CN117322908A - 处理超声扫描数据 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理超声扫描数据的装置包括处理器，其被配置为：获得包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据；接收对所述三维超声扫描数据的第一边界的指示；接收对所述三维超声扫描数据的第二边界的指示；根据所述三维超声扫描数据来生成多幅图像，其中每幅图像对应于在所述第一边界与所述第二边界之间间隔开的多个切片中的相应一个，并且所述处理器还被配置为：通过提供所述感兴趣区域在预定方向上的第一二维视图使得其与所述第一边界相交来提供所述三维超声扫描数据；并且在接收到指示所述感兴趣区域的所述第一二维视图中的所述第一边界的位置的用户输入时基于所指示的位置来生成与所述第一边界处的切片相对应的所述感兴趣区域的第二二维视图。

Description

处理超声扫描数据
技术领域
本发明涉及处理超声扫描数据，并且更具体地，涉及自动选择要处理的超声扫描数据的一部分。
背景技术
骨盆底疾病是重要的医学问题，包含多种普遍的疾病，并且包括盆腔器官脱垂、大小便失禁、排便梗阻和性功能障碍。超声是可以用于评估骨盆底功能的主要成像模态之一。
骨盆底超声检查的一个步骤是执行对肛门括约肌的评价，特别是肛门内括约肌(IAS)完整性和肛门外括约肌(EAS)完整性。肛管包括肛门粘膜、IAS、EAS和耻骨直肠肌。
超声扫描可以生成表示被扫描的对象(例如肛门括约肌)的三维区域(即，体积)的扫描数据。在现有系统中，对扫描数据的评估可以涉及识别扫描数据的相关切片的重复且耗时的手动过程。这样的过程可能占用医学专业人员的大量时间，需要对数据进行操纵，并且多次迭代直到识别出期望的数据切片。
US20170172538A1公开了一种用户接口定义超声数据内彼此平行的近侧平面和远侧平面。US20130012820A1公开了超声探头采集身体的体积区域的3D图像数据集，并且3D图像数据被重新格式化成在三个正交方向之一上延伸通过体积的连续平行图像平面的序列。US20150262353A1公开了一种改变平面选择线的方向和位置中的至少一个以采集对象的感兴趣平面的图像的方法。
因此，期望一种使得医学专业人员能够更快速和/或准确地识别要用于医学评估的三维扫描数据的相关切片的经改进的系统。
发明内容
本公开的发明人已经认识到，可以通过使对要呈现给医学专业人员的切片的选择自动化来改进对三维超声数据的处理，使得医学专业人员不需要执行在扫描数据内定位感兴趣区域的迭代过程。根据本公开，医学专业人员(例如，临床医师)能够根据来自两个不同视图的扫描数据的评估选择数据的相关部分(例如，感兴趣区域)的第一端部边界和数据的相关部分的第二端部边界中的至少一个。在一些实施例中，基于用户输入(例如，由医学专业人员经由一个或多个用户输入选择的)来识别第一和第二端部边界两者，而在一些其他实施例中，基于用户输入来识别端部边界中的一个，并且在没有额外用户输入的情况下自动识别另一个。一旦已经识别端部边界，本文公开的系统就自动地将由端部边界定义的体积划分为定义数量的切片，并且生成对应于每个切片的图像，换句话说，所公开的系统自动地生成通过端部边界之间的体积示出的间隔的图像的集合(例如，等间隔的)。当显示给用户(例如，医学专业人员)时，图像可以用于在医学上评估在超声数据中捕获的感兴趣区域。
本发明由独立权利要求定义。从属权利要求定义了有利的实施例。
根据第一具体方面，提供了一种用于处理超声扫描数据的装置，所述装置包括处理器，所述处理器被配置为：获得针对对象中包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据；提供所述三维超声扫描数据以用于显示给用户；经由用户接口接收对所述三维超声扫描数据的第一边界的指示；接收对所述三维超声扫描数据的第二边界的指示；根据所述三维超声扫描数据来生成多幅图像，所述多幅图像中的每幅图像对应于在所述第一边界与所述第二边界之间间隔开的多个切片中的相应的一个切片，所述多个切片包括所述第一边界处的切片；并且提供所述多幅图像以用于显示给所述用户。具体地，提供所述三维超声扫描数据以用于显示给所述用户可以包括提供所述感兴趣区域在第一方向上的第一二维视图以用于显示给所述用户。所述第一方向被预先确定为使得所述第一二维视图与所述第一边界相交。在一些实施例中，所述第一二维视图垂直于所述第一边界处的所述切片。在一些实施例中，所述第一二维视图与所述多个切片中的每个切片相交。即，所述多个切片相对于所述第一二维视图倾斜。在一些实施例中，所述多个切片中的每个切片垂直于所述第一二维视图。所述处理器还被配置为在经由所述用户接口接收到指示所述感兴趣区域的所述第一二维视图中的所述第一边界的位置的用户输入的情况下，基于所指示的位置来生成与所述第一边界处的所述切片相对应的所述感兴趣区域的第二二维视图，并且提供所述感兴趣区域的所述第二二维视图以用于显示给所述用户。
在一些实施例中，所述处理器还被配置为根据触发信号生成多幅图像。所述触发信号可以在接收到用于触发所述多幅图像的生成的另一用户输入的情况下生成，和/或可以根据预定规则自动生成。例如，如果在预定时间段内没有接收到用于指示第一边界和/或第二边界的(一个或多个)位置的另一用户输入，则可以生成所述触发。
在一些实施例中，所述处理器可以被配置为提供所述感兴趣区域的所述第一二维视图以用于与多幅所生成的图像一起显示给所述用户，所述第一二维视图包括对所述第一二维视图中与所生成的图像中的每幅图像相对应的位置的指示。
所述感兴趣区域可以包括所述对象的肛门括约肌。
