CN110870792B - 用于超声导航的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于超声导航的系统和方法”。本发明提出了一种用于超声成像的方法。该方法包括：采集受检者的至少一个图像；基于该图像确定超声探头在受检者的身体表面上的当前位置；识别图像中的感兴趣的解剖区域；量化图像以确定图像对于对应于临床方案的一个或多个扫描平面的适合性；基于超声探头的当前位置、所识别的感兴趣的解剖区域以及图像的量化结果生成受检者的个性化解剖模型；基于临床方案计算超声探头从当前位置到目标位置的期望轨迹；基于所计算的轨迹传送超声探头的期望移动；基于所传送的期望移动沿着所计算的轨迹移动超声探头以采集受检者的图像。

Description

用于超声导航的系统和方法

背景技术

本说明书的实施方案整体涉及超声成像，并且更具体地涉及用于超声成像系统中与临床医生无关的引导的系统和方法。

超声成像提供了相对廉价的成像方法。在超声扫描过程期间，临床医生试图捕获某种解剖结构的确定/否定特定医学病症的视图。一旦临床医生对视图或扫描平面的质量感到满意，就冻结图像以进入测量阶段。例如，超声图像通常用于评估胎儿的胎龄(GA)和体重或监测患者的心脏健康。根据二维(2D)或三维(3D)图像数据对胎儿解剖结构的特定特征(诸如头部、腹部或股骨)进行超声测量用于确定GA、评估生长模式和识别异常。类似地，对于心脏应用，心脏病专家通常测量心脏壁的厚度以检查心肌病。

超声成像的最新发展产生了当前最先进的超声设备，这些超声设备具有相对高的图像分辨率和易用性。这些发展继而使得超声用于临床研究以及日常现场护理实践有所增加。因此，多年来超声成像的使用一直在稳步增长。此外，改进的超声技术产生了更高频率的超声探头，这些探头非常适合于对相对浅的解剖结构进行成像，肌肉骨骼成像通常就是这种情况。

尽管超声具有各种优点，但是限制在现场护理使用超声的重要因素是进行超声扫描需要临床医生有经验且受过训练。另外，使用超声即使在相对熟练的超声从业者(诸如超声医师)中也会导致主观诊断。更具体地讲，图像采集对超声医师来说是相当有挑战性的问题。目前，对于每个正确的扫描平面采集，图像采集需要1到5分钟，对于新手临床医生来说更是如此。经验不足的临床医生/超声医师面临的另一个挑战是能够正确识别可接受的扫描平面帧。临床医生还希望了解他们距离正确的扫描平面有多远。此外，超声图像也受患者和临床医生的变化性的影响。而且，确定图像帧的质量也充满挑战。具体地讲，图像中的像素强度随着不同的增益设置而显著变化。

此外，临床医生的变化性还限制超声成像和测量的再现性。临床医生间的可变性有多种原因。例如，二维(2D)超声心动图仅可视化三维结构的横截面切片，通常称为扫描平面。即使具有六个自由度的换能器的定位发生微小变化也可导致可视化场景发生显著变化，这可继而导致测量不正确。另外，次优超声图像设置诸如增益、时间-增益补偿可能降低可视化人体内部结构的能力。

早期在提高临床工作流程的稳健性和准确性方面的努力往往集中于用于分割感兴趣的解剖区域的半自动化方法。然而，这些过程往往很耗时。另外，使用这些技术可能需要用户干预或要求超声医师受过训练。这些技术也可能受临床医生的可变性的影响，或者可能易于误检测。在偏远或农村市场，获得受过训练的超声医师或超声技术人员的服务可能特别困难，从而导致偏远地区服务不足或服务水平低。

发明内容

根据本说明书的各方面，提出了一种用于超声成像的方法。该方法包括经由超声探头采集受检者的至少一个图像。此外，该方法包括经由导航平台基于该至少一个图像实时确定超声探头在受检者的身体表面上的当前位置。另外，该方法包括经由导航平台实时识别该至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域。该方法还包括经由导航平台实时量化该至少一个图像以确定该至少一个图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性。此外，该方法包括经由导航平台基于超声探头的当前位置、所识别的一个或多个感兴趣的解剖区域以及该至少一个图像的量化结果实时生成受检者的个性化解剖模型。而且，该方法包括经由导航平台基于所确定的临床方案实时计算超声探头从当前位置到目标位置的期望轨迹。此外，该方法包括经由导航平台基于所计算的轨迹实时传送超声探头的期望移动。另外，该方法包括基于所传送的期望移动沿着所计算的轨迹移动超声探头以采集受检者的图像，其中所采集的图像包括期望的感兴趣的解剖区域。

根据本说明书的另一个方面，提出了一种系统。该系统包括导航平台，其中导航平台包括：解剖结构定位单元，该解剖结构定位单元被配置为基于至少一个图像实时确定超声探头在受检者的身体表面上的当前位置；解剖结构认知单元，该解剖结构认知单元被配置为实时识别该至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；扫描平面评分单元，该扫描平面评分单元被配置为实时量化该至少一个图像以确定该至少一个图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性；受检者建模单元，该受检者建模单元被配置为基于超声探头的当前位置、超声探头的先前位置、所识别的一个或多个感兴趣的解剖区域以及该至少一个图像的量化结果或其组合实时生成受检者的个性化解剖模型；引导单元，引导单元该被配置为基于所确定的临床方案实时计算超声探头从当前位置到目标位置的期望轨迹；以及反馈单元，该反馈单元被配置为基于所计算的轨迹实时传送超声探头的期望移动。

根据本说明书的又一个方面，提出了一种成像系统。该成像系统包括采集子系统，该采集子系统被配置为采集对应于受检者的至少一个图像。此外，该成像系统包括处理子系统，该处理子系统与采集子系统可操作地相关联并且被配置为处理至少一个图像，其中该处理子系统包括导航平台，该导航平台被配置为：基于该至少一个图像实时确定超声探头在受检者的身体表面上的当前位置；实时识别该至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；实时量化该至少一个图像以确定该至少一个图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性；基于超声探头的当前位置、超声探头的先前位置、所识别的一个或多个感兴趣的解剖区域以及该至少一个图像的量化结果或其组合实时生成受检者的个性化解剖模型；基于所确定的临床方案实时计算超声探头从当前位置到目标位置的期望轨迹；并且基于所计算的轨迹实时传送超声探头的期望移动。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的符号在整个附图中表示相同的部分，其中：

