CN113853163A - 肌肉成像系统 - Google Patents

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CN113853163A CN202080038146.9A CN202080038146A CN113853163A CN 113853163 A CN113853163 A CN 113853163A CN 202080038146 A CN202080038146 A CN 202080038146A CN 113853163 A CN113853163 A CN 113853163A
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orthogonal axis
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金盛
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Abstract

一种肌肉成像系统使用超声探头对对象的一块或多块肌肉进行成像。处理单元控制驱动机构设置所述超声探头关于所述对象的位置。在成像过程中，所述超声探头的位置至少部分地基于由形状传感器检测到的所述对象的形状。

Description

肌肉成像系统
技术领域
本发明涉及获得关于对象的肌肉的信息的领域，并且特别涉及获得和处理对象的肌肉的图像的领域。
背景技术
中风后的对象或患有多发性硬化(MS)的对象常常会移动困难。这是由于对象的肌肉的松弛或痉挛阻止或者阻碍了对象的随意运动。(例如在中风后)跟踪或评估对象的进展/状态很重要，以便定制对对象的处置。特别地，人们一直希望准确评估对象的肌肉的状况，这反映了对象可能面临的潜在移动困难。
通常，对对象的肌肉的评估是由熟练的临床医生(例如，医师或治疗师)来执行的，熟练的临床医生(例如，医师或治疗师)手动观察或测量对象的肌肉以填写评估工具，该评估工具也可以被称为量表、调查工具或问卷表。评估工具提供解读分数以评估对象的功能。合适的评估工具的示例包括“Brunnstrom疗法”、“对感觉运动功能的Fugl-Meyer评估”(FMA)量表或“修正的Ashworth量表”(MAS)。
然而，手动评估方法既费时又费资源，并且可能不准确(例如由于临床医生的测量不准确)。提出的解决方案是使用对象的肌肉的超声图像或其他医学图像来(自动)执行对对象的肌肉的测量。然而，这仍然要求由临床医生执行的时间和资源密集型成像过程，而这可能无法得到准确执行。
因此，人们一直希望减少获得对象的肌肉的测量结果并提高获得对象的肌肉的测量结果的准确度所要求的时间和资源。
发明内容
本发明由权利要求来限定。
根据依据本发明的一个方面的示例，提供了一种用于获得对象的一块或多块肌肉的超声数据的肌肉成像系统。所述肌肉成像系统包括：超声探头，其适于执行成像过程，所述成像过程包括对所述对象的一块或多块肌肉进行成像，从而采集所述一块或多块肌肉的超声数据；驱动机构，其适于在所述成像过程中调整所述超声探头的位置；形状传感器，其适于感测所述对象的形状；以及处理单元，其适于在所述成像过程中基于感测到的所述对象的形状来控制所述驱动机构。
因此，存在一种肌肉成像系统，其中，基于所确定的对象(例如，手臂或腿)的形状来自动执行对超声探头的位置的控制。由于对象的形状是通过它们的肌肉所定义的，因此通过在成像过程中基于对象的形状来控制超声探头，超声探头能够更好地对对象的(一块或多块)肌肉进行跟踪和成像。这提高了对对象的(一块或多块)肌肉进行成像的准确度和容易度。
对象的形状是对象的外部边界或轮廓。这可以由对象的(例如由实施例的形状传感器构建的)3D轮廓图像来表示。如果对象的形状是已知的，则对象的外部边界的定位也是已知的，使得能够将超声探头定位在对象的外部边界上，定位在对象的外部边界处或相对于对象的外部边界进行定位。特别地，形状传感器可以适于确定对象相对于超声探头(例如从超声探头的视点观看)的形状。因此，超声探头可以在整个成像过程中自动保持与对象的外部边界相接触。
本发明提供了一种用于肌肉成像系统对对象的一块或多块肌肉进行成像的自动化方式。
形状传感器可以包括例如结构化光传感器、立体相机和/或一个或多个接近度传感器。
所述形状传感器可以适于感测所述对象的所述肌肉的形状。对象的形状由对象的肌肉的形状来定义。因此，通过感测对象的形状，能够识别对象的肌肉的形状和定位，并且能够定位超声探头以跟随肌肉的形状。
所述处理单元可以适于控制所述驱动机构以使得所述超声探头被保持在所述对象的皮肤的表面处。
能够从形状传感器计算或确定对象的皮肤的定位，使得由形状传感器检测对象的形状，由此，处理单元能够将超声探头保持在对象的皮肤的表面处(例如与对象相接触)。这意味着能够以提高的准确度进行超声成像。
在一些实施例中，所述形状传感器适于跟踪所述形状传感器与所述对象的表面之间的距离，从而确定所述对象的所述表面的形状。这有效地使得形状传感器能够建立对象的深度图，从而确定对象的形状。这提供了确定对象的形状的自适应且低资源(例如便宜)的方法。深度图允许处理单元控制驱动机构，使得超声探头被保持在距对象的特定距离处(例如与对象相接触)——因为能够确定超声探头关于计算出的深度图的相对位置。
在一些实施例中，所述驱动机构适于调整所述超声探头在至少第一正交轴和第二正交轴上的所述位置；所述形状传感器适于沿着所述第二正交轴跟踪所述形状传感器与所述对象的所述表面之间的距离，其中，所述形状传感器与所述超声探头之间的关于所述第二正交轴的偏移是已知的或者能够被容易地计算；并且所述处理单元适于在所述成像过程中控制所述驱动机构迭代调整所述超声探头的位置，其中：对所述超声探头在所述第一正交轴上的所述位置的所述迭代调整的所述幅值被预定义；并且对所述超声探头在所述第二正交轴上的所述位置的所述迭代调整被控制为保持所述超声探头与所述对象的所述表面相接触。
在一些实施例中，所述处理单元适于使用所述驱动机构来迭代调整所述超声探头的位置。由超声探头执行的成像过程可以包括在对超声探头的每次迭代调整之间采集对象的超声图像。
因此，超声探头可以在对象的不同定位处获得一系列或序列的超声图像。这一系列或序列的超声图像形成一块或多块肌肉的超声数据，并且稍后能够由后处理单元/模块用来重建3D超声图像。
在一些实施例中，所述驱动机构适于调整所述超声探头在至少两个正交轴上的位置；并且所述处理单元适于在所述成像过程中使得：对所述超声探头在至少一个轴上的所述位置的所述迭代调整的幅值被预定义，并且对所述超声探头在至少一个其他轴上的所述位置的所述迭代调整的幅值能基于所述感测到的所述对象的形状而变化。
因此，可以对超声探头在第一正交轴(例如，X轴)上的移动进行预定义，而超声探头在第二正交轴(Y轴)和/或第三正交轴(Z轴)上的移动基于感测到的形状(例如考虑在第一轴上的移动)。
