CN101066210B - 超声系统中显示信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了在超声系统中显示信息的用户界面和方法。根据本发明的实施例，提供了在医学图像处理期间自动显示信息的方法(130)。该方法(130)包括确定(134)根据所采集扫描数据产生的显示图像(126)的图像视图并基于所确定的图像视图来确定(136)与显示图像(126)上显示的标记(122)相结合显示的文本(124)。该文本(124)指示待用标记(122)识别的显示图像的区域。该方法进一步包括与显示图像(126)上的标记(122)相结合地自动显示(138)所确定的文本(124)。

Description

超声系统中显示信息的方法
技术领域
本发明的实施例通常涉及医学成像系统，更具体的，涉及具有帮助用户处理医学图像数据功能的医学成像系统。 
背景技术
超声系统可用于各种应用中并可由各种技能水平的个人来使用。在许多检查中，超声系统的操作者必须提供输入以便系统能正确地处理信息供以后的分析。例如，用户必须选择图像上的某些区域或某些点以对所采集图像的数据进行处理。用户常常必须明了各种输入以确保正确做出选择，诸如以正确的顺序，和/或确保输入了特定处理操作所需要的所有输入。如果没有正确或完整地输入用户输入，则数据的后继处理可能是不正确的，这可导致分析上的错误和/或不正确的诊断。 
另外，提供给系统操作者的信息也使得难以提供必要的输入。例如，对操作者来说很难在所显示图像上的不同区域间进行区分。这可导致用户输入错误，例如选择由系统用来处理所采集图像的图像上的参考点或识别点时的错误。 
因此，使用已知界面的操作者常常必须单独明了选择以确保正确的处理。这可包括将信息写到单独的记事本上，以试图记住已经提供了什么信息。如果用户没有正确记住已经输入的信息和/或所输入信息的顺序，则可能导致错误。另外，这些用户界面难以导航并且不提供不同用户输入的指示。因此这些已知的系统可导致增加的处理时间以及降低的工作流或检查处理量。 
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种在医学图像处理期间自动显示信息的方法。该方法包括为根据所采集的扫描数据产生的显示图像确定图像视图(image view)，以及基于所确定的图像视图来确定与在显示图像上显示的标记结合显示的文本。该文本指示用该标记标识的显 示图像的区域。该方法进一步包括与显示图像上的所述标记相结合地自动显示所确定的文本。 
根据本发明另一实施例，提供了一种在医学图像处理期间自动显示状态信息的方法。该方法包括确定当前处理操作的状态、确定整个处理操作的状态，以及在显示的分段状态指示器上提供当前处理操作状态及整个处理操作状态的指示。 
根据本发明又一实施例，提供了一种医学图像显示器，其包括图像部分，用于显示来自所采集的医学成像扫描的图像；和非图像部分，用于显示关于所显示图像的信息。该非图像部分包括状态指示器，该状态指示器具有指示与所显示图像结合执行的操作的状态的多个分段。 
根据本发明另一方面的实施例，提供了一种医学图像显示器，其包括图像部分，用于显示来自所采集医学成像扫描的图像；和非图像部分，用于显示关于所显示图像的信息。该医学图像显示器进一步包括在图像部分上显示的虚拟标记及相关文本。该相关文本基于图像部分中显示图像的确定的图像视图自动显示。该文本指示用标记标识的显示图像的区域。 
附图说明
图1是根据本发明实施例形成的诊断超声系统的结构图。 
图2是根据本发明实施例形成的图1的诊断超声系统的超声处理器模块的结构图。 
图3是根据本发明的实施例呈现在显示器上的用于处理图像信息的窗口。 
图4是根据本发明的实施例确定待显示在图3的窗口上的文本的方法流程图。 
图5示出了根据本发明实施例在显示器上呈现的包括标记及相关文本的图像。 
图6示出了根据本发明实施例在显示器上呈现的包括标记及相关文本的另一图像。 
图7示出了根据本发明的实施例呈现在显示器上并具有控制面板的图3的窗口。 
图8示出了根据本发明实施例在显示器上呈现的图7的控制面板。 
