CN112137643A - 用于在定量超声中纵向监测的感兴趣区域定位 - Google Patents

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Abstract

为了使用定量超声（QUS）进行患者的纵向监测（16），存储（14、18）感兴趣区域（ROI）相对于患者的位置的一个或多个指示符（图2和图3）以及来自患者的过去QUS成像的一个或多个图像。该指示符添加到具有ROI的图像。对于患者的后续QUS成像，所述指示符用于定位ROI。在QUS监测（16）中，基于ROI的放置，使用针对先前放置所显示（12）的指示符，在检查间监测（16）相同或固定的解剖结构。

Description

用于在定量超声中纵向监测的感兴趣区域定位
背景技术
本发明涉及定量超声成像。在定量超声（QUS）成像中，对检测到的信息进行进一步处理以定量被成像的组织的生物标记或特性。不仅仅提供组织的B模式图像，还对该组织的特性进行成像。例如，使用超声成像来计算组织中的剪切波速度。其他示例包括应变、衰减或反向散射度量。
对于定量超声成像，用户通常在B模式图像中定位感兴趣区域（ROI）。为了避免针对在B模式图像的整个视场（FOV）上进行定量的延迟或处理复杂性，用户定位的ROI定义用于定量的组织区域。
QUS生物标记不仅有希望用于筛查和诊断，而且有希望用于根据生活方式、饮食和/或药物干预来监测疾病进展或对治疗的响应。由于在治疗前后实施不同的QUS检查，因此在不同检查中监测对FOV和ROI的正确放置是敏感的。为了监测固定解剖位置的组织属性的变化，依赖超声检查医师的经验来找到相同的FOV和ROI。随着时间的推移或在不同的检查中，ROI的匹配可能是主观且不准确的。因此，QUS生物标记的比较在诊断或预后方面不太可靠。
发明内容
作为介绍，以下描述的优选实施例包括用于在QUS成像中进行ROI定位的方法、计算机可读存储介质、指令和系统。为了使用QUS进行纵向监测，存储相对于患者的一个或多个ROI位置指示符以及来自患者的过去QUS成像的一个或多个图像。所述指示符添加到具有ROI的图像。对于患者的后续QUS成像，指示符用于定位ROI。在QUS监测中，基于使用所显示的针对先前放置的指示符对ROI的放置，在检查之间监测相同或固定的解剖结构。
在第一方面，提供了一种用于利用超声扫描仪在QUS成像中进行ROI定位的方法。显示来自先前定量超声检查的针对患者的第一解剖结构的ROI的指示符。用针对另一定量超声检查的ROI实施所述另一定量超声检查，针对所述另一定量超声检查的ROI部分基于所述指示符在患者的第一解剖结构上被定位。
在第二方面，提供了一种用于利用超声扫描仪在QUS成像中进行ROI定位的方法。存储具有感兴趣区域的定量超声图像。接收换能器探头相对于患者的相对位置的输入。所述相对位置针对生成所述定量超声图像的时间。所述相对位置与定量超声图像链接存储。
在第三方面，提供了一种用于在QUS成像中进行ROI定位的系统。图像处理器被配置为在与定量超声成像的先前实例中使用的患者的相同解剖结构上帮助定位ROI。显示器被配置为基于ROI的位置显示相同解剖结构的定量超声成像的当前实例。
本发明由所附权利要求限定，并且本节中的任何内容均不应视为对那些权利要求的限制。本发明的其他方面和优点在下面结合优选实施例公开，并且以后可以独立地或组合地要求保护。
附图说明
部件和附图不一定按比例，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，遍及不同的视图，相似的附图标记表示对应的部分。
图1是用于通过接收和存储ROI位置的指示符进行ROI定位的方法的一个实施例的流程图；
图2是具有定位的ROI和作为指示符的象形图的示例QUS图像；
图3是基于身体模型的示例指示符；
图4是用于使用来自先前检查的指示符进行ROI定位的方法的一个实施例的流程图；和
图5是用于在QUS成像中进行ROI定位的系统的一个实施例的框图。
具体实施方式
在剪切波或其他定量成像中提供自动ROI放置。来自先前检查的ROI放置的指示符用于帮助在当前检查中放置ROI，从而在不同检查中提供相同解剖结构的QUS测量。该指示符添加到图像或不同于在图像上示出ROI。该指示符帮助定位FOV和ROI。提供ROI定位用于使用QUS进行纵向监测。为了使超声对监测有用，用于找到和测量相同解剖区域的过程是自动化的。
在一个实施例中，基于当前视图与参考视图之间的相似度度量的指示符被用于ROI定位。使用指示符和相关性技术来使找到相同解剖位置的过程自动化。