图1是根据本说明书的方面的用于超声成像的系统的图解示意图；

图2是根据本说明书的方面的用于图1的系统的导航平台的一个实施方案的图解示意图；

图3描绘了根据本说明书的方面的示出用于超声成像的示例性方法的流程图；

图4(a)至图4(c)描绘了根据本说明书的方面的用于图3的超声成像的示例性方法的一个示例的图解示意图；以及

图5是用于图1的系统的超声成像系统的图解示意图。

具体实施方式

超声成像越来越多地用于对患者中的感兴趣的解剖区域进行成像。应当理解，除了其他医学成像模态之外，在超声成像中，采集相关图像用于临床诊断的功效高度取决于临床医生/操作者的技能。具体地讲，临床相关结果取决于临床医生在超声扫描中的技能水平。技能低下的临床医生经常难以识别解剖结构，随后的任务更加复杂，即识别正确的扫描平面和生物测量。用于本申请的超声成像的各种系统和方法提出了一种稳健的智能技术，该技术将使具有不同技能水平的临床医生能够在超声检查中有效。更具体地讲，下文所述的系统和方法提供了关于探头移动的可操作指令，以帮助临床医生一致地达到临床黄金标准，这将获得一致的结果。

可以指出的是，尽管在医学成像系统的背景下描述各种系统和方法，但是这些系统和方法还可用于对无生命对象(诸如但不限于管道、管、行李箱、包裹等)进行成像。此外，参考在定位受检者的右肾时向临床医生(诸如临床医生、超声医师或放射科医师)提供帮助来描述成像系统和方法。然而，本发明的系统和方法还可应用于帮助临床医生定位受检者中的其他解剖区域。

图1是根据本说明书的方面的用于诊断成像的示例性系统100的框图。更具体地讲，系统100被配置为帮助临床医生对患者102进行成像，以提供一致的临床结果，而不论临床医生(诸如超声医师和/或执业医生)的技能水平如何。

在成像期间，临床医生通常将超声探头定位在正被成像的患者102中的感兴趣区域上或周围。在一个示例中，患者102可以仰卧姿势定位在患者支撑件上。此外，可操作地耦接到医学成像系统108的图像采集设备104可用于采集对应于对象或患者102中的感兴趣区域的图像数据。在一个实施方案中，图像采集设备104可以是超声探头。另外，在一个示例中，医学成像系统108是超声成像系统。超声成像系统108可被配置为接收对应于患者102的超声图像数据，并处理超声图像数据以生成对应于患者102的一个或多个图像。可以指出的是，系统100可被配置为使用单个采集的图像自动将临床医生引导到期望的目标位置进行扫描。然而，在某些其他实施方案中，可采用多于一个图像来自动将临床医生引导到期望的目标位置进行扫描。

此外，在一个示例中，所采集的图像可包括二维(2D)B模式超声图像。而且，在某些实施方案中，这些图像可包括预扫描转换或射频(RF)超声数据。另外，2D图像可包括静态2D图像或电影回放，电影回放包括一系列2D图像或随时间采集的图像帧。可以指出的是，尽管关于2D超声图像来描述本说明书，但是还设想了本说明书与三维(3D)超声图像和四维(4D)超声图像一起使用。

在本说明书中，感兴趣的对象是患者102的右肾。可以指出的是，尽管参考右肾作为感兴趣的对象来描述本说明书，但是还设想了使用本说明书对其他感兴趣的对象中的感兴趣的解剖区域进行成像。

在当前设想的配置中，系统100可被配置为采集表示患者102的图像数据。在一个实施方案中，系统100可经由图像采集设备104采集对应于患者102的图像数据。而且，在一个实施方案中，图像采集设备104可包括探头，其中探头可包括侵入式探头或者非侵入式或外部探头，诸如外部超声探头，探头被配置为帮助采集图像数据。而且，在某些其他实施方案中，图像数据可经由可设置在患者102上的一个或多个传感器(未示出)采集。以举例的方式，这些传感器可包括生理传感器(未示出)，诸如位置传感器。在某些实施方案中，位置传感器可包括电磁场传感器或惯性传感器。例如，这些传感器可经由引线(未示出)可操作地耦接到数据采集设备，诸如成像系统。

此外，超声系统100还可包括可操作地耦接到超声探头104的位置感测单元106。位置感测单元106可包括光学跟踪系统、磁性位置感测系统、探头保持器中的传感器、运动感测系统、激光器、相机、电磁位置感测系统和/或被配置为实时检测超声探头104的位置的任何合适的系统或系统组合。在一些实施方案中，位置感测单元106可将探头位置数据提供给超声系统100的处理子系统112，以便与超声探头104在对应探头位置处采集的超声图像数据相关联。在某些实施方案中，超声探头104可操作以采集覆盖器官(诸如右肾或任何合适的器官)的至少大部分的超声图像数据。

系统100还可包括与图像采集设备104可操作地相关联的医学成像系统108。应当指出的是，尽管在医学成像系统的背景下描述下文所示的示例性实施方案，但是还设想了其他成像系统和应用，诸如工业成像系统和非破坏性评估和检查系统，诸如管道检查系统、液体反应器检查系统。另外，下文所示和所述的示例性实施方案可应用于与其他成像模态、位置跟踪系统或其他传感器系统结合采用超声成像的多模态成像系统。在一个示例中，多模态成像系统可包括正电子发射断层摄影(PET)成像系统-超声成像系统。此外，根据本说明书的方面，在多模成像系统的其他非限制性示例中，超声成像系统可与其他成像系统结合使用，诸如但不限于计算机断层摄影(CT)成像系统、对比增强超声成像系统、X射线成像系统、光学成像系统、磁共振(MR)成像系统和其他成像系统。

如上文所述，在当前设想的配置中，医学成像系统108是超声成像系统。在一个实施方案中，医学成像系统108可包括采集子系统110和处理子系统112。此外，在一个实施方案中，医学成像系统108的采集子系统110被配置为经由图像采集设备104采集表示患者102的图像数据。例如，所采集的图像数据可包括多个2D超声图像或切片。可以指出的是，术语“图像”和“图像帧”可互换使用。

另外，采集子系统110还可被配置为采集存储在光学数据存储物品中的图像。可以指出的是，光学数据存储物品可以是光学存储介质，诸如光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、多层结构(诸如DVD-5或DVD-9)、多侧结构(诸如DVD-10或DVD-18)、高清数字通用光盘(HD-DVD)、蓝光光盘、近场光存储盘、全息存储介质或其他类似体积光学存储介质(诸如例如，双光子或多光子吸收存储格式)。此外，例如，由采集子系统110如此采集的2D图像可本地存储在数据储存库116中的医学成像系统108上。

另外，然后，处理子系统112可处理从患者102采集的图像数据。此外，处理子系统112还被配置为从位置感测单元106接收探头位置数据，并将探头位置数据与由超声探头104在对应探头位置处采集的采集超声图像数据相关联。

