CN116602706A - 用于自动测量和标记在超声体积的图像切片中描绘的卵泡的系统和方法 - Google Patents

用于自动测量和标记在超声体积的图像切片中描绘的卵泡的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡的系统和方法。该方法包括接收具有卵泡的卵巢的超声体积。该方法包括使显示器一次一个地呈现从该超声体积提取的2D图像切片。该方法包括接收识别在该显示器处呈现的该超声体积的第一2D图像切片中的最大尺寸的卵泡的用户指示。该方法包括自动分割该超声体积中的该卵泡。该方法包括自动测量该第一2D图像切片中的该卵泡以生成在该显示器处呈现的测量结果。该方法包括自动标记在该显示器处呈现的该第一2D图像切片中以及在描绘随后在该显示器处呈现的该卵泡的平行2D图像切片中的任何其他平行2D图像切片中的该卵泡。

Description

用于自动测量和标记在超声体积的图像切片中描绘的卵泡的 系统和方法
技术领域
某些实施方案涉及超声成像。更具体地，某些实施方案涉及用于自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡的方法和系统。
背景技术
超声成像是用于对人体中的器官和软组织进行成像的医学成像技术。超声成像使用实时的、非侵入性高频声波来产生一系列二维(2D)图像和/或三维(3D)图像。
进行体外受精的妇女可以接受可注射的激素药物以刺激卵巢中卵的发育。卵巢中卵泡的生长(每个卵泡含有发育中的卵)可以用超声监测以防止卵巢过度刺激。通常，超声操作者手动操纵超声探头以采集卵巢的二维(2D)超声图像。超声操作者可以手动执行2D超声图像中每个卵泡的2D卵泡测量(即，每个卵泡两次垂直直径测量)，其中每个卵泡处于其最大尺寸。然而，鉴定和测量卵巢中每个卵泡的工作流程可能是耗时的并且易于出错。例如，使用典型工作流程在不同超声图像中执行相同卵泡的多个测量是常见问题。
通过将此类系统与本申请的其余部分中参考附图阐述的本公开的一些方面进行比较，常规和传统方法的更多限制和缺点对本领域的技术人员将变得显而易见。
发明内容
提供了一种用于自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡的系统和/或方法，基本上如结合至少一幅附图所示和/或所述，如权利要求书中更完整地阐述。
从以下描述和附图将更全面地理解本公开的这些和其他优点、方面和新颖特征、以及其例示的实施方案的细节。
附图说明
图1是根据各种实施方案的示例性超声系统的框图，该超声系统可操作为自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡。
图2是根据各种实施方案的示例性医学工作站的框图，该医学工作站可操作为自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡。
图3是根据各种实施方案的描绘卵巢的第一卵泡的超声体积的二维(2D)图像切片的示例性显示。
图4是根据各种实施方案的描绘被测量和标记的卵巢的第一卵泡的超声体积的二维(2D)图像切片的示例性显示。
图5是根据各种实施方案的描绘卵巢的第一测量和标记的卵泡和第二卵泡的超声体积的二维(2D)图像切片的示例性显示。
图6是根据各种实施方案的描绘卵巢的第二测量和标记的卵泡和第三卵泡的超声体积的二维(2D)图像切片的示例性显示。
图7是根据各种实施方案的描绘卵巢的第二和第三测量和标记的卵泡的超声体积的二维(2D)图像切片的示例性显示。
图8是根据各种实施方案的描绘卵巢的第三测量和标记的卵泡的超声体积的二维(2D)图像切片的示例性显示。
图9是根据各种实施方案的示出了可以用于自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
可以在用于自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡的方法和系统中找到某些实施方案。本公开的各方面具有自动测量在超声体积的2D图像切片中描绘的分割的卵泡的技术效果。各种实施方案具有自动标记在超声体积的多个2D图像切片中描绘的测量的卵泡以防止卵泡的重复计数的技术效果。
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及某些实施方案的以下具体实施方式。就附图示出各个实施方案的功能块的图的范围而言，这些功能块不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或多个功能块(例如，处理器或存储器)可以在单件硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器块、硬盘等)或多件硬件中来实现。类似地，程序可以是独立程序，可以作为子例程包含在操作系统中，可以是安装的软件包中的功能等。应当理解，各个实施方案不限于附图中所示的布置和工具。还应当理解，可以组合实施方案，或者可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离各个实施方案的范围的情况下做出结构的、逻辑的和电气的改变。因此，以下详述不应视为限制性意义，并且本公开的范围由所附权利要求书及其等同物限定。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对“示例性实施方案”、“各个实施方案”、“某些实施方案”、“代表性的实施方案”等的引用不旨在被解释为排除存在也包含了叙述的特征的附加实施方案。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定属性的一个元素或多个元素的实施方案可以包括不具有该属性的附加元素。
另外，如本文所用，术语“图像”广义地是指可视图像和表示可视图像的数据两者。然而，许多实施方案生成(或被配置为生成)至少一个可视图像。此外，如本文所用，短语“图像”用于指超声模式，诸如B模式(2D模式)、M模式、三维(3D)模式、CF模式、PW多普勒、CW多普勒、对比增强超声(CEUS)，和/或B模式和/或CF的子模式，诸如谐波成像、剪切波弹性成像(SWEI)、应变弹性成像、TVI、PDI、B-flow、MVI、UGAP，并且在某些情况下还包括MM、CM、TVD，其中“图像”和/或“平面”包括单个波束或多个波束。