图1示出了用于利用超声扫描仪在定量超声成像中进行ROI定位的方法的一个实施例。对于纵向研究，在不同时间或为了检查而利用QUS成像对相同解剖结构进行成像。该检查可以被治疗分隔和/或分隔开一个小时或更长时间。该检查可以由相同或不同的超声检查医师实施。在针对相同解剖结构的情况下，定量结果更有用，允许比较或研究变化。后续检查应针对关于患者解剖结构的相同ROI实施QUS成像。
图1涉及初始或较早的QUS成像。创建一个或多个指示符来帮助进行ROI定位用于对患者进行后续QUS成像。创建的指示符帮助使用QUS随时间监测固定的解剖位置。
该方法由图5中所示的系统或不同系统实施。例如，医学诊断超声成像系统实施QUS成像，存储具有ROI的QUS图像，请求并接收针对该QUS图像的指示符的输入，并存储与QUS图像链接的指示符。其他设备可以实施任何动作，诸如图片存档和通信系统（PACS）或计算机化的医学记录数据库存储该指示符和QUS图像。
以所示的顺序或另一顺序实施各动作。例如，动作14与动作18同时实施或在动作16之后实施。作为另一示例，在具有或不具有动作18的情况下，动作16被作为动作12的一部分被实施或者甚至在动作12之前在放置ROI时被实施。
可以使用另外的、不同的或更少的动作。例如，包括用于配置超声扫描仪以实施QUS成像的动作。作为另一示例，实施用于审阅QUS图像或QUS图像的其他使用的动作。
在动作12中，医学诊断超声成像系统或扫描仪针对患者实施QUS。该QUS可能限于扫描仪或换能器的视场（FOV）中的ROI。
为了定位用于定量成像的ROI，采集表示患者或响应于患者的超声数据。超声成像系统或扫描仪扫描所述患者。替代地，所述数据是由扫描仪从先前的扫描中采集的，诸如通过从存储器或图片存档和通信系统传输。
该扫描是初始扫描，诸如第一扫描或一旦要使用定量成像就进行的随后扫描。例如，当超声检查医师定位换能器以扫描患者的期望区域时，重复该扫描。该扫描的视场被定位于一个或多个感兴趣器官上方。一旦感兴趣对象位于FOV中，要用于定位ROI的超声数据就可从所述扫描中获得，或者通过进一步的扫描来采集。
为了定位ROI而针对超声数据的扫描是整个FOV的扫描。除了换能器的位置和定向外，扫描的横向或方位角范围和深度定义FOV。基于不同的设置，可以提供不同尺寸的FOV。用户或系统确定该FOV。
可以生成二维图像。B模式数据帧是通过B模式扫描生成的。B模式图像表示B模式FOV中声学回声返回的强度或烈度。图2示出了针对患者肝脏的示例B模式图像。强度或B模式数据被映射到显示器的动态范围内的灰度。在其他实施例中，实施其他类型的检测和对应的扫描。例如，使用色流（例如，多普勒）估计。估计速度、功率和/或方差。作为另一个示例，使用谐波模式，诸如以基本传送频率的二次谐波进行成像。可以使用各模式的组合。
在对ROI 20进行单独扫描以进行定量成像之前实施对FOV的一次或多次初始扫描。该扫描被配置为在扫描用于定量的ROI 20的同时停止对患者的FOV的扫描。替代地，B模式成像和定量成像是交错的。
ROI 20定位在针对QUS的FOV中。用户可以使用用户界面在B模式或其他超声图像上定位ROI。替代地，超声扫描仪诸如使用图像处理器或控制器来在超声图像的FOV中确定ROI 20的位置。在一个实施例中，应用机器学习网络。机器学习网络将输入特征（诸如超声图像、界标位置、按位置的混乱水平和/或流体位置）关联到ROI 20的位置。机器学习网络的应用输出ROI 20的位置。在替代实施例中，所述确定使用规则。例如，ROI 20相对于界标定位但与地标间隔开，同时还避免混乱和流体。该规则可以指示特定定向和与界标的距离，具有定向和距离的公差，以计及避免混乱和流体。可以使用模糊逻辑。
可以基于要实施的QUS的类型来定位ROI 20。为了对肝脏进行剪切波速度成像，相对于肝囊定位ROI 20。可以基于肝囊并且为了避免流体和相对较高的混乱来定位ROI 20。
ROI 20是FOV内的扫描区域。基于扫描线分布来调整ROI形状。对于线性扫描，扫描线是平行的。所得到的ROI为方形或矩形框。对于扇区或矢量扫描，扫描线分别从换能器面上的点或位于换能器后面的虚拟点发散。扫描线的扇区扫描和矢量扫描格式以扇形ROI 20进行扫描。矢量扫描可以是不包括原点的扇形区域，诸如类似于梯形（例如，截断的三角形）（例如，参见图2的ROI 20）。在扇区或矢量®扫描中可以使用其他形状的ROI 20，诸如方形或矩形。
定向也可以被确定为包括或避免某些位置。定向可以基于以下各项：对换能器的转向的限制、检测到的可能引起声学阴影的界标、和/或被定量的组织的方向性响应。
ROI 20具有默认尺寸。ROI 20可以是任何尺寸，诸如横向5mm和轴向10mm。ROI 20的尺寸被确定为避免流体位置或相对较高的混乱。替代地，ROI 20的尺寸被确定为包括具有相对较高的反向散射的位置（例如，较低的混乱和较低的噪声）。