例如，处理子系统112可包括一个或多个专用处理器、图形处理单元、数字信号处理器、微计算机、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)和/或其他合适的处理设备。另选地，处理子系统112可被配置为将所采集的图像数据和/或用户输入存储在数据储存库116中供以后使用。在一个实施方案中，例如，数据储存库116可包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用光盘(DVD)驱动器、闪存驱动器和/或固态存储设备。

根据本说明书的方面，可采用由医学成像系统108采集和/或处理的图像数据来帮助临床医生(无论技能水平如何)到达正确的扫描平面、进行自动测量并基于所采集的图像提供诊断。在某些实施方案中，处理子系统112还可耦接到存储系统，诸如数据存储库116，其中数据存储库116被配置为存储所采集的图像数据。在某些实施方案中，数据存储库116可包括本地数据库。

此外，根据本说明书的示例性方面，处理子系统112包括导航平台114，该导航平台被配置为帮助自动确定正确的扫描平面以实现对应于患者102的自动测量。包括导航平台114的示例性系统100提供了用于采集相关图像以供临床诊断的完全自动化框架，这继而使得具有不同技能水平的临床医生能够在超声检查中有效，从而简化了工作流程并提高了熟练和/或经验不足的临床医生的生产率。因此，示例性导航平台114被配置为向临床医生提供客观的“与操作者无关”的导航引导。

而且，在图1所示的当前设想的配置中，处理子系统112被示出为包括导航平台114。然而，在某些实施方案中，导航平台114还可用作与处理子系统112和医学成像系统108物理分离的独立单元。以举例的方式，导航平台114可位于医学成像系统108外部并且可操作地耦接到医学成像系统108。

如上文所述，临床相关结果取决于临床医生在超声扫描中的技能水平。技能低下的操作者/临床医生经常难以识别解剖结构，随后的任务更加复杂，诸如识别正确的扫描平面和生物测量。传统上，临床医生将超声探头104定位在患者102的身体上并移动超声探头104，直到识别出期望的扫描平面。遗憾的是，这是一项耗时且费力的工作，特别是对于技能低下的操作者而言。而且，结果是非常主观的，并且取决于临床医生的技能。

示例性导航平台114被配置为避开当前可用技术的缺点。更具体地讲，导航平台114被配置为引导和/或帮助临床医生(无论技能水平如何)在成像会话期间导航超声探头104，以到达正确的扫描平面、进行自动测量并提供诊断。具体地讲，导航平台114被配置为提供关于超声探头104的移动的可操作指令，这些指令帮助临床医生达到临床黄金标准，从而获得一致的结果。

为此，导航平台114被配置为处理所采集的超声图像，以实时识别患者102中的一个或多个感兴趣的解剖区域。在识别患者102中的感兴趣的解剖区域之前，期望采集对应于患者102的图像数据。因此，临床医生可将超声探头104定位在患者102的身体上的确定位置处，并且经由超声探头104采集患者102的至少一个图像。此外，导航平台114被配置为基于所采集的图像实时确定超声探头104在患者102的身体表面上的当前位置，并且实时识别所采集的图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域。另外，导航平台114被配置为实时量化所采集的图像以确定该图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性，并且基于超声探头的当前位置、所识别的感兴趣的解剖区域以及所采集的图像的量化结果实时生成患者102的个性化解剖模型。导航平台114还被配置为基于所确定的临床方案实时计算超声探头104从当前位置到目标位置的期望轨迹，并且基于所计算的轨迹实时传送超声探头104的期望移动。一旦确定超声探头104的期望移动，就可基于所传送的期望移动沿着所计算的轨迹移动超声探头104以采集患者102的图像，其中所采集的图像包括期望的感兴趣的解剖区域。这些图像可用于进行测量、诊断病症、建议治疗计划、研究当前正在进行的治疗计划的功效等。在一个示例中，导航平台114可被配置为从本地数据库116访问2D图像。另选地，2D图像可由采集子系统110从档案站点、数据库或光学数据存储物品获得。另选地，2D图像可由采集子系统110从档案站点、数据库或光学数据存储物品获得。将参考图2至图4(a)至图4(c)更详细地描述导航平台114的工作。

此外，如图1所示，医学成像系统108可包括显示器118和用户界面120。在某些实施方案中，诸如在触摸屏中，显示器118和用户界面120可重叠。而且，在一些实施方案中，显示器118和用户界面120可包括公共区域。根据本说明书的方面，医疗成像系统108的显示器118可被配置为基于所采集的图像数据显示由医学成像系统108生成的图像。另外，超声探头104的当前位置、超声探头106的先前位置、图像的量化结果和超声探头104的期望轨迹也可在显示器118中可视化。此外，由导航平台114生成的任何质量度量/指示符也可在显示器118上可视化。在一个实施方案中，表示质量度量的指示符可覆盖在显示器118上可视化的对应图像上。例如，所生成的指示符可覆盖在显示器118上可视化的图像上或周围。

另外，医学成像系统108的用户界面120可包括人机接口设备(未示出)，该人机接口设备被配置为帮助临床医生操纵显示器118上显示的图像数据。该人机接口设备可包括鼠标型设备、轨迹球、操纵杆、触控笔或触摸屏，它们被配置为便于临床医生识别图像中的一个或多个感兴趣的区域。然而，应当理解，也可采用其他人机接口设备，诸如但不限于触摸屏。此外，根据本说明书的方面，用户界面120可被配置为帮助临床医生导航通过由医学成像系统108采集的图像。另外，用户界面120还可被配置为帮助操纵和/或组织显示器118上显示的显示图像和/或生成的指示符。

现在转向图2，描绘了图1的诊断系统100的一个实施方案的框图200。参考图1的部件来描述图2。

如先前参考图1所述，采集子系统108(参见图1)被配置为帮助采集对应于患者102的解剖区域(诸如右肾)的图像数据。因此，采集子系统110可采集表示患者102的至少一个图像。在某些实施方案中，图像可包括超声图像202。可以指出的是，超声图像202可表示患者102中的解剖区域。例如，在图2所示的示例中，超声图像202可包括表示患者102的腹部区域(包括右肾)的图像数据。如前所述，超声图像202可包括2D超声图像帧或电影回放，其中电影回放包括随时间t采集的2D图像帧。

此外，采集子系统110采集的图像数据可存储在数据存储库116中。在某些实施方案中，数据存储库116可包括本地数据库。导航平台114可被配置为从本地数据库116访问图像，诸如超声图像202。另选地，超声图像202可由采集子系统110从档案站点、数据库或光学数据存储物品获得。此外，在某些实施方案中，由采集子系统110如此采集的超声图像202可本地存储在医学成像系统108上。以举例的方式，超声图像202可存储在数据存储库116中。

