CN111629668A - 用于引导超声探头的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于超声成像系统的超声引导方法和系统，其中用户定义的开始和结束位置定义要被成像的体积。用于对所定义的体积执行的超声过程的引导指令由此可以被生成，以帮助引导超声探头在超声成像过程期间的移动。超声探头的移动使用超声探头跟踪器来监测，以确保用户正在遵守引导指令。

Description

用于引导超声探头的方法和装置
技术领域
本发明涉及超声探头的领域，并且具体涉及引导超声探头的领域。
背景技术
超声成像越来越多地被用于各种不同的应用中。重要的是，由超声成像系统产生的图像需要尽可能地清晰和准确，以便向用户给出对正被扫描的对象的真实解读。当讨论中的对象是正在经历医学超声扫描的患者时尤其是这种情况。在这种情况下，临床医生做出准确诊断的能力取决于由超声成像系统产生的图像的质量。
一些超声成像系统包括超声探头和适于跟踪超声探头的位置的超声探头跟踪器。
超声探头可以包括用于发射超声波和接收回波信息的CMUT换能器阵列。换能器阵列可以备选地包括由诸如PZT或PVDF的材料形成的压电换能器。换能器阵列可以包括能够在2D平面中或以用于3D成像的三维方式扫描的二维换能器阵列。在另一范例中，换能器阵列可以是1D阵列。
已知的超声探头跟踪器包括电磁或光学跟踪系统和基于换能器的跟踪系统。
已经提出了生成三维(3D)超声图像的方法。已经表明3D超声图像显著改善临床医生对被成像体积的理解。为了捕获3D超声图像，超声探头捕获一系列超声图像，并且超声探头跟踪器识别每幅图像被捕获的(探头的)位置。所捕获的图像基于其相应的捕获位置被堆叠，以形成被成像体积的3D图像。
WO2017/182397A1公开了一种扫描模式基于解剖标志的用户配准来生成(用于定义建议的探头移动)的超声系统。解剖标志通过在系统提示的位置处将探头放置在对象上来配准。
US2015/0366535A1公开了一种跟踪手动成像探头的方法。成像过程被跟踪，以由此计算在成像过程期间捕获的相继图像之间的被成像图像间距是否超过最大极限。
JP2014121434A描述了一种确定超声探头是否已经偏离超声探头应当沿着其移动的路线的方法。
US2013/142010A1描述了其中操作者提供关于超声探头要沿其移动的方向的信息的另一超声成像装置。在实际移动方向与被呈现给用户的所指示的移动方向之间进行比较。
US2009/0024030A1描述了一种用于呈现超声探头的建议的路径的方法。建议的路径基于非超声图像来确定，并且被投影以供用户观察。
发明内容
本发明由权利要求进行定义。
根据依据本发明的一方面的范例，提供了一种在体积的超声成像过程期间引导超声成像系统的用户的方法，其中，所述超声成像系统包括超声探头和适于获得所述超声探头的位置的超声探头跟踪器。所述方法包括：使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的开始位置；使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的结束位置，所述开始位置与所述结束位置之间的体积由此定义要被成像的体积；确定用于指定所述超声探头相对于要被成像的所述体积从所述用户定义的开始位置到所述用户定义的结束位置的移动的引导指令；以及在所述体积的随后的超声成像过程期间，使用所述超声探头跟踪器来监测所述超声探头相对于所述体积的移动以确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
已经意识到，通过超声成像过程实现的超声重建的质量(例如从一系列2D超声图像的布置获得的3D超声体积或2D拼接)在很大程度上取决于执行超声成像过程的用户的经验或训练。具体地，较差质量的超声图像通常由以下引起：超声探头以不适当的速度和/或在不适当的路径上面移动，或不能提供对整个体积进行成像的足够超声探头移动。
因此提出了一种确定用户是否正在遵循用于执行第一(开始)位置与第二(结束)位置之间的超声成像过程的引导指令的方法。第一位置和第二位置由用户定义，使得用户定义超声成像要在其中被执行的感兴趣体积或区域。
开始位置和结束位置在超声成像过程被执行之前被定义。因此，开始位置和结束位置定义超声成像在其中被执行的体积或区域。因此呈现了一种用于基于超声成像要在其中被执行的已知体积或区域来指定超声成像过程的先验方法。
用户被引导通过的超声成像过程可以是一种捕获超声图像并且生成由开始位置和结束位置定义的体积的超声输出的方法。超声输出可以是3D超声图像。引导指令因此可以被设计为使得用户(遵循引导指令)生成在超声成像过程期间成像的体积的改善的3D重建。
提出的本发明有利地允许超声探头的移动的建议的(例如最佳的)路径、速度、角速度、取向或角度的变化、和/或模式在超声成像过程被执行之前被生成。具体地，建议的移动的特性(诸如期望的速度或角速度)基于用户定义的要被成像的体积来计算。这实现了对超声探头的适当移动的快速计算和准确监测，而不对超声成像过程造成干扰。
本发明还确保超声成像的改善的成功率，从而提供被成像体积的更高质量重建。
超声探头是能够在感兴趣区域上面被手动地移动的手持(便携式)探头。
用户能够使用(手持)超声探头来标记开始位置和结束位置，以指示用于成像的期望区域、区或体积。超声探头跟踪器可以检测超声探头何时已经被定位在开始位置/结束位置中(例如在预定时间段内被保持在特定位置中，或经由用户输入(诸如按钮按压)来指示)。
这提供了用于用户指示开始位置和结束位置的简单且直观的机制。使用现有的装置元件(诸如超声探头跟踪器)来获得用户定义的开始位置和户定义的结束位置减少对用户和/或超声成像系统的潜在复杂性。
通过定义超声成像过程的开始位置和结束位置，该方法可以适于在身体或对象的非预定区域(即身体的未知区域)处使用。因此，不需要要被成像的体积的先验知识以便生成用于对该体积进行成像的引导指令。
确定引导指令的步骤可以包括：确定所述超声成像过程的最大可允许持续时间；确定所述超声探头在所述用户定义的开始位置与所述用户定义的结束位置之间的路径的距离；以及基于所述最大可允许持续时间和所述距离来确定所述超声探头在所述超声成像过程期间的最小移动速度。
引导指令由此可以指示超声探头的最小移动速度。最小速度基于开始位置与结束位置之间的距离(诸如用于将超声探头从开始位置移动到结束位置的路径的长度)和用于超声成像过程的最大可允许持续时间来计算。
开始位置与结束位置之间的路径可以是直接路径、被计算为优化由用户定义的体积的三维超声图像的路径或扫掠路径(即在开始位置与结束位置之间重复移动的路径)。在一些实施例中，路径表示超声探头的角度的变化，使得距离是探头在开始位置处的角度与探头在结束位置处的角度之间的角度距离。路径和距离因此可以是线性的、非线性的或角度的。
提供最小速度作为引导指令为用户提供了能够通过超声探头跟踪器并且通过根据方法的步骤被轻松容易地跟踪的直观引导系统。