此外，如本文所用，术语处理器或处理单元是指可执行各个实施方案需要的所需计算的任何类型的处理单元，诸如单核或多核：CPU、加速处理单元(APU)、图形处理单元(GPU)、DSP、FPGA、ASIC或它们的组合。
应当指出的是，本文所述的生成或形成图像的各个实施方案可包括用于形成图像的处理，该处理在一些实施方案中包括波束形成，而在其他实施方案中不包括波束形成。例如，可在不进行波束形成的情况下形成图像，例如通过将解调数据的矩阵乘以系数矩阵，使得乘积是图像，并且其中该过程不形成任何“波束”。另外，可使用可能源自多于一个发射事件的信道组合(例如，合成孔径技术)来执行图像的形成。
在各个实施方案中，例如，在软件、固件、硬件或它们的组合中执行超声处理以形成图像，包括超声波束形成，诸如接收波束形成。具有根据各个实施方案形成的软件波束形成器架构的超声系统的一个具体实施在图1中示出。
图1是根据各种实施方案的示例性超声系统100的框图，该超声系统可操作为自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡。参考图1，示出了超声系统100和训练系统200。超声系统100包括发射器102、超声探头104、发射波束形成器110、接收器118、接收波束形成器120、A/D转换器122、RF处理器124、RF/IQ缓冲器126、用户输入设备130、信号处理器132、图像缓冲器136、显示系统134和档案138。
发射器102可包括可操作以驱动超声探头104的合适逻辑部件、电路、接口和/或代码。超声探头104可包括压电元件的二维(2D)阵列。附加地和/或另选地，超声探头104可以是机械摆动超声探头104，其可包括安装在能够在单个平面内移动的换能器组件上的压电元件的一维(1D)阵列。例如，换能器组件可能够通过马达移动约120度至150度，该马达驱动齿轮、带和/或绳索枢转换能器组件的轴或毂部。在特定实施方案中，超声探头104是经阴道的机械摆动超声探头。超声探头104可包括通常构成相同元件的一组发射换能器元件106和一组接收换能器元件108。该组发射换能器元件106可发出穿过油和探头帽并进入目标的超声信号。在代表性实施方案中，超声探头104可操作以获取覆盖解剖结构(诸如卵巢或任何合适的解剖结构)的至少大部分的超声图像数据。在示例性实施方案中，超声探头104可在体积获取模式下操作，其中超声探头104的换能器组件移动以获取形成超声体积的多个平行2D超声切片。
发射波束形成器110可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作以控制发射器102，该发射器通过发射子孔径波束形成器114驱动该组发射换能器元件106以将超声发射信号发射到感兴趣区域(例如，人、动物、地下空腔、物理结构等)中。发射的超声信号可从感兴趣对象中的结构(如血细胞或组织)反向散射，以产生回波。回波由接收换能器元件108接收。
超声探头104中的这组接收换能器元件108可操作以将接收的回波转换为模拟信号，通过接收子孔径波束形成器116进行子孔径波束形成，然后传送到接收器118。接收器118可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为接收来自接收子孔径波束形成器116的信号。可将模拟信号传送至多个A/D转换器122中的一个或多个A/D转换器。
多个A/D转换器122可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作以将来自接收器118的模拟信号转换为对应的数字信号。多个A/D转换器122设置在接收器118与RF处理器124之间。尽管如此，本公开在这方面并不受限制。因此，在一些实施方案中，可将多个A/D转换器122集成在接收器118内。
RF处理器124可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作以解调由多个A/D转换器122输出的数字信号。根据一个实施方案，RF处理器124可包括复解调器(未示出)，该复解调器可操作为解调数字信号，以形成代表对应回波信号的I/Q数据对。然后可将RF或I/Q信号数据传送到RF/IQ缓冲器126。RF/IQ缓冲器126可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为提供由RF处理器124生成的RF或I/Q信号数据的临时存储。
接收波束形成器120可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作以执行数字波束形成处理，以例如对经由RF/IQ缓冲器126从RF处理器124接收的延迟信道信号求和并输出波束求和信号。所得到的经处理的信息可以是从接收波束形成器120输出并且传送到信号处理器132的波束求和信号。根据一些实施方案，可将接收器118、多个A/D转换器122、RF处理器124和波束形成器120集成到单个波束形成器中，该单个波束形成器可以是数字的。在各个实施方案中，超声系统100包括多个接收波束形成器120。
用户输入设备130可以用于输入患者数据、扫描参数、设置、选择协议和/或模板、滚动通过超声体积的平行2D图像切片、暂停和重启超声体积的2D图像切片的影像循环、选择超声体积的2D图像切片中的卵泡进行测量等。在示例性实施方案中，用户输入设备130可操作为配置、管理和/或控制超声系统100中的一个或多个部件和/或模块的操作。就这一点而言，用户输入设备130可操作为配置、管理和/或控制发射器102、超声探头104、发射波束形成器110、接收器118、接收波束形成器120、RF处理器124、RF/IQ缓冲器126、用户输入设备130、信号处理器132、图像缓冲器136、显示系统134和/或档案138的操作。用户输入设备130可包括一个或多个按钮、一个或多个旋转编码器、触摸屏、运动跟踪、语音识别、鼠标设备、键盘、相机和/或能够接收用户指令的任何其他设备。在特定实施方案中，例如，可将用户输入设备130中的一个或多个用户输入设备集成到其他部件(诸如显示系统134或超声探头104)中。例如，用户输入设备130可包括触摸屏显示器。