换句话说，超声探头可以沿着关于对象的特定行进方向(例如沿着第一正交轴)移动，而超声探头的垂直移动和/或侧向移动是基于检测到的对象的形状来控制的。
例如，当超声探头沿着X轴在对象上向上或向下移动时，这可以实现超声探头与对象的皮肤保持(良好)接触。
所述处理单元可以适于接收定义在至少一个轴上的迭代调整的每个预定义幅值的用户输入。因此，用户能够定义超声探头如何在某个行进方向上移动，例如，拍摄不同超声图像之间的间隔。
在一些实施例中，所述驱动机构适于调整所述超声探头在至少第一正交轴和第二正交轴上的所述位置；并且所述形状传感器被连接到所述驱动机构，使得对所述超声探头在所述第一正交轴上的所述位置的调整引起所述形状传感器在所述第一正交轴上的对应移动。
在一些实施例中，所述形状传感器可以被连接到所述驱动机构，使得所述超声探头在所述第一正交轴上的移动引起所述对象传感器在该轴上的等效移动。这有效地允许形状传感器在超声探头在该轴上移动之前进行跟踪或侦察，以在超声探头到达该位置之前确定对象的形状。这允许关于被跟踪的对象的形状来计算沿着第二正交轴和/或第三正交轴的针对超声探头的适当定位。
在所述成像过程中，当所述驱动机构移动所述形状传感器时，所述形状传感器可以适于确定所述对象的形状。
因此，随着驱动机构移动超声探头，可以逐渐学习或建立对象的形状。特别地，形状传感器可以在超声探头之前移动(即，调查针对超声探头的潜在未来位置)，以建立在针对超声探头的潜在未来位置处的对象的形状。
当形状传感器移动时，它能够建立对象的轮廓图像以确定针对超声探头的适当位置或坐标。举例来说，来自形状传感器的信息可能能够识别超声探头与对象的皮肤的表面接触的超声探头的定位。
在其他实施例中，在执行成像过程之前学习对象的形状，例如通过对对象执行扫描过程来学习对象的形状。这增加了对对象进行成像所要求的时间(因为需要执行扫描过程)，但是可以提高了确定对象的形状和预先确定用于定位超声探头的合适位置的准确度。
任选的，所述驱动机构适于调整所述超声探头在第一正交轴和第二正交轴上的所述位置；并且所述处理单元适于在所述成像过程中通过执行迭代过程来控制所述驱动机构，所述迭代过程包括：获得针对所述超声探头的沿着所述第一正交轴的下一位置；基于所确定的在沿着所述第一正交轴的所述下一位置处的所述对象的形状来确定针对所述超声探头的沿着所述第二正交轴的下一位置；并且控制所述驱动机构将所述超声探头放置在单个定位处，所述单个定位位于沿着所述第一正交轴的所述下一位置以及沿着所述第二正交轴的所述下一位置处。
因此，处理单元可以确定沿着与超声探头的移动方向垂直的至少一个轴的针对探头的位置。
优选地，所述驱动机构还适于调整所述超声探头在第三轴上的位置，所述第三轴正交于所述第一正交轴和所述第二正交轴；由所述处理单元执行的所述迭代过程包括基于所确定的在沿着所述第一正交轴的所述下一位置处的所述对象的形状来确定针对所述超声探头的沿着所述第三正交轴的下一位置；并且在由所述处理单元执行的所述迭代过程中，控制所述驱动机构的步骤包括控制所述驱动机构将所述超声探头放置在单个定位处，所述单个定位位于沿着所述第一正交轴的所述下一位置、沿着所述第二正交轴的所述下一位置以及沿着所述第三正交轴的所述下一位置处。
在一些实施例中，获得针对所述超声探头关于所述第一正交轴的所述下一位置的步骤包括接收指示关于所述第一正交轴的下一位置的用户输入。例如，用户输入可以定义沿着第一正交轴的针对超声探头的预定移动距离。
在至少一个实施例中，肌肉成像系统还包括至少安装了超声探头、驱动机构和形状传感器的框架。
所述肌肉成像系统还可以包括适于接收用户输入的用户接口，例如以供任何先前描述的用户输入所使用。用户接口可以包括例如键盘、屏幕、鼠标等。
还提出了一种肌肉评估系统，所述肌肉评估系统包括：任何先前描述的肌肉成像系统；以及后处理单元，其适于：接收所述一块或多块肌肉的所述超声数据；并且处理所述超声数据以确定所述一块或多块肌肉的一个或多个参数。一块或多块肌肉的参数可以包括(一块或多块)肌肉的一个或多个特征的尺寸或测量结果。
所述肌肉的所述一个或多个参数可以包括以下各项中的一项或多项：每一块或多块肌肉的面积；每一块或多块肌肉的体积；每一块或多块肌肉的周长；每一块或多块肌肉的直径；以及每一块或多块肌肉的半径。这些项目提供了肌肉的一个或多个特征的合适尺寸或测量结果的示例。
后处理单元可以使用一种或多种图像分割技术确定一个或多个参数来处理超声数据。
根据依据本发明的另一方面的示例，提供了一种获得关于对象的一块或多块肌肉的信息的计算机实施的方法。所述方法包括：感测所述对象的形状；执行成像过程，所述成像过程包括使用超声探头对所述对象的一块或多块肌肉进行成像，从而采集所述一块或多块肌肉的超声数据；并且在所述成像过程中，使用驱动机构基于感测到的所述对象的形状来调整所述超声探头的位置。感测对象的形状的步骤可以包括使用随着超声探头的位置的移动而移动的形状传感器来感测对象的形状。
根据依据本发明的又一方面的示例，提供了一种包括代码单元的计算机程序，所述代码单元用于当所述程序在处理系统上运行时实施任何描述的方法。
通过参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得明显并且得到阐明。
附图说明
为了更好地理解本发明并且更清楚地示出如何将本发明付诸实践，现在将仅通过示例的方式参考附图，在附图中：
图1图示了用于理解本发明的背景的普通超声系统；
图2图示了根据实施例的包括肌肉成像系统的肌肉评估系统；
图3图示了由实施例的形状传感器生成的轮廓图像；并且
图4图示了根据实施例的使用肌肉评估系统的方法。
具体实施方式
将参考附图来描述本发明。
应当理解，详细描述和具体示例虽然指示系统、系统和方法的示例性实施例，但是这仅用于说明的目的而并不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、权利要求和附图将更好地理解本发明的系统、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应当理解，这些附图仅仅是示意性的并且不是按比例绘制的。还应当理解，贯穿整个附图使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。
根据本发明的构思，提出了一种肌肉成像系统，所述肌肉成像系统使用超声探头对对象的一块或多块肌肉进行成像。处理单元控制驱动机构设置所述超声探头关于所述对象的位置。在成像过程中，所述超声探头的位置至少部分地基于由形状传感器检测到的所述对象的形状。
实施例至少部分地基于对象的肌肉定义对象的形状这一认识。因此，将意识到，可以使用形状传感器来检测对象的形状，以便改进对用于对对象的肌肉进行成像的超声探头的放置，即，具有提高的准确度和容易度。
例如，说明性实施例可以用于肌肉评估装置，使得容易获得对象的肌肉的一个或多个参数或测量结果。这能够用于提高获得对象的肌肉的测量结果的容易度和准确度，例如用于计算医学评估工具的解读分数。