定量扫描可能受ROI 20的尺寸的影响。对于剪切波成像和其他定量扫描，定量依赖于对ROI 20的重复扫描。通过减小ROI的尺寸，可以提高扫描速度，使定量不易受到运动伪像的影响。通过增大ROI 20的尺寸，可以提供更具代表性的采样用于定量。针对定量的类型视需要来确定ROI 20的尺寸。可以基于优先级和避免可能导致不准确性或伪像的位置来选择不同的尺寸。
定义用于定量成像的扫描区域的ROI 20小于B模式图像的整个FOV。图2示出的ROI20小于B模式图像的FOV的面积的30％、20％或10％。
ROI 20被定位用于特定组织或感兴趣的解剖结构的定量。设置尺寸、形状和方向，以使患者的特定解剖结构在ROI 20内。根据QUS成像的类型，可以包括不同的解剖结构或组织类型。
一旦ROI 20被定位，超声扫描仪就实施定量成像。一个或多个ROI 20定义用于定量成像的扫描的位置。例如，超声扫描仪通过在ROI 20的位置处进行扫描来实施剪切波成像。剪切波成像可用于定量诊断有用的信息，诸如组织中的剪切波速度、杨氏模量或粘弹性。剪切波成像是ARFI成像的一种类型，其中使用ARFI来生成剪切波，但是可以使用其他应力源和/或其他类型的ARFI（例如，弹性）成像。可以使用其他类型的定量成像，诸如应变、弹性、反向散射或衰减。
定量成像产生QUS图像。QUS图像包括针对ROI 20的一个或多个定量参数的值。例如，QUS图像中包括作为一维、二维或三维中位置的函数的剪切波速度。图像用于反映可用于形成显示图像的超声数据或被格式化供显示或已经被显示的超声数据。在另一个示例中，QUS图像包括针对整个ROI的定量值。
QUS图像可以包括其他信息。例如，QUS值用于ROI 20，并且从B模式图像形成在ROI20之外的FOV中的位置。在一个实施例中，QUS图像包括参考体积（诸如三维的B模式数据）以及二维B模式图像，该二维B模式图像具有针对二维B模式图像中的ROI 20的叠加的QUS信息。
QUS图像包括图形或定义的ROI位置。替代地，QUS测量的位置指示ROI 20的位置。尽管QUS图像的显示可以覆盖或不使用针对ROI 20内的位置的B模式数据，但是可以提供B模式数据被替换为QUS图像的一部分，即使未被显示。
在动作14中，存储具有ROI 20的QUS图像。超声扫描仪、工作站、计算机或其他处理器将具有ROI 20的QUS图像存储在诸如PACS存储器、计算机化医学记录或本地存储器（例如，扫描仪的存储器）之类的存储器中。
可以存储一个以上的QUS图像。可以存储给定ROI 20的所有QUS图像。替代地，用户选择来自检查的QUS图像中的一个或子集进行存储。
在动作16中，接收换能器探头相对于患者的相对位置的输入。该输入由超声扫描仪、计算机、工作站或其他处理器接收。该输入来自用户界面。在替代实施例中，该输入来自实施数据处理（诸如使用位置感测系统）的处理器。换能器上的磁性位置传感器和/或患者和换能器（例如，照相机）的位置感测可以用于输入换能器探头相对于患者的相对位置。
该相对位置针对生成QUS图像的时间。为不同的QUS图像提供相同的相对位置或不同的相对位置。该相对位置可以在生成QUS图像之前、期间或之后被输入，但是表示在为生成QUS图像而进行扫描期间的相对位置。
用户可以提供相对位置信息。图2示出了所述输入在象形图22上的一个实施例。QUS图像与ROI 20和象形图22一起显示。在替代实施例中，在没有QUS图像的情况下显示象形图22。象形图22表示患者或患者的一部分。图2示出了用于腹部采集的象形图。可以表示患者的其他部分。象形图22是表示患者身体的图形或图标。
象形图22描绘了患者的一个或多个界标或身体标记26，诸如图2中的肚脐、胯部和胸肌。表示患者的不同部分的象形图22可能具有身体标记26的不同组合。身体标记26位于象形图22上的不同位置，诸如具有表示人体的空间分布。
为了输入相对位置，用户在换能器24的象形图22上指示位置。例如，鼠标或其他输入设备被用于在换能器24相对于患者的位置处将指针放置在象形图22上并激活指针。
图3示出了另一个实施例。代替象形图，显示了身体模型34。身体模型34表示人体的内部。身体模型34可以针对患者被个性化或者是通用的。表示患者的一个或多个器官、骨骼或其他内部结构。替代地或附加地，身体模型34表示患者的外部解剖结构。
身体模型34是三维模型，以三个维度表示身体。从一个或多个不同的观看方向将身体模型34渲染成一个或多个二维图像。在替代实施例中，一个或多个二维表示形成身体模型34。
输入是换能器模型32相对于身体模型34的位置。该位置可以是相对位置或接触点。该位置可以包括换能器模型32相对于身体模型34的定向。用户相对于身体模型34放置换能器模型32，以表示针对QUS图像的换能器探头相对于患者的位置。针对该输入可以显示或者可以不显示QUS图像。
