CN114096199A - 在超声探头的瞄准期间对目标的表示 - Google Patents

Abstract

一种系统可以包括超声探头和被构造为与超声探头通信的控制器单元。控制器单元还可以被构造为选择超声探头的瞄准模式；检测感兴趣目标；确定所检测到的感兴趣目标的形心；基于所确定的形心显示中心指示符；检测中心指示符位于超声探头的视场的中心线的阈值数量像素或距离内；并响应于检测到中心指示符位于中心线的阈值数量像素或距离内，突出显示所生成的中心指示符。

Description

在超声探头的瞄准期间对目标的表示

优先权信息

本专利申请要求于2019年7月12日提交的题为“REPRESENTATION OF A TURING OFULTRASOUND PROBE”的美国临时申请第62/873,564号的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

超声探头可以使用换能器生成超声信号，例如压电换能器或电容换能器，其将电信号转换成超声能量并且将超声回波转换回电信号。超声探头通常用于识别体内的标靶器官或其他结构和/或确定与标靶器官/结构相关联的特征，例如器官/结构的大小或器官中的流体体积。为了让用户正确扫描标靶器官/结构，用户可能需要将超声探头放置在相对于标靶器官/结构的特定位置处。正确放置超声探头可能会带来各种挑战。

附图说明

图1A是图示根据本文描述的实施例的示例性超声系统的示图；

图1B是图示根据本文描述的实施例的图1A的超声系统的示例性环境的示图；

图2A是根据本文描述的实施例的第一示例性超声探头的示图；

图2B是根据本文描述的实施例的第二示例性超声探头的示图；

图2C是根据本文描述的实施例的第三示例性超声探头的示图；

图3是图示图1A的元件的示例性部件的示图；

图4是图示图1A的系统的示例性功能部件的示图；

图5是图示图4的瞄准模式管理器的示例性功能部件的示图；

图6是图示图5的瞄准数据库的示例性部件的示图；

图7是根据本文描述的实施例的用于在瞄准期间生成用户界面的过程的流程图；

图8A-8D是根据本文描述的第一实施例的用户界面的示图；

图9A-9D是根据本文描述的第二实施例的用户界面的示图；

图10A-10D是根据本文描述的第三实施例的用户界面的示图；

图11A是图示了根据本文描述的实施例的使用多平面扫描的瞄准模式的示图；以及

图11B和11C是与使用多平面扫描的瞄准模式相关联的用户界面的示图。

具体实施例

以下详细说明参照附图。不同附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件。

超声探头可以放置在患者的身体上以对感兴趣目标(例如患者的身体的身体器官、关节、血管和/或其他类型区域)进行三维(3D)扫描。3D扫描可以包括在横切感兴趣目标或区域的不同平面中捕获的一组超声图像，例如B模式图像。例如，3D扫描可以包括在围绕感兴趣目标的中心的圆形中以特定角度间隔捕获的B模式图像。3D扫描可用于表征感兴趣目标。例如，膀胱的3D扫描可用于确定膀胱内部的流体体积，并且该体积可用于选择医疗干预，例如对膀胱插入导管。

在进行3D扫描之前，可能需要将超声探头准确定位在感兴趣区域上方。例如，在许多情况下，感兴趣目标可以具有在不同平面中尺寸显著不同的横截面。如果超声探头未居中且未定位在正确方向上，则可能会在3D扫描期间发生对感兴趣目标的剪裁。换言之，感兴趣目标或区域的一部分可能会被从3D扫描中省略，从而浪费时间和资源。

为了定位超声探头，用户可以为超声探头选择瞄准模式。在瞄准模式期间，超声探头可以在特定平面中重复执行扫描以获得感兴趣目标或区域在特定平面中的横截面。用户可以基于在超声探头处于瞄准模式时所获得和显示的超声图像移动超声探头以更准确地定位超声探头。

然而，可能不希望在瞄准模式期间显示超声图像。例如，用户可能未被训练为对超声图像进行解析以进行诊断，但仍可能试图解析在瞄准模式期间显示的超声图像。因此，医疗服务提供者可能要求在使用超声探头表征感兴趣目标(例如，以获得流体体积测量)时不显示超声图像。然而，用户可能仍需要来自超声探头的反馈信息以便在瞄准期间准确定位超声探头。

本文描述的实施例涉及在超声探头或使用不同成像模态的其他类型装置的瞄准期间对目标的表示。因此，超声系统可以显示目标的符号或象形表示以向用户指示超声探头与目标的对准，而不是在超声探头瞄准期间显示感兴趣目标的所获得的超声图像。在超声探头的瞄准期间，超声探头可能需要相对于感兴趣目标居中并对准以捕获其中感兴趣目标的横截面积最大化的超声图像。因此，符号或象形表示可以包括中心指示符以指示感兴趣目标相对于超声探头的中心以及面积指示符以表示感兴趣目标并向用户提供关于是否已经识别出感兴趣目标的最大面积的信息。

当中心指示符与超声探头的视场的中心线对准时，中心指示符可以被突出显示。然后可以指示用户倾斜超声探头(例如，头向地和尾向地)以找到感兴趣目标的最大横截面积。当目标的最大横截面积被识别并且探头位置被对准为捕获目标在所识别的最大横截面积处的超声图像时，可以突出显示面积指示符。在中心指示符和面积指示符突出显示后，超声探头可以退出瞄准模式并启动对目标的3D扫描。

可以选择和显示目标的符号或象形表示以在超声系统处于瞄准模式时将用户使用所显示的符号或象形表示用于诊断目的的可能性最小化。例如，虽然超声系统可以随着超声探头的位置改变而跟踪感兴趣目标在所获得的超声图像中的尺寸，但是所显示的面积指示符的尺寸可以保持相同尺寸并且不变化为反映对目标所检测到的尺寸变化。

因此，超声系统可以被构造为选择超声探头的瞄准模式；检测感兴趣目标；确定所检测到感兴趣目标的形心；基于所确定的形心显示中心指示符；检测中心指示符位于超声探头的视场的中心线的阈值像素数量内或距离内；并响应于检测到中心指示符位于中心线的阈值像素数量内或距离内，突出显示所生成的中心指示符。

超声系统还可被构造为基于所确定的面积显示面积指示符；确定所检测到的感兴趣目标的面积；以及跟踪所检测到的感兴趣目标的面积，其中所显示的面积指示符的尺寸不随所检测到的感兴趣目标的所跟踪的面积变化而变化。超声系统可以确定当前面积对应于最大面积并响应于确定当前面积对应于最大面积而突出显示所显示的面积指示符。

确定当前面积对应于最大面积可以基于当前面积随用户横跨被对准为以所识别的最大横截面积捕获目标的超声图像的位置来回移动超声探头而增加和减少特定次数。超声系统还可以被构造为确定超声探头保持居中并定位指向最大面积以至少特定时间段，并且响应于确定超声波探头保持居中并定位指向最大面积以至少特定时间段而退出瞄准模式并启动对感兴趣目标的3D扫描。

检测感兴趣目标可以包括使用神经网络来识别感兴趣目标的边界。确定所检测到的感兴趣目标是否居中可以包括将边界表示为具有一组顶点的多边形并且基于相邻顶点的坐标的差值的总和除以多边形面积来计算形心。在其他实施例中，确定所检测到的感兴趣目标是否居中可以基于多个顶点中的最左侧顶点和最右侧顶点之间的中心来计算以便考虑具有异常形状的目标。

在一些实施例中，可以有利的是，沿着感兴趣目标的边缘或沿着另一结构的边缘对准超声探头，而不是确定所检测到的感兴趣目标的形心并基于所确定的形心显示中心指示符。

此外，在一些实施例中，瞄准视觉提示可以通过听觉和/或触觉反馈来增强。例如，当超声探头居中且满足突出显示中心指示符的条件时，超声系统可以产生第一听觉声音(例如，砰声或哔声、宣布“探头居中”的录制语音等)。另外，超声探头可以使用包括在超声探头中的振动马达以第一模式振动。类似地，当确定了目标的最大面积并且满足突出显示面积指示符的条件时，超声系统可以产生第二声音(例如，不同类型的砰声或哔声、宣布“已识别出最大面积”的录制语音等)和/或超声探头可以使用振动马达以第二模式振动。