图9示出了根据本发明实施例的一个状态中的状态指示器。 
图10示出了根据本发明实施例的另一个状态中的状态指示器。 
图11示出了根据本发明实施例的另一个状态中的状态指示器。 
图12示出了根据本发明实施例的另一个状态中的状态指示器。 
图13示出了根据本发明实施例的另一个状态中的状态指示器。 
图14示出了根据本发明实施例的另一个状态中的状态指示器。 
具体实施方式
下面详细描述了便于用户进行输入的超声系统和方法的示例性实施例。特别地，首先提供示例性超声系统的详细描述，随后详细描述在显示器上提供信息以便于用户输入来对所采集图像数据进行处理的各种方法和系统实施例。此处所描述的各种系统和方法实施例的技术效果包括至少以下之一：利用超声系统的用户界面使正确输入和选择信息的过程容易。 
应当注意的是虽然描述了有关超声系统的各种实施例，但是此处所描述的方法和系统不仅限于超声成像。特别地，可将各种实施例结合不同类型的医学成像实施，所述医学成像包括例如磁共振成像(MRI)和计算机断层摄影(CT)成像。此外，可将各种实施例结合其他非医学成像系统实施，例如非破坏性测试系统。 
图1示出了超声系统20，更具体的，是根据本发明实施例形成的诊断超声系统20的结构图。超声系统20包括发射器22，其驱动换能器26内的元件(例如压电晶体)阵列24以将脉冲超声信号发射到身体或体积内。可使用多种几何结构，并且换能器26可提供为例如不同类型的超声探头的一部分。超声信号从身体内的结构，例如血细胞或肌肉组织反向散射以产生返回到元件24的回波。这些回波由接收器28接收。将所接收回波提供给执行波束形成的波束形成器30并输出RF信号。接着将RF信号提供给处理RF信号的RF处理器32。或者，RF处理器32可包括复解调器(complex demodulator)(未显示)，它解调RF信号以形成表示回波信号的IQ数据对。接着可将RF或IQ信号数据直接提供给用于存储(例如，临时存储)的存储器34。 
超声系统20还包括处理器模块36来处理所采集的超声信息(例 如，RF信号数据或IQ数据对)并准备用于在显示器38上显示的超声信息帧。处理器模块36适于根据多个可选超声形式对所采集超声信息执行一个或多个处理操作。当接收回波信号时，可以在扫描会话期间实时处理所采集的超声信息。另外或作为备选，可在扫描会话期间将超声信息临时存储在存储器34中，并在现场或者离线操作中略逊于实时地对其进行处理。包括图像存储器40用于存储未计划立刻显示的所采集超声信息的经处理的帧。图像存储器40可包含任何已知的数据存储介质，例如永久存储介质、可拆卸存储介质等等。 
处理器模块36连接到用户界面42，该用户界面按下面更详细的解释来控制处理器模块36的操作并被构造成从操作者接收输入。显示器38包括一个或多个呈现患者信息的监视器，所述信息包括供用户进行回顾、诊断和分析的诊断超声图像。显示器38可自动显示例如来自存储在存储器34或40中的三维(3D)超声数据的多个平面。存储器34和存储器40的其中一个或者两个可存储超声数据的3D数据集，在这里这些3D数据集被访问以呈现2D和3D图像。例如，可将3D超声数据集映射到对应的存储器34或40中，以及一个或多个参考平面上。包括数据集在内的数据的处理部分地基于用户的输入，例如在用户界面42接收的用户选择。 
在操作中，系统20通过各种技术(例如，3D扫描、实时3D扫描、体积扫描、用具有定位传感器的换能器进行的2D扫描、利用体素相关技术的徒手扫描、利用2D或矩阵阵列换能器的扫描等等)采集数据，例如体数据集。在扫描感兴趣区(ROI)时，通过例如沿直线或弓形路径移动换能器26来采集数据。在每个直线或弓形位置上，换能器26获得存储在存储器34中的扫描平面。 
图2示出了根据本发明实施例形成的图1的超声处理器模块36的示例性结构图。超声处理器模块36从概念上图示为子模块的集合，但是也可利用专用硬件板、DSP、处理器等的任意组合来实现。可选的，可以利用具有单个处理器或多个处理器(功能操作在处理器之间分配)的现有PC实现图2的子模块。作为另一选择，可利用混合配置来实现图2的子模块，其中某些模块功能利用专用硬件来执行，而剩余的模块功能利用现有PC等来执行。这些子模块还可作为处理单元中的软件模块来实现。 