而且，在图1至图2所示的实施方案中，处理子系统110被示出为包括导航平台114，其中导航平台114被配置为引导和/或帮助临床医生(无论技能水平如何)在成像会话期间导航超声探头104，以到达正确的扫描平面、进行自动测量并提供诊断。具体地讲，导航平台114被配置为提供关于超声探头104的移动的可操作指令，这些指令帮助临床医生达到临床黄金标准，从而获得一致的结果。此外，如先前在某些实施方案中所述，导航平台114还可用作与处理子系统110和医学成像系统108物理分离的独立单元。

在一个实施方案中，导航平台114可包括实时解剖结构定位单元204、实时解剖结构认知单元206、实时扫描平面评分单元208、实时受检者建模单元210、实时引导单元212和实时反馈单元214。可以指出的是，尽管图2的配置将导航平台114描绘为包括解剖结构定位单元204、解剖结构认知单元206、扫描平面评分单元208、受检者建模单元210、引导单元212和反馈单元214，但是可使用更少或更多数量的此类单元。

根据本说明书的方面，导航平台114被配置为在定位期望的感兴趣的解剖区域时向临床医生提供帮助。在本示例中，期望的感兴趣的解剖区域是患者112的右肾。因此，临床医生可将超声探头104定位在患者102的身体表面上以对患者102进行成像。随后，导航平台114经由使用深度学习算法被配置为检测在所采集的图像202中看到的解剖区域，并基于检测到的解剖区域在解剖图谱中重新调节内部解剖结构。以举例的方式，调节右肾在解剖图谱中的位置以匹配患者102。

解剖结构定位单元204被配置为实时跟踪超声探头104的空间位置，并将超声探头104的当前位置定位在患者102的解剖结构内。因此，在一个实施方案中，解剖结构定位单元204采用解剖图谱来提供解剖背景。在某些实施方案中，可从数据库诸如解剖图谱存储库214中检索解剖图谱。此外，解剖结构定位单元204被配置为通过使解剖图谱变形以匹配患者102的外部界标来使解剖图谱为“受检者”或“患者”特异的。因此，识别患者102的身体表面上的一个或多个解剖界标，诸如肋骨、太阳神经丛等。在某些实施方案中，临床医生可手动识别患者102的身体表面上的外部骨骼界标。这些界标可用于将解剖图谱与患者102对准。应当理解，在某些情况下，外部对准可能不能保证患者102的内部解剖结构精确对准。因此，系统200特别是导航平台114被配置为指示临床医生在解剖图谱中的感兴趣的解剖区域周围执行“侦察扫描”。

此外，解剖结构定位单元204被配置为自动识别患者102的身体表面上的一个或多个界标。在一个示例中，可经由使用相机在患者102的身体表面上自动识别六(6)个界标。此外，解剖结构定位单元204被配置为基于所识别的外部界标将患者102的身体表面与解剖图谱配准，以生成患者102的个性化解剖模型的外部。此外，一个或多个位置传感器(图2中未示出)可用于基于所采集的超声图像202确定超声探头104的当前空间位置或定位。在一个示例中，位置感测单元106可用于获得超声探头104的当前空间位置。位置感测单元106可用于捕获超声探头104的当前位置的(x、y、z)坐标以及超声探头104的偏转、俯仰和滚转取向。此外，超声探头104的这些坐标和取向被映射到患者102的个性化解剖模型的外部。该映射有助于基于患者102的个性化解剖模型识别超声探头104的当前位置。该映射还有助于临床医生参考超声图像202上的当前探头位置来观察患者102的内部器官的潜在位置。

可以指出的是，在经由解剖结构定位单元204进行处理之后，生成超声探头104的当前位置的视觉解剖背景。具体地讲，解剖结构定位单元204被配置为“通知”临床医生关于超声探头104当前位于患者102的身体表面上的“何处”。该解剖背景可用于帮助将临床医生在解剖图谱上引导到患者102中的期望的解剖位置。

此外，实时解剖结构认知单元206被配置为实时识别和定位所采集的超声图像202中存在的解剖结构或解剖区域。具体地讲，解剖结构认知单元206被配置为检测超声图像202中的所有可见器官。在某些实施方案中，解剖认知单元206采用深度学习技术来识别超声图像202中的解剖结构。在某些实施方案中，可使用预训练的神经网络来检测超声图像202中的解剖结构。另外，解剖结构认知单元206被配置为生成对应于检测到的解剖结构中的每个检测到的解剖结构的边界框。边界框被配置为包围对应的检测到的解剖结构。

根据本说明书的另外方面，尽管所识别的解剖结构的呈现有任何变化，解剖结构认知单元206还被配置为跨越连续帧连续且稳健地跟踪超声图像202中的所识别的解剖结构。此外，如果检测到场景/镜头的变化，则解剖结构认知单元206被配置为重新检测并重新跟踪解剖结构。

经由解剖结构认知单元206处理超声图像202向临床医生提供解剖意识。具体地讲，当临床医生正在扫描患者102时，解剖结构认知单元206向临床医生提供正在可视化“何物”(例如，所识别的解剖结构)的视觉表示。在本示例中，当临床医生正在扫描患者102时，解剖结构认知单元206被配置为检测超声图像202中右肾的存在。

继续参考导航平台114，扫描平面评分单元208被配置为实时量化超声图像202，以确定该超声图像202对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性。更具体地讲，扫描平面评分单元208被配置为通过基于临床标准对超声图像202进行评级来量化超声图像202，以生成对应于一个或多个扫描平面中的每个扫描平面的接近度评分。在一个实施方案中，扫描平面评分单元208可采用深度学习技术来对超声图像202进行评级，以生成对应于一个或多个扫描平面中的每一个扫描平面的接近度评分。

以举例的方式，在临床医生扫描患者102之后，识别包括右肾的超声图像202的一个或多个图像。扫描平面评分单元208被配置为处理与这些识别的图像中的每一个识别的图像相关联的扫描平面，以确定扫描平面对于测量和/或诊断的适合性。

在生成接近度评分之后，实时受检者建模单元210被配置为基于超声探头104的当前位置、所识别的感兴趣的解剖区域、包围所识别的感兴趣的解剖区域的边界框以及超声图像202的量化结果，实时生成患者102的个性化解剖模型。以举例的方式，受检者建模单元210被配置为构建患者102的右肾的解剖学双胞胎。可以指出的是，在一个实施方案中，个性化解剖模型可与个性化解剖模型的外部在同一坐标系中。此外，在一些实施方案中，可基于个性化解剖模型、对应于一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的边界框以及对应于一个或多个扫描平面的接近度评分中的一者或多者，来更新患者102的个性化解剖模型的内部。因此，受检者建模单元210帮助系统100基于超声探头104的当前位置和所识别的感兴趣的解剖区域连续地“学习”患者102的解剖布局。具体地讲，受检者建模单元210被配置成在对患者102进行扫描时定制个性化解剖模型。另外，在对扫描平面进行评分之后，受检者建模单元210被配置为从一个或多个扫描平面识别最佳扫描平面，以用于对患者102的右肾进行成像。

