CN118252535A - 三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质 - Google Patents
三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
一种三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质。该三维脊柱超声成像方法包括：获取目标对象的脊柱的三维数据；从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；分别对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域设置不同的渲染参数；基于所设置的渲染参数对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。本申请使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体。
Description
技术领域
本申请涉及超声成像技术领域，更具体地涉及一种三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质。
背景技术
超声仪器一般用于医生观察人体的内部组织结构，医生将操作探头放在人体部位对应的皮肤表面，可以得到该部位的超声图像。超声由于其安全、方便、无损、廉价等特点，已经成为医生诊断的主要辅助手段。
脊柱是胎儿发育中非常重要的结构，也是产前筛查的重要部位。近年来，三维超声在胎儿脊柱检查中得到广泛的应用，三维胎儿脊柱成像是将连续采集到的动态二维切面胎儿脊柱数据经过计算机的一系列处理，并按照一定顺序排列重新组成三维数据，再利用三维渲染技术还原出组织器官的立体结构信息，帮助医生更为详细地诊断脊柱异常节段。
医生在进行胎儿脊柱三维筛查时，主要通过评估椎弓、椎体、脊髓圆锥等解剖学结构，来进行临床诊断。然而，根据现有的三维超声成像方法进行超声三维胎儿脊柱成像，由于椎弓和椎体为高回声组织，脊髓圆锥为低回声组织且嵌在椎弓和椎体之间，使得无法同时显示椎弓、椎体、脊髓圆锥结构。
因此，需要提供一种能够同时显示椎弓、椎体、脊髓圆锥结构这样的多个组织结构的超声成像方案。
发明内容
为了解决上述问题而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种三维脊柱超声成像方法，所述方法包括：获取目标对象的脊柱的三维数据；从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；分别对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域设置不同的渲染参数；基于所设置的渲染参数对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请另一方面，提供了一种三维脊柱超声成像方法，所述方法包括：获取目标对象的脊柱的三维数据；从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行面绘制渲染，得到渲染图像；对所述渲染图像中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请再一方面，提供了一种三维脊柱超声成像方法，所述方法包括：获取目标对象的脊柱的三维数据；从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；以所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者为基准，对其他两者对应的数据进行校正；基于相同的渲染参数对校正后的、包括所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请又一方面，提供了一种超声成像方法，所述方法包括：获取目标对象的目标部位的三维数据；从所述三维数据中提取不同的组织区域，其中所述不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值；分别对所述不同的组织区域设置不同的渲染参数；基于所设置的渲染参数对所述不同的组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示所述不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述不同的组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请再一方面，提供了一种超声成像方法，所述方法包括：获取目标对象的目标部位的三维数据；从所述三维数据中提取不同的组织区域，其中所述不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值；对所述不同的组织区域进行面绘制渲染，得到渲染图像；对所述渲染图像中所述不同的组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示所述不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述不同的组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请又一方面，提供了一种超声成像方法，所述方法包括：获取目标对象的目标部位的三维数据；从所述三维数据中提取不同的组织区域，其中所述不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值；以所有所述组织区域中的任一者为基准，对其他者对应的数据进行校正；基于相同的渲染参数对校正后的、包括所有所述组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示所述不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述不同的组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请再一方面，提供了一种超声成像装置，所述装置包括发射接收电路、超声容积探头、处理器和显示器，其中：所述发射接收电路用于控制所述超声探头向目标对象发射超声波，接收所述超声波的回波，并从所述回波获取超声回波数据；所述处理器用于控制所述发射接收电路，并用于执行上述超声成像方法而生成渲染图像；所述显示器用于显示所述渲染图像。
根据本申请又一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器运行时，使得所述处理器执行上述超声成像方法。
据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法通过从三维脊柱数据中分割得到椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域，并对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域分别设置不同的渲染参数，基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果，使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体，不仅能够提高三维脊柱成像的成像质量，还能够有效提高三维脊柱筛查的效率。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1示出根据本申请一个实施例的三维脊柱超声成像方法的示意性流程图。