作为用户输入的附加或替代，换能器探头上的位置传感器和/或用于患者和/或换能器探头的位置的一个或多个传感器（例如，照相机）被用于提供所述输入。感测到的相对位置可以被显示以供用户确认。
在动作18中，存储所述相对位置。超声扫描仪、工作站、计算机或其他处理器存储所述相对位置。存储具有指示的换能器24位置的象形图22或具有定位的换能器52的身体模型34。可以使用其他参数化法，诸如，存储相对于象形图22或身体模型34的点，或存储具有换能器24的象形图22的图像，或具有换能器52的身体模型34的图像。
所述相对位置被存储在诸如PACS存储器、计算机化医学记录或本地存储器（例如，扫描仪的存储器）之类的存储器中。可以存储一个以上的相对位置，诸如针对不同的QUS图像存储不同的相对位置。
存储的相对位置与QUS图像链接。相对位置和QUS图像可以存储在一起，诸如存储在相同文件中。替代地，所述链接通过在QUS图像的单独存储的文件和所述相对位置之间的引用实现。所述链接可以通过存储示出QUS图像和相对位置这二者的图像（例如象形图22和身体模型34）（诸如存储图2或3的图像）来实现。为了随后访问以帮助进行用于后续的QUS检查的ROI定位，存储QUS图像、QUS图像内的ROI位置以及换能器相对于患者的相对位置。
图4示出了利用超声扫描仪在QUS成像中用于ROI定位的方法的一个实施例。为了利用QUS进行纵向监测，实施后续的QUS检查。后续的QUS检查与较早的QUS检查分隔开一小时、十二小时或其他小时数和/或被治疗分隔。在针对相同患者发生QUS成像的不同实例的情况下，可以提供其他分隔，诸如，超声系统是否在两次之间关闭电源或是否发生了30分钟的中断以进行治疗，从而导致QUS成像的分隔实例。
在后续的QUS检查中，目标是测量患者的相同解剖结构。来自先前QUS检查的ROI20指示要测量的解剖结构。目标是对患者和/或ROI 20的相同位置的全部或子集实施QUS。
相同或不同的超声扫描仪和/或超声检查医师可用于不同的QUS检查。超声扫描仪实施各动作，诸如图5的系统。用户或机器人系统可以实施动作44。
可以提供另外的、不同的或更少的动作。例如，从超声扫描仪的角度不实施动作44，超声扫描仪一旦被定位就可以扫描但是可以不定位。作为另一个示例，提供了使用QUS成像结果的动作，诸如比较来自不同检查的QUS结果以用于诊断、预后和/或治疗规划。
以所示顺序（例如，从上到下或按数字）或其他顺序实施各动作。例如，动作42和44被交错或同时实施。
在动作42中，一旦开始QUS检查，超声扫描仪就显示ROI的指示符。该指示符通过示出包括ROI的FOV的位置、换能器相对于患者的相对位置、和/或当前FOV中的ROI的位置来指示ROI。该指示可以是方向或移动，以提供用于当前ROI与先前ROI进行匹配，或者该指示可以是位置和/或定向的指示。该指示帮助对齐当前FOV和/或ROI以与来自先前QUS检查的ROI匹配。
显示来自先前QUS检查的先前QUS图像，以帮助用户放置当前ROI。要找到针对ROI放置的对应FOV。可以显示示出感兴趣的解剖结构的其他图像，诸如显示具有QUS叠加或与QUS值分开的B模式图像。
所述指示符与图像一起显示，诸如并排显示或叠加显示。替代地，指示符与图像分开显示。指示符的显示是QUS检查的一部分。通过针对使用QUS进行纵向研究来配置扫描仪，超声扫描仪显示指示符，以帮助在患者的相同解剖结构上定位ROI。
该指示符是从存储器加载的，或者是基于从存储器加载的信息生成的。例如，存储的相对位置和/或来自先前QUS检查的QUS图像被加载并用于生成指示符。
指示符是图形，诸如象形图、身体模型、换能器相对于患者的相对位置、方向箭头、相似度值或用于找到FOV和/或FOV中的ROI位置的其他信息。可以使用其他指示符。
在一个实施例中，提供了多个指示符。例如，将换能器位置与患者相关的信息被显示为一个指示符，然后将基于相似度度量的细化内容显示为另一指示符。该两步方法用于使用QUS随时间或在不同的检查实例上监测固定的解剖位置。在替代实施例中，使用关于相对位置或细化内容的信息的一个指示符。可以使用三个或更多个指示符。可以同时显示不同的指示符，而不顺序显示指示符。
相对位置信息可以是宏指示符，其指示FOV和ROI的一般区域。例如，图2示出了象形图22显示作为指示符。显示了换能器24相对于患者的位置以及对应的一个或多个身体标记26，以指示对于当前的QUS检查，换能器相对于患者放置在何处。作为另一示例，图3示出了身体模型34以及作为宏指示符的换能器模型32的显示。显示了身体内部结构的身体模型34和相对于身体模型34的换能器模型32的位置用于QUS成像。该指示符可以从身体模型34的不同观察方向显示或从单个观察方向显示。在其他示例中，可以使用示出FOV或ROI相对于患者的相对位置的其他宏指示符，诸如示出身体模型34内或象形图22上的FOV或ROI的图形的宏指示符。可以使用患者、FOV、ROI和/或换能器的其他表示。