监测所述超声探头在所述超声成像过程期间的移动的步骤可以包括：确定所述超声探头相对于所述用户定义的开始位置和所述用户定义的结束位置中的一个或多个的当前位置；确定在所述超声成像过程期间逝去的当前时间；基于所述超声探头的所述当前位置和逝去的所述当前时间来确定在所述超声成像过程期间的平均移动速度；以及确定所述平均移动速度是否大于或等于所述最小移动速度以确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
因此，所述方法可以包括监测超声探头的平均速度是匹配、超过还是低于超声探头的最小移动速度。这可以向用户提供关于他们是否正在正确地遵守引导指令的指示。具体地，可以关于他们是否要在最大可允许时间内完成超声成像过程来通知用户。
这有助于通过使得用户能够被提示加快其移动来防止不完整超声成像过程被执行。
在一些实施例中，平均速度替代地或另外地与期望的平均移动速度或历史的平均移动速度(诸如在先前超声成像过程期间的移动速度)进行比较。期望的平均移动速度可以基于超声成像过程的特性来确定，例如，3D超声成像过程可以优选特定平均移动速度。将平均速度维持在期望的平均移动速度的邻域内(或在期望的最大偏差内)可以防止例如对体积的不均匀空间采样。
所述最大可允许持续时间可以基于以下中的一项或多项：用户定义的最大持续时间；对象定义的最大持续时间；由所述超声成像系统进行的超声成像过程的最大持续时间；以及所述超声成像系统的帧率和能够被所述超声成像系统存储的超声图像的数量。
因此，对象(对其执行超声成像过程)、用户(执行超声成像过程)和/或超声成像系统的任何一个或多个特性可以用来确定用于超声成像过程的最大可允许持续时间。
使用用户定义的最大持续时间作为最大可允许持续时间的基础允许用户控制通过引导指令指示的速度。用户定义的最大持续时间可以基于例如用户的能力、经验或位置而改变。
例如，由于对象状况(诸如最大屏气时间)，最大可允许持续时间可以受限制。这允许超声成像过程适于或被优化以适合对象状况，并且防止由用户对对象的不健康或危险的实践。
一些实施例使用超声成像系统的特性来确定最大可允许持续时间。例如，超声成像系统可以能够存储特定数量的超声图像或帧。考虑到为超声成像系统获取超声图像的速率的已知帧率，最大可允许时间能够被容易地计算。实施例由此可以避免超声成像系统的意外覆写或不正确操作。
所述方法可以还包括基于所述超声探头在所述超声成像过程期间的监测到的移动、所述用户定义的开始位置和所述用户定义的结束位置来确定所述超声成像过程的进展的步骤。
因此，超声成像过程的进展可以被确定。这使得能够关于用户在超声成像过程期间是否正在正确地(即遵循建议的引导)或最佳地使用超声探头进行评价。
所述方法可以还包括将所述超声成像过程的所述进展显示给用户的步骤。
因此，可以关于其相对于超声成像过程的进展来告知、建议或通知用户。在一些实施例中，超声成像过程的进展与超声成像过程的期望的(例如优化的)进展一起被显示(例如通过特定位置或在特定时间)，以建议用户他们在任何给定时间处是否正在遵守超声成像过程的建议的/优化的进展。
在一些实施例中，确定引导指令的步骤包括确定所述超声探头的建议的移动路径。
因此，所述方法可以包括建议当从用户定义的开始位置移动到用户定义的结束位置时采用的超声探头的路径或轨迹。这可以通过避免对不感兴趣的区域的可能不必要的成像允许对体积的改善的或优化的成像。
监测所述超声探头在所述超声成像过程期间的移动的步骤可以包括：确定所述超声探头的当前位置；以及确定所述当前位置是否在所述建议的移动路径上以便确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
以此方式，所述方法可以检查用户是否正在遵循建议的路径，以便检查他们是否正在遵守或遵从引导指令。在一些范例中，当用户偏离建议的路径时，图像的捕获被暂停，以便避免对冗余图像的不必要的捕获，由此节省存储器空间并且提供更有效的系统。
根据本发明的另一方面，提供了一种超声成像方法，包括：如之前描述的引导超声成像系统的用户的方法；以及超声成像过程，所述超声成像过程包括当所述超声探头从所述用户定义的开始位置被移动到所述用户定义的结束位置时捕获超声图像。
所述超声成像过程还可以包括当每幅超声图像被捕获时(使用超声探头跟踪器)记录超声探头的位置。
所述超声成像方法可以还包括：确定所述超声探头何时位于所述用户定义的开始位置处并且所述用户定义的开始和所述用户定义的结束位置两者何时已经被获得；以及响应于确定所述超声探头在所述用户定义的开始位置处并且所述用户定义的开始和所述用户定义的结束位置已经被获得，执行所述超声成像过程。
因此，所述方法可以仅仅在超声探头被定位在开始位置处时才开始执行超声成像过程。这避免了超出用于成像的期望体积(其由用户定义)的边界的不必要的图像捕获。这改善了超声图像或一系列超声图像的质量和效率，因为不必要的图像被省略。
所述超声成像方法可以还包括基于所捕获的超声图像来生成由开始位置和结束位置定义的体积的三维超声图像。
当用来生成三维超声图像时，提出的方法是特别有利的，因为三维超声图像的质量在很大程度上取决于超声探头在开始位置与结束位置之间的移动。
在至少一个实施例中，所述方法还包括使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的中间位置，其中，确定引导指令的步骤包括确定用于指定所述超声探头相对于要被成像的所述体积从所述用户定义的开始位置通过所述中间位置并且到达所述用户定义的结束位置的移动的引导指令。
可以提供一种计算机程序，包括用于当所述程序在计算机上被运行时实施之前描述的任何方法的代码单元。
根据本发明的一方面，提供了一种用于超声成像系统的超声探头引导系统，所述超声成像系统具有手持超声探头和适于获得所述超声探头的位置的超声探头跟踪器。所述超声探头引导系统包括：体积定义单元，其适于：使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的开始位置；使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的结束位置，所述开始位置与所述结束位置之间的体积由此定义超声成像要在其中被执行的体积；确定单元，其适于确定用于指定所述超声探头相对于超声成像要在其中被执行的所述体积从所述用户定义的开始位置到所述用户定义的结束位置的移动的引导指令；以及监测单元，其适于在随后的超声成像过程期间使用所述超声探头跟踪器来监测所述超声探头相对于所述体积的移动以确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
所述确定单元可以适于：确定所述超声成像过程的最大可允许持续时间；确定在所述用户定义的开始位置与所述用户定义的结束位置之间的路径的距离；并且基于所述最大可允许持续时间和所述距离来确定所述超声探头在所述超声成像过程期间的最小移动速度。