在整个文档中，对X轴、Z轴和Y轴的引用可以分别用术语“第一正交轴”、“第二正交轴”和“第三正交轴”来替换。X轴、Z轴和Y轴彼此正交(即，垂直)。
首先将参考图1来描述示例性超声系统的一般操作。该系统包括控制电路2、处理电路3和换能器探头4。
换能器探头4包括换能器阵列6，换能器阵列6用于发射超声波和接收回波信息。换能器阵列6可以包括：CMUT换能器；压电换能器，其由诸如PZT或PVDF之类的材料形成；或任何其他合适的换能器技术。在该示例中，换能器阵列6是能够扫描感兴趣区域的二维平面或三维体积的换能器8的二维阵列。在另一示例中，换能器阵列可以是一维阵列。
换能器阵列6被耦合到(任选的)微波束形成器12，微波束形成器12控制由换能器进行的信号接收。微波束形成器能够对由换能器的子阵列(通常被称为“组”或“拼片”)接收的信号进行至少部分波束形成，如在美国专利US 5997479(Savord等人)、US 6013032(Savord)和US 6623432(Powers等人)中描述的那样。
控制电路2包括发射/接收(T/R)开关16，(任选的)微波束形成器12可以被耦合到T/R开关16。T/R开关16将阵列在发射模式与接收模式之间切换，并且在不使用微波束形成器并且使用主系统波束形成器直接操作换能器阵列的情况下保护主波束形成器20免受高能量发射信号的影响。
超声波束从换能器阵列6的发射由换能器控制器18来指导，换能器控制器18通过T/R开关16被耦合到(任选的)微波束形成器12并且被耦合到主发射波束形成器20，主发射波束形成器20能够从对用户接口或控制面板38的用户操作接收输入。换能器控制器18还可以包括发射电路，该发射电路被布置为在发射模式期间(直接地或者经由微波束形成器)驱动阵列6的换能器元件。
在典型的逐行成像序列中，探头内的波束形成系统可以如下操作。
在发射期间，波束形成器12、20(取决于实施方式，其可以是微波束形成器12或主波束形成器20)激活换能器阵列6或换能器阵列的子孔径。子孔径可以是较大阵列6内的一维换能器行或二维换能器拼片。在发射模式中，如稍后描述的那样控制由阵列或阵列的子孔径生成的超声波束的聚焦和转向。
在接收到来自对象的反向散射的回波信号时，使所接收的信号经受接收波束形成(稍后描述)，以便对准所接收的信号，并且在使用子孔径的情况下，然后例如通过一个换能器元件使子孔径移位。然后激活移位的子孔径并重复该过程，直到激活了换能器阵列的所有换能器元件为止。
对于每行(或每个子孔径)，用于形成最终的超声图像的相关联行的总接收信号将是在接收时段期间由给定的子孔径的换能器元件测得的电压信号的总和。在下面的波束形成过程之后，结果得到的行信号通常被称为射频(RF)数据。然后，由各个子孔径生成的每个行信号(RF数据集)都经受额外的处理以生成最终的超声图像的行。行信号的幅度随时间的变化将贡献于超声图像的亮度随深度的变化，其中，高幅度峰值将对应于最终的图像中的亮像素(或像素集合)。在行信号开始附近出现的峰值将表示来自浅层结构的回波，而在行信号后期逐步出现的峰值将表示来自对象内的深度不断增加的结构的回波。
换能器控制器18控制波束转向和聚焦的方向。波束可以从(垂直于)换能器阵列笔直向前转向，或者以不同的角度转向以获得更宽的视场。可以根据换能器元件致动时间来控制发射波束的转向和聚焦。
在一般的超声数据采集中能够区分两种方法：平面波成像和“波束转向”成像。这两种方法的区别在于在发射模式(“波束转向”成像)和/或接收模式(平面波成像和“波束转向”成像)中存在波束成形。
首先看聚焦，通过同时激活所有换能器元件，换能器阵列生成平面波，该平面波在行进通过对象时会发散。在这种情况下，超声波的波束保持未聚焦。通过将取决于位置的时间延迟引入换能器的激活，能够使波束的波阵面会聚在期望的点处，该点被称为聚焦区。聚焦区被定义为其中横向波束宽度小于发射波束宽度的一半的点。通过这种方式，提高了最终的超声图像的横向分辨率。
例如，如果时间延迟引起换能器元件从最外面的元件开始串行激活并在换能器阵列的(一个或多个)中心元件处结束激活，则将在距探头给定距离处形成聚焦区，其与(一个或多个)中心元件在一条线上。聚焦区与探头的距离将根据换能器元件激活的每个后续回合之间的时间延迟而变化。在波束通过聚焦区之后，它将开始发散，从而形成远场成像区域。应当注意，对于位于靠近换能器阵列的聚焦区，超声波束将在远场中迅速发散，从而导致最终的图像中的波束宽度伪影。通常，由于超声波束中的大量重叠，位于换能器阵列与聚焦区之间的近场示出的细节很少。因此，改变聚焦区的位置能够引起最终的图像的质量的显著变化。
在发射模式中，除非将超声图像划分成多个聚焦区(多个聚焦区中的每个聚焦区可能具有不同的发射焦点)，否则只能定义一个焦点。
另外，在从对象内部接收到回波信号时，能够执行上述过程的逆过程，以便执行接收聚焦。换句话说，传入的信号可以被换能器元件接收并且在被传递到系统中以用于信号处理之前经受电子时间延迟。这种情况的最简单的示例被称为延迟和求和波束形成。能够根据时间来动态调节换能器阵列的接收聚焦。
现在来看波束转向的功能，通过对换能器元件正确施加时间延迟，能够在超声波束离开换能器阵列时对超声波束赋予期望的角度。例如，通过激活换能器阵列的第一侧上的换能器并且然后在阵列的相对侧处以序列结束其余的换能器，波束的波阵面将朝向第二侧形成角度。相对于换能器阵列的法线的转向角的大小取决于随后的换能器元件激活之间的时间延迟的大小。
另外，能够聚焦经转向的波束，其中，被施加到每个换能器元件的总时间延迟是聚焦时间延迟和转向时间延迟这两者之和。在这种情况下，换能器阵列被称为相控阵。
在要求DC偏置电压以用于其激活的CMUT换能器的情况下，换能器控制器18能够被耦合以控制针对换能器阵列的DC偏置控件45。DC偏置控件45设置被施加到CMUT换能器元件的(一个或多个)DC偏置电压。
对于换能器阵列的每个换能器元件，通常被称为通道数据的模拟超声信号通过接收通道而进入系统。在接收通道中，微波束形成器12根据通道数据来产生部分波束形成的信号，该部分波束形成的信号然后被传递到主接收波束形成器20，在主接收波束形成器20中，来自换能器的个体拼片的部分波束形成的信号被组合成完全波束形成的信号(其被称为射频(RF)数据)。在每个阶段执行的波束形成可以如上所述地执行，或者可以包括额外的功能。例如，主波束形成器20可以具有128个通道，其中的每个通道从几十个或数百个换能器元件的拼片接收部分波束形成的信号。通过这种方式，由换能器阵列的数千个换能器接收的信号能够有效地贡献于单个波束形成的信号。
波束形成的接收信号被耦合到处理电路3的信号处理器22。信号处理器22能够以各种方式处理所接收的回波信号，这些方式例如为带通滤波；抽取；I和Q分量分离；以及谐波信号分离，其分离线性信号与非线性信号以识别从组织和微泡返回的非线性(基频的高次谐波)回波信号。信号处理器还可以执行额外的信号增强，例如，散斑减少、信号复合和噪声消除。信号处理器中的带通滤波器能够是跟踪滤波器，当从越来越深的深度接收回波信号时，跟踪滤波器的通带会从较高的频带滑动到较低的频带，从而抑制来自较大深度的较高频率的噪声(其通常没有解剖信息)。