图2示出基于体绘制的透明轮廓成像的示意图。
图3示出根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法中获取的三维脊柱数据的示例性示意图。
图4示出根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法中融合显示后同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的示例性示意图。
图5示出根据本申请另一个实施例的三维脊柱超声成像方法的示意性流程图。
图6示出根据本申请再一个实施例的三维脊柱超声成像方法的示意性流程图。
图7示出根据本申请一个实施例的超声成像方法的示意性流程图。
图8示出根据本申请另一个实施例的超声成像方法的示意性流程图。
图9示出根据本申请再一个实施例的超声成像方法的示意性流程图。
图10示出根据本申请实施例的超声成像装置的示意性结构框图。
具体实施方式
为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。
首先，参照图1描述根据本申请一个实施例的超声成像方法100。如图1所示，超声成像方法100包括如下步骤：
在步骤S110，获取目标对象的脊柱的三维数据。
在步骤S120，从三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。
在步骤S130，分别对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域设置不同的渲染参数。
在步骤S140，基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
在本申请的实施例中，首先获取目标对象的脊柱的三维数据，在获取三维数据后，可分割得到椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。基于这样的分割结果，可对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三个区域分别设置不同的渲染参数。由于分别针对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三个区域设置不同的渲染参数，从而能够基于不同的渲染参数对这三个区域进行渲染并融合显示，得到同时显示这三个区域的图像，该图像是用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。此处，“椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织同时显示”的显示效果可以为：用户从融合显示的图像中，能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体。
因此，根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法通过从三维数据中分割得到椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域，并对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域分别设置不同的渲染参数，基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果，使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体，不仅能够提高三维脊柱成像的成像质量，还能够有效提高三维脊柱筛查的效率。
在本申请的实施例中，步骤S110获取的目标对象(例如胎儿)的脊柱的三维数据可以是利用超声容积探头或者面诊探头采集的三维脊柱数据。
在本申请的实施例中，步骤S120从三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域可以是通过组织结构自动识别得到的，也可以是基于用户手动输入(例如手动输入分割线)得到的，还可以是基于自动识别、手动输入这两者的结合得到的。其中，将椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域分别作为感兴趣区域，对感兴趣区域进行自动识别的方法可以包括以下方法中的至少一项：
1、构造一个实体模型，通过调节实体模型的尺寸来设置感兴趣区域，进而获取感兴趣区域内的组织，其中实体模型可以是不同形状的模型，例如，长方体、椭球体、抛物面或者具有光滑外表面的任何形状的模型，可以是其中一类或多类模型的组合。
2、通过裁剪、擦除等手动方式，去除不感兴趣的组织。
3、交互式分割出感兴趣区域组织，采用LiveWire智能剪刀，GrabCut等方法，半自动分割出感兴趣区域组织。
4、传统的基于滑窗的方法，常见形式为：首先对滑窗内的区域进行特征提取，特征提取方法可以是传统的PCA、LDA、Harr特征、纹理特征等，也可以采用深度神经网络来进行特征提取，然后将提取到的特征和数据库进行匹配，用KNN、SVM、随机森林、神经网络等判别器进行分类，确定当前滑窗是否为感兴趣区域。
5、基于深度学习的Bounding-Box方法检测识别，常见形式为：通过堆叠基层卷积层和全连接层来对构建的数据库进行特征的学习和参数的回归，对于一幅输入图像，可以通过网络直接回归出对应的感兴趣区域的Bounding-Box，同时获取其感兴趣区域内组织结构的类别，常见的网络有R-CNN、Fast R-CNN、Faster-RCNN、SSD、YOLO等，通过该方法自动获取感兴趣区域内的组织。
6、基于深度学习的端到端的语义分割网络方法，该类方法与第二种基于深度学习的Bounding-Box的结构类似，不同点在于将全连接层去除，加入上采样或者反卷积层来使得输入与输出的尺寸相同，从而直接得到输入图像的感兴趣区域及其相应类别，常见的网络有FCN、U-Net、Mask R-CNN等，通过该方法自动获取感兴趣区域内的组织。
7、采用方法2、3、4、5或6来对目标进行定位，再根据定位结果额外设计分类器对目标进行分类判断。分类判断方法可以为：首先对目标ROI或Mask进行特征提取，特征提取方法可以是传统的PCA、LDA、Harr特征、纹理特征等，也可以采用深度神经网络来进行特征提取，然后将提取到的特征和数据库进行匹配，用KNN、SVM、随机森林、神经网络等判别器进行分类，通过该方法自动获取感兴趣区域内的组织。
8、以上各种方法的结合。
在从三维数据中提取到椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域后，分别对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域设置不同的渲染参数，如步骤S130所述的。由于渲染参数与渲染方式有关，下面首先描述渲染方式。
三维渲染包括面绘制和/或体绘制。其中，面绘制主要方法分为“基于断层轮廓线(Delaunay)”以及“体素中抽取等值面(MarchingCube)”两类方法。以MarchingCube为例，通过提取体数据中组织/器官的等值面(即表面轮廓)信息——三角面片的法向量以及顶点坐标，建立三角形网格模型，然后再结合光照模型(包括环境光、散射光、高光等，不同光源参数)进行立体渲染(其中光照模型包括环境光、散射光、高光等，不同光源参数(类型、方向、位置、角度)会在不同程度上影响光照模型的效果)，即可得到VR(Volume Render)渲染图。
