移位置以及取向，其可以包括圍繞任何一個或多個任意軸線的旋轉。
[0029]然而，根據(jù)其它實施例，跟蹤裝置151可以用于確定介入裝置150的位置。跟蹤裝置151可以是電磁跟蹤系統(tǒng)中的部件。例如，跟蹤裝置可以包括三個相互正交線圈，其適合于檢測由附近場發(fā)生器(未顯示)生成的磁場的強度。跟蹤接收器117(在圖1中顯示)接收來自跟蹤裝置151的信號，并且基于來自三個正交線圈的每一個的信號，可以計算介入裝置150的實時位置。也可以使用其它類型的跟蹤裝置。例如，跟蹤裝置151可以包括一個或多個加速度計或陀螺傳感器以便有效地跟蹤介入裝置150的位置。如果臨床醫(yī)生例如通過將它定位在特定局限位置輸入介入裝置的開始位置，然后陀螺傳感器和加速度計的組合可以檢測在線性方向和旋轉方向上的加速度。由于已知介入裝置的初始位置，因此處理器116可以通過來自加速度計和陀螺傳感器的信號計算介入裝置的實時位置。根據(jù)附加實施例，可以使用能夠確定介入裝置150的位置的任何其它類型的跟蹤裝置。根據(jù)另一實施例，跟蹤裝置可以包括安裝在介入裝置上的換能器元件。換能器元件可以配置成以探頭106可檢測的頻率發(fā)射超聲能量。處理器116可以使用來自換能器元件的信號來定位介入裝置。換能器元件將需要以在探頭106的帶寬內(nèi)的頻率發(fā)射超聲能量。然而，為了避免中斷超聲數(shù)據(jù)，將必須使位于介入裝置上的換能器元件脈動。
[0030]根據(jù)另一實施例，處理器116可以閾值處理或分割超聲數(shù)據(jù)，以便識別介入裝置150的位置。顯示介入裝置的像素/體素應當在強度上相對于超聲數(shù)據(jù)的剩余部分非常亮。處理器116例如可以應用連接部件分析，以識別應當標記為介入裝置150的一部分的所有像素或體素。導管傾向于在形狀上為大體圓柱形。所以，一些實施例可以應用基于形狀的圖像處理算法。例如，處理器116可以搜索具有與導管或其它介入裝置一致的尺寸和形狀的像素或體素的連接組。其它實施例可以將可變形模型，例如管狀網(wǎng)格結構擬合到超聲數(shù)據(jù)以便識別介入裝置。處理器116可以訪問介入裝置的具體尺寸和形狀。例如，在步驟200采集超聲數(shù)據(jù)之前，用戶可以輸入正在使用的介入裝置150的類型或者處理器116，可以通過RFID芯片或其它識別技術自動地檢測介入裝置的類型。如果處理器116具有關于介入裝置150的尺寸和形狀的先驗知識，則處理器116應當能夠基于超聲數(shù)據(jù)更精確地識別介入裝置的準確位置。根據(jù)實施例，處理器116可以組合各技術并且首先執(zhí)行閾值操作，然后將經(jīng)閾值處理的區(qū)域或體積匹配到介入裝置的模型。該技術與僅僅使用閾值處理的技術相比可以提供額外精度和準確度。先前所述的圖像處理技術是本領域技術人員公知的，因此將不再詳細地進行描述。應當領會根據(jù)其它實施例，可以在步驟204使用許多不同圖像處理算法和技術。
[0031]接著在步驟206，處理器116識別由介入裝置150相對于探頭106的位置導致的陰影區(qū)域154。為了本申請的目的，術語“陰影區(qū)域”被限定為包括超聲數(shù)據(jù)可能由于散射、反射或以另外方式阻擋來自探頭106的聲能而受到損害的區(qū)域或體積。例如，在圖3中，陰影區(qū)域154相對于探頭106位于介入裝置150的遠側。根據(jù)實施例，處理器116可以通過基于介入裝置150的位置和形狀以及采集幾何計算哪些采集的超聲數(shù)據(jù)線將與介入裝置150相交，來計算陰影區(qū)域154的范圍。采集幾何包括探頭105相對于介入裝置的相對位置和正在執(zhí)行的采集的類型。圖3包括第一虛線156和第二虛線158。第一虛線156和第二虛線158表示采集超聲數(shù)據(jù)所沿著的線。第一和第二虛線156、158表示圖3中所示的陰影區(qū)域154的邊界。介入裝置150反射或散射由探頭106發(fā)射到ROI 152中的聲能。在步驟206，處理器116也識別非陰影區(qū)域160。非陰影區(qū)域160包括除了陰影區(qū)域154以外的ROI的全部。根據(jù)一些實施例，處理器116可以不具體地執(zhí)行識別非陰影區(qū)域160的附加步驟。然而，由于非陰影區(qū)域160包括除了陰影區(qū)域154以外的ROI的全部，因此通過確定地識別陰影區(qū)域154，處理器116實際上也識別了非陰影區(qū)域160。本領域的技術人員也將領會非陰影區(qū)域160包括位于探頭106和介入裝置150之間的區(qū)域162。
[0032]接著，在步驟208，處理器116識別從陰影區(qū)域154采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集和從非陰影區(qū)域160采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集。根據(jù)一個實施例，步驟208可以包括識別哪些體素或像素從陰影區(qū)域154采集并且哪些體素或像素從非陰影區(qū)域160采集。由于超聲數(shù)據(jù)由探頭106采集并且陰影區(qū)域154相對于探頭被限定，因此處理器116在計算上容易識別超聲數(shù)據(jù)的第一子集和超聲數(shù)據(jù)的第二子集。