在一些实施例中，对所述三维超声扫描数据的所述第一边界的所述指示包括对与在腹侧不包括肛门外括约肌的所述肛门括约肌的最颅侧切片相对应的所述肛门括约肌的视图的指示。对所述三维超声扫描数据的所述第二边界的所述指示可以包括对与所述肛门括约肌的不包括肛门内括约肌的最背侧切片相对应的所述肛门括约肌的视图的指示。
在一些实施例中，所述处理器可以被配置为经由所述用户接口接收要被生成为所述多幅图像的图像的数量的指示。被生成为所述多幅图像的图像的数量可以等于所指示的图像数量。
所述装置还可以包括用户接口，经由所述用户接口可以进行一个或多个用户输入。
根据第二具体方面，提供了一种包括如本文公开的装置的超声扫描系统。
根据第三具体方面，提供了一种用于处理超声扫描数据的计算机实施的方法，所述方法包括：获得针对对象中包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据；提供所述三维超声扫描数据以用于显示给用户；经由用户接口接收对所述三维超声扫描数据的第一边界的指示；接收对所述三维超声扫描数据的第二边界的指示；根据所述三维超声扫描数据来生成多幅图像，所述多幅图像中的每幅图像对应于在所述第一边界与所述第二边界之间间隔开的多个切片中的相应的一个切片，所述多个切片包括所述第一边界处的切片；并且提供所述多幅图像以用于显示给所述用户。具体地，提供所述三维超声扫描数据以用于显示给用户的步骤可以包括提供所述感兴趣区域在预定方向上的第一二维视图以用于显示给所述用户，使得所述第一二维视图至少与所述第一边界相交。所述方法还可以包括：在经由用户接口接收到指示所述感兴趣区域的所述第一二维视图中的所述第一边界的位置的用户输入的情况下，基于所指示的位置来生成与所述第一边界处的所述切片相对应的所述感兴趣区域的第二二维视图，并且提供与所指示的位置对应的所述感兴趣区域的第二二维视图以用于显示给所述用户。
在一些实施例中，所述方法还可以包括提供所述感兴趣区域的所述第一二维视图以用于与多幅所生成的图像一起显示给所述用户，所述第一二维视图包括对所述第一二维视图中与所生成的图像中的每幅图像相对应的位置的指示。
所述方法还可以包括经由所述用户接口接收对要被生成为所述多幅图像的图像的数量的指示。在一些实施例中，被生成为所述多幅图像的图像的数量可以等于所指示的图像数量。
在一些实施例中，所述感兴趣区域包括所述对象的肛门括约肌。所述多幅图像中所生成的图像的数量可以是8。可以以网格布置提供所生成的图像以用于显示给所述用户。
根据第四具体方面，提供了一种包括计算机可读代码的计算机程序产品，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器执行时使所述计算机或处理器执行本文公开的任何方法。
附图说明
现在将参考以下附图仅通过示例的方式描述示例性实施例，其中：
图1是超声系统的示例的示意性图示；
图2是用于处理超声扫描数据的装置的示例的示意性图示；
图3是当处理超声扫描数据时涉及的各种步骤的示例；
图4是用于处理超声扫描数据的方法的示例的流程图；
图5是用于处理超声扫描数据的方法的另一示例的流程图；并且
图6是与计算机可读介质通信的处理器的示例的示意性图示。
具体实施方式
根据各种实施例，本公开提供了一种机制，通过该机制，可以基于用户对某些边界限制的选择从三维数据集提取相关图像。自动提取与所选择的端部边界之间的间隔切片集合相对应的图像并将其呈现给用户，这避免了需要用户迭代地查看三维数据并识别要提取的合适图像。
本发明的实施例涉及超声扫描数据(即，经由超声扫描获得的扫描数据)。在详细讨论本发明之前，首先将参考图1并且着重于系统的信号处理功能来描述示例性超声系统2的总体操作，因为本发明涉及对由换能器阵列测量的信号的处理。
该系统包括阵列换能器探头4，其具有用于发射超声波和接收回波信息的换能器阵列6。换能器阵列6可以包括CMUT换能器；由诸如PZT或PVDF的材料形成的压电换能器；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2D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1D阵列。
换能器阵列6耦合到微波束形成器12，微波束形成器12控制由换能器元件对信号的接收。微波束形成器能够对由换能器的子阵列(通常称为“组”或“片块”)接收的信号进行至少部分波束形成，如美国专利US 5997479(Savord等人)、US 6013032(Savord)和US6623432(Powers等)中所描述的。
应当注意，微波束形成器是完全任选的。另外，该系统包括发射/接收(T/R)开关16，微波束形成器12可以耦合到该开关，并且该开关在发射模式和接收模式之间切换阵列，并且在不使用微波束形成器且换能器阵列由主系统波束形成器直接操作的情况下保护主波束形成器20免受高能量发射信号影响。来自换能器阵列6的超声波束的发射由通过T/R开关16耦合到微波束形成器并且耦合到主发射波束形成器(未示出)的换能器控制器18引导，所述主发射波束形成器可以从用户对用户接口或控制面板38的操作接收输入。控制器18可以包括发射电路，所述发射电路被布置为在发射模式期间(直接或经由微波束形成器)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(其根据实施方式而可以是微波束形成器或主系统波束形成器)激活换能器阵列或换能器阵列的子孔。子孔可以是较大阵列内的换能器的一维线或换能器的二维片块。在发射模式中，控制由阵列或阵列的子孔生成的超声波束的聚焦和转向，如下所述。
在接收到来自对象的反向散射的回波信号后，接收到的信号经历接收波束形成(如下所述)，以便将接收到的信号对准，并且在正在使用子孔的情况下，然后例如由一个换能器元件对子孔进行移位。经移位的子孔然后激活，并且该过程重复，直到换能器阵列的所有换能器元件已经激活。