在一些实施例中，目标的由中心指示符和面积指示符表示的符号或象形表示可以显示在与超声探头相关联并使用超声探头作为参考系的B模式视图中，其中，超声探头的位置是静止的并且当超声探头移动时，中心指示符和/或面积指示符在B模式视图中移动。在其他实施例中，目标的由中心指示符和面积指示符表示的符号或象形表示可以与患者的身体的表示一起并使用患者的身体作为参考系而显示，其中，患者的身体是静止的，并且其中，当超声探头移动时，超声探头的视场移动。可以在横向平面视图、矢状平面视图和/或其他类型的视图中显示患者的身体。用户能够在不同平面之间切换视图。

在一些实施例中，在瞄准模式中和/或3D扫描期间捕获的超声图像可以对应于B模式超声图像。在其他实施例中，在瞄准模式期间可以使用其他类型的超声图像，并且除了3D扫描之外或者替代3D扫描，瞄准模式之后可以跟随其他类型图像。作为示例，超声系统可以利用概率模式(P模式)超声图像。P模式超声图像可以对应于其中每个特定像素均被映射到指示该特定像素是否位于目标器官/结构内或是否是目标器官/结构的一部分的概率的超声图像(例如，B模式超声图像等)。

作为另一个示例，超声系统可以利用分割图超声图像。分割图超声图像可以对应于对所捕获的超声数据执行分割处理的超声图像。例如，在分割图超声图像中，不同的身体结构可以用不同颜色显示(例如，膀胱呈黄色，背景组织呈灰色等)。作为又一示例，超声系统可以利用多普勒模式超声图像(例如，功率多普勒、连续波多普勒、脉冲波多普勒等)、谐波模式超声图像、运动模式(M模式)超声图像和/或在瞄准模式中使用超声数据的任何其他类型成像模态。此外，可以使用P模式超声图像、多普勒模式超声图像、谐波模式超声图像、M模式超声图像和/或使用超声数据的任何其他类型成像模态来执行3D扫描。

在一些实施例中，超声系统可以利用使用不同平面(例如，彼此成45°的4个平面、彼此成15°的12个平面等)中的多个B模式图像的瞄准模式。这种扫描模式可以称为C模式。超声系统可以扫描不同平面中的多个B模式图像并构建感兴趣区域的自上而下视图(例如，在患者的身体的额状/冠状平面中)并生成目标的符号或象形表示。此外，超声系统可以生成超声探头的视场的符号表示。例如，超声系统可以生成表示超声探头的视场相对于目标的横截面的椭圆形状，类似于照射到表面上的手电筒束。视场的这种表示可以被称为超声探头的手电筒视图。然后可以引导用户定位超声探头以将目标的符号或象形表示对准手电筒束表示的中间。当目标的符号或象形表示与超声探头束表示对准时，目标的符号或象形表示可以被突出显示并且可以引导用户执行扫描。

在一些实施例中，除了3D扫描之外或替代3D扫描，瞄准模式之后可以跟随其他类型的处理。作为示例，瞄准模式可以与定位用于针插入(例如，以获得活检样本等)的针引导器结合使用。作为另一示例，瞄准模式可用于定位超声探头以测量感兴趣区域的体积(例如，膀胱体积测量、前列腺体积测量、子宫体积测量、主动脉尺寸测量等)。

虽然本文描述的特定实施例涉及在超声探头的瞄准期间对目标的表示，但在其他实施例中，可以在瞄准使用不同类型的成像模态的仪器或装置时生成目标的表示。例如，在其他实施例中，可以在瞄准光学相机、用于捕获三维(3D)图像的相机、热像仪、红外(IR)相机、功能性近红外光谱(fNIRS)成像装置、磁共振成像(MRI)装置、X射线成像装置和/或其他类型的成像装置时生成对目标的表示。

图1A是图示根据本文描述的实施例的示例性超声系统100的示图。如图1A所示，超声系统100可以包括超声探头110、基座单元120和电缆130。

超声探头110可容纳一个或多个超声换能器，其被构造为以特定频率和/或脉冲重复率生成超声能量并接收所反射的超声能量(例如，超声回波)并将所反射的超声能量转换成电信号。例如，在一些实施例中，超声探头110可以被构造为传输处于从大约两兆赫(MHz)延伸到大约10或更多MHz(例如，18MHz)的范围中的超声信号。在其他实施例中，超声探头110可以被构造为传输不同范围中的超声信号。此外，超声探头110可以容纳用于控制一个或多个超声换能器的移动的一个或多个马达。

超声探头110可以包括手柄112、触发器114和圆顶118(也称为“鼻部”)。用户(例如，执业医师等)可以通过手柄112保持超声探头110并按下触发器114以激活位于圆顶118中的一个或多个超声收发器和换能器以朝患者的感兴趣区域(例如，特定身体器官、身体关节、血液血管等)传输超声信号。例如，探头110可定位在患者的骨盆区域上和患者的膀胱上方。

手柄112使得用户能够相对于患者的感兴趣区域移动探头110。当扫描患者的感兴趣区域时，在圆顶118与患者的身体的表面部分接触时，触发器114的激活可以启动对所选解剖部分的超声扫描。在一些实施例中，触发器114可以包括拨动开关116。拨动开关116可以用于在超声系统100的瞄准模式期间在不同视图和/或参考系之间、在不同扫描模式之间、在不同成像模式之间等进行切换。在其他实施例中，触发器114可以不包括单独的拨动开关116并且触发器114可以用于在不同视图和/或参考系、扫描模式和/或成像模式之间切换。在其他实施例中，拨动开关116可以位于超声探头110的不同位置处和/或可以位于基座单元120上。在其他实施例中，拨动功能可以通过基座单元120的显示器上的触摸屏按钮和/或通过另一种类型的控制(例如麦克风(例如，通过口头命令))来执行。

圆顶118可以包绕一个或多个超声换能器并且可以由向解剖部分提供适当声阻抗匹配和/或允许超声能量在其投射到解剖部分中时被适当地聚焦的材料形成。圆顶118还可包括收发器电路，该收发器电路包括发射器和接收器以传输和接收超声信号。探头110可以通过有线连接与基座单元120通信，例如通过电缆130。在其他实施例中，探头110可以通过无线连接(例如，蓝牙、WiFi等)与基座单元120通信。

基座单元120可以容纳并包括一个或多个处理器或处理逻辑，其被构造为处理由探头110接收的所反射的超声能量以产生所扫描的解剖区域的图像。此外，基座单元120可以包括显示器122，以使得用户能够查看来自超声扫描的图像，和/或使得能够在探头110的操作期间与用户进行操作交互。例如，显示器122可以包括输出显示器/屏幕，例如液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、触摸屏和/或向用户提供文本和/或图像数据的其他类型显示器。

例如，显示器122可以提供用于相对于患者的所选择的解剖部分定位探头110的指令。可替代地，超声探头110可包括提供用于定位超声探头110的指令的小显示器(例如，在手柄112中)。显示器122还可显示所选择的解剖区域的二维或三维图像。在一些实施例中，显示器122可以包括允许用户选择与超声扫描相关联的各种特征的图形用户界面(GUI)。例如，显示器122可以包括选择项(例如，按钮、下拉菜单项、复选框等)以选择探头110的瞄准模式和/或在探头110已经相对于患者的感兴趣区域成功定位之后启动3D扫描。此外，显示器122可以包括选择项以选择要获得的特定类型超声图像，例如B模式图像、P模式图像、分割图模式图像、多普勒超声图像、谐波模式图像、M模式图像和/或其他类型超声图像。此外，显示器122可以包括选择项以选择不同视图和/或参照系、扫描模式和/或成像模式。另外，显示器122可以包括选择项以选择在所选择的视图和/或参照系、扫描模式和/或成像模式之间手动还是自动切换。