体绘制主要为光线追踪算法，基于视线方向发射多根穿过体数据的光线，每一根光线按固定步长进行递进，对光线路径上的体数据进行采样，计算每个采样点的颜色与不透明度，再对每一根光线路径上的颜色和不透明度进行累积，最后将累积颜色值映射到2D图像的每个像素上，即可得到VR(Volume Rendering)渲染图。其中体绘制的超声三维渲染模式包括：表面成像模式(Surface)，显示物体表面信息；最大回声模式(Max)，显示物体内部最大值信息；最小回声模式(Min)，显示物体内部最小值信息；X光模式(X-Ray)，显示物体内部结构信息；光影成像模式(Volume Rendering with Global Illumination)，基于全局光照模型显示物体表面信息；轮廓模式(Silhouette)，通过半透明效果显示物体内外轮廓信息。
其中，基于体绘制的透明轮廓成像技术是三维超声常用的可视化显示方案之一(如图2所示的胎儿脊柱透明轮廓成像示意图)，其能够很好地显示组织(器官)轮廓结构，还能够实现透视效果(透过当前组织，观察到后面的组织)。但缺点是：针对不同检查场景(胎儿颅脑、长骨、椎弓、椎体、脊髓圆锥等)，利用透明轮廓成像技术呈现一个较佳的效果，目前需要用户手动设置透明轮廓成像相关的VR参数(包括阈值、不透明度、透明轮廓融合比例、亮度、对比度等参数)，整个调参过程较为复杂，要求用户具有一定的3D、4D理论知识背景。
在本申请的实施例中，在从三维数据中提取到椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域后，可分别自动基于提取结果对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域设置不同的渲染参数，具体以体绘制为例，设置的渲染参数是透明轮廓成像的相关参数。
下面更具体地描述对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自设置渲染参数的过程。
在本申请的实施例中，对椎弓组织区域设置对应的渲染参数，可以包括：基于椎弓组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值；调节透明轮廓融合比例以使得能够透过椎弓组织区域观察到椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。
在该实施例中，对椎弓组织区域设置的渲染参数包括透明轮廓成像的阈值和调节透明轮廓融合比例。其中，透明轮廓成像的阈值与椎弓组织区域的灰度值相关。示例性地，可以将椎弓组织区域的平均灰度值作为透明轮廓成像的阈值。由于椎弓组织区域是骨质结构且图像特征表现为高灰度值(例如对于胎儿来说)，因此一般椎弓组织区域的渲染参数中，透明轮廓成像的阈值较大。
透明轮廓融合比例与椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者的位置关系有关。对于三维超声胎儿脊柱筛查，一般显示的三维超声图像中从深度方向上来说从浅到深是椎弓组织区域、脊髓圆锥组织区域和椎体组织区域。因此，需要调节透明轮廓融合比例以使得能够透过椎弓组织区域观察到椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。在一个示例中，透明轮廓融合比例为1时表示完全透明，0为不透明。相应地，对椎弓组织区域设置的透明轮廓融合比例的取值范围可以在0.6到1之间，使得对椎弓组织区域设置的透明轮廓融合比例较高，从而能够透过椎弓组织区域观察到椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。
进一步地，对椎弓组织区域设置对应的渲染参数，还可以包括：调节椎弓组织区域的边界的亮度和/或对比度以使得能够凸显椎弓组织区域的轮廓。在该实施例中，通过调节椎弓组织区域的边界的亮度和/或对比度来凸显椎弓组织区域的轮廓，使得用户能够在透过椎弓组织区域观察到椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的基础上，还因椎弓组织区域的轮廓的凸显而更清晰地观察到椎弓组织区域，有利于提高医生诊断的可靠性。示例性地，调节边界的亮度和/或对比度可以包括：将边界的亮度和/或对比度调节为等于非边界区域的亮度或对比度的预设倍数，预设倍数的取值范围例如可在1到1.2之间。
在本申请的实施例中，对椎体组织区域设置对应的渲染参数，可以包括：基于椎体组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值；调节透明轮廓融合比例以使得能够观察到椎体组织区域的完整三维形态。
在该实施例中，对椎体组织区域设置的渲染参数包括透明轮廓成像的阈值和调节透明轮廓融合比例。其中，透明轮廓成像的阈值与椎体组织区域的灰度值相关。示例性地，可以将椎体组织区域的平均灰度值作为透明轮廓成像的阈值。由于椎体组织区域是软组织结构且图像特征表现为低灰度值(例如对于胎儿来说)，因此一般椎体组织区域的渲染参数中，透明轮廓成像的阈值较小。
透明轮廓融合比例与椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者的位置关系有关。对于三维超声胎儿脊柱筛查，一般显示的三维超声图像中从深度方向上来说从浅到深是椎弓组织区域、脊髓圆锥组织区域和椎体组织区域。因此，需要调节透明轮廓融合比例以使得能够观察到椎体组织区域的完整三维形态。在一个示例中，透明轮廓融合比例为1时表示完全透明，0为不透明。由于椎体组织区域是需要透过椎弓组织区域和脊髓圆锥组织区域能看到的，因此椎体组织区域的透明轮廓融合比例可以无需太高，例如，对椎体组织区域设置的透明轮廓融合比例的取值范围可以在0到0.5之间，使得对椎体组织区域设置的透明轮廓融合比例较低，从而更容易观察到椎体组织区域的完整三维形态。
进一步地，对椎体组织区域设置对应的渲染参数，还可以包括：调节椎体组织区域的边界的亮度和/或对比度以使得能够凸显椎体组织区域的轮廓。在该实施例中，通过调节椎体组织区域的边界的亮度和/或对比度来凸显椎体组织区域的轮廓，使得用户能够在观察到椎体组织区域的完整三维形态的基础上，还因椎体组织区域的轮廓的凸显而更清晰地观察到椎体组织区域，有利于提高医生诊断的可靠性。示例性地，调节边界的亮度和/或对比度可以包括：将边界的亮度和/或对比度调节为等于非边界区域的亮度或对比度的预设倍数，预设倍数的取值范围例如可在1到1.2之间。
在本申请的实施例中，对脊髓圆锥组织区域设置对应的渲染参数，可以包括：基于脊髓圆锥组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值；调节透明轮廓融合比例以使得能够透过脊髓圆锥组织区域观察到椎体组织区域。
在该实施例中，对脊髓圆锥组织区域设置的渲染参数包括透明轮廓成像的阈值和调节透明轮廓融合比例。其中，透明轮廓成像的阈值与脊髓圆锥组织区域的灰度值相关。示例性地，可以将脊髓圆锥组织区域的平均灰度值作为透明轮廓成像的阈值。由于脊髓圆锥组织区域是骨质结构且图像特征表现为高灰度值(例如对于胎儿来说)，因此一般脊髓圆锥组织区域的渲染参数中，透明轮廓成像的阈值较大。
透明轮廓融合比例与椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者的位置关系有关。对于三维超声胎儿脊柱筛查，一般显示的三维超声图像中从深度方向上来说从浅到深是椎弓组织区域、脊髓圆锥组织区域和椎体组织区域。因此，需要调节透明轮廓融合比例以使得能够透过脊髓圆锥组织区域观察到椎体组织区域。在一个示例中，透明轮廓融合比例为1时表示完全透明，0为不透明。相应地，对脊髓圆锥组织区域设置的透明轮廓融合比例的取值范围可以在0.6到1之间，使得对脊髓圆锥组织区域设置的透明轮廓融合比例较高，从而能够透过脊髓圆锥组织区域观察到椎体组织区域。