一旦识别超声探头104的当前位置并且生成和/或更新个性化解剖模型，则期望将临床医生从超声探头104的当前位置“引导”到“期望”或“目标”位置，以使得能够对患者102中期望的感兴趣的解剖区域进行准确成像。因此，实时引导单元212被配置为基于所确定的临床方案实时计算超声探头104从超声探头104的当前位置到目标位置的期望轨迹。在某些实施方案中，引导单元212被配置为通过基于超声探头104的当前位置、对应于一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的边界框、所识别的感兴趣的解剖区域或其组合在患者102的身体表面上绘制从超声探头104的当前位置到目标位置的路径来计算超声探头104的期望轨迹。更具体地讲，在某些实施方案中，为了获得右肾的长轴，对应于个性化解剖模型的内部的点由椭圆体限定。另外，识别穿过椭圆体主轴的平面。此外，计算所识别的平面的取向。然后，计算从超声探头104的当前位置到所识别的平面的位置的期望轨迹。在一个示例中，可基于超声探头104的当前位置与所识别的平面的位置之间的最小歧管距离来确定期望轨迹。随后，采集该识别的平面周围的一个或多个超声图像并对其进行评分，以确定最佳扫描平面。

如前所述，系统100特别是导航平台114被配置为基于从超声探头104的当前位置到患者102上的目标位置的所计算的轨迹实时向临床医生提供可操作指令。因此，实时反馈单元214被配置为基于所确定的临床方案实时计算建议的探头移动并将其传送给临床医生，以从当前探头位置到达目标位置。在本示例中，反馈单元214被配置为计算超声探头104的期望移动并将其传送给临床医生，以将超声探头104从超声探头104的当前位置导航到目标位置，以使得能够对患者102的右肾进行成像。具体地讲，在对患者102进行实时扫描期间，反馈单元214被配置为向临床医生提供反馈以将临床医生“引导”到最佳扫描平面，以用于对患者102的右肾进行成像。

因此，临床医生可基于从反馈单元214接收的反馈/引导沿着所计算的轨迹将超声探头104移动到目标位置。在某些实施方案中，反馈单元214可被配置为经由实时指示符将超声探头104的期望移动传送给临床医生。以举例的方式，反馈单元214被配置为通过在显示器诸如显示器118上可视化实时指示符来向临床医生提供实时指示符，以将临床医生引导到目标位置。另外或另选地，反馈单元214还可实时播放实时指示符的音频指示符，以将临床医生引导到目标位置。此外，实时指示符可包括“颜色”指示符或“方向”指示符。在一个实施方案中，反馈单元214被配置为改变超声探头104的颜色以指示期望的解剖区域已被定位。以举例的方式，如果在给定的超声图像202中识别出右肾，则可将超声探头104的颜色变为绿色以指示在超声图像202中识别出右肾。一旦超声探头104定位于目标位置，临床医生就可捕获一个或多个期望的图像，其中期望的图像包括期望的感兴趣的解剖区域。

此外，在采集期望的图像之后，所采集/捕获的图像可在显示器118上实时可视化。另外，所捕获的超声图像、边界框、所计算的轨迹、超声图像202的量化结果等中的一者或多者也可在显示器118上可视化。在某些实施方案中，边界框、所计算的轨迹和/或超声图像202的量化结果可叠加在超声图像202上。

现在转向图3，示出了用于超声成像方法的示例性逻辑300的流程图。可以指出的是，方法300向临床医生提供客观的“与操作者无关”的导航引导，以对患者102进行成像。在本说明书中，可在计算系统或处理器上的计算机可执行指令的一般背景下描述图3的示例性方法300的实施方案。一般来讲，计算机可执行指令可包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构、规程、模块、功能等。

另外，还可在分布式计算环境中实践图3的示例性方法300的实施方案，其中由通过有线和/或无线通信网络链接的远程处理设备执行优化功能。在分布式计算环境中，计算机可执行指令可位于本地和远程计算机存储介质(包括存储器存储设备)中。

此外，在图3中，用于超声成像的方法300被示出为逻辑流程图中的框的集合，其表示可在硬件、软件或其组合中实现的操作。各种操作在框中描绘，以示出所执行的功能。在软件的背景下，框表示计算机指令，这些指令在由一个或多个处理子系统执行时执行所叙述的操作。

描述图3的方法300的顺序不旨在被解释为限制，并且可以任何顺序组合任何数量的所描述的框，以实现本文公开的示例性方法或等效的替代方法。另外，在不脱离本文所述的主题的实质和范围的情况下，某些块可从示例性方法中删除，或者通过具有所添加功能的附加框来增强。尽管在医学成像系统的背景下描述下文所示的示例性实施方案，但是应当理解，结合本说明书还设想了在工业应用中使用这些系统和方法。

可参考图3所描绘的示例性逻辑来更好地理解系统100(参见图1)特别是导航平台114(参见图1)的工作。根据本说明书的示例性方面，成像方法300提供了关于探头移动的可操作指令，以帮助临床医生一致地达到临床黄金标准，从而获得一致的结果。更具体地讲，成像方法300引导和/或帮助临床医生(无论技能水平如何)在成像会话期间导航超声探头104，以到达正确的扫描平面、进行自动测量并制定诊断。而且，在某些实施方案中，导航平台114可用于执行方法300的步骤。参考图1至图2的部件来描述方法300。

方法300在步骤302处开始，在该步骤中，临床医生可将超声探头104定位在患者102的身体表面上以对患者102进行成像。可采集至少一个超声图像，如步骤302所示。此外，可实时确定超声探头104在患者102的身体表面上的当前位置。解剖图谱可用于提供解剖背景。设备诸如相机可用于识别患者102的身体表面上的一个或多个外部界标。在一些示例中，可在患者102的身体表面上识别六(6)个界标。而且，通过使解剖图谱变形以匹配患者102的外部界标来定制解剖图谱并使其为“受检者”或“患者”特异的。在一个实施方案中，基于所识别的外部界标将患者102的身体表面与解剖图谱配准，以生成患者102的个性化解剖模型的外部。此外，经由使用一个或多个位置传感器或位置感测单元106，基于所采集的超声图像202确定超声探头104的当前空间位置或定位。具体地讲，确定超声探头104的当前位置的(x、y、z)坐标以及超声探头104的偏转、俯仰和滚转取向并将其映射到患者102的个性化解剖模型的外部，以基于患者102的个性化解剖模型识别超声探头104的当前位置。