对于每个线(或子孔)，用于形成最终超声图像的相关联线的总接收信号将是在接收时段期间由给定子孔的换能器元件所测量的电压信号的总和。在下面的波束形成过程之后，得到的线信号通常称为射频(RF)数据。由各个子孔生成的每条线信号(RF数据集)然后经历额外的处理以生成最终超声图像的线。线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，高幅度峰将对应于最终图像中的亮像素(或像素的集合)。出现在线信号的开始附近的峰将表示来自浅结构的回波，而逐渐出现在线信号后期的峰将表示来自对象内增加深度处的结构的回波。
由换能器控制器18控制的功能之一是波束转向和聚焦的方向。波束可以转向为从换能器阵列笔直向前(正交于其)，或者在不同角度处以用于更宽视场。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可以区分两种方法：平面波成像和“波束转向”成像。两种方法通过在发射模式(“波束转向”成像)和/或接收模式(平面波成像和“波束转向”成像)中波束形成的存在来区分。
首先看一下聚焦功能，通过同时激活所有换能器元件，换能器阵列生成平面波，该平面波在其行进通过对象时发散。在这种情况下，超声波的波束保持未聚焦。通过向换能器的激活引入位置相关时间延迟，能够使波束的波前会聚在期望的点处，该点称为聚焦区。聚焦区被定义为横向波束宽度小于发射波束宽度一半的点。以这种方式，改进了最终超声图像的横向分辨率。
例如，如果时间延迟使换能器元件从最外面的元件开始并在换能器阵列的(一个或多个)中心元件处结束在系列中激活，则将在距探头给定距离处形成聚焦区，与(一个或多个)中心元件一致。聚焦区距探头的距离将根据换能器元件激活的每个后续轮之间的时间延迟而变化。在波束经过聚焦区后，其将开始发散，从而形成远场成像区域。应当注意，对于定位靠近于换能器阵列的聚焦区，超声波束将在远场中迅速发散，从而导致最终图像中的波束宽度伪影。通常，由于超声波束中的大交叠，位于换能器阵列和聚焦区之间的近场示出很少细节。因此，改变聚焦区的位置会导致最终图像的质量的显著变化。
应当注意，在发射模式中，除非将超声图像划分为多个聚焦区(其中每个可能具有不同的发射焦点)，否则可以定义仅一个焦点。
此外，在从对象内接收到回波信号后，能够执行上述过程的逆过程以便执行接收聚焦。换句话说，传入信号可以由换能器元件接收并且在被传递到系统中以进行信号处理之前经历电子时间延迟。这一点的最简单示例称为延迟求和波束形成。能够根据时间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地施加时间延迟，能够在超声波束离开换能器阵列时在超声波束上赋予期望的角度。例如，通过以在阵列的相对侧结束的顺序来激活换能器阵列的第一侧上的换能器，之后剩余的换能器，波束的波前将朝向第二侧成角度。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，能够聚焦转向波束，其中，施加到每个换能器元件的总时间延迟是聚焦和转向时间延迟两者的总和。在这种情况下，换能器阵列称为相控阵列。
在需要用于对其进行激活的DC偏置电压的CMUT换能器的情况下，换能器控制器18可以耦合以控制用于换能器阵列的DC偏置控制45。DC偏置控制45设置施加到CMUT换能器元件的(一个或多个)DC偏置电压。
针对换能器阵列的每个换能器元件，通常称为信道数据的模拟超声信号通过接收信道进入系统。在接收信道中，部分波束形成信号由微波束形成器12根据信道数据产生，并且然后传递到主接收波束形成器20，其中，来自换能器的个体片块的部分波束形成信号被组合为完全波束形成信号，被称为射频(RF)数据。在每个阶段处执行的波束形成可以如上所述被执行，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信道，其中每个从几十个或数百换能器元件的片块接收部分波束形成信号。以这种方式，由换能器阵列的数千个换能器接收到的信号可以有效地贡献于单个波束形成信号。
将波束形成接收信号耦合到信号处理器22。信号处理器22能够以各种方式处理接收到的回波信号，例如：带通滤波；抽选；I和Q分量分离；以及谐波信号分离，其用于分离线性信号与非线性信号，从而使得能够识别从组织和微泡返回的非线性(基频的较高谐波)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、信号复合以及噪声消除。在信号处理器中的带通滤波器可以是跟踪滤波器，当从递增的深度接收回波信号时所述带通滤波器的通带从较高的频带滑动到较低的频带，从而拒绝来自更大深度的较高频率处的噪声，其通常缺乏解剖信息。
用于发射和用于接收的波束形成器以不同的硬件实施并且可以具有不同的功能。当然，接收器波束形成器被设计为考虑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，还将存在带有发射微波束形成器和主发射波束形成器的发射链。
微波束形成器12的功能是提供信号的初始组合，以便减少模拟信号路径的数量。这通常在模拟域中执行。
最终波束形成在主波束形成器20中完成，并且通常在数字化之后完成。