进一步地，对脊髓圆锥组织区域设置对应的渲染参数，还可以包括：调节脊髓圆锥组织区域的边界的亮度和/或对比度以使得能够凸显脊髓圆锥组织区域的轮廓。在该实施例中，通过调节脊髓圆锥组织区域的边界的亮度和/或对比度来凸显脊髓圆锥组织区域的轮廓，使得用户能够在透过脊髓圆锥组织区域观察到椎体组织区域的基础上，还因脊髓圆锥组织区域的轮廓的凸显而更清晰地观察到脊髓圆锥组织区域，有利于提高医生诊断的可靠性。示例性地，调节边界的亮度和/或对比度可以包括：将边界的亮度和/或对比度调节为等于非边界区域的亮度或对比度的预设倍数，预设倍数的取值范围例如可在1到1.2之间。
在对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自设置不同的渲染参数后，可基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，并进行融合显示，得到同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的图像，如步骤S140所述的。
在一个实施例中，步骤S140中所述的基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，可以包括：基于针对椎弓组织区域设置的渲染参数对椎弓组织区域进行体绘制渲染，得到第一渲染图像；基于针对椎体组织区域设置的渲染参数对椎体组织区域进行体绘制渲染，得到第二渲染图像；基于针对脊髓圆锥组织区域设置的渲染参数对脊髓圆锥组织区域进行体绘制渲染，得到第三渲染图像；对第一渲染图像、第二渲染图像和第三渲染图像进行融合处理，，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像。
在该实施例中，针对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域分别进行体绘制渲染，得到第一渲染图像、第二渲染图像和第三渲染图像，然后将三个渲染图像进行融合处理，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
在该实施例中，虽然需要多次进行体绘制渲染，但每次体绘制渲染所采用的参数是固定不变的，也即每次的体绘制渲染过程比较简单。因为都是按照设置好的针对当前目标组织区域的渲染参数进行渲染的。例如，针对椎弓组织区域进行体绘制渲染时，从渲染的开始到结束均采用的是针对椎弓组织区域设置的渲染参数。类似地，针对椎体组织区域进行体绘制渲染时，从渲染的开始到结束均采用的是针对椎体组织区域设置的渲染参数。类似地，针对脊髓圆锥组织区域进行体绘制渲染时，从渲染的开始到结束均采用的是针对脊髓圆锥组织区域设置的渲染参数。
在得到第一渲染图像、第二渲染图像和第三渲染图像，对它们进行融合处理即可得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像。示例性地，对第一渲染图像、第二渲染图像和第三渲染图像进行融合处理，可以包括：对第一渲染图像、第二渲染图像和第三渲染图像进行加权融合。
总体地，在该实施例中，可分别获取椎弓、椎体、脊髓圆锥的三维数据，分别进行光线追踪计算，根据不同类型的三维数据，设置相应的透明轮廓成像参数，最后分别得到椎弓、椎体、脊髓圆锥的VR渲染图像，再进行融合处理。用公式表示如下：
VRtotal＝a·VR椎弓+b·VR椎体+c·VR脊髓圆锥
其中，VRtotal为融合的VR渲染图像，VR椎弓为椎弓的VR渲染图像，VR椎弓为椎体的VR渲染图像，VR脊髓圆锥为脊髓圆锥的VR渲染图像，a、b、c为加权融合系数。
在另一个实施例中，步骤S140中所述的基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，可以包括：对包括椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的三维数据进行体绘制渲染，在渲染的过程中针对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域采用各自被设置的渲染参数，，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像。
在该实施例中，不是对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的三维数据提取出来，分别进行体绘制渲染，而是将包括椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者的三维数据进行一次体绘制渲染，在渲染的过程中，对于不同的组织区域采用不同的渲染参数。也即，渲染过程中遇到椎弓组织区域则采用与椎弓组织区域对应的渲染参数，遇到椎体组织区域则采用与椎体组织区域对应的渲染参数，遇到脊髓圆锥组织区域则采用与脊髓圆锥组织区域对应的渲染参数。也即，在该次体绘制渲染过程中，渲染参数是随着组织区域的不同而发生改变的。最终体绘制完成即可得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像。
在该实施例中，虽然渲染过程中渲染参数随着组织区域的不同而发生改变，但只需要一次体绘制渲染，就可得到同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的渲染图像。总体地，在获取脊柱三维数据后，基于视线方向发射多根穿过三维数据的光线，不同光线穿过不同组织区域(椎弓、椎体、脊髓圆锥)，设置相应的透明轮廓成像参数(包括阈值、不透明度、透明轮廓融合比例、亮度、对比度等参数)，最后可以得到椎弓、椎体、脊髓圆锥的融合显示效果。
无论是椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自对应的三维数据提取出来进行分别体绘制渲染之后各个渲染图像进行融合，还是不提取数据整体进行体绘制渲染，最终均能得到同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的渲染图像。可以结合图3和图4来看图像效果。
图3示出了S110获取的三维数据对应的超声图像，图4示出了步骤S140得到的同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的图像。从图3和图4可以看出，原本在图3中无法同时显示的椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域，在图4中能够同时显示，使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体，不仅能够提高三维脊柱成像的成像质量，还能够有效提高三维脊柱筛查的效率。
以上示例性地示出了根据本申请一个实施例的三维脊柱超声成像方法100。基于上面的描述，根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法100通过从三维脊柱数据中分割得到椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域，并对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域分别设置不同的渲染参数，基于所设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果，使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体，不仅能够提高三维脊柱成像的成像质量，还能够有效提高三维脊柱筛查的效率。
下面结合图5描述根据本申请另一个实施例的三维脊柱超声成像方法500。如图5所示，三维脊柱超声成像方法500可以包括如下步骤：
在步骤S510，获取目标对象的脊柱的三维数据。
在步骤S520，从三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。