随后，在步骤306处，实时识别和定位所采集的超声图像202中存在的解剖结构或解剖区域。具体地讲，检测超声图像202中的所有可见器官。在某些实施方案中，使用深度学习技术来识别超声图像202中的解剖结构。此外，生成对应于超声图像中所检测到的解剖结构中的每一个检测到的解剖结构的边界框。边界框被配置为包围对应的检测到的解剖结构。另外，在步骤306处，可跨越连续帧连续跟踪超声图像202中的所识别的解剖结构。如果检测到场景/镜头的变化，则重新检测并重新跟踪解剖结构。

此外，在步骤308处，实时量化超声图像202以确定该超声图像202对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性。因此，在一个实施方案中，可基于临床标准对超声图像202进行评级，以生成对应于一个或多个扫描平面的每一个扫描平面的接近度评分。而且，在一些实施方案中，可使用深度学习技术来执行超声图像的评级，以生成对应于一个或多个扫描平面中的每一个扫描平面的接近度评分。

此外，基于超声探头104的当前位置、所识别的感兴趣的解剖区域、包围所识别的感兴趣的解剖区域的边界框以及超声图像202的量化结果实时生成患者102的个性化解剖模型，如步骤310所示。另外，在某些实施方案中，可基于个性化解剖模型、对应于一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的边界框以及对应于一个或多个扫描平面的接近度评分中的一者或多者，来更新患者102的个性化解剖模型的内部。

另外，在识别超声探头104的当前位置之后，引导临床医生穿过从超声探头104的当前位置到“期望”或“目标”位置的路径，以使得能够对患者102中期望的感兴趣的解剖区域进行准确成像，如步骤312所示。因此，基于所确定的临床方案实时确定超声探头104从当前位置到目标位置的期望轨迹。在某些实施方案中，通过基于超声探头104的当前位置、对应于一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的边界框、所识别的感兴趣的解剖区域或其组合，在患者102的身体表面上绘制从超声探头104的当前位置到目标位置的路径来计算期望轨迹。以举例的方式，为了获得右肾的长轴，对应于个性化解剖模型的内部的点由椭圆体限定，并且确定穿过椭圆体的主轴(即，所识别的平面)的平面的取向。计算从超声探头104的当前位置到所识别的平面的位置的期望轨迹。在一个示例中，可基于超声探头104的当前位置与所识别的平面的位置之间的最小歧管距离来确定期望轨迹。此外，采集该识别的平面周围的一个或多个超声图像并对其进行评分，以确定最佳扫描平面。

如前所述，基于所计算的从超声探头104的当前位置到患者102上的目标位置的轨迹实时向临床医生提供可操作指令。因此，在步骤314处，基于所确定的临床方案实时计算期望/建议的探头移动并将其传送给临床医生，以从当前探头位置到达目标位置。

将如此生成的可操作指令传送给临床医生，以将临床医生引导到目标位置，如步骤316所示。因此，临床医生可基于所接收的反馈/引导将超声探头104移动到目标位置。在某些实施方案中，可经由实时指示符将超声探头104的期望移动传送给临床医生。以举例的方式，该方法可包括实时指示符在显示器诸如显示器118上的可视化和/或实时播放音频指示符，以将临床医生引导到目标位置。一旦超声探头104定位于目标位置，临床医生就可捕获一个或多个期望的图像，其中期望的图像包括期望的感兴趣的解剖区域。

此外，在步骤318处，所捕获的图像可在显示器118上实时可视化。另外，所捕获的图像、超声图像202、边界框、所计算的轨迹、超声图像202的量化结果等中的一者或多者也可在显示器118上可视化。在某些实施方案中，边界框、所计算的轨迹和/或超声图像202的量化结果可叠加在超声图像202上。

图4(a)至图4(c)描绘了根据本说明书的方面的用于图3的超声成像300的示例性方法的一个示例的图解示意图。而且，参考图1至图3来描述图4(a)至图4(c)。

图4(a)描绘了被成像的患者402(诸如患者102)的图解示意图400。附图标号404用于表示期望的感兴趣的解剖区域，诸如患者402的右肾。患者402的左肾用附图标号406表示。而且，附图标号408描绘了超声探头诸如超声探头104，而扫描平面用附图标号410表示。在图4(a)中，描绘了对超声探头408的当前位置的跟踪。在一个实施方案中，位置感测单元106中的电磁传感器可用于跟踪超声探头408的位置。此外，在图4(a)中，超声探头408被描绘为靠近患者402的肋骨的下端的位置。

现在转向图4(b)，描绘了对患者402的解剖结构的实时深度学习的一个示例的图解示意图420。具体地讲，当正在扫描患者402时，导航平台114被配置为经由使用深度学习技术继续“学习”患者402的解剖结构。另外，还描绘了将实时指示符422传送给临床医生的一个示例。以举例的方式，当临床医生扫描患者402时，如果在图像中检测到右肾，则系统100被配置为将实时指示符传送给临床医生，其中实时指示符422被配置为通知临床医生在给定的图像中检测到感兴趣的解剖区域。在一个具体示例中，可将超声探头408的颜色变为绿色，以指示在超声图像中识别出右肾。然而，如前所述，也可使用其他类型的实时指示符(诸如视觉指示符和/或视觉指示符的音频指示符)将临床医生引导到目标位置。

参考图4(c)，描绘了实时患者特异模型构建的图解示意图430。然后可使用该个性化解剖模型来引导临床医生对右肾进行成像和检查并进行任何所需的测量。附图标号432通常表示对应于包括右肾404的图像的边界框。具体地讲，在图4(c)中，描绘了感兴趣的解剖区域(诸如右肾404)的患者特异对准。

如先前参考图1所述，医学成像系统108可包括超声成像系统。图5是图1所描绘的超声成像系统500的实施方案的框图。超声系统500包括采集子系统(诸如图1的采集子系统112)和处理子系统(诸如图1的处理子系统112)。采集子系统110可包括换能器组件506。另外，采集子系统110包括发射/接收切换电路508、发射器510、接收器512和波束形成器514。可以指出的是，在某些实施方案中，换能器组件506设置在探头104(参见图1)中。而且，在某些实施方案中，例如，换能器组件506可包括以间隔关系布置的多个换能器元件(未示出)，以形成换能器阵列，诸如一维或二维换能器阵列。另外，换能器组件506可包括互连结构(未示出)，该互连结构被配置为便于将换能器阵列可操作地联接到外部设备(未示出)，诸如但不限于电缆组件或相关联的电子设备。在例示的实施方案中，互连结构可被配置为将换能器阵列联接到T/R切换电路508。

处理子系统112包括控制处理器516、解调器518、成像模式处理器520、扫描转换器522和显示处理器524。显示处理器524还联接到显示监视器536，诸如显示器116(参见图1)，以用于显示图像。用户界面538诸如用户界面区域118(参见图1)与控制处理器516和显示监视器536交互。控制处理器516还可联接到远程连接子系统526，该远程连接子系统包括远程连接接口528和web服务器530。处理子系统112还可联接到数据存储库532，诸如图1的数据存储库114，该数据存储库被配置为接收和/或存储超声图像数据。数据存储库532与成像工作站534交互。