发射和接收信道使用具有固定频带的相同换能器阵列6。然而，发射脉冲占用的带宽可以根据所使用的发射波束形成而变化。接收信道可以捕获整个换能器带宽(其是经典方法)，或者通过使用带通处理，其只能提取包含期望信息(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对接收到的超声信号执行幅度检测以对身体中的结构进行成像，例如器官组织和血管。在逐行成像的情况下，每条线(波束)由关联的RF信号表示，其幅度被用于生成要分配给B模式图像中的像素的亮度值。图像内像素的确切位置由沿RF信号的相关联幅度测量结果的位置和RF信号的线(波束)数确定。这样的结构的B模式图像可以以谐波或基波图像模式或两者的组合形成，如在美国专利US 6283919(Roundhill等人)和US6458083(Jago等人)中所描述的。多普勒处理器28处理由组织移动和血流产生的时间上不同的信号，以检测移动物质，例如图像场中的血细胞的流。多普勒处理器28通常包括壁滤波器，该壁滤波器具有设置成通过或拒绝从体内的选定类型的材料返回的回波的参数。
由B模式和多普勒处理器产生的结构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以空间关系布置回波信号，所述回波信号根据该空间关系以期望的图像格式接收。换句话说，扫描转换器用于将RF数据从圆柱坐标系转换到适于在图像显示器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)扇形格式或锥体三维(3D)图像。扫描转换器可以向B模式结构图像叠加与图像场中的点处的运动相对应的颜色，其中，多普勒估计速度产生给定的颜色。组合的B模式结构图像和彩色多普勒图像描绘了结构图像场内的组织和血流的运动。如美国专利US 6443896(Detmer)中所描述的，多平面重新格式化器将从身体的体积区域中的公共平面中的点接收的回波转换成该平面的超声图像。体积绘制器42将3D数据集的回波信号转换成投影的3D图像，如从给定参考点所查看的，如美国专利US 6530885(Entrekin等人)中所描述的。
2D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、缓冲和临时存储以显示在图像显示器40上。成像处理器可以适于从最终超声图像移除某些成像伪影，诸如：例如由强衰减器或折射引起的声学阴影；例如由弱衰减器引起的后增强；混响伪影，例如，其中，高度反射的组织界面紧密邻近定位；等等。此外，图像处理器可以适于处理某些散斑减少功能，以便改进最终超声图像的对比度。
除了用于成像，由多普勒处理器28产生的血流值和由B模式处理器26产生的组织结构信息被耦合到量化处理器34。所述量化处理器产生不同流状况的量度，例如除了诸如器官的大小和胎龄的结构测量结果外的血流的体积速率。量化处理器可以从用户控制面板38接收输入，例如图像的解剖结构中要进行测量的点。
来自量化处理器的输出数据耦合到图形处理器36，以用于在显示器40上与图像一起再现测量图形和值，并且用于从显示设备40的音频输出。图形处理器36还可以生成图形叠加，以用于与超声图像一起显示。这些图形叠加可以包含标准识别信息，例如患者姓名、图像的日期和时间、成像参数等。出于这些目的，图形处理器从用户接口38接收输入，诸如患者姓名。用户接口还耦合到发射控制器18，以控制生成来自换能器阵列6的超声信号，并且因此由换能器阵列和超声系统产生的图像。控制器18的发射控制功能仅是所执行的功能之一。控制器18还考虑操作模式(由用户给定)以及接收器模数转换器中的对应的所需的发射器配置和带通配置。控制器18可以是具有固定状态的状态机。
用户接口还耦合到多平面重新格式化器44，以用于选择和控制多幅多平面重新格式化(MPR)图像的平面，其可以用于在MPR图像的图像场中执行量化的量度。
根据第一方面，本发明涉及一种装置。图2是用于处理超声扫描数据的装置200的示例的示意性图示。装置200包括处理器202，处理器202可以包括、包含B模式处理器26、多普勒处理器28、图像处理器30、量化处理器34、图形处理器36、或本文公开的任何其他控制器或处理装置中的一个或多个，和/或操作性地与B模式处理器26、多普勒处理器28、图像处理器30、量化处理器34、图形处理器36、或本文公开的任何其他控制器或处理装置中的一个或多个通信。处理器202可以执行本文公开的其他处理器中的一个或多个的功能。处理器202被配置为获得203针对对象中包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据204。在一些实施例中，三维超声扫描数据204可以从包含先前采集的扫描数据的数据库206接收，或例如如果要实时采集和处理扫描数据，则直接从超声扫描设备208接收。术语“三维超声扫描数据”旨在是指关于人身体(例如，组织和/或骨骼)的体积采集的扫描数据，并且可以包括一起构成体积的一系列离散数据“切片”。如本文使用的术语“感兴趣区域”旨在是指要更详细地查看、检查或分析的人身体的体积的区域(例如，一部位、部分或子体积)。在一个特定实施例中，感兴趣区域可以包括对象的肛门括约肌。然而，将意识到，在其他实施例中，感兴趣区域可以包括对象的要查看和/或评估的任何其他部分。
如上所述，可以使用已知的扫描技术来采集三维超声扫描数据204，并且该数据可以被表示为一幅或多幅二维图像。在一些示例中，三维超声扫描数据204可以被描述或表示为三个平面-平行于采集平面的A平面、垂直于A平面并且平行于超声波束的B平面、以及垂直于A平面和B平面的C平面(有时被称为冠状平面)。这些平面可以被称为多平面重建(MPR)平面。