[0033]在步驟210，處理器116從超聲數(shù)據(jù)生成圖像。在生成圖像的過程中，處理器116不同地可視化超聲數(shù)據(jù)的第二子集與超聲數(shù)據(jù)的第一子集。
[0034]接著，在步驟212，處理器116在顯示裝置118上顯示圖像。如先前關于步驟210所述，可能期望以允許臨床醫(yī)生容易地將從超聲數(shù)據(jù)的第一子集生成的圖像的部分與從超聲數(shù)據(jù)的第二子集生成的圖像的部分區(qū)分開的方式可視化超聲數(shù)據(jù)的第一子集。這將允許臨床醫(yī)生快速地和容易地確定圖像的部分表示來自陰影區(qū)域154的數(shù)據(jù)還是來自非陰影區(qū)域160的數(shù)據(jù)。
[0035]圖5是根據(jù)實施例的從超聲數(shù)據(jù)生成的圖像250的示意性表示。圖像250可以從2D數(shù)據(jù)生成，例如由圖3中所示的ROI 152表示，或圖像250可以由3D數(shù)據(jù)生成，例如由圖4中所示的ROI 172表示。例如，圖像250可以表示從3D數(shù)據(jù)生成的切片或切割平面。根據(jù)其它實施例，圖像可以是從3D數(shù)據(jù)生成的體繪制圖像(volume-rendered image)或表面繪制圖像。
[0036]仍 然參考圖5，由剖面線表示的陰影圖像區(qū)域252基于從陰影區(qū)域154 (在圖3中顯示)采集的超聲數(shù)據(jù)生成，而非陰影圖像區(qū)域254基于從非陰影區(qū)域160 (在圖3中顯示)采集的超聲數(shù)據(jù)生成。在一些類型的圖像，例如用2D探頭采集的2D圖像或從3D數(shù)據(jù)生成的切片中，陰影圖像區(qū)域252可以與陰影區(qū)域154(在圖3中顯示)直接對應。換句話說，陰影圖像區(qū)域252的形狀和取向可以與陰影區(qū)域154相同。然而，在其它類型的圖像，例如體繪制中，陰影圖像區(qū)域252可以不與陰影區(qū)域176(在圖4中顯示)直接對應。相反地，陰影圖像區(qū)域252可以指示來自一個或多個體素的數(shù)據(jù)從陰影區(qū)域176(在圖4中顯示)內(nèi)被米集。
[0037]如先前所述，許多不同技術可以用于不同于超聲數(shù)據(jù)的第二子集地可視化超聲數(shù)據(jù)的第一子集。與超聲數(shù)據(jù)的第二子集不同地可視化超聲數(shù)據(jù)的第一子集然后將允許臨床醫(yī)生容易地識別圖像的特定部分是陰影圖像區(qū)域252還是非陰影圖像區(qū)域254的一部分。從陰影區(qū)域154(在圖3中顯示)采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集可以用與從非陰影區(qū)域160(在圖3中顯示)采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集不同的一個或多個不同可視化參數(shù)進行可視化表示。用于不同于超聲數(shù)據(jù)的第二子集來可視化超聲數(shù)據(jù)的第一子集的可視化參數(shù)包括顏色、透明度和亮度。根據(jù)示例性實施例下面將相對于3D超聲數(shù)據(jù)描述應用不同可視化參數(shù)的示例性方式。
[0038]在3D超聲數(shù)據(jù)集中，每個體素或體元基于被接收的超聲數(shù)據(jù)而被分配一個或多個值。處理器116 (在圖1中顯示)或獨立體繪制單元(未顯示)然后將體素數(shù)據(jù)轉換成用于顯示的格式。由處理器116使用的實際轉換過程取決于正在生成的圖像的類型。例如，處理器116可以生成圖像，所述圖像包括任意切割平面的切片、體繪制圖像和投影圖像。應當領會處理器116也可以從數(shù)據(jù)生成其它類型的圖像。為了可視化超聲數(shù)據(jù)，處理器116使一個或多個可視化參數(shù)的值與每個體素關聯(lián)。例如，處理器可以使用一個或多個映射函數(shù)，使可視化參數(shù)，例如透明度、強度和顏色與每個體素關聯(lián)。然而，根據(jù)實施例，超聲數(shù)據(jù)的第一子集與超聲數(shù)據(jù)的第二子集不同地被可視化。處理器116可以使用不同透明度、強度或不同顏色可視化超聲數(shù)據(jù)的第一子集和超聲數(shù)據(jù)的第二子集?；蛘吒鶕?jù)實施例，可以不同地調(diào)制顏色。處理器116可以改變允許臨床醫(yī)生將陰影圖像區(qū)域252與非陰影圖像區(qū)域254區(qū)分開的任何其它可視化參數(shù)。在下文中，以不同于超聲數(shù)據(jù)的第二子集來可視化超聲數(shù)據(jù)的第一子集的效果，將相對于圖5關于它們改變圖像的外觀的方式進行描述。另外，按照慣例，將在它們?nèi)绾胃淖儓D像的外觀方面描述可視化的差異。用于獲得下面所述的效果的可視化技術是本領域技術人員熟悉和公知的。