细化信息可以是微指示符。微指示符示出用于调整或细化FOV和/或ROI的信息。例如，宏指示符通常用于抵靠患者定位换能器，然后微指示符用于更精确地移位FOV和/或ROI以匹配先前的FOV和/或ROI。
一个示例微指示符是当前定位的FOV和/或ROI与来自先前QUS检查的FOV和/或ROI之间的相似程度的显示。如果在B模式或其他图像中表示的解剖结构相同，则相似度将更大。如果解剖结构不同，则相似度将较小。用户使用该指示来改变FOV和/或ROI，以找到足够的或最大的相似程度。
在一个实施例中，针对QUS的ROI由超声扫描仪的处理器自动定位。当用户实施监督扫描（例如，在移动换能器以找到FOV时进行B模式扫描）时，ROI被自动定位在每个图像上。指示符示出当前视图（即当前FOV或B模式图像）和参考视图（即先前FOV或B模式图像）之间的相似程度（例如，作为百分比，彩条或其他指示）。在另一种方法中，在每个当前图像中搜索不同的ROI位置，以找到当前FOV中与先前视图的ROI具有最大或足够相似度的ROI位置。由于在搜索期间出现不同的FOV，因此指示符是当前图像的最佳ROI与来自先前QUS检查的图像的ROI的相似程度。用户使用相似度的指示在当前检查中定位FOV和/或ROI。
在B模式或其他模式的数据之间测量相似度。具有最大相似度的ROI和/或FOV基于从一个FOV和/或ROI到另一FOV和/或ROI的B模式或其他超声数据的比较。当ROI针对QUS时，B模式或其他指示解剖结构、流量和/或其他区分结构的数据用于相似度度量。
可以使用任何相似度度量。例如，使用自动相关。作为另一示例，使用绝对差的最小和。在另一个示例中，使用自动相关结合用于识别解剖结构的算法。例如，识别器官。基于器官对指示符进行加权。如果ROI是针对肝脏的，则在FOV中被识别为不同于肝脏的器官可能会提供不匹配的指示。如果器官被识别为肝脏，则指示器官匹配。使用相似度提供进一步的细化。
作为另一示例微指示符或细化指示符，移动方向被指示。箭头、颜色、图形、动画或其他标记指示要平移、摆动和/或旋转超声换能器以更好地匹配FOV和/或ROI的方向。细化指示符通知用户以特定方式和/或方向移动换能器探头。
在参考图像是体积扫描的情况下，可以搜索体积以找到最匹配当前FOV的平面。确定并指示将当前FOV移位到针对先前QUS检查的ROI的FOV平面的方向。替代地，相似度趋势被用来确定方向。如果相似度降低，则指示符是向相反方向移动。如果相似度增加，则指示符是继续沿当前方向移动。
可以使用用于与QUS检查的解剖结构更精确匹配的其他细化指示符。微指示符和/或宏指示符的任何组合可用于帮助定位ROI。通过找到匹配的FOV来定位ROI，该匹配的FOV包括与先前QUS检查中的ROI相同的解剖结构。该帮助还可以包括将ROI定位在匹配的FOV内，诸如基于最大的相似程度放置相同尺寸、形状和定向的ROI。可以使用尺寸、形状和/或定向不同但覆盖相同解剖结构的至少一部分的ROI。
在动作44中，换能器探头相对于患者定位。机械臂或用户（例如，超声检查医师）定位换能器探头。定位部分建立用于当前成像的FOV。换能器探头被定位用于实施QUS检查，因此被定位成具有包括相同解剖结构的FOV。
所述定位基于一个或多个指示符。例如，换能器探头抵靠患者皮肤的放置基于宏指示符。皮肤上的接触点或接触区域从宏指示符得出。定向同样可以基于宏指示符。一旦扫描发生，就可以使用一个或多个微指示符细化FOV位置。超声检查医师基于指示符来旋转、摆动或平移探头，以更好地匹配当前FOV，从而包括来自先前QUS检查的ROI。
一旦识别出匹配的FOV，就手动放置ROI以覆盖相同或叠加的解剖结构。诸如相似度之类的指示符可以用于指导ROI的放置。替代地，图像处理器基于相似度来放置ROI。显示该指示符以供用户确认正确的放置。
在动作46中，超声扫描仪实施另一次QUS检查。基于指示符，自动、半自动或手动地定位包括先前的QUS检查中的ROI的至少一些或全部位置的FOV和/或ROI。当前ROI被放置并用于QUS测量。例如，当针对当前ROI相对于过去ROI的相似度度量最大化时，则QUS检查自动开始或由用户触发。由于当前ROI被定位在与过去ROI相同的至少一些解剖结构上，因此QUS测量针对至少一些相同的解剖结构。