上述部件可以是专用硬件元件(诸如具有数字信号处理器的电路板)，或者可以是在通用计算机或处理器(诸如商用的现成个人计算机(PC))上运行的软件。可根据本发明的各种实施方案组合或分离多种部件。因此，本领域技术人员将理解，本发明的超声成像系统500是以举例的方式提供的，并且本说明书决不受特定系统配置的限制。

在采集子系统110中，换能器组件506与患者102接触。换能器组件506联接到发射/接收(T/R)切换电路508。而且，T/R切换电路508与发射器510的输出端和接收器512的输入端可操作地相关联。接收器512的输出是波束形成器514的输入。另外，波束形成器514还联接到发射器510的输入端和解调器518的输入端。波束形成器514还可操作地联接到控制处理器516，如图5所示。

在处理子系统112中，解调器518的输出端与成像模式处理器520的输入端可操作地相关联。另外，控制处理器516与成像模式处理器520、扫描转换器522和显示处理器524交接。成像模式处理器520的输出端联接到扫描转换器522的输入端。而且，扫描转换器522的输出端可操作地联接到显示处理器524的输入端。显示处理器524的输出端联接到监视器536。

此外，上述示例、示范和处理步骤(诸如可由系统执行的那些)可通过基于处理器的系统(诸如通用或专用计算机)上的适当代码来实现。还应当指出的是，本说明书的不同实施方式可以不同的顺序或基本上同时(即并行地)执行本文所述的一些或所有步骤。另外，这些功能可用各种编程语言实现，包括但不限于Ruby、超文本预处理器(PHP)、Perl、Delphi、Python、C、C++或Java。此类代码可存储或适于存储在一个或多个有形机器可读介质上，诸如数据储存库芯片、本地或远程硬盘、光盘(即CD或DVD)、固态驱动器或者可由基于处理器的系统访问以执行所存储的代码的其他介质。需要指出的是，有形介质可包括纸张或其上印有指令的另外的合适的介质。例如，指令可经由对纸张或其他介质进行光学扫描以电子方式捕获，然后在必要时以合适的方式对其进行编译、解释或以其他方式处理，然后存储在数据存储库或存储器中。

可以指出的是，可由本系统的某些部件(例如，由处理子系统112特别是导航平台114)执行的上述示例、示范和处理步骤可通过基于处理器的系统上的适当代码来实现。例如，基于处理器的系统可包括通用计算机或专用计算机。还可以指出的是，本说明书的不同实施方式可以不同的顺序或基本上同时执行本文所述的一些或所有步骤。

应当理解，除了其他医学成像模态之外，超声成像取决于临床医生采集相关图像用于临床诊断的技能。上文描述的用于超声成像的各种系统和方法为智能的下一代超声系统提供了稳健的框架，该框架使得具有不同技能水平的操作者或临床医生能够在超声检查中有效。具体地讲，这些系统和方法提供了与操作者无关的超声导航和引导系统，该系统帮助任何临床医生(无论技能水平如何)到达正确的扫描平面、进行自动测量并制定适当的诊断。另外，这些方法和系统提供了关于探头移动的与操作者无关的可操作指令，以帮助临床医生达到临床黄金标准，继而获得一致的结果，而无论超声医师的技能水平如何。上文描述的系统和方法还使得在资源受限的地理区域中具有较低技能水平的临床医生能够有效地执行超声成像。此外，这些系统和方法还可使得超声检查对于非传统用户诸如麻醉师和全科医生是有吸引力的/可理解的。

另外，各种系统和方法是自动化的并且被配置为实时提供引导，从而避开过度人工干预的需要。因此，对训练有素的专业人员的依赖性有所降低。另外，与手动图像采集和测量相比，可显著最小化扫描时间，从而增加了吞吐量。以举例的方式，对于具有大容量扫描的农村设置，这些系统和方法有助于减少净扫描时间，从而增强对更高容量的处理。

此外，这些系统和方法通过减少辅助患者的变化性有助于增强成像的准确性。此外，通过避免多次检查和/或最小化对专家临床医生的支持需求，可提高生产率。由超声成像的方法和系统提供的简单快速的工作流程可有助于提高全世界助产士或护理人员的技能和利用率，并且还鼓励采用超声来在超声医师经验不足的地理区域中辅助劳动。

尽管本说明书的实施方案的具体特征可在一些附图中而不是在其他附图示出和/或参考一些附图而不是在其他附图中进行描述，但这仅是为了方便。应当理解，在附图中示出并在本文中描述的所述特征、结构和/或特性可在各种实施方案中以任何合适的方式组合和/或互换使用，例如以构造用于诊断成像的另外组件和方法。

虽然本文仅示出和描述本说明书的某些特征，但是本领域技术人员将会想到许多修改和改变。因此，应当理解的是，所附权利要求书旨在涵盖落入本发明的真正实质内的所有此类修改和变化。

Claims (18)

1.一种用于超声成像的方法，所述方法包括：

经由超声探头采集受检者的至少一个图像；

经由导航平台基于所述至少一个图像实时确定超声探头在受检者的身体表面上的当前位置；

经由所述导航平台实时识别所述至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；

经由所述导航平台实时量化所述至少一个图像以确定所述至少一个图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性；

经由所述导航平台基于所述超声探头的当前位置、所识别的一个或多个感兴趣的解剖区域以及所述至少一个图像的量化结果实时生成所述受检者的个性化解剖模型；

经由所述导航平台基于所确定的临床方案实时计算所述超声探头从所述当前位置到目标位置的期望轨迹；

经由所述导航平台基于所计算的轨迹实时传送所述超声探头的期望移动；以及

基于所传送的期望移动沿着所计算的轨迹移动所述超声探头以采集所述受检者的图像，其中所采集的图像包括期望的感兴趣的解剖区域，

其中确定所述超声探头在所述受检者的所述身体表面上的所述当前位置包括：

识别所述受检者的所述身体表面上的一个或多个解剖界标；

基于所述一个或多个界标将所述受检者的所述身体表面与解剖图谱配准，以生成所述受检者的所述个性化解剖模型的外部；

经由使用一个或多个位置传感器获得所述超声探头的位置坐标和取向；以及

将所述超声探头的所述位置坐标和所述取向映射到所述受检者的所述个性化解剖模型的所述外部，以基于所述受检者的所述个性化解剖模型识别所述超声探头的所述当前位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述一个或多个感兴趣的解剖区域包括：