[0039]現(xiàn)在參考圖5，陰影圖像區(qū)域252可以用不同于非陰影圖像區(qū)域254的透明度進行顯示。例如，陰影圖像區(qū)域252可以用比非陰影圖像區(qū)域254更大的透明度水平進行可視化。臨床醫(yī)生然后將由于該區(qū)域相對于非陰影圖像區(qū)域的增加透明度而能夠容易地識別陰影圖像區(qū)域252。根據(jù)另一實施例，從陰影區(qū)域采集的所有體素可以可視化為完全透明，導致在陰影圖像區(qū)域252中不顯示數(shù)據(jù)。根據(jù)另一實施例，在陰影圖像區(qū)域252的顯示中使用的一種顏色或多種顏色可以相對于非陰影圖像區(qū)域254不同地調(diào)制。例如，如果陰影圖像區(qū)域252中的所有顏色相對于非陰影圖像區(qū)域254不同地調(diào)制，則臨床醫(yī)生將容易識別陰影圖像區(qū)域252。顏色可以被調(diào)制成使得陰影圖像區(qū)域252中的顏色相對于非陰影圖像區(qū)域254較暖、較冷、紅移(red-shifted)或藍移(blue-shifted)。也可以使用其它類型的顏色調(diào)制。根據(jù)另外的其它實施例，陰影圖像區(qū)域252可以使用不同于非陰影圖像區(qū)域254的強度進行可視化。陰影圖像區(qū)域252可以用比非陰影圖像區(qū)域254更大的強度或更小的強度進行可視化?？梢允褂每梢暬牟町愐员阆鄬τ诜顷幱皥D像區(qū)域254突出顯示陰影圖像區(qū)域252，或者可以使用可視化的差異以便削弱陰影圖像區(qū)域252。根據(jù)另一實施例，可以根據(jù)兩個或更多個可視化參數(shù)來不同地可視化非陰影圖像區(qū)域254與可視化陰影圖像區(qū)域252。例如，可以組合地調(diào)制可視化參數(shù)，例如強度、顏色和透明度，以便更清楚地將陰影圖像區(qū)域252與非陰影圖像區(qū)域254區(qū)分開。
[0040]根據(jù)另一實施例，處理器116 (在圖1中顯示)可以根據(jù)其它技術視覺地區(qū)分陰影圖像區(qū)域252。例如，處理器116可以勾畫陰影圖像區(qū)域252輪廓以便將它從非陰影圖像區(qū)域254中勾畫出。根據(jù)另一實施例，可以作為體繪制圖像的一部分生成陰影區(qū)域的形狀和位置的幾何體(geometric solid)。這樣，當從不同視點觀察體繪制圖像時，臨床醫(yī)生仍然可以容易地定位幾何體并且知道幾何體內(nèi)的圖像不太可靠，原因是它從介入裝置174(參見圖4)的陰影區(qū)域176 (參見圖4)內(nèi)被采集。
[0041]圖6是根據(jù)示例性實施例的方法300的流程圖。流程圖的單獨方塊表示可以根據(jù)方法300執(zhí)行的步驟。附加實施例可以執(zhí)行按照不同順序顯示的步驟和/或附加實施例可以包括未在圖6中顯示的附加步驟。方法300的技術效果是識別ROI中的陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域，并且顯示包括識別陰影區(qū)域部分的圖像指示器的圖像。步驟302與步驟202 (在圖2中顯示)相同，步驟304與步驟204(在圖2中顯示)相同，步驟306與步驟206(在圖2中顯示)相同，并且步驟308與步驟208(在圖2中顯示)相同。由于先前關于圖2描述了步驟302、304、306和308，因此將不再關于圖6中所示的方法300描述它們。將根據(jù)實施例描述步驟310和312，其中使用超聲成像系統(tǒng)100(在圖1中顯示)執(zhí)行該方法300。
[0042]在步驟308，處理器116已經(jīng)識別從陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集和從非陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集。在步驟310期間，處理器116基于超聲數(shù)據(jù)生成圖像。根據(jù)實施例，圖像包括至少部分地基于超聲數(shù)據(jù)的第一子集生成的陰影區(qū)域部分。由于超聲數(shù)據(jù)的第一子集從陰影區(qū)域，例如圖4中所示的陰影區(qū)域176采集，因此基于從陰影區(qū)域176采集的數(shù)據(jù)生成陰影區(qū)域部分。處理器116也可以生成作為圖像的一部分的圖形指示器。圖形指示器識別圖像中的陰影區(qū)域部分，因此使臨床醫(yī)生更容易確定圖像的不同部分的可靠性。圖形指示器可以包括用于視覺地指示陰影區(qū)域部分使得臨床醫(yī)生可以將陰影區(qū)域部分與從陰影區(qū)域176的外部采集的數(shù)據(jù)生成的非陰影區(qū)域部分區(qū)分開的任何類型的技術。圖形指示器的例子包括可視化技術，例如關于方法200所述的技術以及其它技術，例如勾畫輪廓或生成呈陰影區(qū)域的形狀的幾何體。