生成QUS图像。QUS图像示出QUS参数的值。例如，从超声数据确定剪切波速度、衰减或反向散射。针对当前检查实施与过去检查相同类型的QUS检查。由于ROI至少部分地针对相同的解剖结构，那么一个或多个QUS参数的值可以反映由治疗引起的解剖结构的变化。
所生成的图像被显示在显示设备上。图像处理器、渲染器或其他设备从针对一个或多个ROI的QUS成像生成图像。该图像包括表示组织特性的一个或多个量。可以提供一个或多个量的字母数字或图形表示，诸如针对ROI的剪切波速度Vs与B模式图像叠加作为注释。替代地或附加地，显示针对不同位置的量。例如，针对ROI中不同位置的量调节亮度和/或颜色，从而在图像中提供所述量的空间表示。空间表示可以被叠加或被包括在B模式或其他图像中。一个或多个量可在没有其他类型的成像的情况下被提供，或者可被添加到其他类型的超声成像或与其他类型的超声成像叠加。
为了纵向监测，QUS图像和/或定量的值可以彼此相邻地显示。针对QUS ROI的图像、针对具有QUS ROI的FOV的图像或其他图像的相邻显示可以允许进行主观比较。替代地或附加地，差被计算。例如，计算QUS参数的值的逐位置的差，以示出随时间的变化。生成并显示一图像，该图像示出相对于周围解剖结构或不相对于周围解剖结构的变化的空间分布。替代地，示出ROI表示值（即，每次针对整个ROI的单个QUS参数值）的平均差或差的注释被显示。
在一个实施例中，计算并显示在不同时间点从QUS测量得出的参数。例如，计算并显示在干预前和后剪切波速度或脂肪含量的百分比变化或比率。在其他实施例中，显示示出QUS随时间或检查的值的曲线、表格或图形。
QUS超声成像用于诊断、预后和/或治疗指导。由针对不同检查的正确ROI放置引起的增强的、更一致的和/或更准确的定量成像导致医师进行更好的诊断、预后和/或治疗。由于定量的输出更可能反映相同的解剖结构，因此医师和患者从该改进中受益。
图5示出了用于在定量超声成像中进行ROI定位的系统50的一个实施例。系统50用于初始或较早的QUS检查和/或用于后续或随后的QUS检查。对于初始或较早的，系统50提供用于换能器52相对于患者的相对位置的指示符的输入。对于随后或后续的QUS检查，系统50提供用于一个或多个指示符帮助将QUS ROI放置在与较早的QUS检查所针对的相同的解剖结构上。
系统50是超声成像仪或扫描仪。在一个实施例中，超声扫描仪是医学诊断超声成像系统。在替代实施例中，超声成像仪是个人计算机、工作站、PACS站或在相同位置或分布在网络上用于实时或采集后成像的其他装置。
系统50实现图1的方法、图4的方法或其他方法。系统50包括传送波束形成器51、换能器52、接收波束形成器53、图像处理器54、显示器55和用户输入57。可以提供另外、不同或更少的部件。例如，提供空间滤波器、扫描转换器、用于设置动态范围的映射处理器和/或用于应用增益的放大器。作为另一示例，不提供用户输入。
传送波束形成器51是超声传送器、存储器、脉冲发生器、模拟电路、数字电路或上述各项的组合。传送波束形成器51被配置为针对具有不同或相对幅度、延迟和/或定相的多个信道生成波形，以将所得到的波束聚焦在一个或多个深度。生成波形并将其以任何定时或脉冲重复频率应用到换能器阵列。
传送波束形成器51诸如通过传送/接收交换机与换能器52连接。在响应于所生成的波从换能器52传送声波时，在给定的传送事件期间形成一个或多个波束。该波束针对B模式、定量模式（例如，ARFI或剪切波成像）或其他成像模式。可以使用扇区、矢量®、线性或其他扫描格式。多次扫描相同区域以生成图像序列或用于定量。
换能器52是压电或电容性薄膜元件的1维、1.25维、1.5维、1.75维或2维阵列。换能器52包括用于在声能和电能之间进行转换的多个元件。例如，换能器52是具有大约64-256个元件的一维PZT阵列。作为另一示例，换能器52是经食道超声心动图（TEE）阵列、体积心内超声心动图（ICE）阵列或经胸腔回声（TTE）阵列。
换能器52能够可释放地与传送波束形成器51连接，以将电波形转换成声学波形，并且能够可释放地与接收波束形成器53连接，以将声学回声转换成电信号。换能器52传送该传送波束，其中所述波形具有一定频率并且聚焦在患者中的感兴趣的组织区域或位置。响应于将电波形应用到换能器元件而生成声学波形。换能器52传送声能并接收回声。响应于撞击在换能器52的元件上的超声能量（回声）来生成接收信号。
换能器52是用于患者外部的手持式探头。替代地，换能器52是用于插入患者体内的探头的一部分。通过用户和/或通过机械臂，换能器52可以相对于患者被定位在各个位置。