信号处理器132可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作以处理超声扫描数据(即，求和的IQ信号)，以生成用于在显示系统134上呈现的超声图像。信号处理器132可操作以根据所采集的超声扫描数据上的多个可选超声模态来执行一个或多个处理操作。在示例性实施方案中，信号处理器132可用于执行显示处理和/或控制处理等。随着接收到回波信号，可在扫描会话期间实时处理所采集的超声扫描数据。附加地或另选地，超声扫描数据可在扫描会话期间暂时存储在RF/IQ缓冲器126中并且在在线操作或离线操作中以不太实时的方式处理。在各个实施方案中，经处理的图像数据可呈现在显示系统134处和/或可存储在档案138中。档案138可以是本地档案、图片归档和通信系统(PACS)或用于存储图像和相关信息的任何合适的设备。
信号处理器132可以是一个或多个中央处理单元、微处理器、微控制器等。例如，信号处理器132可以是集成部件，或者可分布在各个位置。在示例性实施方案中，信号处理器132可包括体积导航处理器140、分割处理器150、测量处理器160和标记处理器170。信号处理器132可能够从用户输入设备130和/或档案138接收输入信息、生成可由显示系统134显示的输出并且响应于来自用户输入设备130的输入信息来操纵输出等。例如，信号处理器132、体积导航处理器140、分割处理器150、测量处理器160和标记处理器170可执行在本文根据各种实施方案所讨论的方法和/或指令集中的任一者。
超声系统100可操作为按适于所考虑的成像情况的帧速率连续获取超声扫描数据。通常，帧速率在20至120的范围内，但可更低或更高。获取的超声扫描数据可与帧速率相同、或以更慢或更快的显示速率显示在显示系统134上。图像缓冲器136被包括以用于存储未被安排立即显示的获取的超声扫描数据的处理的帧。优选地，图像缓冲器136具有足够的容量来存储至少几分钟的超声扫描数据的帧。超声扫描数据的帧以根据其获取顺序或时间易于从其取回的方式存储。图像缓冲器136可体现为任何已知的数据存储介质。
信号处理器132可以包括体积导航处理器140，该体积导航处理器包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为一次一个地从卵巢或任何合适的解剖结构的超声体积中提取并顺序地呈现2D图像切片。例如，体积导航处理器140可以被配置为响应于经由用户输入设备130以在超声体积中向前和/或向后进行导航的用户选择，在显示系统134处从超声体积提取并单独呈现2D图像切片。作为示例，超声操作者可以滚动通过独立呈现的2D图像切片以定位最大尺寸的卵泡进行测量和标记。又如，体积导航处理器140可以被配置为生成所提取的2D图像切片的影像循环以供在显示系统134处回放。超声操作者可以经由用户输入设备向体积导航处理器140提供暂停、播放、倒回和/或快进指令以控制影像循环的回放。超声操作者可控制影像循环的回放以识别最大尺寸的卵泡进行测量和标记。体积导航处理器140可以被配置为将所提取的2D图像切片和/或影像循环存储在档案138和/或任何合适的数据存储介质中。
信号处理器132可包括分割处理器150，该分割处理器包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为分割超声体积中的卵泡。分割处理器150可以被配置为经由用户输入设备130接收对在2D图像切片中描绘的卵泡的用户选择。分割处理器150可以被配置为分割所有2D切片中的所选择的卵泡，其中所选择的卵泡被描绘在超声体积内。就这一点而言，分割处理器150可包括例如人工智能图像分析算法、一个或多个深度神经网络(例如，卷积神经网络，诸如u-net)，并且/或者可利用被配置为提供所选择的卵泡或任何合适的解剖结构的分割的任何合适形式的人工智能图像分析技术或机器学习处理功能。附加地和/或另选地，被配置为分割超声体积中的所选择的卵泡的人工智能图像分析技术或机器学习处理功能可由不同的处理器提供或分布在超声系统100处的多个处理器上和/或分布在通信地耦接到超声系统100的远程处理器上。例如，图像分割功能可被提供为深度神经网络，该深度神经网络可由例如输入层、输出层以及输入层与输出层之间的一个或多个隐藏层构成。每个层可由可称为神经元的多个处理节点构成。例如，图像分割功能可包括输入层，该输入层具有用于超声体积的每个体素的神经元。输出层可具有对应于卵泡和/或任何合适的解剖结构的神经元。每个层的每个神经元可执行处理功能，并且将处理的超声图像信息传递到下游层的多个神经元中的一个神经元以用于进一步处理。例如，第一层的神经元可学习识别获得的超声图像中的结构边缘。第二层的神经元可学习以基于来自第一层的检测边缘识别形状。第三层的神经元可学习所识别的形状相对于获得的超声图像中的界标的位置。由深度神经网络执行的处理可以大概率标识卵泡和卵泡在获得的超声图像中的位置。
在示例性实施方案中，分割处理器150可以被配置为将图像分割信息存储在档案138和/或任何合适的存储介质中。分割处理器150可以被配置为向测量处理器160提供图像分割信息，用于测量在显示系统134处呈现的2D图像切片中的所选择的卵泡，如下所述。分割处理器150可以被配置为向标记处理器170提供图像分割信息，用于标记在显示系统134处呈现的所有2D图像切片中的所选择的和所测量的卵泡，其中所选择的和所测量的卵泡在该显示系统中被描绘，如下所述。
信号处理器132可包括测量处理器160，该测量处理器包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为测量在显示系统134处呈现的2D图像切片中的所选择和分割的卵泡。例如，测量处理器160可以被配置为从分割处理器150接收识别2D图像切片中的所选择的卵泡的位置和边界的分割信息。测量处理器160可以被配置为自动将测量卡尺放置在显示系统处呈现的2D图像切片中的所选择和分割的卵泡上，以获得垂直高度和宽度直径测量结果。在各种实施方案中，测量处理器160可进一步确定高度和宽度直径测量结果的平均值。又如，测量处理器160可以被配置为从分割处理器150接收识别超声体积中的所选择的卵泡的位置和边界的分割信息。测量处理器160可以被配置为确定超声体积中的所选择和分割的卵泡的体积测量结果。测量处理器160可以被配置为使得显示系统134呈现2D卵泡直径测量结果、体积测量结果和/或任何合适的测量结果。测量处理器160可以被配置为将测量结果存储在档案138和/或任何合适的数据存储介质中。