图2示出的子模块的操作可由本地超声控制器50或由处理器模块36进行控制。子模块52-68执行处理器中间(mid-processor)操作。超声处理器模块36可接收若干形式之一的超声数据70。在图2的实施例中，所接收的超声数据70组成I，Q数据对，该数据对表示与每个数据样本有关的实部和虚部。将I，Q数据对提供给彩色血流子模块52、能量多普勒子模块54、B模式子模块56、频谱多普勒子模块58以及M模式子模块60中的一个或多个。任选的，可包括其他子模块，尤其是诸如声辐射力脉冲(Acoustic Radiation Force Impulse，ARFI)子模块62、应变模块64、应变率子模块66、组织多普勒(TDE)子模块68。应变模块62、应变率子模块66以及TDE子模块68可共同定义超声心动图处理部分。 
将子模块52-68中每个构造成以对应的方式处理I，Q数据对，从而产生彩色血流数据72、能量多普勒数据74、B模式数据76、频谱多普勒数据78、M模式数据80、ARFI数据82、超声心动图应变数据84、超声心动图应变率数据86以及组织多普勒数据88，所有这些数据在后继处理之前可暂时存储在存储器90(或图1所示的存储器34或存储器40)中。数据72-88可作为例如多组矢量数据值进行存储，其中每组定义单个超声图像帧。矢量数据值通常基于极坐标系进行组织。 
扫描转换器子模块92访问存储器90并从其中获得与图像帧相关联的矢量数据值，并将该组矢量数据值转抉成笛卡尔坐标以产生为显示进行了格式化的超声图像帧94。可将由扫描转换器模块92所产生的超声图像帧94提供给存储器90用于后继处理，或者可将其提供给储存器34或图像存储器40。 
一旦扫描转换器子模块92产生与例如应变数据、应变率数据等相关联的超声图像帧94，则可将这些图像帧再次存储到存储器90中或经总线96通信到数据库(未显示)、存储器34、图像存储器40和/或其他处理器(未显示)。 
作为示例，希望在显示器38上实时观看关于超声心动图功能的不同类型超声图像(图1所示)。为了实现该目的，扫描转换器予模块92获得存储在存储器90中的图像的应变或应变率矢量数据集。在必要时对该矢量数据进行插值并将其转换成用于视频显示的X，Y格式从而产生超声图像帧。将该经扫描转换的超声图像帧提供给显示控制器(未示出)，该显示控制器可包括将视频映射到灰度图用于视频显示的视频处理器。灰度图可表示原始图像数据到显示灰度级的转换函数。一旦将视频数据映射到灰度值，显示控制器就控制包括一个或多个监视器或显示窗口的显示器38使其显示图像帧。从数据的图像帧产生显示器38上所显示的超声心动图像，其中每个数据指示显示器中各个像素的强度或亮度。在这一示例中，显示的图像表示被成像的感兴趣区中的肌肉运动。 
再次参考图2，2D视频处理器子模块94将从不同类型的超声信息产生的帧中的一个或多个进行组合。例如，2D视频处理器子模块94可通过将一种类型的数据映射到灰度图并将其他类型的数据映射到彩色图供视频显示，对不同的图像帧进行组合。在最终显示的图像中，彩色像素数据叠加在灰度像素数据之上以形成单个多模式图像帧98，该图像帧98可再次重新存储到存储器90中或经由总线96进行通信。连续的图像帧可作为电影回放(cine loop)存储在存储器90或存储器40(图1所示)中。该电影回放代表先进先出环形图像缓冲区，其捕捉实时显示给用户的图像数据。用户通过在用户界面42输入冻结指令可冻结该电影回放。用户界面42可包括例如键盘和鼠标以及所有与超声系统20(图1所示)的信息输入有关的其他输入控制。 
3D处理器子模块100也可由用户界面42控制，访问存储器90以得到超声图像帧的空间连续群并通过例如已知的体绘制或表面绘制算法产生其三维图像表示。可利用各种成像技术，诸如光线投射、最大强度像素投影等产生三维图像。 