在步骤S530，对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行面绘制渲染，得到渲染图像。
在步骤S540，对渲染图像中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法500与前文所述的三维脊柱超声成像方法100的目的相同，都是为了得到能够同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的图像。从技术实现上，两者部分类似，部分不同。具体是步骤S510与步骤S110类似，步骤S520与步骤S120类似，为了简洁，类似的步骤不再赘述。不同之处是，对于步骤S130和步骤S140，其没有限定渲染方式，且前文实施例中主要以体绘制方式为例进行了描述。此处，步骤S530和步骤S540，其限定了渲染方式，是通过对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行面绘制得到渲染图像，并通过对渲染图像中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
具体地，基于步骤S520对椎弓、椎体、脊髓圆锥的分割结果，结合步骤S530中通过面绘制得到的等值面信息进行可视化显示。由于面绘制后得到的渲染图像能够同时绘制出椎弓、椎体、脊髓圆锥，但存在一个遮挡效果。对于三维超声胎儿脊柱筛查，一般临床上的观察方位是先椎弓再椎体、最后是脊髓圆锥，目前得到的渲染图像只能观察到最前侧的椎弓，椎体、脊髓圆锥大部分被椎弓所遮挡。因此，可调节椎弓、脊髓圆锥、椎体等值面的透明度比例，使其同时显示椎弓、椎体、脊髓圆锥。
在一个示例中，对渲染图像中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，可以包括：将渲染图像中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例调整到预设取值范围，预设取值范围例如为0.6到1(其中1为完全透明，0为不透明)。在该示例中，由于将椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例均调节到比较大的值，使得椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域较为透明，这样“椎体、脊髓圆锥大部分被椎弓所遮挡”的情况将得到解决，使得能够同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
以上示例性地示出了根据本申请另一个实施例的三维脊柱超声成像方法500。基于上面的描述，根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法500通过对三维脊柱数据中的椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行面绘制得到渲染图像，并通过对渲染图像中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果，使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体，不仅能够提高三维脊柱成像的成像质量，还能够有效提高三维脊柱筛查的效率。
下面结合图6描述根据本申请再一个实施例的三维脊柱超声成像方法600。如图6所示，三维脊柱超声成像方法600可以包括如下步骤：
在步骤S610，获取目标对象的脊柱的三维数据。
在步骤S620，从三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域。
在步骤S630，以椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者为基准，对其他两者对应的数据进行校正；
在步骤S640，基于相同的渲染参数对校正后的、包括椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法600与前文所述的三维脊柱超声成像方法100的目的相同，都是为了得到能够同时显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的图像。从技术实现上，两者部分类似，部分不同。具体是步骤S610与步骤S110类似，步骤S620与步骤S120类似，为了简洁，类似的步骤不再赘述。
不同之处是，对于步骤S130和步骤S140，其是通过对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域分别设置不同的渲染参数，再根据设置的渲染参数对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。此处，步骤S630和步骤S640，其是通过以椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者为基准，对其他两者对应的数据进行校正，然后再基于相同的渲染参数对校正后的、包括椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
简而言之，步骤S130和步骤S140是通过对椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的渲染参数进行差异化处理，来达到椎弓、椎体、脊髓圆锥的同时显示。而步骤S630和步骤S640是通过改变三维数据，来达到椎弓、椎体、脊髓圆锥的同时显示。这是因为，椎弓、椎体属于骨质结构，整体灰度信号偏高，脊髓圆锥属于软组织结构，灰度信号偏低。后续渲染复用同一套参数无法同时显示三个结构，因此可以对三类组织数据进行校正，使得其整体信号相当，这样再使用同一套参数可以实现同时显示三个结构的效果。
在本申请的实施例中，步骤S630中的以椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者为基准，对其他两者对应的数据进行校正，可以包括：计算椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者各自的平均灰度值；将椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者作为基准区域，其他两者作为待校正区域；对于每个待校正区域，基于基准区域的平均灰度值和待校正区域的平均灰度值计算待校正区域的校正系数，并基于校正系数对待校正区域对应的数据进行校正。
在该实施例中，以椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者作为基准区域，其他两者作为待校正区域，基于基准区域的平均灰度值和每个待校正区域的平均灰度值计算校正系数，来校正每个待校正区域对应的数据，从而使其在使用同一套渲染参数后能够同时显示。
示例性地，基于基准区域的平均灰度值和待校正区域的平均灰度值计算待校正区域的校正系数，可以包括：将基准区域的平均灰度值除以待校正区域的平均灰度值，得到待校正区域的校正系数。示例性地，基于校正系数对待校正区域对应的数据进行校正，可以包括：将待校正区域对应的数据的灰度值乘以校正系数。下面举例描述。
在一个示例中，计算椎弓组织区域的平均灰度值Sample椎弓、椎体组织区域的平均灰度值Sample椎体和脊髓圆锥组织区域的平均灰度值Sample脊髓圆锥。假设以椎弓组织区域为基准，对椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自对应的三维数据进行校正。则，对椎体组织区域对应的三维数据的校正是将椎体组织区域对应的三维数据乘以校正系数Sample椎弓/Sample椎体，对脊髓圆锥组织区域对应的三维数据的校正是将脊髓圆锥组织区域对应的三维数据乘以校正系数Sample椎弓/Sample脊髓圆锥。