用于发射的波束形成器和用于接收的波束形成器以不同的硬件来实施并且能够具有不同的功能。接收器波束形成器的设计要考虑到发射波束形成器的特性。为了简化，在图1中仅示出了接收器波束形成器12、20。在整个系统中，可以存在发射链，其包含发射微波束形成器和主发射波束形成器。
微波束形成器12提供对信号的初始组合，以便减少模拟信号路径的数量。这通常是在模拟域中执行的。主波束形成器20执行最终的波束形成，并且通常是在数字化之后执行的。
发射通道和接收通道使用具有固定频带的相同换能器阵列6。然而，发射脉冲占据的带宽能够根据所使用的发射波束形成而变化。接收通道能够捕获整个换能器带宽，或者使用带通处理来提取仅包含期望信息(例如，主谐波的谐波)的带宽。
然后，可以将RF信号耦合到B模式(即，亮度模式或2D成像模式)处理器26和多普勒处理器28。B模式处理器26对所接收的超声信号执行幅度检测，以对身体中的结构(例如，器官组织、肌肉和血管)进行成像。在逐行成像的情况下，每行(波束)均由相关联的RF信号表示，其幅度用于生成要被分配给B模式图像中的像素的亮度值。图像内的像素的确切位置是通过沿着RF信号的相关联的幅度测量的位置以及RF信号的行(波束)数来确定的。如美国专利US 6283919(Roundhill等人)和美国专利US6458083(Jago等人)所述，这样的结构的B模式图像可以以谐波图像模式或基波图像模式或这两者的组合形成。多普勒处理器28处理因组织移动和血液流动所引起的在时间上不同的信号以用于检测移动的物质(例如，图像场中的血细胞流)。多普勒处理器28通常包括壁滤波器，其参数被设置为使得通过或拒绝从身体中的选定类型的材料返回的回波。
由B模式处理器和多普勒处理器产生的结构信号和运动信号被耦合到扫描转换器32和多平面重新格式化器44。扫描转换器32以期望的图像格式以回波信号被接收时的空间关系布置回波信号。扫描转换器可以用于将RF数据从圆柱坐标系转换到适合于在图像显示器40上显示超声图像的笛卡尔坐标系。在B模式成像的情况下，给定坐标处的像素的亮度与从该位置接收到的RF信号的幅度成比例。例如，扫描转换器可以将回波信号布置成二维(2D)扇形格式或金字塔形的三维(3D)图像。扫描转换器能够在B模式结构图像上覆盖与图像场中的各个点处的运动相对应的颜色，在这些点处的多普勒估计速度产生给定的颜色。组合的B模式结构图像与彩色多普勒图像描绘了结构图像场内的组织运动和血液流动。如美国专利US6443896(Detmer)所述，多平面重新格式化器将将从身体的体积区域中的公共平面中的点接收到的回波转换成该平面的超声图像。如美国专利US46530885(Entrekin等人)所述，体积绘制器42将3D数据集的回波信号转换成如从给定的参考点所观看到的投影的3D图像。
2D图像或3D图像从扫描转换器32、多平面重新格式化器44和体积绘制器42被耦合到图像处理器30以用于进一步增强、缓冲和临时存储以供在图像显示器40上进行显示。成像处理器可以适于从最终的超声图像中移除一些成像伪影，例如：因强衰减器或折射所引起的声影；例如因弱衰减器所引起的后增强；例如高度反射的组织界面紧邻的位置处的混响伪影等。另外，图像处理器可以适于处理某些散斑减少功能，以便提高最终的超声图像的对比度。
用户接口38可以被耦合到发射控制器18，以控制从换能器阵列6发生的超声信号生成并因此控制由换能器阵列和总超声系统产生的图像。控制器18还可以考虑到(由用户给定的)操作模式以及接收器模数转换器中的对应需要的发射器配置和带通配置。控制器18能够是具有固定状态的状态机。
图2图示了根据本发明的实施例的肌肉评估系统200，肌肉评估系统200包括肌肉成像系统205和后处理单元250。
肌肉成像系统205包括超声探头210、驱动机构220、形状传感器230和处理单元240。
超声探头210适于对对象290执行成像过程(例如，先前描述的任何成像过程)以捕获对象的一块或多块肌肉的超声数据。可以处理超声数据以生成超声图像，例如使用先前描述的控制电路和处理电路来生成超声图像。用于超声探头的控制和/或处理电路可以在超声探头、处理单元240或单独的模块(未示出)中实施。
仅通过举例的方式，成像过程可以包括迭代捕获对象290的2D超声图像。因此，成像过程可以包括生成对象的一块或多块肌肉的一系列或序列的超声图像，所述系列/序列充当超声数据。
在另一示例中，成像过程可以包括捕获对象的二维视频，即，对象的一块或多块肌肉的2D视频。
驱动机构220适于在成像过程中调整超声探头210的位置。换句话说，驱动机构220能够至少在超声探头210对对象290进行成像时相对于被成像的对象290移动超声探头210。
所图示的驱动机构220适于调整超声探头关于三个正交轴X、Z、Y的位置，即，在欧几里得空间内的位置。特别地，驱动机构可以定义超声探头关于三个正交轴X、Z、Y的坐标。
在实施例中，这通过驱动机构220沿着驱动机构220的一条或多条轨道221、222、223(例如沿着每个正交轴定位的相应轨道)移动超声探头230来执行。第一轨道221可以定义超声探头的X轴(或第一正交轴)位置，第二轨道222可以定义超声探头的Z轴(或第二正交轴)位置，并且第三轨道223可以定义超声探头的Y轴(或第三正交轴)位置。
在实施例中，正交轴X、Y、Z不需要处于沿着轨道的方向。这是因为轨道允许超声探头在3D空间内移动，使得正交轴的位置(即，取向或方向)在该3D空间内能够是任意的。
在三个正交轴内(即，在3D空间内)移动超声探头的其他方法(例如使用机械臂)对于技术人员来说将是显而易见的。在一些实施例中，驱动机构仅关于两个正交轴(即，在单个平面内)移动超声探头。
要被成像的对象290优选基本上沿着X轴。例如，对象可以是手臂或腿(即，肢体)。在一些实施例中，对象290的位置可以定义X轴的位置。例如，X轴可以被定义为对象(例如，手臂或腿)沿其躺下的轴，而Y轴和Z轴是相对于此来定义的。
形状传感器230适于感测对象290的形状，即，对象的一个或多个外部边界的相对位置。在特定示例中，形状传感器可以构建对象(特别是对象的肌肉)的3D轮廓图像。所确定的形状可以是针对超声探头的(在一个或多个轴上的)潜在未来定位/位置的对象的形状。合适的形状传感器的示例包括接近度传感器、接近度传感器阵列、结构化光传感器、飞行时间传感器等。
形状传感器230能够确定形状传感器与身体之间的距离，以便确定表示对象的形状的深度图。在其他实施例中，形状传感器可以独立于距形状传感器的距离或超声来确定对象的形状(例如，相对于形状确定的起点的形状)。
确定对象的形状意味着知道对象的外部边界的相对定位。这使得超声探头能够在超声过程中相对于对象的已知外部边界来自动定位，以例如保持与对象的外部边界(皮肤)相接触。
在所图示的实施例中，形状传感器被安装在驱动机构220上，使得超声探头210的移动引起形状传感器的等效移动。