图1B是示出了根据本文描述的实施例的超声系统100的示例性环境150的示图。环境150示出了超声系统100相对于患者160的操作。如图1B所示，患者160可以被定位为使得可以扫描患者的感兴趣目标。例如，假设感兴趣目标对应于患者的膀胱165。为了扫描膀胱165，超声探头110可以定位抵靠患者160的靠近要扫描的解剖部分的表面部分。当圆顶118放置抵靠皮肤时，用户可以在膀胱165区域上方将声学凝胶170(或凝胶垫)施加到患者160的皮肤上以提供声阻抗匹配。

用户可以经由基座单元120(例如，通过选择显示器122上的瞄准模式按钮、菜单项等，通过说出语音命令等)来选择瞄准模式。可替代地，当基座单元120检测到超声探头110的运动或超声探头110接触声学凝胶170或患者160的皮肤(例如，通过超声探头110内部的加速度计和/或陀螺仪)时，可以自动选择瞄准模式。超声探头110可以通过膀胱165传输超声信号180并且可以接收所反射的超声信号。所反射的超声信号可以被处理成显示在显示器122上的图像。

在一些实施例中，用户可以选择不同的视图和/或参考系、扫描模式和/或成像模式。在其他实施例中，可以在没有用户输入的情况下自动选择一个或多个视图和/或参考系、扫描模式和/或成像模式。在一些实施例中，显示器122可以在所选择的视图和/或参考系、扫描模式和/或成像模式之间自动切换，而无需用户输入和/或无需用户改变超声探头110的位置。在其他实施例中，用户可以使用拨动开关116而在所选择的视图和/或参考系、扫描模式和/或成像模式之间进行切换。在其他实施例中，所选择的视图和/或参考系、扫描模式、和/或成像模式中的一个或多个可以同时显示在显示器122上。用户可以基于显示器122上显示的信息调整超声探头110的位置，直到超声探头110相对于膀胱165居中并且对准为以膀胱165的最大横截面捕获超声图像。在一些实施例中，当超声探头110居中并对准时，可以自动启动3D扫描。在其他实施例中，用户可以通过按下触发器114、通过按下显示器122上的扫描按钮、通过说出语音命令和/或使用其他类型的扫描激活技术激活对膀胱165的3D扫描。

虽然图1A和1B示出了超声系统100的示例性部件，但在其他实施例中，超声系统100可以包括比图1A和1B中描绘的更少的部件、不同的部件、附加的部件或不同设置的部件。附加地或可替代地，超声系统100的一个或多个部件可执行描述为由超声系统100的一个或多个其他部件执行的一项或多项任务。

例如，在其他实施例中，超声探头110可以对应于包括容纳在超声探头110内的微处理器的独立装置，该微处理器被构造为可操作地控制一个或多个超声换能器并且处理所反射的超声能量以生成超声图像。因此，超声探头110上的显示器可用于显示所生成的图像和/或查看与超声探头110的操作相关联的其他信息。在其他实施例中，超声探头110可联接到通用计算机，例如笔记本电脑、平板电脑和/或台式计算机(通过有线或无线连接)，该通用计算机包括至少部分地控制超声探头110的操作的软件和/或包括处理从超声探头110接收到的信息以生成超声图像的软件。

图2A是根据本文描述的实施例的超声探头110的第一示例性实施例的示图。如图2A所示，超声探头110可以包括联接到两个旋转马达的单个换能器元件。在该实施例中，超声探头110可以包括连接到圆顶118的基座210、theta马达220、主轴230、phi马达240以及具有换能器260的换能器桶部250。theta马达220、phi马达240和/或换能器260可以包括有线或无线电连接，该电连接通过电缆130(图2A中未示出)将theta马达220、phi马达240和/或换能器260电连接到基座单元120。

基座210可以容纳theta马达220并且为超声探头110提供结构支撑。基座210可以连接到圆顶118并且可以与圆顶118形成密封以保护超声探头110的部件免受外部环境的影响。theta马达220可以通过绕在本文中称为theta(θ)旋转平面225的竖直轴线旋转而使主轴230相对于基座210在相对于换能器260的纵向方向上旋转。主轴230可以终止于轴235并且phi马达240可以安装到轴235上。phi马达240可以围绕与theta旋转平面225正交的轴线围绕本文中称为phi

旋转平面245的水平轴线旋转。换能器桶部250可以安装到phi马达240并且可以与phi马达240一起移动。

换能器260可以安装到换能器桶部250。换能器260可以包括压电换能器、电容换能器和/或其他类型的超声换能器。换能器260连同与换能器260相关联的收发器电路可以将电信号转换为特定超声频率或超声频率范围的超声信号，可以接收所反射的超声信号(例如，回声等)，并且可以将所接收的超声信号转换为电信号。换能器260可以在基本上垂直于换能器260的表面的信号方向265上传输和接收超声信号。

信号方向265可以通过phi马达240的移动进行控制并且phi马达240的定向可以由theta马达220控制。例如，phi马达240可以横跨小于180度的角度来回旋转以产生特定平面的超声图像数据并且theta马达220可以旋转到特定位置以获得不同平面的超声图像数据。

在瞄准模式中，theta马达220可以保持静止，而phi马达240来回旋转以获得特定瞄准平面的超声图像数据。在瞄准模式中，theta马达220可以在多个瞄准平面之间来回移动并且phi马达240可以来回旋转以获得超声图像数据。作为示例，theta马达220可以在选择瞄准模式时在两个正交平面之间前后移动。作为另一个示例，theta马达220可以在瞄准模式期间依次旋转通过彼此偏移120度的三个平面。

在3D扫描模式中，theta马达220可以循环通过一组平面一次或多次以获得感兴趣区域的全3D扫描。在该组平面的每个特定平面中，phi马达240均可以旋转以获得特定平面的B模式图像数据。theta马达220和phi马达240的移动可以在3D扫描马达中交错。例如，phi马达240在第一方向上的移动之后可以跟随theta马达220从第一平面到第二平面的移动，之后跟随phi马达240在与第一方向相反的第二方向上的移动，之后跟随theta马达220从第二平面到第三平面的移动等。这种交错移动可以使得超声探头110能够获得平滑连续体积扫描以及提高获得扫描数据的速率。

图2B是根据本文描述的实施例的超声探头110的第二示例性实施例的示图。如图2B所示，超声探头110可以包括联接到旋转马达的一维(1D)换能器元件阵列。在该实施例中，超声探头110可以包括连接到圆顶118的基座210、theta马达220、主轴230以及具有1D换能器阵列275的换能器桶部270。theta马达220和/或1D换能器阵列275可以包括有线或无线电连接，该电连接通过电缆130(图2B中未示出)将theta马达220和/或1D换能器阵列275电连接到基座单元120。

基座210可以容纳theta马达220并且为超声探头110提供结构支撑。基座210可以连接到圆顶118并且可以与圆顶118形成密封以保护超声探头110的部件免受外部环境的影响。theta马达220可以通过围绕theta旋转平面225旋转而使主轴230相对于基座210在相对于1D换能器阵列275的纵向方向上旋转。主轴230可以终止于换能器桶部270。1D换能器阵列275可以安装到换能器桶部270。1D换能器阵列275可以包括压电换能器、电容换能器和/或其他类型超声换能器的弯曲1D阵列。1D换能器阵列275可以将电信号转换为特定超声频率或超声频率范围的超声信号、可以接收所反射的超声信号(例如，回声等)、并且可以将所接收的超声信号转换为电信号。1D换能器阵列275的每个元件可以在一组方向中的特定方向上传输和接收超声信号，如图2B中的项目276所示。因此，1D换能器阵列275的元件可以一起生成特定平面的超声图像数据。

在瞄准模式中，theta马达220可以保持静止，而1D换能器阵列275获得特定瞄准平面的超声图像数据。在瞄准模式中，theta马达220可以在多个瞄准平面之间来回移动并且1D换能器阵列275可以获得每个瞄准平面中的超声图像数据。作为示例，theta马达220可以在选择瞄准模式时在两个正交平面之间向后移动。作为另一示例，theta马达220可以依次旋转通过彼此相隔120度的三个平面。在3D扫描模式中，theta马达220可以通过一组平面循环一次或多次以获得感兴趣区域的全3D扫描。在该组平面的每个特定平面中，1D换能器阵列275可以获得特定平面的超声图像数据。