所述体积定义单元可以还适于使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的中间位置；并且所述确定单元可以适于通过确定用于指定所述超声探头相对于要被成像的所述体积从所述用户定义的开始位置通过所述中间位置并且到达所述用户定义的结束位置的移动的引导指令来确定引导指令。
还提出了一种超声成像系统，包括：超声探头；超声探头跟踪器；以及如之前描述的超声探头引导系统。
附图说明
本发明的范例现在将参考附图详细地进行描述，在附图中：
图1示出了经历超声成像过程的第一对象；
图2是根据实施例的方法的流程图；
图3示出了经历超声成像过程的第二对象；
图4概念地图示了定义对象的体积的开始位置和结束位置；
图5图示了经历超声成像过程的第三对象；
图6概念地图示了定义对象的体积的开始位置和结束位置；
图7图示了经历超声成像过程的第四对象；
图8是根据实施例的超声成像方法的流程图；并且
图9图示了根据实施例的超声成像系统。
具体实施方式
本发明提供了一种用于超声成像系统的超声引导方法，其中用户定义的开始位置和用户定义的结束位置定义要被成像的体积。用于对定义的体积执行的超声过程的引导指令由此可以被生成，以帮助引导超声探头在成像过程期间的移动。超声探头的移动使用超声探头跟踪器来监测，以确保用户正在遵守引导指令。
实施例至少部分地基于以下认识：经历超声成像过程的体积可以在超声成像过程被执行之前被定义。具体地，体积能够通过获得用于超声成像过程的开始位置和结束位置来定义。用于获得该预定义的体积内的图像的引导指令由此可以被生成，以关于超声成像过程应当如何被最有利地(例如最佳地)执行来指导用户。
说明性实施例可以例如被采用在临床超声环境中。当被采用在3D超声成像过程中时，实施例是特别有用的，其中图像的质量在很大程度上取决于超声成像过程的捕获特性(例如速度、2D图像的数量、2D图像的分布等等)。
本发明涉及帮助用户使用所跟踪的超声探头来执行超声采集过程的引导系统。一个目标是帮助优化采集速度、节奏或方向性，以便基于体积的超声成像来重建良好质量的(3D)超声图像。引导系统可以集成基于用户的约束和基于系统的约束，并且为用户提供实时的反馈。
图1图示了第一对象1经历由超声成像系统2执行的超声成像过程。
超声成像系统2包括超声探头5和超声探头跟踪器6。超声探头5包括可由用户在感兴趣区域上面手动地移动的手持便携式探头。超声探头跟踪器6包括任何已知的超声探头跟踪器，诸如电磁跟踪的探头。
由超声成像系统2执行的超声成像过程包括经由超声探头5获得第一对象1的体积3的至少一幅超声图像。超声成像过程可以还包括获得被成像体积3的超声输出，诸如三维超声图像。如稍后将解释的，体积3由超声探头5的用户定义。
具体地，当超声探头5在对象1上面相对于体积2被移动时，超声成像系统捕获多幅超声图像(例如二维超声图像)。这些多幅图像可以被堆叠(基于由超声探头跟踪器捕获的位置关系)以生成三维图像，被呈现为一系列图像或被拼接/复合在一起以生成更大的二维图像。
本发明意识到，根据通过超声成像过程产生的一系列二维超声图像(重新)构建的三维图像或拼接的2D图像的质量受超声探头5在超声成像过程期间的移动的特性影响。具体地，移动的速度、路径或模式影响图像或一系列图像的质量。
通过范例，如果在捕获多幅超声图像以准备三维超声图像的同时超声探头被太快地移动，那么所捕获的超声图像将与彼此太远地间隔开以有效地堆叠。具体地，超声成像过程可能不能准确地内插或预测两个这种很远间隔开的图像之间的体积的结构。因此，所生成的三维图像可能是不准确的、不精确的或包括缺失的信息或结构特征。
在医学环境中，超声成像系统2的用户通常是对对象或物体(诸如(人类或动物)患者)执行超声成像过程的临床医生。由于体积的准确且完整成像的增加的重要性，实施例在医学背景下是特别有利的。预先确定体积的构思也使得感兴趣区域能够被预先确定。然而，使用超声成像过程的其他环境(诸如非破坏性测试)也被考虑。
本发明提出了引导超声探头的移动以便避免超声探头在超声成像过程期间的不正确或非建议的(例如非最佳的)移动的方法。因此，超声成像过程的输出的质量可以被显著地增加。超声探头可以被执行成像的用户移动，使得引导超声成像系统的用户包括引导超声探头的移动，并且反之亦然。
参考图1和图2两者描述引导超声成像系统2的用户的方法。图2是根据实施例的方法10的流程图。
方法10包括获得超声探头5的用户定义的开始位置7的步骤11。优选地，步骤11包括确定超声探头5已经被定位在的位置7。因此，用户可以使用超声探头5来标记开始位置7的位置。
方法10还包括获得超声探头5的用户定义的结束位置8的步骤12。类似地，步骤12可以包括确定超声探头5已经被定位在的位置8作为结束位置。因此，用户可以使用超声探头5来标记结束位置8的位置。
开始位置7和结束位置8由此一起定义要在超声成像过程期间被成像的体积3。体积3可以跨越在开始位置7与结束位置8之间。
方法10还包括确定用于指定超声探头相对于要被成像的体积的移动的引导指令的步骤13。通过范例，引导指令可以指示当从开始位置移动到结束位置时超声探头在超声成像过程期间的移动的优化的、优选的或建议的速度、持续时间、路径9和/或模式。
步骤13可以基于例如开始位置7/结束位置8的特性、体积3的特性、超声成像过程的特性和/或超声成像系统2的特性来确定超声探头的建议的移动。范例将在下面详细地进行解释。
生成引导指令的步骤13由此可以包括至少基于至少由开始位置和结束位置定义的体积的特性和超声成像系统的特性或约束来生成引导指令。
优化可以例如是以下中的任一项：最大化在超声成像过程期间成像的体积(例如关于超声成像过程的已知的最大持续时间和/或移动限制)；最小化超声探头在超声成像过程期间的移动；最小化超声成像过程的时间；最小化在超声图像过程期间获取的图像的数量(例如同时维持准确的成像)；最大化在超声图像过程期间获得的图像的数量(例如同时确保体积在已知的时间段内被成像)，并且最小化在超声成像过程期间的移动或超声成像过程的时间同时确保多于预定部分的体积被成像。
引导指令可以被显示、提供或否则指示给用户(例如使用显示屏、视觉提示、打印输出、音频指示、音频指令、触觉反馈等等)。引导指令可以在超声成像过程之前和/或期间被提供。
方法10还包括使用超声探头跟踪器来监测超声探头5在超声成像过程期间的移动的步骤14。该方法由此可以确定用户是否正在遵守引导指令。
通过范例，如果引导指令指示优选的移动速度，那么超声探头的速度可以被监测以确定它是否匹配或落在优选的移动速度附近的预定裕量或范围内。这有助于确保规律的移动速度，并且防止被成像体积的不均匀空间采样。进一步的范例将在下面联系上下文进行解释。
优选地，监测超声探头的移动的步骤14包括确定超声成像过程的进展，并且具体是超声探头在超声成像过程期间的移动的进展。该确定可以至少基于超声探头在超声成像过程期间的开始位置、结束位置和当前位置(或监测到的移动)。
进展表示超声探头相对于超声探头在超声成像过程中的移动通过有多远。这可以例如指示完成超声探头在超声成像过程中的移动所需的(超声探头移动的)预测的距离或时间。进展可以使用例如一个或多个视觉、音频或触觉输出被指示给超声成像系统的用户。