[0043]圖7是根據(jù)實施例的圖像320的示意性表示。圖像320包括使圖像320的陰影區(qū)域部分324與圖像320的非陰影區(qū)域部分326分離的輪廓線322。根據(jù)其它實施例可以不同地配置輪廓線322。
[0044] 圖8是根據(jù)實施例的圖像340的示意性表示。根據(jù)實施例，圖像340是體繪制圖像。圖像340包括將陰影區(qū)域部分344從非陰影區(qū)域部分346中勾畫出來的幾何體342。幾何體342是由介入裝置348的位置導致的陰影區(qū)域的尺寸和形狀的表示。幾何體342的形狀可以取決于介入裝置348的形狀以及用于采集數(shù)據(jù)的探頭的位置和幾何形狀。圖8中所示的幾何體342是陰影區(qū)域的形狀的繪制。幾何體342可以重疊在陰影區(qū)域部分344上，如圖8中所示，或者根據(jù)其它實施例，幾何體342可以代替陰影區(qū)域部分中的超聲數(shù)據(jù)。幾何體342可以與圖像的剩余部分同步地旋轉或調(diào)節(jié)，以便顯示圖像或切割平面的不同視圖。根據(jù)實施例，處理器116可以配置成在顯示圖形指示器，例如幾何體342或輪廓線322和顯示沒有圖形指示器的圖像之間切換。例如，臨床醫(yī)生能夠基于來自用戶接口 115的輸入在觀察包括圖形指示器的圖像和觀察沒有圖形指示器的圖像之間交替。
[0045]該書面描述使用例子來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且也使本領域的任何技術人員能夠實施本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權利要求限定，并且可以包括本領域的技術人員想到的其它例子。這樣的其它例子旨在屬于權利要求的范圍內(nèi)，只要它們具有與權利要求的文字語言沒有區(qū)別的結構元件，或者只要它們包括與權利要求的文字語言無實質區(qū)別的等同結構元件。
【權利要求】
1.一種超聲成像的方法,其包括: 用探頭采集關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，所述關注區(qū)域包括介入裝置； 自動地識別所述介入裝置相對于所述探頭的位置； 基于所述介入裝置相對于所述探頭的位置在所述關注區(qū)域內(nèi)自動地識別陰影區(qū)域； 自動地識別從所述陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的子集； 基于所述超聲數(shù)據(jù)生成圖像，所述圖像包括識別從所述超聲數(shù)據(jù)的所述子集生成的陰影圖像區(qū)域的圖形指示器；以及 顯示所述圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖形指示器包括輪廓線。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像包括體繪制圖像，并且所述圖形指示器包括呈所述陰影區(qū)域的形狀的幾何體。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括響應用戶輸入在顯示所述圖形指示器和去除所述圖形指示器之間切換。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖形指示器包括著色所述陰影圖像區(qū)域。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖形指示器包括將不同透明度應用到所述陰影圖像區(qū)域。
7.一種超聲成像的方法，其包括: 用探頭采集關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)，所述關注區(qū)域包括介入裝置； 自動地識別所述介入裝置相對于所述探頭的位置； 基于所述介入裝置相對于所述探頭的位置，在所述關注區(qū)域內(nèi)自動地識別陰影區(qū)域和非陰影區(qū)域； 自動地識別從所述陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集和從所述非陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集； 與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同地可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集以生成圖像；以及 顯示所述圖像。