在其他实施例中，形状传感器230被安装在驱动机构220上，使得超声探头210关于至少一个正交轴(但不一定是所有三个正交轴)的移动引起形状传感器230在相同的至少一个轴上的等效移动。
特别地，形状传感器230可以被安装成使得至少超声探头210沿着X轴的移动引起形状传感器230沿着X轴的等效移动。这意味着，随着超声探头(例如在成像过程中)沿着X轴移动，形状传感器沿着X轴移动以使得其能够确定对象的形状。
优选地，形状传感器230被安装成使得超声探头210在三个正交轴中的任一个正交轴上的移动(即，位置变化)引起形状传感器230的完全相同的移动(或位置变化)。
形状传感器230被安装成使得形状传感器230与超声探头210之间的关于至少一个轴X的距离或偏移o是已知的或者能够被容易地计算。这有效地实现了对象相对于超声探头(例如从超声探头的视点观看)的形状，从而实现了超声探头关于对象的形状的适当定位。
例如，如果形状传感器未被定位为随着超声探头的Z轴移动而移动，则可以知道形状传感器在Z轴上的相对位置并且在超声探头在Z轴上向上和向下移动时使用该相对位置来计算超声探头与传感器之间的Z轴距离。
在第一示例中，形状传感器230是包括相机和激光源的结构化光传感器，该结构化光传感器适于使用三角形测量原理来获得形状传感器230与对象的表面之间的Z距离(即，沿着Z轴的距离)。这允许构建深度图。
例如，结构化光传感器可以将预定图案投影到对象的表面上，并且监测投影图案的变化或变形以识别在形状传感器下方的对象的距离和/或形状。投影的预定图案可以是一维(例如基本上线性的)图案或二维图案。
在第二示例中，形状传感器230是适于构建肌肉的3D轮廓图像的立体相机。使用立体相机来确定结构的形状或轮廓在本领域中是众所周知的。立体相机能够确定对象的不同区如何相对于彼此进行定位。
在第三示例中，形状传感器230是适于确定对象距形状传感器230的(沿着Z轴的)距离的接近度传感器。形状传感器可以包括一维或二维接近度传感器(或接近度传感器阵列)，使得能够构建在形状传感器230下方的对象的区的深度图。当形状传感器(例如经由超声传感器的移动)在对象的表面上移动时，能够迭代构建深度图(例如将其拼接在一起)。
接近度传感器的示例包括光电传感器(例如，光传感器或红外传感器)或其他光学传感器、电容式接近度传感器或超声传感器。
举例来说，形状传感器可以包括垂直于X轴并且在平行于Y轴的线上布置的一维接近度传感器(或一维接近度传感器阵列)。
一维接近度传感器可以沿着平行于Y轴的线捕获对象与形状传感器之间的Z轴距离。因此，随着超声探头沿着X轴移动，沿着每个X轴位置计算针对多个Y轴位置的Z轴距离。特别地，针对特定的X轴位置，一维接近度传感器将确定针对多个Y轴位置中的每个Y轴位置的(对象与形状传感器之间的)Z轴距离。
形状传感器可能能够获得Z轴距离的至少一维向量。特别地，在特定的X轴位置处，形状传感器可能能够确定针对多个Y轴位置中的每个Y轴位置的Z轴距离，从而确定在X轴位置处的对象的形状。因此，如果形状传感器沿着X轴移动，则建立对象的整体形状。
在优选实施例中，形状传感器能够获得Z轴距离的二维阵列。特别地，形状传感器可以(同时)获得针对多个Y轴位置和对应的X轴位置(即，在Y轴位置和X轴位置的二维阵列处)的至少Z轴距离。以这种方式，获得在多个X轴位置处的对象的形状。
X轴位置(和/或Y轴位置)可以间隔开预定距离。
因此，当超声探头210(例如在成像过程中)沿着X轴移动时，形状传感器能够跟踪或者以其他方式确定对象的(外部)形状。特别地，当形状传感器围绕对象移动时，获得关于对象的形状的更多信息，这种移动是(例如在成像过程中)由超声探头的移动引起的。
通过感测对象的形状，形状传感器能够同时确定对象的肌肉的形状。很明显，对象的外部形状由对象的肌肉的位置、大小和形状决定。通过以这种方式跟踪对象的形状，能够同时跟踪对象的肌肉的形状。
处理单元240适于在成像过程中控制驱动机构，从而控制至少超声探头210的位置。特别地，处理单元240适于基于感测到的对象的形状来控制超声探头(关于正交轴X、Y、Z中的一个或多个正交轴)的位置。
处理单元可能能够(从形状传感器230)学习对象的形状(特别是在(例如关于特定轴的)下一期望定位周围的对象的形状)，以用于定位超声探头来对对象进行成像。处理单元然后可以基于对象的形状将超声探头适当定位在下一定位处。
举例来说，处理单元可以适于使超声探头与对象的皮肤表面保持(良好)接触。
在形状传感器构建深度图的情况下，针对与期望的X轴位置相关联的多个Y轴位置，知道形状传感器与对象(的皮肤)的表面之间的Z轴距离。由于也知道(或者能够计算)形状传感器与超声探头之间的偏移，因此当超声探头移动到某个X轴位置和Y轴位置时，能够控制超声探头的Z轴位置，使得超声探头接触对象的皮肤。
在一些实施例中，Z轴位置可以被选择为稍微低于皮肤的检测表面(例如，0.5-10mm，取决于被成像的定位)，使得超声探头抵靠皮肤。这确保了实现并保持与皮肤的良好接触。
另举一个示例，处理单元可以适于使超声探头与肌肉的线条或轮廓保持接触，这可以根据所确定的对象的形状搞清楚。如稍后所解释的，可以将肌肉的定位与最短的Z轴距离相关联，使得将超声探头迭代定位在(针对下一期望的X轴位置)具有最短的Z轴位置的Y轴位置处会使超声探头跟踪或跟随肌肉线条。
在不同的实施例中，处理单元240的精确操作(即，如何控制超声探头210)会有所变化。这种变化还可定义形状传感器230的要求操作以及对象形状所要求的细节水平。
在相对简单的第一场景中，处理单元240适于在成像过程中沿着X轴的单个方向连续或迭代地移动超声探头210，其中，Y轴位置保持恒定，而Z轴位置基于对象290的感测形状。特别地，Z轴位置可以被控制为保持超声探头210与对象290相接触。
换句话说，超声探头的X轴坐标可以独立于对象的感测形状(例如基于用户输入)，Y轴坐标可以在整个成像过程中是固定的，并且Z轴坐标可以根据对象的感测形状而导出。
在该第一场景中，形状传感器230仅需要能够确定形状传感器230(或超声探头)与(在沿着超声探头所在的同一Y轴的位置处的)对象290之间的距离(即，沿着Z轴的距离)。特别地，形状传感器230被定位为在超声探头沿着X轴的移动之前进行跟踪，从而在超声探头的移动之前跟踪对象的形状(外部边界的定位)。因此，形状传感器(或处理单元)能够沿着X轴建立对象的一维深度轮廓。
当超声探头210移动到形状传感器230已经测量了(沿着X轴的)对应距离的X轴位置时，处理单元可以适于移动超声探头210的Z轴位置，使得超声探头保持与对象的皮肤表面相接触或者保持在对象的皮肤表面处(例如不是试图提起对象的皮肤或压入对象的皮肤)。在另一示例中，处理单元可以适于将超声探头210的Z轴位置移动到在对象表面下方的一定距离(例如，0.5-5mm)的位置，以确保与对象保持良好接触。
形状传感器230与超声探头210之间的在Z轴上的偏移是固定的(或者能够以其他方式来计算)。以这种方式，能够基于所确定的与适当的X轴位置相关联的距离来设置针对超声探头的适当Z轴位置。