信号处理器132可包括标记处理器170，该标记处理器包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为标记在显示系统134处呈现的2D图像切片中的所选择、分割和测量的卵泡。例如，标记处理器170可以被配置为从分割处理器150接收识别超声体积中的所选择的卵泡的位置和边界的分割信息。标记处理器170可以被配置为针对在显示系统134处呈现的包括分割的卵泡的超声体积的2D图像切片中的每一个2D图像切片中的每个分割的卵泡呈现不同的标记。标记可以是文本的、数字的、符号的和/或任何合适的标记以区分不同的所选择、分割和测量的卵泡。标记处理器170可以被配置为将标记叠加在显示系统134处呈现的2D图像切片中描绘的对应卵泡上或其附近。标记处理器170可以被配置为将标记的2D图像切片和/或超声体积存储在档案138和/或任何合适的数据存储介质中。
显示系统134可为能够将视觉信息传送给用户的任何设备。例如，显示系统134可包括液晶显示器、发光二极管显示器、和/或任何合适的一种或多种显示器。显示系统134可操作为呈现由体积导航处理器140提取的超声体积的2D图像切片、由测量处理器160提供的测量结果、由标记处理器170提供的标记和/或任何合适的信息。
档案138可以是与超声系统100集成和/或可通信地耦接(例如，通过网络)到超声系统100的一个或多个计算机可读存储器，诸如图像归档和通信系统(PACS)、服务器、硬盘、软盘、CD、CD-ROM、DVD、紧凑存储器、闪存存储器、随机存取存储器、只读存储器、可电擦除和可编程只读存储器，和/或任何合适的存储器。档案138可包括例如由信号处理器132访问和/或与信号处理器132结合的数据库、库、信息集或其他存储器。例如，档案138能够暂时或永久地存储数据。档案138可能能够存储医学图像数据、由信号处理器132生成的数据和/或信号处理器132可读取的指令等。例如，在各种实施方案中，档案138存储超声体积、2D图像切片、用于从超声体积提取和单独呈现2D图像切片的指令、用于自动分割超声体积中的所选择的卵泡的指令、用于测量2D图像切片和/或超声体积中的所选择和分割的卵泡的指令、和/或用于标记2D图像切片中的所选择、分割和测量的卵泡的指令。
超声系统100的部件可在软件、硬件、固件等中实现。超声系统100的各个部件可以通信地连接。超声系统100的部件可单独实现和/或以各种形式集成。例如，显示系统134和用户输入设备130可集成为触摸屏显示器。
仍然参考图1，训练系统200可包括训练引擎210和训练数据库220。训练引擎210可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为训练由分割处理器150推断(即，部署)的深度神经网络(例如，人工智能模型)的神经元。例如，由分割处理器150推断的人工智能模型可被训练为使用所分类的卵泡的超声体积或感兴趣的解剖对象的数据库220来自动识别在超声体积中描绘的卵泡或其他感兴趣的解剖对象。
在各种实施方案中，训练图像的数据库220可以是图片归档和通信系统(PACS)或任何合适的数据存储介质。在特定实施方案中，训练引擎210和/或训练图像数据库220可以是经由有线或无线连接通信地耦接到超声系统100的远程系统，如图1所示。附加地和/或另选地，训练系统200的部件或全部可以以各种形式与超声系统100集成。
图2是根据各种实施方案的示例性医学工作站300的框图，该医学工作站可操作为自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡。在代表性实施方案中，医疗工作站300和训练系统200的部件可与超声系统100和训练系统200的部件共享各种特性，如图1所示和如上所述。参见图2，医疗工作站300包括显示系统134、信号处理器132、档案138和用户输入设备130等。医疗工作站300的部件可在软件、硬件、固件等中实现。医疗工作站300的各种部件可以通信地链接。医疗工作站300的部件可单独实现和/或以各种形式集成。例如，显示系统134和用户输入设备130可集成为触摸屏显示器。
显示系统134可为能够将视觉信息传送给用户的任何设备。例如，显示系统134可包括液晶显示器、发光二极管显示器、和/或任何合适的一种或多种显示器。显示系统134可操作为显示来自信号处理器132和/或档案138的信息，诸如由体积导航处理器140提取的超声体积的2D图像切片、由测量处理器160提供的测量结果、由标记处理器170提供的标记和/或任何合适的信息。
信号处理器132可以是一个或多个中央处理单元、微处理器、微控制器等。例如，信号处理器132可以是集成部件，或者可分布在各个位置。信号处理器132包括体积导航处理器140、分割处理器150、测量处理器160和标记处理器170，如上文参见图1所述，并且可从用户输入设备130和/或档案138接收输入信息，生成可由显示系统134显示的输出并且响应于来自用户输入设备130的输入信息来操纵输出等。例如，信号处理器132、体积导航处理器140、分割处理器150、测量处理器160和/或标记处理器170可执行在本文根据各种实施方案所讨论的方法和/或指令集中的任一者。
档案138可以是与医疗工作站300集成和/或通信地耦接(例如，通过网络)到医疗工作站300的一个或多个计算机可读存储器，诸如图像归档和通信系统(PACS)、服务器、硬盘、软盘、CD、CD-ROM、DVD、紧凑存储器、闪存存储器、随机存取存储器、只读存储器、可电擦除和可编程只读存储器和/或任何合适的存储器。档案138可包括例如由信号处理器132访问和/或与信号处理器132结合的数据库、库、信息集或其他存储器。例如，档案138能够暂时或永久地存储数据。档案138可能能够存储医学图像数据、由信号处理器132生成的数据和/或信号处理器132可读取的指令等。在各种实施方案中，档案138存储超声体积、2D图像切片、用于从超声体积提取和单独呈现2D图像切片的指令、用于自动分割超声体积中的所选择的卵泡的指令、用于测量2D图像切片和/或超声体积中的所选择和分割的卵泡的指令、和/或用于标记2D图像切片中的所选择、分割和测量的卵泡的指令等。