图2C是根据本文描述的实施例的第三示例性超声探头110的示图。如图2C所示，超声探头110可以包括二维(2D)换能器元件阵列。在该实施例中，超声探头110可以包括基座210、主轴230以及具有2D换能器阵列285的换能器桶部280。2D换能器阵列285可以包括有线或无线电连接，该电连接通过电缆130(图2C中未示出)将2D换能器阵列285电连接到基座单元120。

基座210可为超声探头110提供结构支撑并固定主轴230。主轴230可终止于换能器桶部280中。2D换能器阵列285可安装至换能器桶部280。2D换能器阵列285可包括压电换能器、电容换能器和/或其他类型的超声换能器的2D阵列。2D换能器阵列285可以将电信号转换为特定超声频率或超声频率范围的超声信号、可以接收所反射的超声信号(例如，回声等)、并且可以将所接收的超声信号转换为电信号。2D换能器阵列285的每个元件可以在一组方向中的特定方向上传输和接收超声信号，如图2C中的项目290所示。因此，2D换能器阵列285的元件可以一起生成多个平面的超声图像数据以生成3D超声扫描。换言之，可以控制2D换能器阵列285在特定方向上电子地倾斜超声束。

在瞄准模式中，2D换能器阵列285可以获得一个或多个所选择的瞄准平面的超声图像数据。对于特定的所选择的瞄准平面，可以选择来自2D换能器阵列285中的线性1D换能器元件组以生成特定的所选择的瞄准平面的超声图像。作为示例，可以针对两个正交平面选择两个1D换能器组并且可以在获得两个正交平面的超声图像之间交替。可替代地，可以基本上同时获得两个正交平面的超声图像。作为另一示例，2D换能器阵列285可以循环通过彼此相隔120度定位的三个平面并且来自2D换能器阵列285的三组1D换能器元件组可以获得三个平面的超声图像。在3D扫描模式中，2D换能器阵列285可以循环通过该多组1D换能器元件组一次或多次以获得感兴趣区域的全3D扫描。可替代地，可以基本上同时激活2D换能器阵列285的多组1D换能器元件组或甚至所有换能器元件以获得感兴趣区域的全3D扫描。

虽然图2A、2B和2C示出了超声探头110的示例性部件，但在其他实施例中，超声探头110可以包括比图2A、2B和2C中描绘的更少的部件、不同的部件、附加的部件或不同设置的部件。附加地或可替代地，超声探头110的一个或多个部件可以执行描述为由超声探头110的一个或多个其他组件执行的一项或多项任务。

图3是图示根据本文描述的实施例的装置300的示例部件的示图。超声探头110和/或基座单元120可以各自包括一个或多个装置300。如图3所示，装置300可以包括总线310、处理器320、存储器330、输入装置340、输出装置350、以及通信接口360。

总线310可以包括允许装置300的部件之间通信的路径。处理器320可以包括任何类型的单核处理器、多核处理器、微处理器、基于锁存器的处理器和/或处理逻辑(或处理器、微处理器和/或处理逻辑族)，其解析并执行指令。在其他实施例中，处理器320可以包括应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或其他类型的集成电路或处理逻辑。

存储器330可以包括可以存储信息和/或指令以供处理器320执行的任何类型的动态存储装置，和/或可以存储供处理器320使用的信息的任何类型的非易失性存储装置。例如，存储器330可以包括随机存取存储器(RAM)或其他类型的动态存储装置、只读存储器(ROM)装置或其他类型的静态存储装置、内容可寻址存储器(CAM)、磁和/或光记录存储装置及其对应驱动器(例如，硬盘驱动器、光驱动器等)、和/或可移动形式的存储器(例如闪存存储器)。

输入装置340可以允许操作员将信息输入到装置300中。输入装置340可以包括例如键盘、鼠标、笔、麦克风、遥控器、音频捕获装置、图像和/或视频捕获装置、触摸屏显示器和/或其他类型的输入装置。在一些实施例中，装置300可以被远程管理并且可以不包括输入装置340。换言之，装置300可以是“无头的”并且可以不包括例如键盘。

输出装置350可以向装置300的操作员输出信息。输出装置350可以包括显示器、打印机、扬声器和/或其他类型的输出装置。例如，装置300可以包括用于向操作者显示内容的显示器，该显示器可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器等。在一些实施例中，装置300可以被远程管理并且可以不包括输出装置350。换言之，装置300可以是“无头的”并且可以不包括例如显示器。

通信接口360可以包括收发器，该收发器使得装置300能够通过无线通信(例如，射频、红外和/或视觉光学等)、有线通信(例如，导线、对绞电缆、同轴电缆、传输线、光纤电缆和/或波导等)、或无线和有线通信的组合而与其他装置和/或系统进行通信。通信接口360可以包括将基带信号转换为射频(RF)信号的发射器和/或将RF信号转换为基带信号的接收器。通信接口360可以联接到用于传输和接收RF信号的天线。

通信接口360可以包括逻辑部件，该逻辑部件包括输入和/或输出端口、输入和/或输出系统、和/或有助于向其他装置传输数据的其他输入和输出部件。例如，通信接口360可以包括用于有线通信的网络接口卡(例如，以太网卡)和/或用于无线通信的无线网络接口(例如，WiFi)卡。通信接口360还可以包括用于通过电缆进行通信的通用串行总线(USB)端口、蓝牙^TM无线接口、射频识别(RFID)接口、近场通信(NFC)无线接口和/或将数据从一种形式转换为另一种形式的任何其他类型的接口。

如下文将详细描述的，装置300可以在瞄准模式期间执行与目标的符号或象形表示有关的某些操作。装置300可以响应于处理器320执行包含在诸如存储器330的计算机可读介质中的软件指令来执行这些操作。计算机可读介质可以被定义为非暂时性存储装置。存储装置可以在单个物理存储装置内实现或横跨多个物理存储装置分布。软件指令可以从另一计算机可读介质或从另一装置读入存储器330。包含在存储器330中的软件指令可以使处理器320执行本文描述的过程。可替代地，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令组合使用以实现本文描述的过程。因此，本文描述的实施例不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

尽管图3示出了装置300的示例性部件，但在其他实施例中，装置300可以包括比图3中描绘的更少的部件、不同的部件、附加的部件或不同设置的部件。

附加地或可替代地，装置300的一个或多个部件可以执行描述为由装置300的一个或多个其他部件执行的一项或多项任务。

图4是图示超声系统100的示例性功能部件的示图。在其他实施例中，图4的部件可以在使用不同类型的成像模态(例如，光学成像、3D成像、热成像和/或IR成像、X射线成像、核共振成像和/或其他类型的成像)的装置中实施。超声系统100的功能部件可以例如通过处理器320执行来自存储器330的指令来实现。可替代地，超声系统100的一些或全部功能部件可以通过硬连线电路来实现。如图4所示，超声系统100可以包括用户界面410、瞄准模式管理器420、图像生成器430、3D扫描管理器440以及数据收集器450。

用户界面410可以生成在瞄准期间通过显示器122向用户显示超声图像和/或目标符号或象形表示的用户界面(例如，图形用户界面)。用户界面410可以被构造为经由与显示器122相关联的触摸屏、经由位于基座单元120和/或超声探头110上的一个或多个控制键、经由包括在基座单元120中的麦克风和/或经由其他类型的输入方法而接收来自用户的选择和/或命令。例如，用户可以经由用户界面410选择超声图像的类型、瞄准模式，可以选择不同的参考系、查看平面、扫描模式和/或成像模式，和/或可以选择一旦超声探头110在瞄准模式期间居中并对准则执行3D扫描。