处理器202被配置为提供209三维超声扫描数据204以用于显示给用户。三维超声扫描数据204可以例如使用至少包括显示器212和用户接口(诸如用户接口38)的计算设备210来显示。三维超声扫描数据204可以以各种方式并且通过各种平面(诸如上面讨论的A平面、B平面和C平面)来查看。根据本公开，三维数据204可以在第一平面中显示给用户(例如，医学专业人员)，以使他们能够识别端部边界，并且可以在第二平面中基于所定义的端部边界来选择多幅图像。例如，在一个示例中，提供三维超声扫描数据以用于显示给用户可以包括提供感兴趣区域在预定第一方向上的第一二维视图以用于显示给用户。在第一方向上的第一二维视图可以例如包括通过如上所述的A平面、B平面或C平面的视图，或感兴趣区域的矢状视图、横向视图或冠状视图。矢状视图是通过矢状平面的视图，其将身体分成左部分和右部分；横向视图是通过横向平面的视图，其将身体分成上部(例如，上)部分和下部(例如，下)部分；并且冠状视图是通过冠状平面的视图，其将身体分成上部分和下部分。在一些示例中，第一二维视图可以包括正中矢状视图，其是通过正中矢状面的视图，其将身体在中心分成两个相对相等的半部-左半部和右半部。在感兴趣区域包括肛门括约肌的示例中，矢状视图可以使用户能够看到肛门括约肌的长度。
根据本发明，提供三维超声扫描数据以用于显示给用户可以包括，在接收到指示第一二维视图中的第一边界的位置的用户输入的情况下，基于所指示的位置来生成与第一边界处的切片相对应的感兴趣区域的第二二维视图，并且提供感兴趣区域的第二二维视图以用于显示给用户。以这种方式，在对第一边界的用户指示的情况下将第一边界处的切片(称为边界切片)显示给用户，这允许用户进一步提供用于基于所显示的边界切片来调节第一边界的位置的用户输入。
在一些实施例中，第二二维视图可以在垂直于第一二维视图的方向上，并且可以例如包括通过如上所述的A平面、B平面或C平面的视图，或感兴趣区域的矢状视图、横向视图或冠状视图。例如，第一二维视图可以包括通过B平面的视图或矢状视图，并且第二二维视图可以包括通过C平面的视图或横向视图。在一些实施例中，第二二维视图可以沿着第一二维视图中的预定方向(例如，在垂直方向上)。在其他示例中，第一二维视图和/或第二二维视图可以包括感兴趣区域的任何横截面视图。在一些示例中，可以提供在垂直于第一方向和第二方向的方向上的第三二维视图以用于显示给用户。在感兴趣区域包括肛门括约肌的示例中，横向视图提供了通过肛门括约肌的横截面视图，使得用户能够识别与肛门括约肌(诸如肛门内括约肌(IAS)和肛门外括约肌(EAS))相关联或形成肛门括约肌的一部分的肌肉的端部(例如，开始和结束)。
在一些实施例中，提供三维超声扫描数据以用于显示给用户可以包括提供感兴趣区域的第一二维视图(例如，矢状视图)和一个或多个第二二维视图(例如，横向视图)以用于显示。例如，矢状视图可以示出感兴趣区域(例如，肛门括约肌)的整个长度，并且一个或多个横向视图可以示出通过感兴趣区域的各个点处的横截面视图。第一(例如，矢状)视图和一个或多个第二(例如，横向)视图可以一起(例如并排)显示在显示屏上。
在一些实施例中，装置200还可以包括用户接口(例如，用户接口38)，经由该用户接口可以进行一个或多个输入。在其他实施例中，如上所述，这样的用户接口可以远离该装置(例如，形成计算设备210的一部分)，并且可以与处理器202通信以提供它接收的用户输入。
处理器202被配置为经由用户接口(例如，用户接口38)接收213对三维超声扫描数据的第一边界的指示。处理器202还被配置为经由用户接口(例如，用户接口38)接收213对三维超声扫描数据的第二边界的指示。第一边界和第二边界可以例如包括感兴趣区域的边界，例如感兴趣区域的端部边界。在感兴趣区域包括肛门括约肌的示例中，第一边界可以包括感兴趣区域(诸如肛门括约肌)的第一端部(例如，IAS或EAS的第一端部)，并且第二边界可以包括感兴趣区域(诸如肛门括约肌)的第二端部(例如，IAS或EAS的第二端部)。
对第一边界和第二边界的指示可以通过各种机制来提供，例如，通过用户(例如，医学专业人员)通过移动光标并且选择图像中对应于第一和第二边界的点来选择三维超声扫描数据的图像上的位置。在其他示例中，可以使用经由键盘、触摸板、触摸屏、麦克风等的输入来进行第一边界和第二边界的选择。
一旦边界已经由处理器202接收，处理器就能够生成在第一边界与第二边界之间的图像集合。这些图像可以彼此等距(即相等的间距)，或以任何其他形式(例如余弦间距或对数间距)间隔开。三维超声扫描数据可以被认为是扫描数据的切片集合，该切片集合一起形成在三维超声扫描数据中捕获的体积。由处理器202生成的图像集合中的每幅图像可以对应于切片中的一个。在所生成的图像集合内，一幅图像可以对应于第一边界处的数据的切片，并且另一图像可以对应于第二边界处的数据的切片。所生成的图像集合中的其余图像可以在对应于边界切片的图像之间均匀地间隔开。因此，处理器202被配置为根据三维超声扫描数据生成多幅图像214，多幅图像中的每幅图像对应于在第一边界与第二边界之间均匀间隔开的多个切片中的相应的一个切片。
由处理器202生成的图像的数量可以由用户或操作者选择，或在没有这样的选择的情况下，可以生成默认数量的图像。因此，在一些示例中，处理器202可以被配置为经由用户接口接收对要被生成为多幅图像214的图像的数量的指示。在这样的示例中，被生成为多幅图像的图像的数量等于所指示的图像数量。例如，用户可以经由用户接口提供对要生成12幅图像的指示，这样的选择导致生成与由第一边界和第二边界限定的体积内的12个数据切片相对应的12幅图像。在处理器202没有接收到对要生成的图像的数量的指示的示例中，处理器可以被配置为生成默认数量的图像作为所述多幅图像，在一些示例中，其可以是8幅图像。在示例中，如果第一边界和第二边界被定义为使得边界内的体积具有16cm的长度，并且处理器202要生成8幅图像的集合，则所生成的图像对应于彼此间隔开大约2.29cm的扫描数据的切片，包括对应于第一边界处的数据切片和第二边界处的数据切片的图像。