在该第一场景中，驱动机构220仅需要能够在两个正交轴(X轴和Z轴)上移动超声探头。
因此，在第一场景中，处理单元适于在成像过程中通过执行迭代过程来控制驱动机构，该迭代过程包括：获得针对超声探头的沿着第一正交轴的下一位置；基于所确定的在沿着第一正交轴的下一位置处的对象的形状来确定针对超声探头的沿着第二正交轴的下一位置；并且控制驱动机构将超声探头放置在单个定位处，该单个定位位于沿着第一正交轴的下一位置以及沿着第二正交轴的下一位置处。
在更复杂的第二场景中，处理单元适于在成像过程中沿着X轴的单个方向连续或迭代地移动超声探头，其中，Y轴位置和Z轴位置基于对象290的感测形状。
换句话说，超声探头的X轴坐标可以独立于(例如由用户输入提供的)对象的感测形状并且Y轴坐标和Z轴坐标可以根据对象的感测形状而导出。
在该第二场景中，形状传感器230应当至少能够针对多个不同的Y轴位置(例如针对每个可能的Y轴位置)确定形状传感器230与对象290之间的距离(即，沿着Z轴的距离)。
在第一示例中，当超声探头210移动到形状传感器230已经测量了针对多个Y轴位置的(沿着Z轴的)对应距离的X轴位置时，处理单元240可以适于移动超声探头210，使得超声探头210位于与形状传感器与对象之间的最短/最小Z轴距离相关联的Y轴位置，并且使得超声探头位于使其保持在对象的皮肤表面处的适当Z轴位置。
在第二示例中，当超声探头210移动到形状传感器230已经测量了针对多个Y轴位置的(沿着Z轴的)对应距离的X轴位置时，处理单元240可以适于移动超声探头210，使得超声探头210位于在与形状传感器与对象之间的最短Z轴距离相关联的Y轴位置(例如距超声探头的先前Y轴位置)的预定范围内的Y轴位置，并且使得超声探头位于使其保持在对象的皮肤表面处的适当Z轴位置。通过将Y轴位置限制在Y轴位置的预定范围内，能够避免超声探头的突然跳跃，使得能够继续跟踪肌肉线条。
举例来说，在对象的手臂或腿上/中的医学对象(例如，膏药或套管)可能会提供针对Z轴距离的错误读数，能够通过将后续Y轴位置限制在与先前Y轴位置相距预定范围的Y轴位置内来避免这种情况。
Y轴位置的预定范围可以是等于先前Y轴位置±预定距离的范围。预定距离可以大致等于(例如，±1％或±5％)或小于新的X轴位置与先前X轴位置之间的距离，因为肌肉在Y轴内不太可能偏离超过这个值(例如在对象与X轴对齐的情况下)。
形状传感器230可以在成像过程中或者在成像过程之前确定对象的形状。
图3图示了(例如由形状传感器生成的)针对特定的X轴位置的轮廓图像300，其中，已经针对多个Y轴位置中的每个Y轴位置确定了Z轴距离。处理单元可以被布置为将超声探头有效地放置在与最小Z轴距离相关联的点310处。
以这种方式，超声探头的位置能够跟踪最小Z轴距离的位置。这有效地使得超声探头的位置跟踪对象的肌肉位置，因为肌肉通常位于具有最小Z轴距离(即，对象的最大凸起或向外轮廓)的点的下方。
以这种方式，超声探头有效地跟踪肌肉，从而自动对整个肌肉进行成像。这改进了对肌肉的成像，从而改进了对对象的肌肉的参数的任何后续确定。
特别地，对超声探头的Y轴位置和Z轴位置的自适应调整是指随着超声探头的X轴位置的变化，超声探头保持在具有可变形状的肌肉的中心。.这意味着能够自动执行更完整的肌肉超声扫描，而例如无需临床医生介入。这显著减轻了临床医生执行对对象肌肉的超声成像的负担。
因此，在第二场景中，处理单元适于在成像过程中通过执行迭代过程来控制驱动机构，该迭代过程包括：获得针对超声探头的沿着第一正交轴的下一位置；基于所确定的在沿着第一正交轴的下一位置处的对象的形状来确定针对超声探头的沿着第二正交轴的下一位置；基于所确定的在沿着第一正交轴的下一位置处的对象的形状来确定针对超声探头的沿着第三正交轴的下一位置；并且控制驱动机构将超声探头放置在单个定位处，该单个定位位于沿着第一正交轴的下一位置、沿着第二正交轴的下一位置以及沿着第三正交轴的下一位置处。
在前述实施例中，处理单元可以适于沿着X轴迭代移动超声探头，例如以可以由用户定义的开始定位和结束定位之间的间隔移动超声探头。由超声探头执行的成像过程可以包括在每次迭代移动之后捕获超声图像。
由处理单元240控制的迭代移动的距离(即，采样间隔)可以是(例如由用户)预定义的。特别地，处理单元可以接收指示预定义的X轴距离的用户输入。处理单元然后可以将超声探头的(沿着X轴的)位置以这个预定义的X轴距离迭代移动，其中，Z轴位置(和任选的Y轴位置)基于来自形状传感器的数据。
在另一示例中，处理单元240可以适于沿着X轴连续移动超声探头，例如在可以由用户定义的开始定位和结束定位之间连续移动超声探头。由超声探头执行的成像过程可以包括在连续移动期间迭代捕获(2D)超声图像或者在连续移动期间捕获2D超声视频。
为了提高成像准确度，当超声探头相对于对象静止时(例如在迭代移动之后而不是在连续移动期间)，优选捕获对象的超声图像。因此，在每次迭代移动之间可能存在暂停，以使得超声探头能够捕获(2D)超声图像。
处理单元240可以适于与用户接口245(其可以形成肌肉成像系统200的部分)通信以确定采样间隔、开始定位和/或结束定位。用户接口可以包括用于用户的输入机构，例如，键盘、屏幕、鼠标等。
用户接口245可以适于接收指示超声探头沿着X轴移动的距离(从而定义结束定位)和采样间隔(即，超声探头的迭代移动之间的距离)的用户输入。在另一示例中，用户输入可以指示开始X轴位置、结束X轴位置和采样间隔。
用户接口245可以将在用户输入中包含的信息传递给处理单元240，处理单元240随后能够如前所述地基于该信息和的所确定的对象的形状来控制超声探头。
返回参考图2，肌肉评估系统200还可以包括用于处理由肌肉成像系统205的超声探头210生成的超声数据(例如。(一幅或多幅)超声图像)的后处理单元250。因此，后处理单元250可以接收来自超声探头210的超声数据以进行处理。
后处理单元250适于处理超声数据，以便生成或者确定对象的被成像区的一个或多个参数。特别地，后处理单元250处理超声数据以确定一块或多块肌肉的一个或多个参数。示例性参数包括一块或多块肌肉的尺寸，例如，宽度、高度、面积、体积、周长、半径和直径(以及其他尺寸)。
在一个实施例中，超声数据包括一系列或序列的2D超声图像。后处理单元可以适于基于这一系列或序列的超声图像来重建3D超声图像。如本领域所公知的，这可以通过堆叠2D超声图像并在经堆叠的2D超声图像之间外推来执行。
在另一实施例中，从超声探头获得的超声数据本身可以包括对象的3D超声图像，例如，由超声探头内的电路构建的3D超声图像。
在获得了对象的3D超声图像之后，后处理单元250可以适于使用图像分割技术和/或人工智能系统(例如，神经网络)来执行肌肉检测。根据3D超声图像进行的肌肉检测在本领域中是已知的。
后处理单元还可以适于进一步处理在3D超声图像中检测到的肌肉以计算肌肉的一个或多个参数或尺寸。基于在3D超声图像内检测到的肌肉来确定参数的方法也是本领域公知的。