瞄准模式管理器420可以管理与超声系统100相关联的瞄准模式。例如，当用户选择执行扫描时，超声系统100可以自动进入瞄准模式。作为另一示例，用户可以使用选择项和/或通过执行特定命令来选择瞄准模式。在一些实施例中，瞄准模式管理器420可以选择默认参考系或查看平面。附加地或可替代地，用户可以选择一个或多个参考系、查看平面、扫描模式和/或成像模式。作为示例，用户可以通过指定特定平面(例如，“矢状”、“横向”等)来选择第一查看平面和/或可以选择是否在瞄准期间使用超声探头110作为参考系或是否在瞄准时使用患者的身体作为参考系。作为另一示例，可以通过指定对于每个所选择的扫描模式的扫描平面数来选择扫描模式。作为又一示例，可以从可用成像模式列表中选择成像模式。

瞄准模式管理器420可以指示图像生成器430使用特定类型的超声图像获得/捕获超声图像，例如B模式超声图像、P模式超声图像、多普勒超声图像、分割图模式超声图像、谐波模式超声图像、M模式超声图像和/或其他类型的超声图像。图像生成器430可以获得/捕获特定平面中的超声图像。例如，图像生成器430可以指示数据收集器450获得特定类型的超声图像，移动到特定平面(例如，theta马达220的特定位置)，并生成特定平面的特定类型的超声图像(例如，通过使用phi马达240和换能器260)。

瞄准模式管理器420可以基于由图像生成器430捕获的超声图像生成感兴趣目标的符号或象形表示并且可以在超声系统100处于瞄准模式时显示符号或象形表示而非实际捕获的超声图像。下面参考图5更详细地描述瞄准模式管理器420关于生成符号或象形表示的功能。

3D扫描管理器440可以针对患者的身体中的感兴趣区域生成3D扫描。例如，响应于超声探头110被居中和对准，和/或响应于用户选择执行3D扫描，3D扫描管理器440可以指示图像生成器430以特定顺序生成特定一组平面的超声图像。在一些实施例中，3D扫描可以利用theta马达220和phi马达240的交错运动来实施。在3D扫描期间扫描的平面数量(例如，theta马达220的不同位置的数量)可以是可由用户配置的。例如，3D扫描可以设置为每30度、每15度、每10度、每5度等扫描一个平面。

数据收集器450可以被构造为从超声探头110收集超声图像数据。数据收集器450可以包括phi马达控制器460、theta马达控制器470和换能器控制器480。phi马达控制器460可以控制phi马达240。theta马达控制器470可以控制theta马达220。换能器控制器480可以控制换能器260(或1D换能器阵列275或2D换能器阵列285)。

尽管图4示出了超声系统100的示例性部件，但在其他实施例中，超声系统100可以包括与图4中描绘的更少的部件、不同的部件、附加的部件或不同设置的部件。另外或可替代地，超声系统100的一个或多个部件可执行描述为由超声系统100的一个或多个其他部件执行的一项或多项任务。

图5是示出瞄准模式管理器420的示例性功能部件的示图。瞄准模式管理器420的功能部件可以例如通过处理器320执行来自存储器330的指令来实现。可替代地，瞄准模式管理器420的功能部件中的一些或全部可以通过硬连线电路来实现。如图5所示，瞄准模式管理器420可以包括分割神经网络510、指示符生成器520以及瞄准数据库(DB)530。

分割神经网络510可以包括被训练为执行分割以识别特定类型目标的边界并在所识别的目标周围生成边界的神经网络。例如，分割神经网络510可以包括一个或多个卷积神经网络，其均被训练为检测膀胱、子宫、前列腺、主动脉或其他器官或身体结构。附加地或可替代地，分割神经网络510可以使用不同类型的分割技术，例如水平集方法、区域生长方法、分水岭方法、图切割方法、动态规划方法和/或其他类型的分割技术。除了输出目标的边界之外，分割神经网络510可以被训练为输出超声图像包括特定类型目标的置信度水平。例如，分割神经网络510可以输出0到1范围内的数字，其表示超声图像包括特定目标(例如，膀胱)的可能性百分比。

在一些实施例中，分割神经网络510可以检测对目标的剪裁。当目标的一部分在超声探头110的视场之外时，可以发生对目标的剪裁。分割神经网络510可以使用包括经剪裁的目标的一组图像而被训练为检测剪裁并且可以基于所检测到的边界的形状检测剪裁。如果分割神经网络510检测到剪裁，则分割神经网络510可以输出剪裁标志并且瞄准模式管理器420可以向用户提供剪裁通知。

此外，在一些实施例中，分割神经网络510可以检测何时目标大于超声探头110的视场。分割神经网络510可以使用包括大于图像的视场的目标的一组图像而被训练为检测大于视场的目标并且可以基于部分检测到的边界的形状、基于其他检测到的结构(例如，膀胱中的液体)和/或基于与特定目标相关联的纹理图案来检测这种大目标。如果分割神经网络510检测到大于视场的目标，则分割神经网络510可以输出“目标大于视场”标志并且瞄准模式管理器420可以向用户提供“目标大于视场”通知。

指示符生成器520可以使用存储在瞄准DB 530中的信息基于由分割神经网络510所识别的目标的边界来生成所识别的目标的符号或象形表示。瞄准DB 530可以存储用于确定超声探头110是否被居中并对准以捕获其中感兴趣目标的横截面积被最大化的超声图像的一组值。下面参考图6描述可以存储在瞄准DB 530中的示例性信息。

例如，指示符生成器520可以基于目标的所识别边界生成感兴趣目标的中心指示符和面积指示符。指示符生成器520可以包括目标检测器540、形心计算器550以及面积计算器560。

目标检测器540可以基于从分割神经网络510接收的信息确定目标是否已经被分割神经网络510识别。例如，目标检测器540可以确定分割神经网络510是否已经识别了目标的边界和/或分割神经网络510是否已经指示所捕获超声图像包括目标的可能性高于特定阈值。指示符生成器520可以不生成目标的符号或象形表示直到目标被检测到。

形心计算器550可以计算所检测到的目标的形心。目标的边界可以表示为由连续顶点组成的多边形，其中最后顶点与第一顶点相邻。每个顶点可以由笛卡尔x和y坐标描述。非自相交闭合多边形的面积可以通过以下等式计算：

其中n是顶点数量且i是求和索引。然后形心的x和y坐标可以计算为：

其中A是计算面积，n是顶点数量，且i是求和索引。在一些实施例中，可以使用等式(2)和(3)来计算形心。在其他实施例中，形心可以被计算为目标的边界的多边形的顶点中的最左侧顶点和最右侧顶点之间的中心，以便考虑具有异常形状的目标。面积计算器560可以基于等式(1)和/或基于用于计算目标的所识别边界内的面积的其他技术来计算所检测到的目标的当前面积。

指示符生成器520可以基于形心的所计算位置而将中心指示符生成并显示为直径为特定数量像素(例如，20个像素等)的经填充圆形。指示符生成器520可以跟踪形心相对于超声探110的视场的中心线的位置的位置。当形心的位置在中心线的特定数量像素内或距离内时，指示符生成器520可以突出显示中心指示符。可以以第一颜色、图案、阴影和/或形状生成中心指示符，并且当突出显示中心指示符时，可以以第二颜色、图案、阴影和/或形状显示中心指示符。

指示符生成器520可以将面积指示符生成并显示为直径为特定数量像素并以中心指示符为中心的经填充圆形。在一些实施例中，面积指示符的圆形的半径可以基于目标的面积基于以下等式：

其中r是半径且A为针对目标的边界的多边形所计算的面积。在其他实施例中，该面积的圆形的半径可以基于设定值并且可以不基于所识别的目标的尺寸。当所识别的目标的当前面积相对于特定值增加和减少特定次数(例如，三次等)时，则可以选择该特定值作为最大面积。当当前面积处于最大面积的特定范围内时，在选择了最大面积之后，指示符生成器520可以突出显示面积指示符。可以以第一颜色、图案、阴影和/或形状生成面积指示符，并且当面积指示符被突出显示时，面积指示符可以以第二颜色、图案、阴影和/或形状显示。在一些实施例中，指示器生成器520可以在中心指示符被突出显示时提供第一类型的听觉和/或触觉反馈并且在面积指示符被突出显示时提供第二类型的听觉和/或触觉反馈。