例如，用户输入设备130可包括能够从用户和/或在用户的指示下将信息传送给医疗工作站300的信号处理器132的任何设备。如上文相对于图1所讨论的，用户输入设备130可包括触摸面板、按钮、鼠标设备、键盘、旋转编码器、轨迹球、触摸板、相机、语音识别和/或能够接收用户指令的任何其它设备。
仍然参考图2，训练系统200可包括训练引擎210和训练数据库220。训练引擎210可包括合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码，该逻辑部件、电路、接口和/或代码可操作为训练由分割处理器150推断(即，部署)的深度神经网络(例如，人工智能模型)的神经元。例如，由分割处理器150推断的人工智能模型可被训练为使用所分类的卵泡的超声体积或感兴趣的解剖对象的数据库220来自动识别在超声体积中描绘的卵泡或其他感兴趣的解剖对象。
在各种实施方案中，训练图像的数据库220可以是图片归档和通信系统(PACS)或任何合适的数据存储介质。在特定实施方案中，训练引擎210和/或训练图像数据库220可以是经由有线或无线连接通信地耦接到医疗工作站300的远程系统，如图2所示。附加地和/或另选地，训练系统200的部件或全部可以以各种形式与医疗工作站300集成。
图3是根据各种实施方案的描绘卵巢的第一卵泡406的超声体积的二维(2D)图像切片404的示例性显示400。参照图3，显示400可包括图像显示部分402和测量显示部分410。图像显示部分402可以包括2D图像切片404和导航控制408。2D图像切片404可以是由体积导航处理器140从感兴趣解剖对象(诸如卵巢)的超声体积提取的2D图像切片。2D图像切片404可以描绘在卵巢的超声体积中呈现的一个或多个卵泡406。超声操作者可以在超声体积的多个平行2D图像切片404中进行导航，以经由用户输入设备130识别要测量的卵泡406。例如，超声操作者可以经由用户输入设备130与导航控制408交互，以前进或倒回到示出最大尺寸的卵泡406的2D图像切片404。用户输入设备130可以是由超声操作者操作以在超声体积的2D图像切片之间导航的触摸屏或鼠标设备。附加地和/或另选地，超声操作者可以独立于在显示400处呈现的导航控制408来操作用户输入设备130，诸如使用鼠标轮、旋转编码器和/或任何合适的用户输入设备130来一次一个地前进和/或倒回通过超声体积的多个2D图像切片404。测量显示部分410可以包括由超声系统100或医疗工作站300的测量处理器160执行的测量的列表。
图4是根据各种实施方案的描绘被测量410、412、420和被标记430的卵巢的第一卵泡406的超声体积的二维(2D)图像切片404的示例性显示500。参照图4，显示500可包括图像显示部分402和测量显示部分410。图像显示部分402可以包括2D图像切片404和导航控制408。一旦超声操作者经由如关于图3描述的用户输入设备130和/或导航控制408导航到描绘最大尺寸的卵泡406的2D图像切片404，超声操作者就可以选择要在2D图像切片404中被分割、测量和标记的卵泡406。用户输入设备130可以是触摸屏、鼠标设备和/或可操作为选择卵泡406的任何合适的用户输入设备130。所选择的卵泡406可以由分割处理器150分割，由测量处理器160测量410、412、420，并且由标记处理器170标记430。例如，如图4所示，测量处理器160可以被配置为自动将测量卡尺420覆盖在显示系统134处呈现500的2D图像切片中的所选择和分割的卵泡406上，以获得垂直的高度和宽度直径测量结果。在各种实施方案中，测量处理器160可进一步确定高度和宽度直径测量结果的平均值和/或任何合适的测量结果(例如，体积测量结果)。测量结果412可以呈现在显示500的测量显示部分410中。标记处理器170可以被配置为在所选择的卵泡406处或其附近叠加标记430以显示卵泡406已被测量。
图5是根据各种实施方案的描绘卵巢的第一测量410、412、420和标记430的卵泡406和第二卵泡406的超声体积的二维(2D)图像切片404的示例性显示600。参照图5，显示600可包括图像显示部分402和测量显示部分410。图像显示部分402可以包括2D图像切片404和导航控制408。测量显示部分410可以包括已被测量的标记430的卵泡406的测量结果412的列表。从图4继续，超声操作者可以经由导航控制408和/或用户输入设备130继续在多个2D图像切片404中进行导航，以识别另外未测量的最大尺寸的卵泡406。先前测量的卵泡406继续被标记430，以避免卵泡406的重复计数。
图6是根据各种实施方案的描绘卵巢的第二测量410、414、420和标记的卵泡406和第三卵泡406的超声体积的二维(2D)图像切片404的示例性显示700。参照图6，显示700可包括图像显示部分402和测量显示部分410。图像显示部分402可以包括2D图像切片404和导航控制408。从图5继续，一旦超声操作者经由用户输入设备130和/或导航控制408导航到描绘最大尺寸的第二卵泡406的2D图像切片404，超声操作者就可以选择要在2D图像切片404中被分割、测量和标记的第二卵泡406。所选择的第二卵泡406可以被分割、测量410、412、420和标记430。例如，如图6所示，测量处理器160可以被配置为自动将测量卡尺420叠加在显示系统134处呈现700的2D图像切片中的所选择和分割的第二卵泡406上，以获得垂直的高度和宽度直径测量结果。在各种实施方案中，测量处理器160可进一步确定高度和宽度直径测量结果的平均值和/或任何合适的测量结果(例如，体积测量结果)。测量结果414可以与检查期间执行的任何其他测量结果412一起呈现在显示700的测量显示部分410中。标记处理器170可以被配置为在所选择的第二卵泡406处或其附近叠加标记430以显示第二卵泡406已被测量。在各种实施方案中，在测量显示部分410处呈现的测量结果412、414可以基于覆盖在图像显示部分402处的2D图像切片406上的相同的数字、文本、符号和/或任何合适的标记来区分。