处理器202还被配置为提供216多幅图像214以用于显示给用户。例如，图像可以显示在形成装置200的一部分的显示屏上，或显示在远离该装置并且可以从处理器202接收数据的显示设备上。
图3图示了用户可以如何在与对象的身体部分的体积有关的三维超声扫描数据中提供对第一边界和第二边界的指示的示例。图3中的图像中所示的对象的身体的部分对应于对象的肛门括约肌。图3A对应于第一步骤，其中，用户定义三维超声扫描数据的第一边界。图像302示出了感兴趣区域的矢状视图，在这种情况下，该感兴趣区域包括肛门括约肌。在该示例中，用户(例如，医学专业人员)可能希望指示第一边界和第二边界的位置，使得它们对应于肛门括约肌(例如，IAS和EAS)的端部。可以使用矢状视图来确定肛门括约肌的端部。然而，更大程度的准确性通过另外参考感兴趣区域的横向视图。因此，用户可以在矢状视图(图像302)中指示(例如，通过使用输入设备滚动或选择图像中的点)肛门括约肌的第一端部的明显位置。可以向用户呈现图像304，图像304示出了与矢状视图中指示的位置相对应的感兴趣区域(例如，肛门括约肌)的横向视图。在图3所示的示例中，用户已经提供了在该示例中显示为竖直线的第一边界的指示306。图像304中所示的横向视图对应于由线306指示的位置。
在一些示例中，例如，当用户选择图像302中的不同点时或当用户在图像上移动光标时，图像304中所示的横向视图可以改变(例如，实时地)。以这种方式，用户能够观察矢状视图旁边的感兴趣区域的横向视图，使得可以进行肛门括约肌的端部的更准确确定。因此，处理器202可以被配置为经由用户接口(例如，用户接口38)接收指示感兴趣区域的矢状视图中的位置的用户输入。处理器202还可以被配置为提供与所指示的位置相对应的感兴趣区域的横向视图以用于显示给用户。
将显而易见的是，虽然图3中所示的图像是矢状视图和横向视图，但是在其他示例中，可以使用和显示其他二维视图。
可以以多种方式提供用户输入。在一个实施例中，可以在第一二维视图上显示预定义方向(例如，竖直)上的线。该线可以响应于用户输入(例如，滚动或拖动)而可移动，并且响应于另外的用户输入(例如，点击)，该线可以被固定以指示第一或第二边界。在第二实施例中，用于指示第一或第二边界的用户输入可以包括对二维视图中的位置的指示。响应于接收到用户输入(例如，点击或选择)，可以显示在预定义方向上延伸并穿过所指示的位置的线。该线可以表示第一或第二边界。
图3B对应于第二步骤，其中，用户定义三维超声扫描数据的第二边界。图像308示出了感兴趣区域的矢状视图，并且此处，用户已经提供了对第二边界的指示310，其被示出为竖直线。图像312中所示的横向视图对应于由线310指示的位置。
可以根据超声扫描数据的预期用途来定义超声扫描数据的第一边界和第二边界，其可以分别被称为上边界和下边界。在一些示例中，可以基于在采集超声扫描数据时对象的位置和/或取向来进行边界的选择。例如，可以在对象躺在截石位时采集肛门括约肌的三维超声扫描。在一个示例中，对三维超声扫描数据的第一边界的指示可以包括对对应于在腹侧(即，在最靠近对象的上腹部的一侧上)不包括肛门外括约肌的(EAS)的肛门括约肌的最颅侧切片的肛门括约肌的视图的指示。在一些示例中，对三维超声扫描数据的第二边界的指示可以包括对对应于不包括肛门内括约肌(IAS)的肛门括约肌的最背侧切片的肛门括约肌的视图的指示。最背侧切片对应于最靠近对象足部的切片。
返回到图3，第一边界306和第二边界310已经由用户指示，第一边界和第二边界之间的间距可以基于要被生成为多幅图像的图像的数量来确定。图像314示出了第一边界306和第二边界310，并且线316至326表示第一边界和第二边界之间的均匀间隔的切片的位置，在其处将生成图像以形成所述多幅图像。图像328示出了9幅图像(包括图像314(其包括感兴趣区域的矢状视图和示出所生成的多幅图像的位置的线)以及多幅图像中的所生成的图像中的每幅)的拼贴。在该示例中，图像328包括9幅图像，但是将显而易见，图像328的外观将根据多幅图像中的图像数量而改变。在一些实施例中，处理器202可以被配置为提供感兴趣区域的矢状视图以用于与多幅所生成的图像一起显示给用户，所述感兴趣区域的矢状视图包括矢状视图中与所生成的图像中的每幅相对应的位置的指示。换句话说，可以提供与图像328类似的图像(例如，具有感兴趣区域的多个视图)以用于显示给用户。
本文公开的装置200的一个或多个部件可以形成超声扫描系统(诸如图1所示的超声系统)的一部分。因此，根据另一方面，本发明提供了一种包括如本文公开的装置202的超声扫描系统。
根据另一方面，本发明提供了一种方法，诸如计算机实施的方法。图4是方法400的示例的流程图，其可以包括用于处理超声扫描数据的计算机实施的方法。方法400包括在步骤402处，获得针对对象中包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据204。如上所述，超声扫描数据204可以从数据库206或从超声系统或超声扫描设备208获得。在步骤404处，方法400包括提供三维超声扫描数据以用于显示给用户。可以提供超声扫描数据的各种视图以用于显示，包括例如一个或多个二维视图(例如矢状视图和/或横向视图)。
方法400包括在步骤406处，经由用户接口(例如，用户接口38)接收对三维超声扫描数据的第一边界的指示。方法400还包括在框408处，经由用户接口接收对三维超声扫描数据的第二边界的指示。在步骤410处，方法400包括从三维超声扫描数据生成多幅图像214。多幅图像中的每幅图像对应于在第一和第二边界之间间隔开的多个切片中的相应的一个切片。方法400的步骤412涉及提供多幅图像214以用于显示给用户。然后可以由用户分析多幅图像214，例如以评估感兴趣区域。