步骤14优选地包括确定超声成像过程的进展是否匹配超声成像过程的预测的进展或在超声成像过程的预测的进展附近的预定裕量内。预定范围可以例如是预测的进展的±1％或±5％。
预测的进展基于引导指令来计算。具体地，预测的进展可以表示在用户已经遵守引导指令的情况下完成超声探头在超声成像过程中的移动剩余的预测的时间/距离。
通过范例，如果引导指令包括建议的速度，则能够容易地预测有多远，并且超声探头应当在特定时间点处已经从开始位置或朝向结束位置被移动(如果遵守建议的速度)。预测的距离由此可以表示超声探头移动的预测的进展。预测的距离可以与例如通过确定当前位置与开始位置之间的距离计算的测量到的移动的距离进行比较，以确定用户是否正在满足或遵守超声探头的预期的或预测的进展。
超声探头对预测的进展或引导指令的遵守可以使用例如一个或多个视觉、音频或触觉输出被指示给超声成像系统的用户，诸如当进展已经落在期望的或预测的进展之后或用户未能遵守引导指令时进行指示的视觉警报。
在一些实施例中，用户的预测的进展(根据引导指令)和用户的实际进展两者可以例如使用相应的进展条被视觉地显示给用户。这可以允许用户容易地且直观地理解他们是否正在遵守如由系统确定的引导指令，并且他们可以如何调整超声探头的移动以便遵守引导指令，例如加快移动。
提出的本发明因此提供了确定针对对象的用户定义的体积的引导指令以允许对用户定义的体积的最佳的或改善的成像的构思。对用户定义的体积的使用允许引导指令以高度的准确性被计算，因为成像过程的边界可以被预先确定(例如要被成像的体积的尺寸、形状或成分)。
获得开始位置和结束位置的步骤11、12优选地包括基于用户动作来获得开始位置和/或结束位置。
例如，用户可以通过在预定时间段内将超声探头5定位在特定位置中或通过将超声探头定位在一位置中并且提供标记所述位置的用户输入(例如按压按钮)来标记开始位置和/或结束位置。因此，用户可以识别体积的开始位置和结束位置。使用用户输入提供开始位置/结束位置已经被用户明确地识别的更大确定性，并且可以操作起来更直观。使用预定时间段增加超声成像系统的简单性，从而需要更少的用户输入。
步骤11、12可以包括当开始位置和/或结束位置已经被获得时(例如当用户标记开始位置/结束位置时)输出音频、视觉或触觉输出。例如，当开始位置/结束位置已经被成功地标记、记录或获得时，(被用户握持的)超声探头可以发出哔哔声或振动。
获得开始位置和/或结束位置的其他方法对技术人员来说将是显而易见的，诸如(例如经由用户接口)将位置标记在可从患者身体扫描(诸如CT或MRI扫描)获得的对象的模拟上、或(例如从之前的超声成像过程)获得历史的或缺省的开始位置/结束位置。
在下文描述的第一情形中，所确定的引导指令包括超声探头在超声成像过程期间的建议的(例如优化的)移动速度(也称为扫掠速度)。
一个感兴趣约束是执行成像过程所允许的最大时间。这可以是超声成像过程的最大可允许持续时间。最大时间或最大可允许持续时间可以是由于例如存储约束、处理能力、程序效率、建议的流程或用于成像的允许的时间(例如由于对象限制，诸如有限的约定时间)。
具体地，用于执行超声成像过程的最大时间或最大可允许持续时间可以基于以下项(例如，的最小值)来定义：用户定义的最大持续时间；对象定义的最大持续时间；由超声成像系统进行的超声成像过程的最大持续时间；以及超声成像系统的帧率和能够被超声成像系统存储的超声图像的数量。
在一个范例中，如果超声成像系统的图像捕获速率和存储能力(即能够被存储的图像的最大数量)两者是已知的，那么用于执行超声成像过程的最大时间是可通过将能够被存储的图像的数量除以图像捕获速率容易确定的。最大时间或持续时间可以依据所选择的图像捕获速率或图像质量而改变，因为高质量图像占据更多的存储空间。
在另一范例中，在对象是患者的情况下，最大可允许持续时间可以患者能够屏气或能够被安全地成像的时间长度。以此方式，最大可允许持续时间可以由对象或用户定义。
体积可以定义超声探头要在超声成像过程期间被移动的距离。该距离可以是超声探头的预测的路径(诸如直线或自然曲线)的距离、建议的路径9的距离(如下面实施的)和/或角度距离。在简单的范例中，距离可以被定义为直接连接开始位置7和结束位置8的路径9的距离。
超声探头的移动的建议的速度(vo)可以通过将由体积3定义的距离(dv)除以执行超声成像过程所允许的最大时间(tm)来确定，诸如如下：
Figure BDA0002592980050000131
因此，建议的速度vo可以表示当确保体积从用户定义的开始位置被成像到用户定义的结束位置的同时超声探头能够被移动的最小速度。这提供了对体积的改善的成像并且由此提供超声输出的改善的准确性。
在另一范例中，建议的速度vo可以基于超声成像系统的图像捕获速率来确定。在一些范例中，图像捕获速率越快，超声探头能够在图像期间被移动得越快。
通过解释，应注意为了超声探头以恒定速度移动，与具有更低捕获速率的超声成像系统相比，对于具有更高捕获速率的超声成像系统，所捕获的图像更接近彼此。因此，具有不同捕获速率的系统的超声探头可以以不同速度被移动，并且仍然捕获相同的图像。
因此，基于图像捕获速率来确定建议的速度为超声探头提供了更有效的速度，并且减少了冗余图像的捕获。因此，执行超声成像过程所花费的时间也可以被减少。
不同超声图像之间的所需的分离或距离可以根据已知的原则(诸如3D超声图像重建方法、期望的图像分辨率、临床指导方针或用户输入)来确定。建议的速度vo(以m/s为单位)由此可以基于不同超声图像之间的所需的分离ds(以米为单位)和超声成像系统的图像捕获速率ic(每秒的图像)来确定，例如，如下：
vo＝ds.is (2)
建议的速度vo可以取决于被成像体积的期望空间分辨率。期望空间分辨率越大，建议的速度越低。这样的实施例对于3D超声成像过程是特别有利的，因为体积的3D超声图像的空间分辨率取决于在体积内捕获的2D图像的数量。因此，超声探头的速度越低，被捕获的体积的图像越多，并且所生成的3D超声图像的空间分辨率越大。例如，在期望的空间分辨率与针对该分辨率的建议的速度之间可以存在映射，所述建议的速度可以依据超声成像系统设备而改变。这样的实施例允许更准确的超声成像过程。
在又一实施例中，建议的速度vo可以取决于用户或对象的特性。在实施例中，超声图像系统和/或超声成像过程可以根据门控采集方法来操作。建议的速度可以基于门控采集过程的门控速率来确定。
门控速率表示对象的周期性移动，诸如心跳(例如心脏循环速率)、呼吸移动或肌肉移动。通过范例，门控速率可以指示所捕获的图像或帧将被对象的周期移动干扰的频率。门控时段可以表示能够被捕获的帧数或对象的周期性移动之间的时间段。
将认识到，用于生成超声输出的所捕获的图像可以基于门控速率来进行选择，以由此减轻对象的(无意识)周期性移动对超声输出的影响。
在第一情形中，基于门控速率对图像的选择在图像正在被捕获时被执行。图像可以仅在门控时段的一部分内被捕获，例如，以交叠或避免对象的周期性移动。因此，图像不可以以图像捕获速率被连续地捕获，而是可以仅在每个门控时段的预定时间段或帧数内被捕获。