在中心指示符和面积指示符已经被突出显示之后，瞄准模式管理器420可以确定超声探头110是否已经保持居中并且定位指向最大面积以至少特定时间段。如果超声探头110保持居中和定位以至少特定时间段，则瞄准模式管理器420可以退出瞄准模式并指示3D扫描管理器440启动3D扫描。

尽管图5示出了瞄准模式管理器420的示例性部件，但在其他实施例中，瞄准模式管理器420可以包括比图5中描绘的更少的部件、不同的部件、附加的部件或不同设置的组件。另外或可替代地，一个或多个瞄准模式管理器420的一个或多个部件可以执行描述为由瞄准模式管理器420的一个或多个其他组件执行的一项或多项任务。

图6是示出瞄准DB 530的示例性部件的示图。如图6所示，瞄准DB530可以包括中心线位置条目610、形心位置条目620、当前面积条目630、最大面积条目640、最大面积容差条目650、增加标志条目660、方向计数条目670和稳定计数条目680。

中心线位置条目610可以存储识别超声探头110的视场的中心线位置的信息。例如，中心线位置可以被指定为所捕获的超声图像(例如，B模式超声图像)的中心线。形心位置条目620可以存储识别由形心计算器550所确定的当前或最近计算形心位置的信息。

当前面积条目630可以存储标识目标的当前或最近计算面积的信息。最大面积条目640可以存储标识目标的最大面积的信息。最大面积容差条目650可以存储识别最大面积容差的信息。最大面积容差可用于确定允许当前面积偏离最大面积多少以保持面积指示符突出显示。

增加标志条目660可用于跟踪当前面积是否正在增加。方向计数条目670可用于跟踪当前面积已将方向从增加切换到减少以及反之亦然的次数。当前面积增加和减少的次数可以用于确定超声探头110已经通过与最大面积相关联的位置多少次以确保已经识别出真正的最大面积。稳定计数条目680可用于跟踪用户将超声探头110保持于居中和对准位置的持续时间。3D扫描不会被启动直到超声探头110已经处于居中且对准位置以至少特定时间长度(例如，至少两秒等)。

图7是根据本文描述的实施例在瞄准期间生成用户界面的过程的流程图。在一些实施例中，图7的过程可以由超声系统100执行。在其他实施例中，图7的过程中的一些或全部可以由与超声系统100分开的另一装置或一组装置来执行。例如，在其他实施例中，图7的过程可以由使用不同类型的成像模态的装置执行，例如光学成像、3D成像、热和/或IR成像、X射线成像、核磁共振成像和/或其他类型成像。

图7的过程可以包括进入瞄准模式(框510)。作为示例，当用户选择执行扫描和/或打开超声系统100时，超声系统100可以自动进入瞄准模式。作为另一示例，用户可以使用选择项(例如，经由用户界面410)和/或通过执行特定命令来选择瞄准模式。此外，用户可以选择特定类型的超声图像以在瞄准模式期间使用。例如，用户可以选择使用B模式超声图像、P模式超声图像、多普勒超声图像、谐波模式超声图像、M模式超声图像和/或其他类型超声图像。

可以获得并处理超声帧(框715)，并且可以确定是否已经在超声帧中检测到目标(框720)。例如，图像生成器430可以经由数据收集器450捕获超声图像并且将生成的超声图像提供给分割神经网络510。分割神经网络510可以执行分割以识别所捕获的超声图像中的感兴趣目标的边界和/或输出表示所捕获的超声图像包括感兴趣目标的可能性的分数。目标检测器540可以基于分割神经网络510的输出来确定是否已经在超声帧中检测到目标。

如果确定没有检测到目标(框720-否)，则瞄准DB 530中的最大面积条目640、方向计数条目670和稳定计数条目680可以被清除(框725)并且处理可以返回到框715以获取并处理另一超声帧。如果确定检测到目标(框720-是)，则可以计算目标的形心和面积并且可以基于目标的所计算形心和面积显示中心和面积指示符(框730)。

作为示例，形心计算器550可以使用上述等式(2)和(3)来计算形心以及使用上述等式(1)来计算面积。作为另一示例，形心计算器550可以将形心计算为定义所检测到的目标的边界的多边形的最左侧顶点和最右侧顶点之间的中心点。指示符生成器520可以在所计算的形心的位置处显示中心指示符并且将面积指示符显示为以中心指示符为中心的圆形或其他类型的形状。在一些实施例中，面积指示符的尺寸可以基于使用上述等式(4)所计算的面积。在其他实施例中，面积指示符的尺寸可以不基于所计算的面积，而是可以基于面积指示符的默认尺寸。

可以确定形心是否位于中心线的x个像素或距离内(框735)。例如，指示符生成器520可以将所计算的形心位置与超声110的视场的中心线(例如，超声帧的中心线)进行比较以确定所计算的形心位置是否在中心线的阈值数量像素(例如，十个像素等)或距离内。如果确定形心不在中心线的x个像素或距离内(框735-否)，则处理返回框715以获得并处理另一个超声帧。如果确定形心在中心线的x个像素或距离内(框735-是)，则可以突出显示中心指示符(框740)。指示符生成器520可以将中心指示符从第一颜色、图案、阴影和/或形状改变为第二颜色、图案、阴影和/或形状。例如，中心指示符可以从经填充红色圆形变为经填充绿色圆形。然后，可以指示用户沿特定方向(例如，沿头尾方向)倾斜超声探头110以识别目标的最大横截面积。此外，当中心指示符被高亮显示时，指示符生成器520可以向用户提供听觉和/或触觉反馈。

可以确定当前面积是否大于最大面积(框745)。例如，指示符生成器520可以将当前面积条目630中存储的值与最大面积条目640进行比较以确定当前面积是否大于最大面积。当超声系统100第一次进入瞄准模式时，最大面积可以初始设置为零。

如果确定当前面积大于最大面积(框745-是)，则可以将最大面积设置为当前面积；如果设置了增加标志，则方向计数可以递增；并且可以设置增加标志(框750)。例如，指示符生成器520可以将来自当前面积条目630的值存储在最大面积条目640中。此外，如果增加标志条目660被设置为真，则方向计数条目670中的值可以递增并且增加标志条目660可以设置为真。当超声系统100第一次进入瞄准模式时，增加标志条目660可以初始设置为假并且方向计数条目670可以设置为零。

可以确定最大面积是否大于或等于最大面积容差除以二(框755)。如果确定最大面积不大于或等于最大面积容差除以二(框755-否)，则处理返回框715以获得并处理另一个超声帧。如果确定最大面积大于或等于最大面积容差(MAX_TOL)除以二(框755-是)，则稳定计数可以设置为零(框760)，并且处理可以返回框715以获取并处理另一超声帧。

返回框745，如果确定当前面积不大于最大面积(框745-否)，则可以确定当前面积是否大于或等于最大面积减去最大面积容差(框765)。如果确定当前面积不大于或等于最大面积减去最大面积容差(框765-否)，如果增加标志设置为真，则方向计数可以递增；增加标志可以设置为假；并且稳定计数可以被设置为零(框770)。处理然后可以返回框715以获得并处理另一超声帧。

如果确定当前面积大于或等于最大面积减去最大面积容差(框765-是)，则稳定计数可以递增(框775)。可以确定稳定计数是否大于或等于第一稳定计数阈值T_SC1以及方向计数是否大于或等于方向计数阈值T_DC(框780)。例如，指标符生成器520可以检查存储在方向计数条目670和稳定计数680中的值并将所存储的值与预定存储阈值进行比较。方向计数阈值T_DC可用于确保超声探头110通过最大面积特定次数(例如，3次、5次等)以便识别目标的最佳最大横截面积。第一稳定计数阈值T_SC1(例如，五个连续捕获的超声帧等)可用于确保超声探头110已将指向最大横截面积的位置保持以至少特定持续时间。

如果确定稳定计数不大于或等于第一稳定计数阈值或方向计数不大于或等于方向计数阈值(框780-否)，则处理可以返回框715以获得并处理另一超声帧。如果确定稳定计数大于或等于第一稳定计数阈值并且方向计数大于或等于方向计数阈值(框780-是)，则可以突出显示面积指示符(框785)。指示符生成器520可以将面积指示符从第一颜色、图案、阴影和/或形状改变为第二颜色、图案、阴影和/或形状。例如，面积指示符可以从红色圆形变为绿色圆形。此外，当面积指示符被突出显示时，指示符生成器520可以向用户提供听觉和/或触觉反馈。