以上示例性地示出了根据本申请再一个实施例的三维脊柱超声成像方法600。基于上面的描述，根据本申请实施例的三维脊柱超声成像方法600通过将三维脊柱数据中的椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域各自对应的三维数据校正在彼此相当的范围，再通过同一套渲染参数对其进行渲染，得到用户视角下能够显示椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果，使得医生能够透过椎弓看到椎体和脊髓圆锥，能够透过脊髓圆锥看到椎体，不仅能够提高三维脊柱成像的成像质量，还能够有效提高三维脊柱筛查的效率。
在上文结合图1到图6描述的实施例中，均是以三维脊柱超声成像为例来描述的，但其发明构思也可以用于其他部位的、希望同时显示几个组织区域的超声成像。下面结合图7到图9来描述。
图7示出了根据本申请一个实施例的超声成像方法700的示意性流程图。如图7所示，超声成像方法700可以包括如下步骤：
在步骤S710，获取目标对象的目标部位的三维数据。
在步骤S720，从三维数据中提取不同的组织区域，其中不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值。
在步骤S730，分别对不同的组织区域设置不同的渲染参数；
在步骤S740，基于所设置的渲染参数对不同的组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中不同的组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请实施例的超声成像方法700与前文所述的超声成像方法100大体上类似，为了简洁，此处仅描述它们的不同之处。超声成像方法700与超声成像方法100的不同之处在于：超声成像方法100中限定的目标部位是脊柱，限定的组织区域是椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；而超声成像方法700中不限定目标部位，也不限定组织区域，但不同的组织区域之间的灰度值是有较大差别(例如目标部位包括面部时，不同的组织区域可以包括颜面部区域、眼球区域、颌面部骨骼区域、脑部区域中的至少两者)，这样它们也如同椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域存在使用同一套渲染参数难以同时显示的问题。因此，基于与超声成像方法100类似的思路，通过对不同的组织区域的渲染参数进行差异化处理，渲染后融合显示，来实现不同组织区域的同时显示，得到用户视角下能够显示不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中不同的组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
基于上面的描述，根据本申请实施例的超声成像方法700通过从目标部位的三维数据中分割得到不同的组织区域，并对不同的组织区域分别设置不同的渲染参数，基于所设置的渲染参数对不同的组织区域进行渲染并融合显示，得到同时显示灰度值相差较大的不同组织区域的图像，使得医生能够透过一个组织看到另一个组织，不仅能够提高三维成像的成像质量，还能够有效提高三维筛查的效率。
图8示出了根据本申请另一个实施例的超声成像方法800的示意性流程图。如图8所示，超声成像方法800可以包括如下步骤：
在步骤S810，获取目标对象的目标部位的三维数据。
在步骤S820，从三维数据中提取不同的组织区域，其中不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值。
在步骤S830，对不同的组织区域进行面绘制渲染，得到渲染图像。
在步骤S840，对渲染图像中不同的组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中不同的组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请实施例的超声成像方法800与前文所述的超声成像方法500大体上类似，为了简洁，此处仅描述它们的不同之处。超声成像方法800与超声成像方法500的不同之处在于：超声成像方法500中限定的目标部位是脊柱，限定的组织区域是椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；而超声成像方法800中不限定目标部位，也不限定组织区域，但不同的组织区域之间的灰度值是有较大差别(例如目标部位包括面部时，不同的组织区域可以包括颜面部区域、眼球区域、颌面部骨骼区域、脑部区域中的至少两者)，这样它们也如同椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域存在使用同一套渲染参数难以同时显示的问题。因此，基于与超声成像方法500类似的思路，通过对面绘制渲染后不同的组织区域的等值面的透明度比例进行调整，来实现不同组织区域的同时显示，得到用户视角下能够显示不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中不同的组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
基于上面的描述，根据本申请实施例的超声成像方法800通过对目标部位的三维数据中的不同的组织区域进行面绘制得到渲染图像，并通过对渲染图像中不同的组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到同时显示灰度值相差较大的不同组织区域的图像，使得医生能够透过一个组织看到另一个组织，不仅能够提高三维成像的成像质量，还能够有效提高三维筛查的效率。
图9示出了根据本申请再一个实施例的超声成像方法900的示意性流程图。如图9所示，超声成像方法900可以包括如下步骤：
在步骤S910，获取目标对象的目标部位的三维数据。
在步骤S920，从三维数据中提取不同的组织区域，其中不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值。
在步骤S930，以所有组织区域中的任一者为基准，对其他者对应的数据进行校正。
在步骤S940，基于相同的渲染参数对校正后的、包括所有组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中不同的组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
根据本申请实施例的超声成像方法900与前文所述的超声成像方法600大体上类似，为了简洁，此处仅描述它们的不同之处。超声成像方法900与超声成像方法600的不同之处在于：超声成像方法600中限定的目标部位是脊柱，限定的组织区域是椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；而超声成像方法900中不限定目标部位，也不限定组织区域，但不同的组织区域之间的灰度值是有较大差别(例如目标部位包括面部时，不同的组织区域可以包括颜面部区域、眼球区域、颌面部骨骼区域、脑部区域中的至少两者)，这样它们也如同椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域存在使用同一套渲染参数难以同时显示的问题。因此，基于与超声成像方法600类似的思路，通过将不同组织区域对应的三维数据校正到彼此相当的范围内，并使用同一套渲染参数对其渲染，来实现不同组织区域的同时显示，得到用户视角下能够显示不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中不同的组织区域在渲染图像中具有分层显示的立体效果。