图5是处理超声扫描数据的方法500(例如，计算机实施的方法)的另一示例的流程图。方法500可以包括上面讨论的方法400的一个或多个步骤。提供三维超声扫描数据以用于显示给用户的步骤(即，步骤404)可以包括提供感兴趣区域在第一方向上的第一二维视图(例如，矢状视图)以用于显示给用户。在一些实施例中，方法500还可以包括，在步骤502处，经由用户接口接收指示感兴趣区域的第一二维视图中的位置的用户输入。在步骤504处，方法500可以包括提供与所指示的位置相对应的感兴趣区域的第二二维视图(例如，横向视图)以用于显示给用户。第二二维视图可以在垂直于第一方向的方向上。如上所述，提供第二二维视图以用于显示给用户可以随着用户选择、突出显示或以其他方式识别第一二维视图中的不同位置而改变，从而使得他们能够浏览超声扫描数据，以准确地识别应当指示第一和第二边界的感兴趣区域的端部。在示例中，横向视图可以随着用户操纵矢状视图而改变。
在一些实施例中，方法500还可以包括在步骤506处，经由用户接口接收对要被生成为多幅图像的图像的数量的指示。在不存在对要被生成的图像的数量的指示的情况下，可以使用默认数量(例如，8幅均匀间隔的图像)。被生成为多幅图像的图像的数量可以等于所指示的图像数量或默认数量。根据一个示例，感兴趣区域可以包括对象的肛门括约肌。多幅图像中的所生成的图像的数量是8，或作为在步骤506处提供该数量的结果，或作为在不存在指示的情况下使用默认数量的结果。在一些示例中，可以以网格布置提供所生成的图像以用于显示给用户。例如，可以以图3的图像328中所示的方式呈现图像。
在步骤508处，方法500还可以包括提供感兴趣区域的第一二维(例如，矢状)视图以用于与多幅所生成的图像一起显示给用户，所述感兴趣区域的所述第一二维(例如，矢状)视图包括对第一二维(例如，矢状)视图中与所生成的图像中的每幅相对应的位置的指示。
根据另一方面，本发明提供了一种计算机程序产品。图6是计算机可读介质604和处理器202的示例的示意性图示。根据一些实施例，计算机程序产品包括非瞬态计算机可读介质604，该计算机可读介质具有体现在其中的计算机可读代码，该计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器202执行时使所述计算机或处理器执行本文公开的方法400、500的步骤。
本公开提供了一种用于生成与三维超声扫描数据集合中的超声数据的均匀间隔的切片相对应的图像集合的自动化机制。可以使用本文公开的实施例极大地改进先前可能缓慢且迭代的过程，因为在来自用户的相对少的输入的情况下，可以提供示出感兴趣区域的适当部分的图像集合以用于进一步分析。
处理器202可以包括被配置或编程为以本文描述的方式控制装置200的一个或多个处理器、处理单元、多核处理器或模块。在特定实施方式中，处理器202可以包括均被配置为执行或用于执行本文描述的方法的个体或多个步骤的多个软件和/或硬件模块。
如本文所使用的，术语“模块”旨在包括诸如被配置为执行特定功能的处理器或处理器的部件的硬件部件，或诸如在由处理器执行时具有特定功能的一组指令数据的软件部件。
将意识到，本发明的实施例还适用于适于使本发明付诸实践的计算机程序，特别是在载体上或载体中的计算机程序。该程序可以采取源代码、目标代码、代码中间源和目标代码的形式，诸如部分编译的形式，或者适于使用在根据本发明的实施例的方法的实施方式中的任何其他形式。还将意识到，此类程序可以具有许多不同的架构设计。例如，实施根据本发明的方法或系统的功能的程序代码可以被细分为一个或多个子例程。在这些子例程中间分配功能的许多不同方式对于技术人员而言将是显而易见的。子例程可以一起存储在一个可执行文件中，以形成一个独立的程序。这样的可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如，处理器指令和/或解释器指令(例如，Java解释器指令)。备选地，一个或多个或所有子例程可以被存储在至少一个外部库文件中，并且静态地或动态地(例如，在运行时)与主程序链接。主程序包含对子例程中至少一个的至少一个调用。子例程还可以包括彼此的函数调用。与计算机程序产品有关的实施例包括与本文阐述的方法中的至少一个方法的每个处理阶段相对应的计算机可执行指令。这些指令可以细分为子例程和/或存储在可以静态或动态链接的一个或多个文件中。与计算机程序产品有关的另一实施例包括与本文阐述的系统和/或产品中至少一个的每个模块相对应的计算机可执行指令。这些指令可以细分为子例程和/或存储在可以静态或动态链接的一个或多个文件中。
计算机程序的载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括数据存储设备，诸如ROM，例如，CD ROM或半导体ROM、或者磁记录介质，例如，硬盘。此外，载体可以是可传输的载体，诸如电或光信号，其可以经由电缆或光缆或通过无线电或其他模块来传达。当程序以此类信号实现时，载体可以由此类线缆或其他设备或模块构成。备选地，载体可以是其中嵌入程序的集成电路，该集成电路适于执行相关方法或在相关方法的执行中使用。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践本文描述的原理和技术时，能够理解并实现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履行在权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载的措施可以有利地组合。计算机程序可以存储或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提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序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电信系统分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于处理超声扫描数据的装置(200)，所述装置包括：