图7是根据各种实施方案的描绘卵巢的第二和第三测量410、414、416、420和标记430的卵泡406的超声体积的二维(2D)图像切片404的示例性显示800。参照图7，显示800可包括图像显示部分402和测量显示部分410。图像显示部分402可以包括2D图像切片404和导航控制408。从图6继续，一旦超声操作者经由用户输入设备130和/或导航控制408导航到描绘最大尺寸的第三卵泡406的2D图像切片404，超声操作者就可以选择要在2D图像切片404中被分割、测量和标记的第三卵泡406。所选择的第三卵泡406可以被分割、测量410、412、420和标记430。例如，如图7所示，测量处理器160可以被配置为自动将测量卡尺420叠加在显示系统134处呈现800的2D图像切片404中的所选择和分割的第三卵泡406上，以获得垂直的高度和宽度直径测量结果。在各种实施方案中，测量处理器160可进一步确定高度和宽度直径测量结果的平均值和/或任何合适的测量结果(例如，体积测量结果)。测量结果416可以与检查期间执行的任何其他测量结果412、414一起呈现在显示800的测量显示部分410中。标记处理器170可以被配置为在所选择的第三卵泡406处或其附近叠加标记430以显示第三卵泡406已被测量。在各种实施方案中，在测量显示部分410处呈现的测量结果412、414、416可以基于覆盖在图像显示部分402处的2D图像切片406上的相同的数字、文本、符号和/或任何合适的标记来区分。
图8是根据各种实施方案的描绘卵巢的第三测量410、416、420和标记430的卵泡406的超声体积的二维(2D)图像切片404的示例性显示900。参照图8，显示900可包括图像显示部分402和测量显示部分410。图像显示部分402可以包括2D图像切片404和导航控制408。测量显示部分410可以包括已被测量的标记430的卵泡406的测量结果412、414、416的列表。从图7继续，超声操作者可以经由导航控制408和/或用户输入设备130继续在多个2D图像切片404中进行导航，以识别另外未测量的最大尺寸的卵泡406，直到检查完成(例如，没有另外的卵泡406要测量)。先前测量的卵泡406继续被标记430，以避免卵泡406的重复计数。
图9是根据各种实施方案的示出了可以用于自动测量410、412、414、416、420和标记430在超声体积的二维(2D)图像切片404中描绘的卵泡406的示例性步骤1002至1012的流程图1000。参考图9，示出了包括示例性步骤1002至1012的流程图1000。某些实施方案可省略一个或多个步骤，和/或以与所列顺序不同的顺序执行步骤，和/或组合下文讨论的某些步骤。例如，在特定实施方案中可能不执行一些步骤。又如，某些步骤可能以与下面所列时间顺序不同的时间顺序执行，包括同时执行。
在步骤1002处，超声系统100的超声探头104采集包括多个卵泡406的卵巢的超声体积。例如，超声探头104可以是机械摆动超声探头，其可包括安装在能够在单个平面内移动的换能器组件上的压电元件的一维(1D)阵列。超声探头104可以在体积采集模式下操作，其中机械摆动超声探头104的换能器组件自动移动以采集多个平行2D图像切片404，并且其中多个2D图像切片404形成超声体积，诸如具有多个卵泡406的卵巢的超声体积。在示例性实施方案中，超声探头104可以是经阴道的超声探头。在各种实施方案中，医学工作站300可以接收和/或检索由超声系统100采集的超声体积。
在步骤1004处，超声系统100或医疗工作站300的信号处理器132可以使显示系统134一次一个地呈现从超声体积提取的多个2D图像切片404。例如，信号处理器132的体积导航处理器140可以被配置为响应于经由用户输入设备130在超声体积中向前和/或向后进行导航的用户选择，在显示系统134处从超声体积提取并单独呈现2D图像切片404。作为示例，超声操作者可以滚动通过单独呈现的2D图像切片404，以经由用户输入设备130和/或导航控制408定位最大尺寸的卵泡406。又如，体积导航处理器140可以被配置为生成所提取的2D图像切片404的影像循环以供在显示系统134处回放。超声操作者可以经由用户输入设备130向体积导航处理器140提供暂停、播放、倒回和/或快进指令以控制影像循环的回放，从而识别最大尺寸的卵泡406。
在步骤1006处，超声系统100或医疗工作站300的信号处理器132可以接收识别超声体积的第一2D图像切片404中的最大尺寸的第一卵泡406的用户交互。例如，信号处理器132的分割处理器150可以被配置为经由用户输入设备130接收对在2D图像切片404中描绘的卵泡406的用户选择。用户输入设备130可以是触摸屏、鼠标设备和/或可操作为选择卵泡406的任何合适的用户输入设备130。
在步骤1008处，超声系统100或医疗工作站300的信号处理器132可以自动分割超声体积中的第一卵泡406。例如，分割处理器150可以被配置为分割所有2D图像切片404中的所选择的卵泡406，其中所选择的卵泡406被描绘在超声体积内。就这一点而言，分割处理器150可包括例如人工智能图像分析算法、一个或多个深度神经网络(例如，卷积神经网络，诸如u-net)，并且/或者可利用被配置为提供所选择的卵泡406的分割的任何合适形式的人工智能图像分析技术或机器学习处理功能。分割处理器150可以被配置为向信号处理器132的测量处理器160和标记处理器170提供图像分割信息。
在步骤1010处，超声系统100或医疗工作站300的信号处理器132可以自动测量超声体积的第一2D图像切片404中的第一卵泡406，并且在显示系统134处呈现测量结果410、412、414、416、420。例如，信号处理器132的测量处理器160可以被配置为从分割处理器150接收识别2D图像切片402中的所选择的第一卵泡406的位置和边界的分割信息。测量处理器160可以被配置为自动将测量卡尺420放置在显示系统134处呈现的2D图像切片404中的所选择和分割的第一卵泡406上，以获得垂直高度和宽度直径测量结果。在各种实施方案中，测量处理器160可进一步确定高度和宽度直径测量结果的平均值。又如，测量处理器160可以被配置为从分割处理器150接收识别所选择的第一卵泡404在超声体积中的位置和边界的分割信息。测量处理器160可以被配置为确定超声体积中所选择和分割的第一卵泡406的体积测量结果。测量处理器160可以被配置为使显示系统134呈现2D卵泡直径测量结果410、412、414、416、420、体积测量结果和/或任何合适的测量结果。