本发明的各个实施例提供了屏幕显示上的指示，供用户在利用用户界面42(图1所示)输入信息或利用用户界面42选择感兴趣点或区域时使用。图3是示例性的窗口110(或显示面板)，其可呈现在显示器38(图1所示)或其一部分上并由用户界面42进行控制。用户可访问作为用户界面42组成部分的不同输入装置，例如鼠标、跟踪球、键盘等。窗口110通常包括图像部分112和能提供与所显示图像、系统状态等等有关的不同信息的非图像部分114。例如，非图像部分112可包括时间和日期信息116、图像类型标签118以及状态指示器120。更具体的，时间和日期信息116可显示当前时间和日期，或采集图像部分112上所示图像时的时间和日期。图像类型标签118提供例如所显示图像的视图的指示，该视图在示例性的窗口110中是心尖长轴(Apical Long Axis，APLAX)视图。状态指示器120提供如下面更详细描述的当前系统处理和整体系统处理的状态指示。
各个实施例还包括虚拟标记122，其具有也显示在图像部分112上的关联文本124。更具体的，基于由图像类型标签118所指示的被显示图像类型，与相关文本124一起提供了在该实施例中构造成带十字准线的圆环的虚拟标记122，文本124可描述图像126上的待识别区域。可基于待执行的处理类型来显示相关文本124。例如，在处理操作中，需要标记所示图像126的不同点以便确定关于图像126的信息，例如从而产生图像126中所示结构的边界(例如，心内膜边界)。更具体的，相关文本124指示待识别的图像126的区域，例如待由用户选择的图像126上的点，用户例如通过利用用户输入42的输入装置将标记122移动到该点并选择该点。 
作为示例，当利用任何已知的处理确定了心内膜边界，不同视图中图像126上的特定点必须以特定的顺序进行识别。具体地，在一个实施例中，为了产生心内膜边界，必须识别并选择三幅视图每一幅上的三个点。这些点必须以特定的顺序进行选择。根据本发明的各个实施例，相关文本124根据待识别和选择的点自动改变。图4中显示了一种确定待显示的相关文本124的示例性方法130。方法130包括在132中用户初始选择待由超声系统20执行的选项，该处理可由处理器模块36利用图2所示的予模块之一来执行。因此，用户可在选择屏幕(未显示)上或窗口110上，例如在下拉菜单或选择区(未显示)中输入：待执行的操作是确定所示图像的心内膜边界。一旦已经选择了待执行的操作，并显示了图像126，则在134识别被显示图像126的图像视图。例如，用户可在用户界面42的键盘上输入该图像视图。接着将这一视图类型通过图像类型标签118进行显示。应当注意的是待显示的图像126可从本地存储设备，例如图像存储器40(图1所示)进行访问。在可选实施例中，基于从本地存储设备访问的图像自动识别所述视图。 
一旦输入该图像视图，就在136中确定待识别且与待显示文本对应的点。具体的，以确定心内膜边界为例继续，访问一表格，该表格标识图像126上待识别和选择的特定点、识别的顺序以及与标记122一起显示的相关文本124。表示为下面的表1的示例性表格，示出了选择顺序和基于图像视图显示的相关文本124。 
 图像视图   心尖长轴  (APLAX)   两腔   四腔
 相关文本1   后部  (Posterior)   下部   隔基部  (Basal  Septum)
 相关文本2   隔前  (Anteroseptal)   基底前  (Basal  Anterior)   基底侧  (basal  lateral)
 相关文本3   顶端(Apex)   顶端   顶端
表1 
表1为在134中所选的每个图像视图定义了与标记122一起显示的相关文本124以及文本124的顺序，即相关文本1，接着是相关文本2最后是相关文本3。应当注意的是所显示的文本可以是表1所示文本的缩写或者它的变形。因此，在138中，显示相关文本124。操作中，及例如在APLAX视图中，“后部”(即，相关文本1)是在相关文本124连同标记122一同显示时首先显示的。一旦已经识别(例如由用户用标记122选择)了图像126上的相应点，则显示相关文本2，其如同图5中所示可以是缩略文本，即“AntSept”。一旦识别了图像上的相应点，则显示最后文本，即相关文本3，具体而言，如图6所示与标记122一起显示相关文本124“顶端”。应当注意的是一旦在图像126上标记了点，则标记122和/或相关文本可以消失或可以在所识别的点处持续显示。 