接收波束形成器53包括多个信道以及一个或多个求和器，所述信道具有放大器、延迟器和/或相位旋转器。每个信道与一个或多个换能器元件连接。接收波束形成器53响应于每一次针对检测的传送而应用相对延迟、相位和/或变迹（apodization）以形成一个或多个接收波束。可以提供对接收的动态聚焦。接收波束形成器53使用接收到的声学信号输出表示空间位置的数据。来自不同元件的信号的相对延迟和/或定相以及求和提供波束形成。
接收波束形成器53可以包括滤波器，诸如用于隔离处于二次谐波或相对于传送频带的其他频带的信息的滤波器。这样的信息可能更可能包括期望的组织、造影剂和/或流量信息。在另一个实施例中，接收波束形成器53包括存储器或缓冲器以及滤波器或加法器。组合两个或更多个接收波束以隔离处于所期望频带（诸如二次谐波、三次基波或另一个频带）的信息。可替代地使用基本频带。
对于ARFI或剪切波成像，使用并行接收波束形成。为了跟踪位移，传送覆盖ROI的传送波束。响应于每个传送波束，形成在ROI中均匀或不均匀分布的两个或更多（例如8、16、32或64）接收波束。
接收波束形成器53输出表示空间位置的波束求和数据。波束求和数据为I/Q或RF格式。输出超声波信号。
图像处理器54从波束形成的样本中检测诸如检测强度。可以使用任何检测，诸如B模式和/或色流检测。在一个实施例中，B模式检测器是通用处理器、专用集成电路或现场可编程门阵列。B模式检测器可以提供对数压缩，以使B模式数据的动态范围对应于显示器的动态范围。图像处理器54可以包括或可以不包括扫描转换器。
图像处理器54包括控制器、通用处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、图形处理单元或其他处理器，用于定位ROI并基于ROI实施定量超声成像。图像处理器54包括波束形成器控制器或与波束形成器控制器交互以在QUS扫描中扫描ROI。图像处理器54由硬件、软件和/或固件配置。
图像处理器54可以被配置为基于从B模式的扫描检测到的数据来在B模式FOV中定位ROI。对于较早或初始QUS检查，ROI可以被手动或自动定位，诸如基于在来自B模式扫描的数据中表示的一个或多个解剖界标。可以使用其他扫描模式。对于后续的QUS检查，图像处理器54生成指示符以指导将FOV和/或ROI放置成针对与较早检查相同的解剖结构。
对于初始或较早的QUS检查，图像处理器54被配置为在QUS图像生成期间请求换能器52相对于患者的相对位置的输入或感测所述相对位置。存储所述相对位置以及QUS图像和相对于图像或FOV的ROI位置。
对于后续的QUS检查，图像处理器54被配置为帮助在与先前的QUS成像实例中相同的患者解剖结构上定位ROI。在对相同患者进行不同QUS检查时，显示一个或多个指示符以帮助在当前实例中将FOV定位为包括ROI。图像处理器54基于来自先前实例的图像和来自当前实例的图像的相关性来生成任何指示符，诸如换能器相对于患者的相对位置的显示和/或相似度指示的显示。对于相对位置，图像处理器54生成指示换能器相对于患者的相对位置的象形图或身体模型的显示。为了指示相似度，图像处理器54确定并显示先前实例中和当前实例中的FOV或ROI之间的相似度，和/或确定并显示与相同解剖结构对齐的换能器的移动方向。
显示器55是CRT、LCD、监视器、等离子体、投影仪、打印机或其他用于显示图像或图像序列的设备。可以使用任何现在已知或以后开发的显示器55。显示器20显示B模式图像、QUS图像（例如，B模式图像上的注释或颜色调节）或其他图像。显示器20显示表示ROI或ROI中的组织特性的一个或多个图像。
显示器55由显示器平面存储器或由图像处理器54所生成的图像配置。显示器55被配置为基于ROI的位置显示相同解剖结构的QUS成像的当前实例。来自当前实例的图像可以与来自先前实例的图像同时显示，其中两个图像中ROI的QUS参数的量针对相同的解剖结构。
用户输入57是鼠标、轨迹球、触摸板、触摸屏、键盘、按钮、滑块、旋钮和/或其他输入设备。用户输入57与显示器55一起操作以提供由图像处理器54生成的用户界面。可以请求用户提供换能器相对于患者的相对位置的一个或多个指示。显示器55可以通过用户界面被配置成输出与图像一起的一个或多个指示。
图像处理器54和/或超声系统50根据存储在存储器中的指令进行操作。这些指令配置系统以实施图1或图4的动作。这些指令通过加载到控制器中，通过导致加载值表（例如，弹性成像序列）和/或通过被执行来针对操作配置。存储器是非暂时性计算机可读存储介质。在计算机可读存储介质或存储器（诸如高速缓存、缓冲器、RAM、可移动介质、硬盘驱动器或其他计算机可读存储介质）上提供了用于实现本文所讨论的过程、方法和/或技术的指令。计算机可读存储介质包括各种类型的易失性和非易失性存储介质。响应于存储在计算机可读存储介质中或计算机可读存储介质上的一个或多个指令集，执行在附图中图示或在本文中描述的功能、动作或任务。所述功能、动作或任务独立于指令集、存储介质、处理器或处理策略的特定类型，并且可以由单独或组合操作的软件、硬件、集成电路、固件、微代码等来实施。同样，处理策略可以包括多处理、多任务、并行处理等。在一个实施例中，所述指令存储在可移动介质设备上，以供本地或远程系统读取。在其他实施例中，指令被存储在远程位置，以通过计算机网络或通过电话线传输。在再其他实施例中，指令被存储在给定计算机、CPU、GPU或系统内。