在Wu,Chueh-Hung等人的“Evaluation of post-stroke spastic musclestiffness using shear wave ultrasound elastography”(Ultrasound in medicine&biology，43.6，2017年，第1105-1111页)公开了使用超声成像来确定肌肉僵硬的示例。
在另一示例中，Berenpas、Frank等人在“Bilateral changes in musclearchitecture of physically active people with chronic stroke:a quantitativemuscle ultrasound study”(Clinical Neurophysiology，128.1，2017年，第115-122页)中使用了用于确定肌肉校正回声和肌肉厚度的方法。
在另外的示例中，在Idowu、Bukunmi M.等人的“Sonographic detection ofinferior subluxation in post-stroke hemiplegic shoulders”(Journal ofultrasonography，17.69，2017年，第106页)中使用了用于使用超声来检测肩峰大结节(AGT)距离的方法。
至少从上文中可以明显看出，基于在超声图像内检测到的肌肉来确定参数的构思在本领域中是众所周知的。
图4图示了根据本发明的实施例的操作肌肉评估系统的方法400或工作流程。
方法400包括将超声探头定位在关于对象的开始定位或位置的第一步骤410。
最初，肌肉成像系统可能并不知道对象的形状，例如，在成像过程开始之前，形状传感器可能无法确定对象的形状。因此，第一步骤410可以通过临床医生将超声探头物理地放置在适当的开始定位处(例如与对象的皮肤相接触)来执行。
方法400然后还可以包括提供用户输入的第二步骤420，该用户输入指示针对超声探头的迭代移动的期望结束定位和期望间隔。第二步骤420也可以由临床医生来执行。
将意识到，因此存在接收用户输入的对应步骤(作为步骤420的替代步骤)，该对应步骤由肌肉成像系统200(具体由肌肉成像系统的用户接口245)来执行。
方法400还包括在步骤420之后的成像过程430。这里的成像过程包括捕获2D超声图像的步骤431。
在步骤432中，确定超声探头是否已经到达期望的结束定位。响应于超声探头到达期望的结束定位，成像过程可以结束，然后方法400可以移动到例如步骤440。否则，执行基于所确定的对象的形状来移动超声探头的步骤433，并且成像过程430返回到步骤431。
在一些实施例中，步骤433可以是在成像过程430中执行的第一步骤(即，在步骤420已经完成之后执行的下一步骤)。换句话说，可以在基于所确定的对象的形状移动了超声探头的位置之后捕获第一超声图像。
在步骤435中感测对象的形状。步骤435可以在成像过程中进行(如图所示)，也可以在成像过程之前进行。在一个示例中，针对超声探头的每次迭代移动，可以确定在超声探头的潜在后续定位/位置处的对象的形状，并且使用该形状来挑选或者选择超声探头的适当后续定位。
因此，对象的形状可以在成像过程中建立，也可以在成像过程之前确定。当在成像过程中执行时，步骤435可以在超声探头移动之前、期间和/或之后执行。
在执行了成像过程之后，可以在步骤440-460中(例如由后处理单元)处理在成像过程中捕获的超声数据(即，一系列超声图像的序列)。
步骤440可以包括基于一系列或序列的超声图像来重建3D超声图像。如在本领域中众所周知的，这可以通过堆叠2D超声图像并且在经堆叠的2D超声图像之间外推来执行。步骤450可以包括通过在所重建的3D超声图像上使用图像分割技术和/或人工智能系统(例如，神经网络)来执行肌肉检测。步骤460可以包括进一步处理在3D超声图像中检测到的肌肉以计算肌肉的一个或多个参数或尺寸。
以这种方式，能够确定肌肉的参数或尺寸。步骤440-460是任选的，并且在一些实施例中可以省去。
成像过程包括捕获一系列超声图像这一事实并不是必需的。相反，根据已知的实施例，可以在探头的移动期间捕获或构建单幅3D超声图像。构建3D超声图像这一操作也不是必需的；相反，可以捕获一系列2D超声图像。可以处理这一系列2D超声图像本身以识别对象的(一块或多块)肌肉的参数。
技术人员将能够容易地开发出用于执行本文描述的任何方法的处理系统。因此，流程图的不同步骤可以表示由处理系统执行的不同动作，并且这些不同动作可以由处理系统的相应模块来执行。
实施例因此可以利用处理系统。能够利用软件和/或硬件以多种方式实施处理系统以执行所要求的各种功能。处理器是处理系统的一个示例，它采用一个或多个微处理器，这一个或多个微处理器可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行所要求的功能。然而，处理系统可以在使用或不使用处理器的情况下实施，并且还可以被实施为用于执行一些功能的专用硬件与用于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。
可以在本公开内容的各种实施例中采用的处理系统部件的示例包括但不限于常规的微处理器、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，处理器或处理系统可以与一种或多种存储介质相关联，这一种或多种存储介质例如为易失性和非易失性计算机存储器，例如，RAM、PROM、EPROM和EEPROM。存储介质可以被编码有一个或多个程序，当在一个或多个处理器和/或处理系统上执行这一个或多个程序时，这一个或多个程序执行所要求的功能。各种存储介质可以被固定在处理器或处理系统内或者可以是可移动的，使得在其上存储的一个或多个程序能够被加载到处理器或处理系统中。
应当理解，公开的方法优选是计算机实施的方法。正因如此，还提出了包括代码单元的计算机程序的构思，所述代码单元用于当所述程序在诸如计算机之类的处理系统上运行时实施任何描述的方法。因此，根据实施例的计算机程序的不同的代码部分、代码行或代码块可以由处理系统或计算机执行以执行本文描述的任何方法。在一些替代实施方式中，块中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，相继示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行这些块。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。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。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。虽然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。如果上面讨论了计算机程序，则它可以被存储/分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起或作为其他硬件的部分而供应的光学存储介质或固态介质，但是它也可以以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统进行分布。如果在权利要求或说明书中使用了术语“适于”，则应当注意，该术语“适于”旨在等同于术语“被配置为”。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)