在第二情形中，基于门控速率对图像的选择在图像被选择用于生成输出时被执行。图像因此可以在超声成像过程期间被连续地捕获，但是仅在在每个门控时段的预定时间段或帧数期间捕获的图像被选择用于生成超声输出。
在任一情况下，建议的速度vo可以取决于门控速率或门控时段。例如，如果希望所选择的或所捕获的图像交叠周期性移动，那么门控速率越高，建议的速度vo越大，因为图像能够以更高的频率或更小的分开距离被选择。如果希望所选择的或所捕获的图像避免周期性移动，那么门控速率越低，建议的速度v0越大，因为更大数量的相关图像能够在不同的周期性移动之间被捕获。
这样的实施例改善确定建议的速度的准确性，并且改善超声成像过程的超声输出的准确性。
选择建议的速度可以使用两种或更多种上面描述的方法与所确定的建议的速度的最低(为了改善准确性)、最高(为了改善效率)或平均(作为最佳折中)的选择。
监测超声探头的移动是否遵守引导指令的步骤14可以确定超声探头的移动是否匹配超声探头的所确定的建议的移动或位于超声探头的所确定的建议的移动的可允许裕量内。
通过范例，超声探头跟踪器6可以跟踪超声探头5的速度，以确定移动的实际速度va是否匹配或对应于建议的速度vo。
超声探头跟踪器6可以确定超声探头在超声成像过程期间的当前实际速度、平均速度或移动平均速度是否在建议的速度的预定范围内。预定范围可以例如是建议的速度vo的±1％或±5％。优选的是，在超声成像过程期间维持一致的速度，以便确保图像以规律的分开距离被捕获。这减少了超声输出中的误差。
超声探头的平均速度可以通过(使用超声探头跟踪器)测量自(从开始位置)开始超声成像过程以后的时间长度以及超声探头的开始位置与当前位置之间的距离来计算。距离可以除以时间长度以确定速度。计算速度的其他方法对技术人员来说将是显而易见的(例如通过在预定时间段内测量移动量)。
方法10可以还包括提供超声探头对引导指令的遵守的指示的步骤。这可以例如呈以对用户的音频、视觉或触觉输出的形式。
例如，红光可以指示超声探头的(平均)速度太低，绿光可以指示超声探头的(平均)速度在可允许范围内，并且蓝光可以指示超声探头的(平均)速度太高。向用户提供指示的其他实施例对技术人员来说将是显而易见的。
通过提示用户以建议的速度移动超声探头并且警告用户满足建议的速度的失败，对体积的不均匀空间采样能够被避免。这显著改善了图像质量，并且提供了超声图像的均匀空间分离。
在其他范例中，当超声探头未遵守引导指令时，图像捕获过程可以被暂停，以便不必要的或无用的超声图像被捕获，由此提供更有效的系统。
在下文描述的将参考图3进行描述的第二情形中，所确定的引导指令包括超声探头5在超声成像过程期间的移动的建议的路径。
图3图示了经历由超声成像系统22执行的超声成像过程的第二对象21的平面视图。超声成像系统包括超声探头25和超声探头跟踪器26，其可以如之前描述的那样被实施。
在开始位置27与结束位置28之间定义了要被成像的体积23。每个位置可以与相应的平面和/或方向相关联。即，每个位置可以指示要在超声成像过程期间被成像的体积23的面或边界。
与开始位置/结束位置相关联的方向可以例如由用户在开始位置/结束位置被获得时将超声探头扭转到特定方向来定义。
开始位置27可以指示超声过程的第一超声图像要在其中被捕获的平面，并且结束位置28可以指示超声过程的最终超声图像要在其中被捕获的平面。
开始位置27和结束位置28均可以与长度、宽度、高度和/或深度相关联。即，与开始位置/结束位置相关联的平面可以是有限的，并且具有特定的边界。开始位置/结束位置的特性可以由超声成像系统的特性来定义。例如，与开始位置相关联的平面的长度LS可以表示能够被捕获在超声图像中的对象21的表面。该平面(进入对象)的深度和/或形状可以由超声成像系统的成像捕获能力来定义。
体积可以包括位于与开始位置27相关联的平面和与结束位置28相关联的平面之间的空间或物质，例如，包括位于其之间的所有物质。体积23可以是规则的/立方形的或不规则的/非立方形的。
因此，体积23可以由开始平面和结束平面的位置、取向、角度、尺寸、形状、范围和/或位置定义。开始平面和结束平面分别表示用于超声探头的开始位置和结束位置。开始平面和结束平面中的每个的一个或多个特性可由用户定义。
生成引导指令的步骤13可以包括生成或确定超声探头在超声成像过程期间的建议的路径29。
建议的路径29表示要由超声探头25在超声成像过程期间从开始位置27到结束位置28采用的优选路线或规划的轨迹。建议的路径的一个目标可以是提供对体积的有效的、完整的或准确的超声成像(例如关于图像质量、体积尺寸、总体超声图像输出尺寸、等等)。
建议的路径29由此可以表示要由超声探头在超声成像过程期间采用的沿着对象的表面的路线。当探头沿着对象的表面被移动以对体积23进行成像时，超声图像被超声成像系统获取。
在一个范例中，建议的路径29可以被选择为使得最大可能量的体积23能够在超声成像过程期间被成像。这可以考虑超声探头的优化的、平均的或历史的移动速度、和/或图像能够被捕获的最大时间。在一些范例中，建议的路径被选择为使得最大可能量的体积能够在超声探头25的单次移动或扫掠内被成像。在其他范例中，建议的路径被选择为提供超声探头的最小移动同时仍然对多于预定部分(例如80％)的体积进行成像。
建议的路径可以被限制为具有最大平移移动角度(例如使得如果遵循建议的路径，那么超声探头在超声成像过程期间不进行急剧的或突然的转弯)。该最大移动角度可以是大约90°或大约45°。建议的路径可以是对最大量的体积23进行成像同时遵守这种限制的路线。
建议的路径29可以是非线性的或要不然建议超声探头的角度的变化，例如，如果与开始位置27/结束位置28相关联的平面是非平行的。建议的路径还可以考虑开始位置27处的平面与结束位置29处的平面之间的旋转量或取向差。
在一些实施例中，建议的路径29可以成之字形、迂回曲折、转回到它本身上、或在开始位置与结束位置之间经过不止一次。这可以允许更大面积的体积以高度准确性被成像。
确定超声探头在开始位置(或平面)与结束位置(或平面)之间的建议的路径或规划的轨迹的其他方法对技术人员来说将是显而易见的。
在一些实施例中，规划的轨迹的视觉显示被提供给用户，以提供建议的路径的指示。任选地，视觉显示提供预期到探头在图像采集期间的特定或当前时间在哪里和/或探头的当前位置的视觉叠加，以指示超声成像过程的进展。另外，引导指令可以用来向用户提供方向性音频/视觉引导，以引导用户至(返回至)规划的轨迹或建议的路径。这可以例如包括建议用户更往左、更往右、调整超声探头的角度等等。
因此，超声探头的位置可以被识别，并且用来确定用户是否正在遵守引导指令。具体地，可以关于用户是否正在遵循建议的路径29进行确定。
开始位置27和结束位置28可与特定平面相关联的构思的更详尽理解可以参考图4来理解。
图4概念地图示了对象31，其中开始位置37A和结束位置38B由用户定义。
开始位置37A与开始平面37B相关联。开始平面37B表示超声成像过程的第一超声图像要在其中被捕获的平面。类似地，结束位置38A与结束平面38B相关联，结束平面表示超声成像过程的最后一幅或最终超声图像要在其中被捕获的平面。