一旦已经识别了所有的三个点，可以对其他图像视图，例如两腔和四腔视图，重复方法130。具体而言，在140做出关于是否要处理另一图像126的决定。如果要处理另一图像126，则在134识别该图像。如果在140中确定没有额外图像要处理，则在142做出关于是否执行另一操作142的决定。如果要执行另一操作，则在132选择该操作。如果在142中确定没有进一步的操作要执行，则在144系统返回到正常操作。 
这样，利用标记122和相关文本124，各个实施例提供了输入与特定处理操作相关的信息的指导。例如，通过在不同图像视图中标记特 定点(例如，在心脏底部的两点和顶端处的一点)，处理器模块36(图1所示)可以利用任何已知的处理自动确定心肌和心腔之间的心内膜边界。 
应当注意的是，可将窗口110构造成使得，如果将所显示图像126反转，例如在左/右方向上，则各个实施例相应地重新标记图像壁和片段。具体的，上面的表1还进一步包括关于一点相对另一点的期望位置的信息，例如，希望视图之一中的一点在另一点的左侧。如果确定该点被替代地选择成位于该另一点的右侧，这可通过以任意已知方式提供的像素元素图来确定，则自动重命名每个心脏壁及心内各部分的标签。例如，如果如图3所示将后壁标记到图像126的左侧而将隔前壁标记到图像126的右侧，如果反转该图像，这可由用户选择的点来确定，则标签交换，其中后面的标签位于图像126右侧且隔前标签位于图像126左侧。 
各个实施例还提供了例如当利用标记122对点进行识别和选择时能够使用的显像功能。具体地，窗口110还包括如图7所示的控制面板160，基于所显示平面或所执行操作其可包括不同的选项。窗口110还可包括允许用户选择不同选项的菜单部分162。例如，诸如存档、患者、图像浏览器等不同可选项164可由用户利用鼠标进行选择，并且之后提供不同的选项(诸如在下拉菜单中)或不同的功能。 
图7显示了控制面板160，它的一部分更清晰地显示在图8上，该控制面板包括启动显像功能的可选项。具体地，提供YOYO可选项166以选择该显像功能。例如当正在显示特定视图中的图像126时，YOYO可选项166的激励启动了显像功能，其中访问图像存储器40并且例如以电影前后回放的形式显示当前图像帧之前或之后的图像帧短回放。用户可利用参考帧(Ref.Frame)可选项168在当前(参考)帧的两侧选择用于显示的帧数。应当注意的是利用箭头可选项170可以前进或后退该参考帧以及增加或减少所包括参考帧之前或之后的帧数。可激活取消可选项172以取消显像功能并可激活退出可选项174以退出控制面板160。应当注意的是选择用于回放中观看的帧数通常小于总的心动周期，例如前后三帧、前后五帧或前后十帧。然而，可构想其他数量的帧。例如，利用尤其基于ECG将心动周期分成收缩帧和舒张帧的标准公式，在心脏活动事件的预定时期(例如在心脏收缩开始后250毫秒)内，也可根据 总心动周期的百分比(例如对应心动周期的30％的图像)，想到其他部分周期。在一个实施例中，在选定的图像帧群中从第一到最后的图像帧来回地显示图像。 
当在图像126上标记点以便例如区分被显示的心肌和被显示的充满血液的腔之间的边界时可使用显像功能。标记122可移动到图像126上的点并被选择，其中图像126在回放期间移动、在回放中的一点暂停或在静态参考图像上。 
再次参考图3，将状态指示器120配置成整体操作状态中当前操作状态的图形指示。状态指示器的片段180的阴影提供了系统处理状态的视觉指示。再次参考通过在三个不同视图的每一个中选择三个点来确定心内膜边界的示例，状态指示器120配置成使得两个相对的分区180提供处理图像视图之一的状态的指示。例如，图9和10示出了心尖长轴图像视图处理期间的阴影，图11和12示出了两腔图像视图处理期间的阴影，而图13和14示出了四腔视图处理期间的阴影。具体的，当要处理当前的视图时，将该视图的分区180外边缘或边界的一部分突出显示。特别的，当心尖长轴视图是待处理的当前视图时，则中间上部和中间下部的片段180包括如图9所示的突出显示外边界。当心尖长轴图像视图的处理结束时，例如当如此处所描述的已经选择了所有三个点后，如图10所示使整个中间上部和中间下部的片段变暗。如图11到14所示为其他图像视图的每一个提供类似的阴影设置。 