基于上面的描述，根据本申请实施例的超声成像方法900通过将目标部位的三维脊柱数据中的不同组织区域各自对应的三维数据校正在彼此相当的范围，再通过同一套渲染参数对其进行渲染，得到同时显示灰度值相差较大的不同组织区域的图像，使得医生能够透过一个组织看到另一个组织，不仅能够提高三维成像的成像质量，还能够有效提高三维筛查的效率。
下面结合图10描述根据本申请另一方面提供的超声成像装置1000。如图10所示，超声成像装置1000可以包括发射接收电路1010、超声容积探头1020、处理器1030和显示器1040。其中，发射接收电路1010用于控制超声探头1020向目标对象发射超声波，接收超声波的回波，并从回波获取超声回波数据；处理器1030用于控制发射接收电路1010，并用于执行上文所述的超声成像方法100、500、600、700、800或900而生成渲染图像；显示器1040用于显示渲染图像。根据本申请实施例的超声成像装置1000能够实现上文所述的超声成像方法100、500、600、700、800或900，前文已经对超声成像方法100、500、600、700、800或900进行了详细描述，本领域技术人员可以结合前文所述理解超声成像装置1000的结构和操作，此处为了简洁，不再赘述。
根据本申请的再一方面，还提供了一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，在所述程序指令被计算机或处理器运行时用于执行本申请实施例的超声成像方法的相应步骤。所述存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
基于上面的描述，根据本申请实施例的超声成像方法和装置能够得到同时显示灰度值相差较大的不同组织区域的图像，诸如椎弓、椎体、脊髓圆锥同时显示的图像，使得医生能够透过一个组织看到另一个组织，不仅能够提高三维成像的成像质量，还能够有效提高三维筛查的效率。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的超声血流成像装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干超声血流成像装置的单元权利要求中，这些超声血流成像装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (29)
1.一种三维脊柱超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标对象的脊柱的三维数据；
从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；
分别对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域设置不同的渲染参数；
基于所设置的渲染参数对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述椎弓组织区域设置对应的渲染参数，包括：
基于所述椎弓组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值；
调节透明轮廓融合比例以使得能够透过所述椎弓组织区域观察到所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述椎弓组织区域设置对应的渲染参数，还包括：
调节所述椎弓组织区域的边界的亮度和/或对比度以使得能够凸显所述椎弓组织区域的轮廓。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述椎弓组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值，包括：
将所述椎弓组织区域的平均灰度值作为透明轮廓成像的阈值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述椎体组织区域设置对应的渲染参数，包括：
基于所述椎体组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值；
调节透明轮廓融合比例以使得能够观察到所述椎体组织区域的完整三维形态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述椎体组织区域设置对应的渲染参数，还包括：
调节所述椎体组织区域的边界的亮度和/或对比度以使得能够凸显所述椎体组织区域的轮廓。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述椎体组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值，包括：
将所述椎体组织区域的平均灰度值作为透明轮廓成像的阈值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述脊髓圆锥组织区域设置对应的渲染参数，包括：
基于所述脊髓圆锥组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值；
调节透明轮廓融合比例以使得能够透过所述脊髓圆锥组织区域观察到所述椎体组织区域。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述脊髓圆锥组织区域设置对应的渲染参数，还包括：
调节所述脊髓圆锥组织区域的边界的亮度和/或对比度以使得能够凸显所述脊髓圆锥组织区域的轮廓。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述脊髓圆锥组织区域的灰度值确定透明轮廓成像的阈值，包括：
将所述脊髓圆锥组织区域的平均灰度值作为透明轮廓成像的阈值。
11.根据权利要求2或8所述的方法，其特征在于，所述透明轮廓融合比例的取值范围在0.6到1之间。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述透明轮廓融合比例的取值范围在0到0.5之间。
13.根据权利要求3或6或9所述的方法，其特征在于，调节所述边界的亮度和/或对比度包括：将所述边界的亮度和/或对比度调节为等于非边界区域的亮度或对比度的预设倍数，所述预设倍数的取值范围在1到1.2之间。
14.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所设置的渲染参数对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，包括：
基于针对所述椎弓组织区域设置的渲染参数对所述椎弓组织区域进行体绘制渲染，得到第一渲染图像；
基于针对所述椎体组织区域设置的渲染参数对所述椎体组织区域进行体绘制渲染，得到第二渲染图像；
基于针对所述脊髓圆锥组织区域设置的渲染参数对所述脊髓圆锥组织区域进行体绘制渲染，得到第三渲染图像；
对所述第一渲染图像、所述第二渲染图像和所述第三渲染图像进行融合处理，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，对所述第一渲染图像、所述第二渲染图像和所述第三渲染图像进行融合处理，包括：
对所述第一渲染图像、所述第二渲染图像和所述第三渲染图像进行加权融合。
16.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所设置的渲染参数对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，包括：