经由使用深度学习技术检测所述受检者的所述至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；以及

生成对应于所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域中的每一个检测到的感兴趣解剖区域的边界框，其中每个边界框被配置为包围所述一个或多个感兴趣的解剖区域中的对应检测到的感兴趣的解剖区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其中量化所述至少一个图像包括经由深度学习技术基于临床标准对所述至少一个图像进行评级，以生成对应于所述一个或多个扫描平面中的每个扫描平面的接近度评分。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括基于所述个性化解剖模型、对应于所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的所述边界框以及对应于所述一个或多个扫描平面的所述接近度评分中的一者或多者，更新所述受检者的所述个性化解剖模型的内部。

5.根据权利要求3所述的方法，其中计算所述超声探头的所述期望轨迹包括基于所述超声探头的所述当前位置、对应于所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的所述边界框、所识别的感兴趣的解剖区域或其组合在所述受检者的所述身体表面上绘制从所述超声探头的所述当前位置到所述目标位置的路径。

6.根据权利要求5所述的方法，其中实时传送所述超声探头的所述期望移动包括基于所计算的轨迹提供所述超声探头的期望移动，以将用户引导到所述目标位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中实时传送所述超声探头的所述期望移动包括向用户提供实时指示符，其中提供所述实时指示符包括在显示器上可视化所述实时指示符、播放所述实时指示符的音频指示符以及可视化颜色指示符中的一者或多者，以将所述用户引导到所述目标位置。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括在显示器上实时可视化所述至少一个图像、所述超声探头的所述当前位置、所述至少一个图像的所述量化结果以及所述超声探头的所述期望轨迹。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述实时指示符叠加在所述至少一个图像上。

10.一种系统，包括：

导航平台，所述导航平台包括：

解剖结构定位单元，所述解剖结构定位单元被配置为基于至少一个图像实时确定超声探头在受检者的身体表面上的当前位置；

解剖结构认知单元，所述解剖结构认知单元被配置为实时识别所述至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；

扫描平面评分单元，所述扫描平面评分单元被配置为实时量化所述至少一个图像以确定所述至少一个图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性；

受检者建模单元，所述受检者建模单元被配置为基于所述超声探头的当前位置、所述超声探头的先前位置、所识别的一个或多个感兴趣的解剖区域以及所述至少一个图像的量化结果或其组合实时生成所述受检者的个性化解剖模型；

引导单元，所述引导单元被配置为基于所确定的临床方案实时计算所述超声探头从所述当前位置到目标位置的期望轨迹；和

反馈单元，所述反馈单元被配置为基于所计算的轨线实时传送所述超声探头的期望移动，其中为了确定所述超声探头在所述受检者的所述身体表面上的所述当前位置，所述解剖结构定位单元被配置为：

识别所述受检者的所述身体表面上的一个或多个解剖界标；

基于所述一个或多个界标将所述受检者的所述身体表面与解剖图谱配准，以生成所述受检者的所述个性化解剖模型的外部；

经由使用一个或多个位置传感器获得所述超声探头的位置坐标和取向；以及

将所述超声探头的所述位置坐标和所述取向映射到所述受检者的所述个性化解剖模型的所述外部，以基于所述受检者的所述个性化解剖模型识别所述超声探头的所述当前位置。

11.根据权利要求10所述的系统，其中为了识别所述一个或多个感兴趣的解剖区域，所述解剖结构认知单元被配置为：

经由使用深度学习技术检测所述受检者的所述至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；以及

生成对应于所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域中的每一个检测到的感兴趣的解剖区域的边界框，其中每个边界框被配置为包围所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域中的对应检测到的感兴趣的解剖区域。

12.根据权利要求11所述的系统，其中为了量化所述至少一个图像，所述扫描平面评分单元被配置为经由深度学习技术基于临床标准对所述至少一个图像进行评级，以生成对应于所述一个或多个扫描平面中的每一个扫描平面的接近度评分。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述受检者建模单元被配置为基于所述个性化解剖模型、对应于所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的所述边界框以及对应于所述一个或多个扫描平面的所述接近度评分中的一者或多者，更新所述受检者的所述个性化解剖模型的内部。

14.根据权利要求12所述的系统，其中为了计算所述超声探头的所述期望轨迹，所述引导单元被配置为基于所述超声探头的所述当前位置、对应于所述一个或多个检测到的感兴趣的解剖区域的所述边界框、所识别的感兴趣的解剖区域或其组合在所述受检者的所述身体表面上绘制从所述超声探头的所述当前位置到所述目标位置的路径。

15.根据权利要求14所述的系统，其中为了实时传送所述超声探头的所述期望移动，所述反馈单元被配置为向用户提供实时指示符，并且其中为了提供所述实时指示符，所述反馈单元被配置为在显示器上可视化所述实时指示符、播放所述实时指示符的音频指示符或其组合，以将所述用户引导到所述目标位置。

16.一种成像系统，所述系统包括：

采集子系统，所述采集子系统被配置为采集对应于受检者的至少一个图像；

处理子系统，所述处理子系统与所述采集子系统能够操作地相关联并且被配置为处理所述至少一个图像，其中所述处理子系统包括导航平台，所述导航平台被配置为：

基于所述至少一个图像实时确定超声探头在所述受检者的身体表面上的当前位置；

实时识别所述至少一个图像中的一个或多个感兴趣的解剖区域；

实时量化所述至少一个图像以确定所述至少一个图像对于对应于确定的临床方案的一个或多个扫描平面的适合性；

基于所述超声探头的当前位置、所述超声探头的先前位置、所识别的一个或多个感兴趣的解剖区域以及所述至少一个图像的量化结果或其组合实时生成所述受检者的个性化解剖模型；

基于所确定的临床方案实时计算所述超声探头从所述当前位置到目标位置的期望轨迹；以及

基于所计算的轨迹实时传送所述超声探头的期望移动，

其中确定所述超声探头在所述受检者的所述身体表面上的所述当前位置包括：

识别所述受检者的所述身体表面上的一个或多个解剖界标；

基于所述一个或多个界标将所述受检者的所述身体表面与解剖图谱配准，以生成所述受检者的所述个性化解剖模型的外部；

经由使用一个或多个位置传感器获得所述超声探头的位置坐标和取向；以及

将所述超声探头的所述位置坐标和所述取向映射到所述受检者的所述个性化解剖模型的所述外部，以基于所述受检者的所述个性化解剖模型识别所述超声探头的所述当前位置。

17.根据权利要求16所述的成像系统，其中所述采集子系统还被配置为沿着所计算的轨迹采集所述受检者的对应于所述超声探头的移动的图像，并且其中所采集的图像包括期望的感兴趣的解剖区域。

18.根据权利要求16所述的成像系统，还包括显示器，所述显示器被配置为可视化所述至少一个图像、所述超声探头的所述当前位置、所述至少一个图像的所述量化结果、所述超声探头的所述期望轨迹或其组合。

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