应当注意的是一旦已经处理或开始处理一个图像视图时，突出显示的外边缘或边界可提供关于下一幅待处理图像视图的指示。这样，外边缘或边界的突出显示可指示待由用户选择进行处理的图像视图。此外，当已经处理了所有视图时，如图14所示将每一片段180加阴影，并且当有任何片段180未被突出显示时，表明还需要处理一幅或多幅视图。或者，片段180可依据当前的状态被加不同颜色的阴影，例如，对没有采集或没有处理的图像视图加黄色阴影，而对采集处理的图像视图加绿色阴影。何时已经处理了图像视图的决定可以基于不同操作的完成。例如，在一个实施例中，一旦标记了三个点、完成了计算、确认了跟踪并认可了操作，就对图像视图进行处理。这样，状态指示器120提供正在执行或待执行的处理和/或操作的状态的连续、动态指示。 
各个实施例提供了当处理由医学成像系统(例如超声成像系统)所采集的图像时在屏幕上使用的指示。例如，这些指示可指导用户何时提供输入和/或选择图像的部分，并提供了状态信息。此外，可提供显像功能以便在输入选择，尤其在选择图像上的点时，帮助用户。 
虽然按照各个具体的实施例已经描述了本发明，但是本领域的技术人员将会认识到可用权利要求的精神和范围内的修正来实施本发明。 
附图标记列表 
20超声系统 
22发射器 
24元件 
26换能器 
28接收器 
30束形成器 
32 RF处理器 
34存储器 
36处理器模块 
38显示器 
40图像存储器 
42用户界面 
50超声控制器 
52彩色血流子模块 
54能量多普勒子模块 
56 B模式子模块 
58频谱多普勒子模块 
60 M模式子模块 
62声辐射力脉冲(ARFI)子模块 
64应变模块子模块 
66应变率子模块 
68组织多普勒(TDE)子模块 
70超声数据 
72彩色血流数据 
74能量多普勒数据 
76 B模式数据 
78频谱多普勒数据 
80 M模式数据 
82 ARFI数据 
84超声心动图应变数据 
86超声心动图应率变数据 
88组织多普勒数据 
90存储器 
92扫描转换器子模块 
94超声图像帧 
96总线 
100 3D处理器子模块 
110示例性窗口 
112图像部分 
114非图像部分 
116时间和数据信息 
118图像类型标签 
120状态指示器 
122虚拟标记 
124相关文本 
126图像 
130示例性方法 
132用户初始选择操作 
134表1为每个所选图像视图定义了待显示的相关文本 
136确定待识别的点和对应的待显示文本。 
138显示相关文本 
140做出关于是否处理另一图像的决定 
142做出关于是否执行另一操作的决定 
144系统返回到正常操作 
160控制面板 
162菜单部分 
164不同的可选项 
166 YOYO可选项 
168参考帧(Ref.Frame)可选项 
170箭头可选项 
172取消可选项 
174退出可选项 
180片段 

Claims (5)

1.一种在医学图像处理期间自动显示信息的方法(130)，该方法包括：
为根据所采集扫描数据产生的显示图像(126)确定(134)图像视图；
基于所确定的图像视图来确定(136)与在显示图像(126)上显示的标记(122)相结合显示的文本(124)，该文本(124)指示待用所述标记(122)识别的显示图像的区域；以及
与显示图像(126)上的标记(122)相结合地自动显示(138)所确定的文本(124)。
2.根据权利要求1的方法，其中确定与在显示图像(126)上显示的标记(122)相结合显示的文本(124)包括基于所述图像视图来确定显示文本(124)的次序。
3.根据权利要求1的方法，进一步包括在识别了显示图像上的区域后自动改变显示的文本。
4.根据权利要求1的方法，进一步包括将文本(124)与标记(122)相关联，使得文本(124)随标记(122)移动。
5.根据权利要求1的方法，进一步包括基于所选区域提供指示图像(126)的部分的文本(124)。
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