如果开始位置37A/结束位置37B使用超声探头来获得，那么开始平面37B和/或结束平面38B的取向可以取决于当开始平面/结束平面被获得时超声探头25的取向。超声探头跟踪器26由此可以适于确定超声探头的取向。
开始平面37B和结束平面38B可以相对于彼此被旋转或不同地取向。因此，位于两个平面之间的体积(未示出)可以是不规则的或否则是非立方形的，例如，圆柱体的一部分。
超声探头的移动的建议的路径39由此可以是非线性的。具体地，建议的路径可以引起超声探头在超声成像过程中的移动期间从开始平面37B的取向旋转到结束平面38B的取向。
一般来说，建议的路径39是超声探头的建议的或优选的路线，当被采用时所述建议的或优选的路线将超声探头的成像区域(即由超声成像系统在其中获取图像的当前平面)从由开始位置定义的平面移动到由结束位置定义的平面。
在一些实施例中，引导指令包括关于超声探头在超声成像过程期间的建议的速度和建议的路径两者的信息。最佳的移动速度可以取决于建议的路径29、39(例如沿着建议的路径的距离)。建议的速度由此可以沿着路径发生改变，例如，在该路径中的较早点处最佳速度可以是第一值，并且在该路径的较晚点处最佳速度可以是第二不同值。
这允许引导指令的更大可配置性，并且可以允许对例如要被成像的体积中的特定感兴趣区域的更准确成像。
在一个实施例中，朝向建议的路径的中心的最佳速度可以小于朝向建议的路径的结束或开始的最佳速度。这可以允许朝向体积的中心部分(其可以表示更感兴趣区域)的更准确成像。感兴趣区域否则可以由用户定义，例如，在执行超声成像过程之前利用超声探头指示或标记特定感兴趣区域。
如之前所识别的，在超声成像过程期间监测超声探头的步骤可以包括确定超声探头沿着建议的路径29、39的进展。
在一个范例中，监测超声探头可以确定超声探头沿着建议的路径有多远(例如相距关于建议的路径的开始位置/结束位置的相对距离)。该距离可以表示超声探头的当前进展。
在第二范例中，监测超声探头包括确定完成超声成像过程剩余的预测的时间。这可以通过确定沿着建议的路径剩余的距离并且乘以超声探头的平均速度来计算。
该进展可以例如使用任何已知的视觉、音频或触觉输出(诸如显示器、扬声器或振动装置)被显示或指示给用户。
沿着建议的路径29的进展可以与超声探头的预测的进展进行比较。如果用户已经遵守引导指令，那么预测的进展指示完成超声成像过程剩余的时间/距离。
在一个范例中，预测的进展可以通过确定以建议的速度移动的超声探头应当沿着建议的路径29相距开始位置27有多远来计算。
在第二范例中，预测的进展通过确定沿着预测的路径以建议的速度移动的超声探头应当剩余完成超声成像过程有多长来计算。
沿着建议的路径29的预测的进展和沿着建议的路径的(实际的)进展可以使用之前描述的任何方法被显示或指示给用户。
超声图像过程的预测的进展和(实际的)进展可以被比较，以确定用户是否正在遵守引导指令。如果预测的进展在(实际的)进展以下，那么警告可以被生成。这可以以视觉、音频或触觉输出的形式被指示给用户。具体地，可以关于他们如何可以满足引导指令建议用户(例如加快移动)。
在简单的实施例(诸如参考图1描述的实施例)中，建议的路径可以被从开始位置到第二位置的直接路径或最短路径代替。因此，在一些实施例中，建议的路径可以是直线。
这简化了在监测步骤14期间对超声探头的进展的计算。具体地，相距开始位置的相距距离或到结束位置的相对接近度可以表示超声探头在超声成像过程期间的进展。
在一些实施例中，体积由被用户定义的多于两个位置来定义，如将参考图5所描述的，该图图示了经历由超声成像系统42执行的超声成像过程的第三对象41。
提供了开始位置47和结束位置48以及至少一个中间位置49。开始位置47、结束位置48和中间位置49一起定义要被成像的体积。例如，体积可以包括开始位置47与中间位置49之间的体积、以及中间位置49与结束位置48之间的体积。
中间位置的位置由此可以定义在开始位置与结束位置之间的建议的路径上的点。
该方法可以包括根据与针对开始位置/结束位置描述的相同的构思(例如使用用户输入和/或超声探头)来获得中间位置。因此，用户可以标记体积的一个或多个中间位置。
这样的实施例可以为用户提供对识别要被成像的体积的更大量的控制和精度。这有利地提供了更有用的、(临床)相关的且可控的要被成像的体积。
在一些范例中，用户可以在超声成像过程被执行之前定义超声探头在超声成像过程期间的移动的整个路径。换言之，用户可以例如通过移动超声探头来指示移动的预期路径。这允许用户在超声成像过程之前预演或指示他们希望探头如何被使用。在一些实施例中，确定引导指令可以不包括确定建议的路径，因为期望的/预期的路径已经被用户定义。
方法可以包括使用之前描述的任何方法来确定当沿着预期的路径移动时超声探头的建议的/优化的特性(例如超声探头的速度或取向)。
在一些实施例中，生成引导指令包括生成超声探头的移动的优化的或建议的模式。模式可以是时间模式(例如可变的移动速度)和/或空间模式(例如特定的移动路径)。模式由此可以表示超声探头应当在超声成像过程期间如何被空间地和/或时间地(例如在不同时间点处不同速度)移动。
图6和图7图示了本发明的修改的实施例，其中开始位置57A和结束位置58A再次分别与开始平面57B和结束平面58B相关联。图6概念地图示了根据实施例的对象51，并且图7图示了在经历超声成像过程的第四对象61的背景下的相同实施例。
开始平面57B和结束平面58B相对于彼此成一角度或倾斜。开始平面57B和结束平面58B的角度可以由超声探头的取向或倾斜来定义(如果用来定义开始位置57A和结束位置58A)。
超声探头的开始位置57A和结束位置58A可以被定位在对象61的基本上相同的表面位置65处。在这样的实施例中，开始平面57B和结束平面58B的相异角度在其之间定义要被成像的体积63。
引导指令包括用于指定超声探头在开始平面57B与结束平面58B之间的移动的指令。具体地，引导指令可以包括在开始平面与结束平面之间的移动的建议的/优化的角速度。所确定的引导指令因此可以包括角度引导指令。
由于开始位置57A和结束位置58A的表面位置65可以相同，所以引导指令可以指示超声探头跨对象61的表面的平移移动在超声成像过程期间保持相同。
引导指令可以包括、详述或定义超声探头5的移动的建议的路径69。建议的路径69因此可以指示超声探头5在超声成像过程期间的取向的最佳的或建议的变化，以便对由第一倾斜平面57B和第二倾斜平面58B定义的体积63进行成像。因此，路径69可以定义超声探头在超声成像过程期间的角度的建议的变化。
在一种情形中，超声成像系统可以获得与第一位置57A或第一平面57B相关联的第一角度和与第二位置58A或第二平面58B相关联的第二角度。超声成像系统可以例如基于超声成像系统的之前描述的特性来确定超声成像探头5在超声成像过程期间的建议的/优化的角速度。角速度可以被选择，例如，以便在考虑超声成像系统的最大存储器尺寸的情况下最大化在开始位置与结束位置之间获取的超声图像的数量。当然，其他之前描述的用于计算超声探头的移动速度的方法可以适于计算移动的适当角速度。
