C模式超聲圖像數據可視化的制作方法
【技術領域】
[0001]下文大體涉及超聲成像，并且更具體地涉及C模式超聲圖像數據可視化。
【背景技術】
[0002]超聲成像提供關于目標或對象的內部特性的有用的信息。超聲成像裝置已經包括至少換能器陣列，其將超聲信號發(fā)送到檢查視場中。當信號貫穿其中的結構時，從結構衰減、散射和/或反射掉信號的部分，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，接收到的回波對應于穿過目標或對象的垂直于換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，其能夠經由監(jiān)測顯示器來顯示。三維(3D)圖像可以根據一系列堆疊的相鄰2D圖像來創(chuàng)建。已經將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，超聲信號被用于以聲學方式對血流進行成像。一般地，多普勒超聲采用多普勒效應來確定流動結構的血流的方向和/或諸如血管中流動的血液細胞的流動結構的相對速度。多普勒信息能夠被可視化在作為時間的函數的速度的曲線圖中，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，接收到的回波對應于在預定深度和厚度處的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，因為用戶必須知道感興趣血管有可能在何處并且如何對換能器陣列進行取向來掃描血管。例如，不正確地調整換能器陣列的角度可能導致換能器陣列與皮膚之間的接觸的損耗，這將導致圖像損耗。

【發(fā)明內容】

[0006]本申請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超聲數據和將3D超聲數據的僅感興趣組織的解剖結構顯示在2D或3D顯示器中。在一個非限制性實例中，2D陣列是包括集成顯示器的設備的一部分，所述集成顯示器集成在所述設備的與所述換能器陣列的位置相對的一側中，并且顯示器實際上變成用于查看僅感興趣解剖結構處的對象的窗口。利用這樣的顯示器，用戶識別感興趣組織不需要特定訓練或手眼空間協調。
[0008]在一個方面中，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數據的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數據處理器，其在視覺上增強感興趣組織的結構并且從所述感興趣組織的所述結構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的顯示器，所述顯示器顯示US 3D US數據的所述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圖像數據。所述C模式3D圖像數據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。所述方法還包括對所述C模式3D圖像數據進行濾波以在視覺上增強所述感興趣組織。所述方法還包括根據所述C模式3D圖像數據來對表示所述感興趣組織的所述體素進行分割。所述方法還包括將經分割的體素投影到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分割的體素，使得所述感興趣組織鄰近所述顯示器顯現。
[0010]在另一方面中，一種計算機可讀存儲介質被編碼有計算機可讀指令。所述計算機可讀指令在由處理器運行時使所述處理器:利用表示感興趣組織和其他組織的體素來采集3D US成像數據，其中，所述3D US成像數據是C模式數據;通過濾波在視覺上增強感興趣組織的結構;從所述3D US成像數據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對所提取的體素進行渲染;并且將所渲染的體素與采集到的所述3D US成像數據的2D陣列進行配準;并且顯示經配準的體素。
[0011]在閱讀并理解隨附說明書后，本領域的技術人員還將認識到本申請的其他方面。
【附圖說明】
[0012]本申請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數據處理器的范例超聲成像系統；
[0014]圖2示意性地圖示了具有能夠重建并增強感興趣組織的組織分析濾波器的3DUS數據處理器的范例；
[0015]圖3示意性地圖示了具有B模式數據增強和非B模式數據增強的感興趣組織增強器的范例；
[0016]圖4示意性地圖示了具有B模式數據增強、非B模式數據增強和多普勒數據增強的感興趣組織增強器的范例；
[0017]圖5示意性地圖示了具有B模式數據增強和多普勒數據增強的感興趣組織增強器的范例；
[0018]圖6示意性地圖示了具有多普勒數據增強的感興趣組織增強器的范例;并且
[0019]圖7圖示了用于對3DUS數據進行可視化的范例超聲成像方法。
【具體實施方式】
[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將電信號轉換為超聲壓力場并且相應地將超聲壓力場轉換為電信號以將超聲信號發(fā)送到視場中并且從視場接收響應于與視場中的結構的相互作用而生成的回波信號。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)的集合，其經由硬連線和/或無線地傳達給換能器陣列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。這包括與諸如C模式成像的3D成像相連的信號。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可以被調用以發(fā)送用于對在相對于與換能器陣列102物理接觸的對象的表面的約五(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。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接收響應于與視場中的結構相互作用的所發(fā)送的超聲信號而生成的回波(或回波信號)的集合。接收電路106被配置為接收至少C模式數據，并且任選地接收B模式成像數據、多普勒成像數據和/或其他成像數據。開關(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通過對回波應用時間延遲、對回波進行加權、對經延遲的和經加權的回波求和、和/或否則對接收到的回波進行波束形成、創(chuàng)建經波束形成的數據來對接收到的回波進行處理。預處理器114對經波束形成的數據進行處理。適當的預處理包括但不限于回波抵消、壁濾波、基帶化、求平均和抽取、包絡檢測、對數壓縮、FIR和/或IIR濾波和/或其他處理。
[0024]3D US數據處理器116處理經波束形成的數據，其包括經波束形成的3D體積US成像數據。如下面更詳細地描述的，3D US數據處理器116處理經波束形成的數據并且能夠生成僅感興趣組織數據(例如，僅感興趣血管)，其在經由裝置100的顯示器118和/或其他顯示器在視覺上被顯示在2D或3D中時實際上將顯示器118渲染成到示出僅感興趣組織數據的對象中的窗口。例如，在僅感興趣組織數據是血管(例如，靜脈和/或動脈)的情況下，顯示器118提供在視覺上示出血管的窗口，同時在視覺上抑制非血管組織。應當認識到，通過這樣做，裝置100的用戶不需要任何特定訓練或手眼空間協調來對裝置100進行取向以對血管和/或其他感興趣組織進行可視化。
[0025]如還將在本文中討論的，3DUS數據處理器116還可以生成B模式圖像、多普勒圖像和/或其他圖像。3D US數據處理器116可以經由運行被編碼或嵌入在計算機可讀存儲介質(其排除諸如物理存儲器的暫態(tài)介質)上的一個或多個計算機可讀指令的一個或多個處理器(例如，中央處理單元(cpu)、微處理器、控制器等等)來實施。額外地或備選地，指令可以由諸如載波、信號的暫態(tài)介質和/或其他暫態(tài)介質承載。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]掃描轉換器120對3DUS數據處理器116的輸出進行轉換以生成用于顯示的數據，例如通過將數據轉換到顯示器118的坐標系。用戶接口(UI)122包括(一個或多個)輸入設備(例如，物理按鈕、觸摸屏等等)和/或(一個或多個)輸出設備(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。存儲設備124可以被用于存儲數據?？刂破?26控制部件102-124中的一個或多個。這樣的控制可以基于操作模式(例如，B模式、