8.根據(jù)權利要求7所述的超聲成像的方法，其特征在于，用不同于所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集的顏色可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
9.根據(jù)權利要求7所述的超聲成像的方法，其特征在于，用不同于所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集的透明度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
10.根據(jù)權利要求9所述的超聲成像的方法，其特征在于，用比所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集更大的透明度水平可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
11.根據(jù)權利要求9所述的超聲成像的方法，其特征在于，所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集被可視化為完全透明。
12.根據(jù)權利要求7所述的超聲成像的方法，其特征在于，用與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的顏色和不同的透明度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
13.根據(jù)權利要求7所述的超聲成像的方法，其特征在于，用與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的強度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
14.根據(jù)權利要求7所述的超聲成像的方法，其特征在于，所述自動地識別所述介入裝置的位置包括對原始超聲數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理算法。
15.根據(jù)權利要求7所述的超聲成像的方法，其特征在于，所述自動地識別所述介入裝置的位置包括從位于所述介入裝置上的跟蹤裝置接收信號。
16.—種超聲成像系統(tǒng),其包括: 探頭； 顯示裝置；以及 處理器，所述處理器與所述探頭和所述顯示裝置電子通信，其中所述處理器配置成: 控制所述探頭以采集包括介入裝置的關注區(qū)域的超聲數(shù)據(jù)； 識別所述介入裝置相對于所述探頭的位置； 基于所述介入裝置相對于所述探頭的位置識別由所述介入裝置導致的關注區(qū)域中的陰影區(qū)域； 識別關注區(qū)域中的非陰影區(qū)域； 識別從所述陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第一子集和從所述非陰影區(qū)域采集的超聲數(shù)據(jù)的第二子集； 通過與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同地可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集來生成圖像；以及 在所述顯示裝置上顯示所述圖像。
17.根據(jù)權利要求16所述的超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，其還包括附連到所述介入裝置的跟蹤裝置。
18.根據(jù)權利要求17所述的超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，所述跟蹤裝置包括電磁跟蹤系統(tǒng)的部件。
19.根據(jù)權利要求17所述的超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，所述跟蹤裝置包括定位在所述介入裝置上的換能器元件。
20.根據(jù)權利要求17所述的超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器配置成用于與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的顏色可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
21.根據(jù)權利要求17所述的超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器配置成用于與所述超聲數(shù)據(jù)的所述第二子集不同的透明度可視化所述超聲數(shù)據(jù)的所述第一子集。
【文檔編號】A61B8/00GK103908297SQ201310751665
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2012年12月31日
【發(fā)明者】J.漢斯加德, E.N.斯蒂恩 申請人:通用電氣公司