1.一种用于获得对象(290)的一块或多块肌肉的超声数据的肌肉成像系统(205)，包括：
超声探头(210)，其适于执行成像过程，所述成像过程包括对所述对象的一块或多块肌肉进行成像，从而采集所述一块或多块肌肉的超声数据；
驱动机构(220)，其适于在所述成像过程中调整所述超声探头的位置；
形状传感器(230)，其适于感测所述对象的形状(300)；以及
处理单元(240)，其适于在所述成像过程中基于感测到的所述对象的形状来控制所述驱动机构。
2.根据权利要求1所述的肌肉成像系统(205)，其中，所述形状传感器(230)适于感测所述对象(290)的所述肌肉的形状。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的肌肉成像系统(205)，其中，所述处理单元(240)适于控制所述驱动机构(220)以使得所述超声探头(210)被保持在所述对象的皮肤的表面处。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的肌肉成像系统(205)，其中：
所述驱动机构(220)适于调整所述超声探头在至少两个正交轴(X、Z)上的位置；并且
所述处理单元(240)适于在所述成像过程中控制所述驱动机构对所述超声探头的位置进行迭代调整，其中，对所述超声探头在至少一个轴上的所述位置的所述迭代调整的幅值被预定义，并且对所述超声探头在至少一个其他轴上的所述位置的所述迭代调整的幅值能基于所述感测到的所述对象的形状而变化。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的肌肉成像系统(205)，其中，所述形状传感器(230)适于跟踪所述形状传感器与所述对象(290)的表面之间的距离，从而确定所述对象的所述表面的形状。
6.根据权利要求5所述的肌肉成像系统(205)，其中：
所述驱动机构(220)适于调整所述超声探头(210)在至少第一正交轴(X)和第二正交轴(Z)上的所述位置；
所述形状传感器(230)适于沿着所述第二正交轴跟踪所述形状传感器与所述对象(290)的所述表面之间的距离，其中，所述形状传感器与所述超声探头之间的关于所述第二正交轴的偏移(o)是已知的或者能够被容易地计算；并且
所述处理单元(240)适于在所述成像过程中控制所述驱动机构迭代调整所述超声探头的位置，其中：
对所述超声探头在所述第一正交轴上的所述位置的所述迭代调整的所述幅值被预定义；并且
对所述超声探头在所述第二正交轴上的所述位置的所述迭代调整被控制为保持所述超声探头与所述对象的所述表面相接触。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的肌肉成像系统(205)，其中：
所述驱动机构(220)适于调整所述超声探头(310)在至少第一正交轴(X)和第二正交轴(Z)上的所述位置；并且
所述形状传感器(230)被连接到所述驱动机构，使得对所述超声探头在所述第一正交轴上的所述位置的调整引起所述形状传感器在所述第一正交轴上的对应移动。
8.根据权利要求7所述的肌肉成像系统(205)，其中，在所述成像过程中，当所述驱动机构(220)将所述形状传感器沿着所述第一正交轴(X)移动时，所述形状传感器(230)适于确定所述对象(290)的形状。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的肌肉成像系统(205)，其中：
所述驱动机构(220)适于调整所述超声探头(210)在第一正交轴(X)和第二正交轴(Z)上的所述位置；并且
所述处理单元(240)适于在所述成像过程中通过执行迭代过程来控制所述驱动机构，所述迭代过程包括：
获得针对所述超声探头的沿着所述第一正交轴的下一位置；
基于所确定的在沿着所述第一正交轴的所述下一位置处的所述对象(290)的形状来确定针对所述超声探头的沿着所述第二正交轴的下一位置；并且
控制所述驱动机构将所述超声探头放置在单个定位处，所述单个定位位于沿着所述第一正交轴的所述下一位置以及沿着所述第二正交轴的所述下一位置处。
10.根据权利要求9所述的肌肉成像系统(205)，其中：
所述驱动机构(220)还适于调整所述超声探头(210)在第三正交轴(Y)上的位置，所述第三正交轴正交于所述第一正交轴(X)和所述第二正交轴(Z)这两者；
由所述处理单元(240)执行的所述迭代过程包括基于所确定的在沿着所述第一正交轴的所述下一位置处的所述对象(290)的形状来确定针对所述超声探头的沿着所述第三正交轴的下一位置；并且
在由所述处理单元执行的所述迭代过程中，控制所述驱动机构的步骤包括控制所述驱动机构将所述超声探头放置在单个定位处，所述单个定位位于沿着所述第一正交轴的所述下一位置、沿着所述第二正交轴的所述下一位置以及沿着所述第三正交轴的所述下一位置处。
11.根据权利要求9或10中的任一项所述的肌肉成像系统(205)，其中，获得针对所述超声探头关于所述第一正交轴的所述下一位置的步骤包括接收指示关于所述第一正交轴的下一位置的用户输入。
12.一种肌肉评估系统(200)，包括：
根据权利要求1至11中的任一项所述的肌肉成像系统(205)；以及
后处理单元(250)，其适于：
接收所述一块或多块肌肉的所述超声数据；并且
处理所述超声数据以确定所述一块或多块肌肉的一个或多个参数。
13.根据权利要求12所述的肌肉评估系统(200)，其中，所述肌肉的所述一个或多个参数包括以下各项中的一项或多项：每一块或多块肌肉的面积；每一块或多块肌肉的体积；每一块或多块肌肉的周长；每一块或多块肌肉的直径；以及每一块或多块肌肉的半径。
14.一种获得关于对象(290)的一块或多块肌肉的超声数据的计算机实施的方法(400)，所述方法包括：
感测(435)所述对象的形状；
执行(430)成像过程，所述成像过程包括使用超声探头对所述对象的一块或多块肌肉进行成像(431)，从而采集所述一块或多块肌肉的超声数据；
在所述成像过程中，使用驱动机构基于感测到的所述对象的形状来调整(433)所述超声探头的位置。
15.一种包括代码单元的计算机程序，所述代码单元用于当所述程序在处理系统上运行时实施根据权利要求14所述的方法。
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