在步骤1012处，超声系统100或医学工作站300的信号处理器132可以自动标记430在第一2D图像切片404中以及在其中描绘了第一卵泡406的超声体积的任何其他2D图像切片404中的第一卵泡406。例如，标记处理器170可以被配置为从分割处理器150接收识别超声体积中的所选择的第一卵泡406的位置和边界的分割信息。标记处理器170可以被配置为针对在显示系统134处呈现的包括分割的卵泡406的超声体积的2D图像切片404中的每一个2D图像切片中的每个分割的卵泡406呈现不同的标记430。标记430可以是文本的、数字的、符号的和/或任何合适的标记以区分不同的所选择、分割和测量的卵泡406。标记处理器170可以被配置为将标记430叠加在显示系统134处呈现的2D图像切片404中描绘的对应卵泡406上或其附近。方法1000可以返回到步骤1004以继续导航(步骤1004)超声体积的2D图像切片404，直到所有期望的卵泡406被选择(步骤1006)、分割(步骤1008)、测量410、412、414、416、420(步骤1010)和标记430(步骤1012)，此时方法1000结束。
本公开的各方面提供了用于自动测量410、412、414、416、420和标记430在超声体积的二维(2D)图像切片404中描绘的卵泡406的方法1000和系统100、300。根据各种实施方案，方法1000可包括通过系统100、300的至少一个处理器132、140接收1002包括多个卵泡406的卵巢的超声体积。方法1000可以包括通过至少一个处理器132、140使1004显示系统134一次一个地呈现从超声体积提取的多个平行二维(2D)图像切片404。方法1000可以包括通过至少一个处理器132、150接收1006识别在显示系统134处呈现的超声体积的第一2D图像切片404中的最大尺寸的第一卵泡406的用户指示。方法1000可包括通过至少一个处理器132、150自动分割1008超声体积中的第一卵泡406。方法1000可以包括通过至少一个处理器132、160自动测量1010第一2D图像切片404中的第一卵泡406，以生成在显示系统134处呈现的测量结果410、412、414、416、420。方法1000可以包括通过至少一个处理器132、170自动提供1012叠加在显示系统134处呈现的第一2D图像切片404中以及在描绘随后在显示系统134处呈现的第一卵泡406的多个平行2D图像切片404中的任何其他平行2D图像切片中的第一卵泡406上或其附近的标记430。
在示例性实施方案中，测量结果410、412、414、416、420包括第一2D图像切片404中的2D卵泡直径测量结果410、412、414、416、420。在代表性实施方案中，测量结果410、412、414、416、420包括超声体积中的体积测量结果。在各种实施方案中，系统100、300包括超声系统100。在特定实施方案中，方法1000包括通过经阴道的机械摆动体积超声探头104采集1002超声体积。在示例性实施方案中，系统100、300包括医疗工作站300。在代表性实施方案中，从超声体积提取的多个平行2D图像切片404在显示系统134处被呈现1004为影像循环。
各种实施方案提供了用于自动测量410、412、414、416、420和标记430在超声体积的二维(2D)图像切片404中描绘的卵泡406的系统100、300。系统100、300可包括至少一个处理器132、140、150、160、170和显示系统134。至少一个处理器132、140可以被配置为接收包括多个卵泡406的卵巢的超声体积。至少一个处理器132、140可以被配置为使显示系统134一次一个地呈现从超声体积提取的多个平行二维(2D)图像切片404。至少一个处理器132、150可以被配置为接收识别在显示系统134处呈现的超声体积的第一2D图像切片404中的最大尺寸的第一卵泡406的用户指示。至少一个处理器132、150可以被配置为自动分割超声体积中的第一卵泡406。至少一个处理器132、160可以被配置为自动测量第一2D图像切片404中的第一卵泡406以生成在显示系统134处呈现的测量结果410、412、414、416、420。至少一个处理器132、170可以被配置为自动提供叠加在显示系统134处呈现的第一2D图像切片404中以及在描绘随后在显示系统134处呈现的第一卵泡406的多个平行2D图像切片404中的任何其他平行2D图像切片中的第一卵泡406上或其附近的标记430。显示系统134可以被配置为呈现从超声体积提取的多个平行2D图像切片404、测量结果410、412、414、416、420和标记430。多个平行2D图像切片404包括第一2D图像切片404。
在代表性实施方案中，测量结果410、412、414、416、420包括第一2D图像切片404中的2D卵泡直径测量结果410、412、414、416、420。在各种实施方案中，测量结果410、412、414、416、420包括超声体积中的体积测量结果。在特定实施方案中，系统100、300包括超声系统100。在示例性实施方案中，系统100包括被配置为采集超声体积的经阴道的机械摆动体积超声探头104。在代表性实施方案中，系统100、300包括医疗工作站300。在各种实施方案中，显示系统134被配置为将从超声体积提取的多个平行2D图像切片404呈现为影像循环。