尽管上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出许多改变和修改。因此，旨在将前面的详细描述视为说明性的而非限制性的，并且应当理解，旨在限定本发明的精神和范围的是包括所有等同物的所附权利要求。

Claims (14)

1.一种用于利用超声扫描仪在定量超声成像中进行感兴趣区域（ROI）定位的方法，所述方法包括：
显示（42）来自先前的定量超声检查的针对患者的第一解剖结构的ROI的指示符，所述指示符不同于ROI的表示；和
用针对另一定量超声检查的ROI实施（46）所述另一定量超声检查，针对所述另一定量超声检查的ROI部分基于所述指示符在患者的第一解剖结构上被定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，显示（42）包括作为所述另一定量超声检查的一部分显示（42）所述指示符，所述指示符表示来自先前的定量超声检查的相对于患者的换能器位置，并且所述指示符由于在先前的定量超声检查期间的创建而从存储器中被加载。
3.根据权利要求1所述的方法，其中显示（42）包括显示（42）换能器位置的象形图和一个或多个身体标记或者显示身体的内部结构的身体模型和相对于所述身体模型的换能器位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，显示（42）包括显示（42）针对所述患者的第一解剖结构的ROI与针对所述另一定量超声检查的ROI之间的相似程度，并且还包括改变超声视场以使相似程度最大化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，显示（42）包括把所述指示符显示（42）为换能器探头的移动方向。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，显示（42）包括：显示（42）将换能器位置与所述患者相关的信息，然后基于相似度的度量显示（42）细化内容。
7.根据权利要求1所述的方法，其中实施（46）包括生成定量超声图像，所述定量超声图像示出针对所述第一解剖结构的定量超声参数的值，并且其中所述先前的定量超声检查与所述另一定量超声检查分隔开十二小时或更长时间。
8.一种用于利用超声扫描仪在定量超声成像中进行感兴趣区域（ROI）定位的方法，所述方法包括：
存储（14）具有感兴趣区域的定量超声图像；
接收（16）换能器探头相对于患者的相对位置的输入，所述相对位置针对生成所述定量超声图像的时间；和
存储（18）与定量超声图像链接的所述相对位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，接收（16）输入包括：接收（16）关于象形图或身体模型的用户输入。
10.一种用于在定量超声成像中进行感兴趣区域（ROI）定位的系统，所述系统包括：
图像处理器（54），被配置为帮助在定量超声成像的先前实例中使用的患者的相同解剖结构上定位ROI；和
显示器（55），被配置为基于ROI的位置显示所述相同解剖结构的定量超声成像的当前实例。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述图像处理器（54）被配置为在显示器上显示指示换能器相对于患者的相对位置的象形图或身体模型。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述图像处理器（54）被配置为确定在先前实例中和在当前实例中的视场或ROI之间的相似度。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述图像处理器（54）被配置为显示与所述相同解剖结构对齐的换能器的移动方向的指示符。
14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述图像处理器（54）被配置为显示换能器相对于所述患者的相对位置，并基于来自先前实例的图像和来自当前实例的图像的相关性来显示指示。
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