对包括所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的三维数据进行体绘制渲染，在渲染的过程中针对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域采用各自被设置的渲染参数，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像。
17.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其特征在于，所述目标对象为胎儿。
18.一种三维脊柱超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标对象的脊柱的三维数据；
从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；
对所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域进行面绘制渲染，得到渲染图像；
对所述渲染图像中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，对所述渲染图像中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，包括：
将所述渲染图像中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域各自的等值面的透明度比例调整到预设取值范围，所述预设取值范围为0.6到1。
20.一种三维脊柱超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标对象的脊柱的三维数据；
从所述三维数据中提取椎弓组织区域、椎体组织区域和脊髓圆锥组织区域；
以所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者为基准，对其他两者对应的数据进行校正；
基于相同的渲染参数对校正后的、包括所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述以所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者为基准，对其他两者对应的数据进行校正，包括：
计算所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域这三者各自的平均灰度值；
将所述椎弓组织区域、所述椎体组织区域和所述脊髓圆锥组织区域这三者中的任一者作为基准区域，其他两者作为待校正区域；
对于每个所述待校正区域，基于所述基准区域的平均灰度值和所述待校正区域的平均灰度值计算所述待校正区域的校正系数，并基于所述校正系数对所述待校正区域对应的数据进行校正。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述基于所述基准区域的平均灰度值和所述待校正区域的平均灰度值计算所述待校正区域的校正系数，包括：
将所述基准区域的平均灰度值除以所述待校正区域的平均灰度值，得到所述待校正区域的校正系数。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述基于所述校正系数对所述待校正区域对应的数据进行校正，包括：
将所述待校正区域对应的数据的灰度值乘以所述校正系数。
24.一种超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标对象的目标部位的三维数据；
从所述三维数据中提取不同的组织区域，其中所述不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值；
分别对所述不同的组织区域设置不同的渲染参数；
基于所设置的渲染参数对所述不同的组织区域进行渲染，得到用户视角下能够显示所述不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述不同的组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
25.一种超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标对象的目标部位的三维数据；
从所述三维数据中提取不同的组织区域，其中所述不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值；
对所述不同的组织区域进行面绘制渲染，得到渲染图像；
对所述渲染图像中所述不同的组织区域各自的等值面的透明度比例进行调整，得到用户视角下能够显示所述不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述不同的组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，所述目标部位包括面部，所述不同的组织区域包括颜面部区域、眼球区域、颌面部骨骼区域、脑部区域中的至少两者。
27.一种超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标对象的目标部位的三维数据；
从所述三维数据中提取不同的组织区域，其中所述不同的组织区域彼此之间的灰度值之差大于预设阈值；
以所有所述组织区域中的任一者为基准，对其他者对应的数据进行校正；
基于相同的渲染参数对校正后的、包括所有所述组织区域的三维数据进行渲染，得到用户视角下能够显示所述不同的组织区域的立体信息的渲染图像，其中所述不同的组织区域在所述渲染图像中具有分层显示的立体效果。
28.一种超声成像装置，其特征在于，所述装置包括发射接收电路、超声容积探头、处理器和显示器，其中：
所述发射接收电路用于控制所述超声探头向目标对象发射超声波，接收所述超声波的回波，并从所述回波获取超声回波数据；
所述处理器用于控制所述发射接收电路，并用于执行权利要求1-27中的任一项所述的超声成像方法而生成渲染图像；
所述显示器用于显示所述渲染图像。
29.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器运行时，使得所述处理器执行权利要求1-27中的任一项所述的超声成像方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211697391.8A CN118252535A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211697391.8A CN118252535A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118252535A true CN118252535A (zh) | 2024-06-28 |
Family
ID=91604189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211697391.8A Pending CN118252535A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 三维脊柱超声成像方法、超声成像方法、装置和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118252535A (zh) |
-
2022
- 2022-12-28 CN CN202211697391.8A patent/CN118252535A/zh active Pending
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