当然，角度引导的构思也可以被包含在任何之前描述的引导方法中，使得引导指令可以指导超声探头在成像过程期间的表面位置、位置、取向、角度等等的变化。在一种情形中，开始位置和结束位置的表面位置和角度两者不同。
引导指令由此可以用来关于至少超声探头相对于对象的角速度或角度应当如何被改变以在超声成像过程期间遵守建议的角速度或角度来建议用户(例如使用音频、视觉或触觉输出)。
图8图示了根据实施例的超声成像方法80。超声成像方法80包括引导如之前描述的超声成像系统的用户的方法和超声成像过程。
该引导方法包括以下步骤：获得11用户定义的开始位置，获得12用户定义的结束位置，确定用于指定13超声探头相对于要被成像的体积的移动的引导指令，并且监测14超声探头相对于体积的移动以确定用户是否正在遵守引导指令。
该超声成像方法还包括超声成像过程81、82。
该超声成像过程包括开始或启动超声图像的捕获过程的步骤81和结束超声图像的捕获过程的步骤82。在步骤81和82之间，包括捕获过程，该超声成像方法包括使用超声探头来捕获、获得或采集对象的超声图像。图像以执行超声图像的捕获的超声成像系统的图像捕获速率被捕获。在图像的捕获期间，(如通过超声探头跟踪器跟踪的)该图像的位置也可以被存储。
该超声成像方法还可以包括生成超声图像输出的步骤83。
优选地，步骤83包括基于在超声成像过程的步骤81和82之间捕获的超声图像来重建3D超声图像。因此，在捕获过程期间捕获的超声图像可以用来重建在捕获过程期间成像的对象的体积的3D超声图像。如之前描述的，这可以通过基于由超声探头跟踪器捕获的位置堆叠所捕获的超声图像并且任选地在所捕获的图像之间进行内插来执行。重建3D超声图像的其他方法对本领域技术人员来说将是显而易见的。
对3D超声图像的生成显著增加被成像体积的临床相关性(在医学背景下)，而且还一般增加超声输出的审查者可以理解被成像体积的容易性和直观性。当被采用在3D超声成像方法中时，所描述的实施例是特别有利的，因为这样的成像方法特别易受不均匀空间采样、不完整体积覆盖和较差空间分辨率影响。这些缺点通过任何本文描述的方法来减轻。
步骤83可以替代地包括输出2D超声图像序列或拼接的或复合的2D超声图像。准备这样的输出的方法对技术人员来说将是显而易见的。
超声成像方法80可以包括确定超声探头是否在(例如如由超声探头跟踪器跟踪的)用户定义的开始位置处的步骤84。步骤84在用户定义的开始位置和结束位置已经被获得之后被执行。
响应于确定超声探头在用户定义的开始位置处，方法80移动到开始超声图像的捕获过程的步骤81。响应于确定超声探头不在用户定义的开始位置处，该方法不执行动作，并且重复对超声探头是否在用户定义的开始位置处的确定。
因此，超声成像方法80可以仅仅在超声探头在用户定义的开始位置处时才执行图像捕获过程。这避免了超出用于成像的期望体积(其由用户定义)的边界的不必要的图像捕获。这改善了超声图像或一系列超声图像的质量，因为不必要的图像被省略。这样的实施例还减少对冗余图像的捕获(即在用户定义的体积之外)，并且由此提供了有效的捕获系统。
在其他实施例中，捕获过程响应于用户输入而开始。
超声成像方法80可以还包括确定超声探头是否在(如由超声探头跟踪器跟踪的)用户定义的结束位置处的对应步骤85。步骤85在开始捕获过程的步骤81已经被执行之后被执行。
响应于确定超声探头已经到达用户定义的结束位置，方法80停止捕获过程并且执行生成超声输出的步骤83。响应于确定超声探头不在用户定义的结束位置处，该方法不执行动作，并且继续图像捕获过程以及确定超声探头是否在用户定义的结束位置处。
因此，当超声探头已经到达结束位置时，超声成像方法80可以停止图像捕获过程。这进一步防止在用户定义的体积之外的图像被捕获，由此减少冗余并且改善超声成像过程的效率。
在其他实施例中，捕获过程响应于用户输入或响应于超声成像系统的存储器充满而被结束。
在一些实施例中，方法80包括确定用户是否已经偏离引导指令的步骤86。这可以根据任何之前描述的方法来执行。响应于确定用户已经偏离引导指令，该方法可以包括警告用户(例如使用视觉、音频和/或触觉输出)其偏离的步骤87。否则，用户不被警告。步骤87可以否则或另外地包括暂停图像捕获过程(当用户或探头重新遵守引导指令时，该图像捕获过程可以然后被恢复)。
提出了适于执行之前描述的任何方法的处理装置或超声引导系统。处理装置能够利用软件和/或硬件以多种方式实施，以执行所需的各种功能。处理器是采用一个或多个微处理器的处理装置的一个范例，所述一个或多个微处理器可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行所需的功能。然而，处理装置可以在采用或不采用处理器的情况下被实施，并且还可以被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。
可以在本公开的各种实施例中采用的处理装置部件的范例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，处理装置可以与一个或多个存储介质相关联，所述一个或多个存储介质诸如为易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM。存储介质可以利用一个或多个程序来编码，所述一个或多个程序当在处理装置上运行时执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理装置内，或者可以是可运输的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理装置中。
图9图示了在超声成像系统100的背景下的根据实施例的超声探头引导系统110。总体超声成像系统100包括(手持)超声探头104、超声探头跟踪器105和超声探头引导系统110。
超声探头引导系统110包括适于获得超声探头的用户定义的开始位置并且获得超声探头的用户定义的结束位置的体积定义单元111，所述开始位置与所述结束位置之间的体积由此定义超声成像要在其中被执行的体积。
超声探头引导系统还包括适于确定用于指定超声探头相对于超声成像要在其中被执行的体积的移动的引导指令的确定单元112。
超声探头引导系统还包括适于在随后的超声成像过程期间使用超声探头跟踪器来监测超声探头相对于体积的移动以确定用户是否正在遵守引导指令的监测单元113。
超声探头引导系统110的单元111、112、113可以如所图示的那样通过总线或根据任何标准通信协议与彼此通信。因此，每个单元可以通过单独的处理器来表示。备选地，每个单元可以包括处理器装置的功能性，诸如指定的功能或动作。
超声探头引导系统可以适于与用户接口120通信。用户接口120包括视觉、音频或触觉输出。这样的输出可以提供之前描述的输出中的任何。用户接口包括例如显示器、扬声器或振动装置。超声探头引导系统可以适于向用户指示引导信息、超声探头在超声成像过程期间的进展等等。用户接口120可以包括或形成总体超声成像系统100的用户接口。用户接口可以至少被提供在超声探头(例如振动装置)上。