可以确定稳定计数是否大于或等于第二稳定计数阈值T_SC2(框790)。第二稳定计数阈值T_SC2(例如，十个连续捕获的超声帧等)可用于确保超声探头110在启动3D扫描之前已将指向最大横截面积的位置保持以至少特定持续时间。如果确定稳定计数不大于或等于第二稳定计数阈T_SC2(框790-否)，则处理可以返回框715以获得并处理另一超声帧。如果确定稳定计数大于或等于第二稳定计数阈值T_SC2(框790-是)，则可以退出瞄准模式并且可以自动触发扫描(框795)。例如，瞄准模式管理器420可以退出瞄准模式并指示3D扫描管理器440执行对目标的全3D扫描。

图8A-8D是示出了使用超声探头110作为参考系的B模式视图的用户界面的示图，其中当超声探头100的位置改变时中心指示符和面积指示符被移动。图8A示出了当超声系统100第一次进入瞄准模式时可以向用户显示的用户界面801。用户界面801可以包括表示超声探头110在超声探头110捕获B模式超声图像时的视场的视场810和中心线820。

图8B示出了在检测到目标之后的用户界面802。在该示例中，目标是患者的膀胱。用户界面802可以包括显示为例如小经填充红色圆形的中心指示符830，以及显示为以中心指示符830为中心的更大红色圆形的面积指示符840。中心指示符830和面积指示符840表示膀胱在视场810的超声图像中的位置。图8C示出了在超声探头110已经居中之后的用户界面803。当所检测到的膀胱的形心被确定为处于中心线820的特定数量像素或距离内(例如，在十个像素内等)时，中心指示符830可以改变为突出显示的中心指示符835，例如对应于小经填充绿色圆形。在居中期间，中心指示符830的位置可以随着用户移动超声探头110而改变以反映中心指示符830相对于膀胱的位置。然后，可以指示用户沿特定方向(例如，沿头尾方向)倾斜超声探头110以识别目标的最大横截面积。

图8D示出了在膀胱的最大横截面积已经被识别并且超声探头110已经被对准以指向最大横截面积之后的用户界面804。当超声探头110对准为指向膀胱的最大横截面积时，面积指示符840可以改变为突出显示的面积指示符845，对应于绿色圆形。在超声探头110保持稳定同时居中并指向最大横截面积以多个连续帧捕获(例如十个帧(例如，对应于大约两秒的时间))之后，超声系统100可以启动对膀胱的3D扫描。

图9A-9D是示出了患者的身体的横向视图并且使用患者的身体作为参照系的用户界面的示图。因此，患者的身体被描绘为静止的并且当超声探头110移动时超声探头110的视野在显示器中移动。图9A示出了当超声系统100第一次进入瞄准模式时可以向用户显示的用户界面901。用户界面901可以包括患者的身体的横向平面示图。

图9B示出了在检测到膀胱之后的用户界面902。用户界面902可以包括超声探头110的具有中心指示符920的视场，该中心指示符显示为视场的中心线。中心指示符920最初可以以红色显示。此外，用户界面902可以包括面积指示符930，从而将患者的膀胱显示为红色椭圆。如果分割神经网络510检测到剪裁，则分割神经网络510可以输出剪裁标志并且瞄准模式管理器420可以向用户提供剪裁通知950。如果分割神经网络510检测到大于视场的目标，则可以向用户提供“目标大于视场”的通知和/或可以指示用户减小超声探头110上的压力或添加更多声学凝胶170。

图9C示出了在超声探头110已经居中之后的用户界面903。当所检测到的膀胱的形心被确定在中心线的特定数量像素或距离内(例如，在十个像素内等)时，中心指示符920可以改变为突出显示的中心指示符925，例如通过将颜色从红色改变为绿色。此外，视场和突出显示的中心指示符925可以示出为居中于膀胱上，表示为面积指示符930。在居中期间，中心指示符930的位置可以随着用户移动超声探头110而改变以反映中心指示符930相对于膀胱的位置。然后，可以指示用户沿特定方向(例如，沿头尾方向)倾斜超声探头110以识别目标的最大横截面积。

图9D示出了在膀胱的最大横截面积已经被识别并且超声探头110已经被对准以指向最大横截面积之后的用户界面904。当超声探头110对准为指向膀胱的最大横截面积时，面积指示符930可以变为突出显示的面积指示符935。例如，表示膀胱的椭圆的颜色可以从红色变为绿色。在超声探头110已经保持稳定同时居中并指向最大横截面积以多个连续帧捕获(例如十个帧(例如，对应于大约两秒的时间))后，超声系统100可以启动对膀胱的3D扫描。

用户可能能够在不同平面之间切换视图。例如，用户可以在横向平面视图和矢状平面视图之间切换。图10A-10D是示出了患者的身体的矢状视图并使用患者的身体作为参照系的用户界面的示图。图10A示出了当超声系统100第一次进入瞄准模式时可以向用户显示的用户界面1001。用户界面1001可以包括患者的身体的矢状平面视图。在矢状平面视图中，耻骨可以被显示并且可以被用户用作对准超声探头110时的参考点。

图10B示出了在检测到膀胱之后的用户界面1002。用户界面1002可以包括超声探头110的具有中心指示符1020的视场，该中心指示符显示为视场的中心线。中心指示符1020最初可以以红色显示。此外，用户界面1002可以包括面积指示符1030，从而将患者的膀胱显示为红色圆形。

图10C示出了在超声探头110已经居中之后的用户界面1003。当所检测到的膀胱的形心被确定在中心线的特定数量像素或距离内(例如，在十个像素内等)时，中心指示符1020可以改变为突出显示的中心指示符1025，例如通过将颜色从红色改变为绿色。此外，视场和突出显示的中心指示符1025可以显示为居中于膀胱上，表示为面积指示符1030。在居中期间，中心指示符1030的位置可以随着用户移动超声探头110而改变以反映中心指示符1030相对于膀胱的位置。然后，可以指示用户沿特定方向(例如，沿头尾方向)倾斜超声探头110以识别目标的最大横截面积。

图10D示出了在膀胱的最大横截面积已经被识别并且超声探头110已经被对准以指向最大横截面积之后的用户界面1004。当超声探头110被对准为指向膀胱的最大横截面积时，面积指示符1030可以改变为突出显示的面积指示符1035。例如，表示膀胱的圆形的颜色可以从红色变为绿色。在超声探头110已经保持稳定同时居中并指向最大横截面面积以多个连续帧捕获(例如十个帧(例如，对应于大约两秒的时间))后，超声系统100可以启动对膀胱的3D扫描。

图11A示出了使用被称为C模式的多平面扫描的瞄准模式1101。如图11A所示，瞄准模式1101可以包括超声探头110围绕垂直轴线来回执行旋转运动1110以在以45°分开的四个平面中执行B模式扫描以扫描患者160的膀胱170。顶视图1120示出了扫描平面在冠状平面中的位置。虽然图11A中示出了四个平面，但在其他实施例中，瞄准模式1101可以包括不同数量的平面。例如，瞄准模式1101可以包括以15°分开的十二个平面。

图11B和11C示出了与瞄准模式1101相关联的用户界面1102和1103。如图11B所示，用户界面1102可以包括膀胱表示1130和束表示1140。在使用图11A中所示的四个平面执行初始瞄准扫描之后，膀胱表示1130可以对应于患者160的膀胱170的确定位置。束表示1140可以对应于在超声探头110的当前位置中超声探头110的视场的手电筒视图并且可以对应于超声探头110的超声束在与膀胱170相交的平面(例如，在膀胱170的最大横截面处与膀胱170相交的平面)中的横截面。可以向用户提供信息以改进超声探头110的瞄准。例如，在图11B中，膀胱表示1130的一部分可能落在束表示1140之外，从而指示目标的剪裁。可以指示用户定位超声探头110以消除对目标的剪裁并对准超声探头110使得目标位于超声探头110的视场的中间的位置处。