处理器(202)，其被配置为：
获得(203)针对对象中包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据(204)；
提供(209)所述三维超声扫描数据以用于显示给用户；
经由用户接口接收(213)对所述三维超声扫描数据的第一边界的指示；
接收(213)对所述三维超声扫描数据的第二边界的指示；
根据所述三维超声扫描数据来生成多幅图像(214)，所述多幅图像中的每幅图像对应于在所述第一边界与所述第二边界之间间隔开的多个切片中的相应的一个切片，所述多个切片包括所述第一边界处的切片；并且
提供(216)所述多幅图像以用于显示给所述用户。
其中，所述处理器还被配置为：
通过提供所述感兴趣区域在预定方向上的第一二维视图以用于显示给所述用户使得所述第一二维视图与所述第一边界相交，来提供所述三维超声扫描数据(214)以用于显示给所述用户；并且
在经由所述用户接口接收到指示所述感兴趣区域的所述第一二维视图中的所述第一边界的位置的用户输入的情况下，基于所指示的位置来生成与所述第一边界处的所述切片相对应的所述感兴趣区域的第二二维视图，并且提供所述感兴趣区域的所述第二二维视图以用于显示给所述用户。
2.根据权利要求1所述的装置(200)，其中，所述第一二维视图垂直于所述第一边界处的所述切片。
3.根据权利要求1所述的装置(200)，其中，所述第一二维视图与所述多个切片中的每个切片相交。
4.根据权利要求3所述的装置(200)，其中，所述处理器(202)被配置为：
提供所述感兴趣区域的所述第一二维视图以用于与多幅所生成的图像(214)一起显示给所述用户，所述第一二维视图包括对所述第一二维视图中与所生成的图像中的每幅图像相对应的位置的指示。
5.根据权利要求3所述的装置(200)，其中，所述第一二维视图垂直于所述多个切片中的每个切片。
6.根据权利要求1所述的装置(200)，其中，所述多个切片彼此平行。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(200)，其中，所述感兴趣区域包括所述对象的肛门括约肌。
8.根据权利要求7所述的装置(200)，其中，对所述三维超声扫描数据的所述第一边界的所述指示包括对与在腹侧不包括肛门外括约肌的所述肛门括约肌的最颅侧切片相对应的所述肛门括约肌的视图的指示；并且
其中，对所述三维超声扫描数据的所述第二边界的所述指示包括对与所述肛门括约肌的不包括肛门内括约肌的最背侧切片相对应的所述肛门括约肌的视图的指示。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(200)，其中，所述处理器(202)被配置为：
经由所述用户接口接收对要被生成为所述多幅图像(214)的图像的数量的指示；
其中，被生成为所述多幅图像的图像的数量等于所指示的图像数量。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(200)，还包括：
用户接口(38)，经由所述用户接口能够进行一个或多个用户输入。
11.一种超声扫描系统(2)，包括根据前述权利要求中的任一项所述的装置(200)以及超声探头(4)，所述超声探头用于采集所述三维超声扫描数据并且将所采集的三维超声扫描数据提供给所述装置(200)。
12.一种用于处理超声扫描数据的计算机实施的方法(400)，所述方法包括：
获得(402)针对对象中包括感兴趣区域的体积的三维超声扫描数据；
提供(404)所述三维超声扫描数据以用于显示给用户；
经由用户接口接收(406)对所述三维超声扫描数据的第一边界的指示；
接收(408)对所述三维超声扫描数据的第二边界的指示；
根据所述三维超声扫描数据来生成(410)多幅图像，所述多幅图像中的每幅图像对应于在所述第一边界与所述第二边界之间间隔开的多个切片中的相应的一个切片，所述多个切片包括所述第一边界处的切片；并且
提供(412)所述多幅图像以用于显示给所述用户，
其中，提供所述三维超声扫描数据以用于显示给用户包括提供所述感兴趣区域在预定方向上的第一二维视图以用于显示给所述用户，使得所述第一二维视图至少与所述第一边界相交；并且
其中，所述方法还包括：
在经由所述用户接口接收到(502)指示所述感兴趣区域的所述第一二维视图中的所述第一边界的位置的用户输入的情况下，基于所指示的位置来生成与所述第一边界处的所述切片相对应的所述感兴趣区域的第二二维视图，并且提供(504)所述感兴趣区域的所述第二二维视图以用于显示给所述用户。
13.根据权利要求12所述的计算机实施的方法(400、500)，所述第一二维视图垂直于所述第一边界处的所述切片。
14.根据权利要求12至13中的任一项所述的计算机实施的方法(400、500)，其中，
所述感兴趣区域包括所述对象的肛门括约肌；
在所述多幅图像中所生成的图像的数量是8；并且
以网格布置提供所生成的图像以用于显示给所述用户。
15.一种包括计算机可读代码的计算机程序产品，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器(202)执行时使所述计算机或处理器执行根据权利要求12至14中的任一项所述的方法。
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