用户接口120可以还包括用户输入，诸如一个或多个按钮或键。这可以允许用户与超声探头引导系统的单元通信。用户输入优选地包括位于超声探头上的部分，用于由用户在超声成像过程期间的每次访问。
虽然实施例主要集中于确定超声探头的建议的速度或路径，但是将认识到引导指令可以指示超声探头在超声成像过程期间的其他优选特性。通过范例，引导指令可以提出对超声探头在成像过程期间的取向或角度的改变，以便最大化被成像的体积或更有效地对体积进行成像。
通过研究附图、说明书以及随附权利要求书，本领域技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种在体积(3)的超声成像过程期间引导超声成像系统(2)的用户的方法(10)，其中，所述超声成像系统包括手持超声探头(4)和适于获得所述超声探头的位置的超声探头跟踪器(5)，所述方法包括：
使用所述超声探头跟踪器来获得(11)所述超声探头的用户定义的开始位置(7)；
使用所述超声探头跟踪器来获得(12)所述超声探头的用户定义的结束位置(8)，所述开始位置与所述结束位置之间的体积由此定义要被成像的所述体积；
确定(13)用于指定所述超声探头相对于要被成像的所述体积从所述用户定义的开始位置到所述用户定义的结束位置的移动的引导指令；以及
在所述体积的随后的超声成像过程期间，使用所述超声探头跟踪器来监测所述超声探头相对于所述体积的移动以确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定引导指令的步骤包括：
确定所述超声成像过程的最大可允许持续时间；
确定所述超声探头在所述用户定义的开始位置与所述用户定义的结束位置之间的路径的距离；以及
基于所述最大可允许持续时间和所述距离来确定所述超声探头在所述超声成像过程期间的最小移动速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，监测所述超声探头在所述超声成像过程期间的移动的步骤包括：
确定所述超声探头相对于所述用户定义的开始位置和所述用户定义的结束位置中的一个或多个的当前位置；
确定在所述超声成像过程期间逝去的当前时间；
基于所述超声探头的所述当前位置和逝去的所述当前时间来确定在所述超声成像过程期间的平均移动速度；以及
确定所述平均移动速度是否大于或等于所述最小移动速度以确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述最大可允许持续时间基于以下中的一项或多项：
用户定义的最大持续时间；
对象定义的最大持续时间；
由所述超声成像系统进行的超声成像过程的最大持续时间；以及
所述超声成像系统的帧率和能够被所述超声成像系统存储的超声图像的数量。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，还包括基于所述超声探头在所述超声成像过程期间的监测到的移动、所述用户定义的开始位置和所述用户定义的结束位置来确定所述超声成像过程的进展的步骤，任选地其中，所述方法还包括将所述超声成像过程的所述进展显示给用户的步骤。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，确定引导指令的步骤包括确定所述超声探头的建议的移动路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，监测所述超声探头在所述超声成像过程期间的移动的步骤包括：
确定所述超声探头的当前位置；以及
确定所述当前位置是否在所述建议的移动路径上以便确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
8.一种超声成像方法(80)，包括：
根据权利要求1至7中的任一项所述的引导超声成像系统的用户的方法；以及
超声成像过程(81、82)，其包括当所述超声探头从所述用户定义的开始位置被移动到所述用户定义的结束位置时捕获超声图像。
9.根据权利要求8所述的超声成像方法，还包括：
确定(84)所述超声探头何时位于所述用户定义的开始位置处并且所述用户定义的开始位置和所述用户定义的结束位置两者何时已经被获得；以及
响应于确定所述超声探头在所述用户定义的开始位置处并且所述用户定义的开始位置和所述用户定义的结束位置已经被获得，执行(81)所述超声成像过程。
10.根据任一前述权利要求所述的超声成像方法，还包括使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的中间位置(49)，
其中，确定引导指令的步骤包括确定用于指定所述超声探头相对于要被成像的所述体积从所述用户定义的开始位置(47)通过所述中间位置(49)并且到达所述用户定义的结束位置(48)的移动的引导指令。
11.一种计算机程序，包括用于当所述程序在计算机上被运行时实施根据权利要求1至10中的任一项所述的方法的代码单元。
12.一种用于超声成像系统(100)的超声探头引导系统(110)，所述超声成像系统具有手持超声探头(104)和适于获得所述超声探头的位置的超声探头跟踪器(105)，所述超声探头引导系统包括：
体积定义单元(111)，其适于：
使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的开始位置；
使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的结束位置，所述开始位置与所述结束位置之间的体积由此定义超声成像要在其中被执行的体积；
确定单元(112)，其适于确定用于指定所述超声探头相对于超声成像要在其中被执行的所述体积从所述用户定义的开始位置到所述用户定义的结束位置的移动的引导指令；以及
监测单元(113)，其适于在随后的超声成像过程期间使用所述超声探头跟踪器来监测所述超声探头相对于所述体积的移动以确定所述用户是否正在遵守所述引导指令。
13.根据权利要求12所述的超声探头引导系统，其中，所述确定单元适于：
确定所述超声成像过程的最大可允许持续时间；
确定在所述用户定义的开始位置与所述用户定义的结束位置之间的路径的距离；并且
基于所述最大可允许持续时间和所述距离来确定所述超声探头在所述超声成像过程期间的最小移动速度。
14.根据权利要求12或13所述的超声成像方法，其中：
所述体积定义单元还适于使用所述超声探头跟踪器来获得所述超声探头的用户定义的中间位置；并且
所述确定单元适于通过确定用于指定所述超声探头相对于要被成像的所述体积从所述用户定义的开始位置通过所述中间位置并且到达所述用户定义的结束位置的移动的引导指令来确定引导指令。
15.一种超声成像系统(100)，包括：
超声探头(104)；
超声探头跟踪器(105)；
根据权利要求11至14中的任一项所述的超声探头引导系统(110)。
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