如图11C所示，用户界面1102包括突出显示的膀胱表示1130和束表示1140。当膀胱170位于超声探头110的视场的中心时，膀胱表示1130可以变成突出显示的膀胱表示1140。例如，超声系统100可以确定膀胱170的形心和超声探头110的视场中心并且当形心在视场的中心的特定距离内时确定膀胱170位于中心。

在前述说明书中，已经参考附图描述了各种优选实施例。然而，很明显，可以对其进行各种修改和改变，并且可以实施另外的实施例，而不背离所附权利要求中阐述的本发明的更广泛的范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

例如，虽然已经关于图7描述了一系列框，但是在其他实施例中可以修改框的顺序。此外，可以并行执行非独立性框。

尽管上述实施例涉及扫描膀胱，但可以在其他实施例中对其他器官、关节、血管和/或身体区域(例如主动脉、前列腺、肾脏、子宫、卵巢、主动脉、心脏等)进行扫描和/或成像。例如，上述实施例可用于在瞄准期间将超声探头居中以准备扫描主动脉以检测主动脉瘤的存在。

显然，如上所述的系统和/或方法可以以与附图中所示的实施例中许多不同形式的软件、固件和硬件来实施。用于实现这些系统和方法的实际软件代码或专用控制硬件不限制实施例。因此，系统和方法的操作和行为在没有参考特定软件代码的情况下被描述—应当理解，软件和控制硬件可以被设计为基于本文描述来实现系统和方法。

此外，上述某些部分可以实现为执行一个或多个功能的部件。如本文所用的，部件可包括硬件(例如处理器、ASIC或FPGA)或硬件和软件的组合(例如，执行软件的处理器)。

应该强调的是，在本说明书中使用的术语“包括”/“包含”用于指定所述特征、整数、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、部件或其组的存在或添加。

如本文所用的，术语“逻辑”可以指被配置为执行存储在一个或多个存储器装置中的指令的一个或多个处理器的组合，可指硬连线电路，和/或可指其组合。此外，逻辑可以包含在单个装置中或者可以横跨多个(并且可能是远程的)装置分布。

出于描述和定义本发明的目的，另外，注意到术语“基本上”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量或其他表示的固有不确定度。术语“基本上”在本文中也用于表示定量表示可能与陈述的参考不同而不会导致所讨论主题的基本功能发生变化的程度。

除非明确地如此描述，否则本申请中使用的任何元件、动作或指令均不应被解析为对实施例至关重要或必不可少。此外，如本文所用，冠词“一”旨在包括一个或多个项目。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。

Claims (23)

1.一种由计算装置执行的方法，所述方法包括：

由所述计算装置选择超声探头的瞄准模式；

由所述计算装置检测感兴趣目标；

由所述计算装置确定所检测到的所述感兴趣目标的形心；

由所述计算装置基于所确定的所述形心显示中心指示符；

由所述计算装置检测所述中心指示符位于所述超声探头的视场的中心线的阈值数量像素或距离内；以及

响应于检测到所述中心指示符位于所述中心线的所述阈值数量像素或所述距离内，由所述计算装置突出显示所生成的所述中心指示符。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

显示所述感兴趣目标的面积指示符。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

确定所检测到的所述感兴趣目标的面积；以及

跟踪所检测到的所述感兴趣目标的所述面积，其中，所显示的所述面积指示符的尺寸不随所检测到的所述感兴趣目标的所跟踪的所述面积变化而变化。

4.如权利要求2所述的方法，还包括：

跟踪所检测到的所述感兴趣目标的所述面积以确定当前面积；

确定所述当前面积对应最大面积；以及

响应于确定所述当前面积对应于所述最大面积，突出显示所显示的所述面积指示符。

5.如权利要求4所述的方法，其中，确定所述当前面积对应于所述最大面积是基于所确定的所述当前面积增加和减少特定次数。

6.如权利要求4所述的方法，还包括：

确定所述超声探头已经保持居中并定位指向所述最大面积以至少特定时间段；以及

响应于确定所述超声探头已经保持居中并定位指向所述最大面积以至少所述特定时间段，退出所述瞄准模式并启动对所述感兴趣目标的扫描。

7.如权利要求1所述的方法，其中，检测所述感兴趣目标包括：

使用神经网络来识别所述感兴趣目标的边界。

8.如权利要求7所述的方法，其中，确定所检测到的所述感兴趣目标的所述形心包括：

将所述边界表示为具有多个顶点的多边形；以及

基于所述多个顶点中的最左侧顶点和最右侧顶点之间的中心计算所述形心。

9.如权利要求1所述的方法，还包括：

显示与所述超声探头相关联的B模式视图，其中，所述超声探头的位置是静止的，并且其中，当所述超声探头移动时，所述中心指示符在所述B模式视图中移动。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：

显示患者的身体的横向视图，其中，所述中心指示符是静止的，并且其中，当所述超声探头移动时，所述超声探头的视场移动。

11.如权利要求1所述的方法，还包括：

显示患者的身体的矢状视图，其中，所述中心指示符是静止的，并且其中，当所述超声探头移动时，所述超声探头的视场移动。

12.一种系统，包括：

超声探头；以及

控制器，其被构造为：

选择超声探头的瞄准模式；

检测感兴趣目标；

确定所检测到的所述感兴趣目标的形心；

基于所确定的所述形心显示中心指示符；

检测所述中心指示符位于所述超声探头的视场的中心线的阈值数量像素或距离内；以及

响应于检测到所述中心指示符位于所述中心线的所述阈值数量像素或所述距离内，突出显示所生成的所述中心指示符。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

显示所述感兴趣目标的面积指示符。

14.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

确定所检测到的所述感兴趣目标的面积；以及

跟踪所检测到的所述感兴趣目标的所述面积，其中，所显示的所述面积指示符的尺寸不随所检测到的所述感兴趣目标的所跟踪的所述面积变化而变化。

15.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

跟踪所检测到的所述感兴趣目标的所述面积以确定当前面积；

确定所述当前面积对应于最大面积；以及

响应于确定所述当前面积对应于所述最大面积，突出显示所显示的所述面积指示符。

16.如权利要求15所述的系统，其中，所述控制器被构造为确定所述当前面积对应于所述最大面积是基于所确定的所述当前面积增加和减少特定次数。

17.如权利要求15所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

确定所述超声探头已经保持居中并定位指向所述最大面积以至少特定时间段；以及

响应于确定所述超声探头已经保持居中并定位指向所述最大面积以至少所述特定时间段，退出所述瞄准模式并启动对所述感兴趣目标的扫描。

18.如权利要求12所述的系统，其中，当检测到所述感兴趣目标时，所述控制器单元还被构造为：

使用神经网络来识别所述感兴趣目标的边界。

19.如权利要求18所述的系统，其中，当确定所检测到的所述感兴趣目标的所述形心时，所述控制器单元还被构造为：

将所述边界表示为具有多个顶点的多边形；以及

基于所述多个顶点中的最左侧顶点和最右侧顶点之间的中心来计算所述形心。

20.如权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

显示与所述超声探头相关联的B模式视图，其中，所述超声探头的位置是静止的，并且其中，当所述超声探头移动时，所述中心指示符在所述B模式视图中移动。

21.如权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

显示患者的身体的横向视图，其中，所述中心指示符是静止的，并且其中，当所述超声探头移动时，所述超声探头的视场移动。

22.如权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还被构造为：

显示患者的身体的矢状视图，其中，所述中心指示符是静止的，并且其中，当所述超声探头移动时，所述超声探头的视场移动。

23.一种装置，包括：

逻辑，其被构造为：

选择超声探头的瞄准模式；

检测感兴趣目标；

确定所检测到的所述感兴趣目标的形心；

基于所确定的所述形心显示中心指示符；

检测所述中心指示符位于所述超声探头的视场的中心线的阈值数量像素或距离内；以及

响应于检测到所述中心指示符位于所述中心线的所述阈值数量像素或所述距离内，突出显示所生成的所述中心指示符。

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