某些实施方案提供一种非暂态计算机可读介质，在该非暂态计算机可读介质上存储有计算机程序，该计算机程序具有至少一个代码段。至少一个代码段可由机器执行以使系统100、300执行步骤1000。步骤1000可以包括接收1002包括多个卵泡404的卵巢的超声体积。步骤1000可以包括使1004显示系统134一次一个地呈现从超声体积提取的多个平行二维(2D)图像切片404。步骤1000可以包括接收1006识别在显示系统134处呈现的超声体积的第一2D图像切片404中的最大尺寸的第一卵泡406的用户指示。步骤1000可以包括自动分割1008超声体积中的第一卵泡406。步骤1000可以包括自动测量1010第一2D图像切片404中的第一卵泡406以生成在显示系统134处呈现的测量结果410、412、414、416、420。步骤1000可以包括自动提供1012叠加在显示系统134处呈现的第一2D图像切片404中以及在描绘随后在显示系统134处呈现的第一卵泡406的多个平行2D图像切片404中的任何其他平行2D图像切片中的第一卵泡406上或其附近的标记430。
在各种实施方案中，测量结果410、412、414、416、420包括第一2D图像切片404中的2D卵泡直径测量结果410、412、414、416、420。在特定实施方案中，测量结果410、412、414、416、420包括超声体积中的体积测量结果。在示例性实施方案中，系统100、300包括超声系统100。在代表性实施方案中，系统100、300包括医疗工作站300。在各种实施方案中，从超声体积提取的多个平行2D图像切片404在显示系统134处被呈现1004为影像循环。
如本文所用，术语“电路”是指物理电子部件(即，硬件)以及可配置硬件、由硬件执行和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。例如，如本文所用，当执行一条或多条第一代码时，特定处理器和存储器可包括第一“电路”，并且在执行一条或多条第二代码时，特定处理器和存储器可包括第二“电路”。如本文所用，“和/或”表示列表中的由“和/或”连结的项中的任一个或多个项。例如，“x和/或y”表示三元素集{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。又如，“x、y和/或z”表示七元素集{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。如本文所用，术语“示例性”表示用作非限制性示例、实例或例证。如本文所用，术语“例如”和“如”引出一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。如本文所用，电路“可操作为”和/或“被配置为”每当该电路包括执行功能的必需硬件和代码(如果需要的话)时就执行该功能，不管是否通过某些用户可配置的设置禁用或不启用该功能的执行。
其他实施方案可提供计算机可读设备和/或非暂态计算机可读介质，和/或机器可读设备和/或非暂态机器可读介质，该计算机可读设备和/或非暂态计算机可读介质和/或该机器可读设备和/或非暂态机器可读介质上存储有机器代码和/或具有能够由机器和/或计算机执行的至少一个代码段的计算机程序，从而使机器和/或计算机执行如本文所述的用于自动测量和标记在超声体积的二维(2D)图像切片中描绘的卵泡的步骤。
因此，本公开可在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本公开可能以集中方式在至少一个计算机系统中实现，或以分布式方式实现，其中不同的元件分布在若干互连的计算机系统上。适于执行本文所述的方法的任何种类的计算机系统或其他装置都是合适的。
各个实施方案也可嵌入计算机程序产品中，该计算机程序产品包括能够实现本文所述的方法的所有特征，并且当加载到计算机系统中时能够执行这些方法。本文中的计算机程序是指以任何语言、代码或符号表示的一组指令的任何表达，这些指令旨在使具有信息处理能力的系统直接执行特定功能或在以下两项或其中一项之后执行特定功能：a)转换为另一种语言、代码或符号；b)以不同的物质形式进行复制。
虽然已经参考某些实施方案来描述了本公开，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并可以替换等同物。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于本公开的教导。因此，本公开不旨在限于所公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (9)

1.一种方法，所述方法包括：
接收包括多个卵泡的卵巢的超声体积；
使显示系统一次一个地呈现从所述超声体积提取的多个平行二维(2D)图像切片；
接收识别在所述显示系统处呈现的所述超声体积的第一2D图像切片中的最大尺寸的第一卵泡的用户指示；
自动分割所述超声体积中的所述第一卵泡；
自动测量所述第一2D图像切片中的所述第一卵泡以生成在所述显示系统处呈现的测量结果；以及
自动提供叠加在所述显示系统处呈现的所述第一2D图像切片中以及在描绘随后在所述显示系统处呈现的所述第一卵泡的所述多个平行2D图像切片中的任何其他平行2D图像切片中的所述第一卵泡上或其附近的标记。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量结果包括在所述第一2D图像切片中的2D卵泡直径测量结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量结果包括在所述超声体积中的体积测量结果。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述系统包括超声系统。
5.根据权利要求4所述的方法，所述方法包括通过经阴道的机械摆动体积超声探头采集所述超声体积。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述系统包括医疗工作站。
7.根据权利要求1所述的方法，其中从所述超声体积提取的所述多个平行2D图像切片在所述显示系统处被呈现为影像循环。
8.一种系统，所述系统包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质上存储有计算机程序，所述计算机程序具有至少一个代码段，所述至少一个代码段能够由机器执行以使得系统执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
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