CN1301683C - 超声波成像方法和超声波诊断设备 - Google Patents

超声波成像方法和超声波诊断设备 Download PDF

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Abstract

为了恰当地在先前获取的参考图像和当前获取的实时图像之间进行比较，存储参考图像G0及其扫描条件J0，读取参考图像G0和扫描条件J0，在设置扫描条件J0之后获取实时图像G1，并且并排显示参考图像G0和实时图像G1。

Description

超声波成像方法和超声波诊断设备
技术领域
本发明涉及超声波成像方法和超声波诊断设备，特别涉及可以恰当地进行先前获取的参考图像和当前获取的实时图像之间的比较的超声波成像方法和超声波诊断设备。
背景技术
传统上，已知存储参考图像的超声波诊断设备读出参考图像，并与实时图像重叠或并排地显示参考图像。(例如，参见专利文件1)。
[专利文件1]
日本专利申请公开第2000-300557(权利要求1，[0003])。
然而，在传统超声波诊断设备中，没有考虑参考图像和实时图像的扫描条件之间可能存在的差异。
如果扫描条件之间有差异，则产生下面的问题：从过去到现在没有改变的区域看上去似乎改变了，或从过去到现在改变了的区域看上去似乎没有改变。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种超声波成像方法和超声波诊断设备，其可以通过使先前获取的参考图像和当前获取的实时图像的扫描条件相同，而恰当地在两者之间进行比较。
第一个方面，本发明提供了一种超声波成像方法，其特征在于包括：存储参考图像及其扫描条件；读取所述参考图像和所述扫描条件；设置所述扫描条件并获取实时图像；以及并排显示所述参考图像和所述实时图像。
根据第一个方面的超声波成像方法，存储了参考图像的扫描条件，读出扫描条件以获取实时图像，并且并排显示参考图像和实时图像。这样，可以比较以相同扫描条件获取的图像；例如，可以比较医学治疗前获取的参考图像和医学治疗后的实时图像，以准确地估计医学治疗的效果。
第二个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：计算所述参考图像和所述实时图像整体或部分之间的相关系数；以及显示所计算的相关系数。
根据第二个方面的超声波成像方法，计算并显示了参考图像和实时图像中对应区域之间的相关系数。这样，可以客观地估计参考图像和实时图像之间的差异程度。
第三个方面，本发明提供了一种超声波成像方法，其特征在于包括：存储参考图像及其扫描条件；读取所述参考图像和所述扫描条件；设置所述扫描条件，并以不同的扫描平面角获取多个实时图像；计算所述参考图像和每个所述实时图像整体或部分之间的相关系数；以及并排显示所述参考图像和具有最高相关系数的所述实时图像。
根据第三个方面的超声波成像方法，以不同的扫描平面角获取多个实时图像，选择并显示与参考图像具有最大相关系数的实时图像。由于这准许对着主体(subject)放置超声波探头1’时有一些不精确，因此减少了人类操作员的工作负担。
第四个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：显示所述最高相关系数。
根据第四个方面的超声波成像方法，呈现了所显示的参考图像和实时图像对应区域之间的相关系数。这样，可以可观地估计所显示的参考图像和实时图像之间的差异程度。
第五个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：以同步(hold)方式显示从开始获取实时图像至今的相关系数的最大值。
根据第五个方面的超声波成像方法，由于以同步方式显示了迄今为止相关系数的最大值，所以可以调整对着主体放置超声波探头的方式，以使相关系数最大化，从而保持最佳方式。
第六个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：对所述参考图像或所述实时图像中限定的所关心的区域之外的区域计算相关系数。
根据第六个方面的超声波成像方法，如果将要治疗的区域定义为所关心的区域，例如，在对相关系数的计算中，排除了医学治疗前后发生改变的部分，因此，可以精确地计算参考图像和实时图像之间的相关系数。
第七个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：对所述参考图像或所述实时图像中限定的相关比较区域计算相关系数。
根据第七个方面的超声波成像方法，如果将要治疗的区域以外的区域定义为相关比较区域，例如，在对相关系数的计算中，排除了医学治疗前后发生改变的部分，因此，可以精确地计算参考图像和实时图像之间的相关系数。
第八个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：响应操作员的指令，重叠显示所述参考图像和所述实时图像。
根据第八个方面的超声波成像方法，可以重叠显示参考图像和实时图像，以便于估计改变的出现或程度。
第九个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：存储所述参考图像中目标区域的测量结果；以及在显示所述参考图像时，读取所述测量结果并显示所述测量结果。
根据第九个方面的超声波成像方法，由于可以了解例如要治疗的区域的直径或面积的预处理值，所以可以用数字估计治疗的效果。
第十个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波成像方法，其特征在于包括：在网络上的服务器中存储所述参考图像和所述扫描条件。
根据第十个方面的超声波成像方法，如果在服务器中存储了参考图像及其扫描条件的人使该服务器公开，那么其他人就可以读取并使用参考图像和扫描条件。
第十一个方面，本发明提供了一种超声波诊断设备，其特征在于包括：超声波探头；发送/接收部件，用于驱动所述超声波探头，以将超声波脉冲发送入主体，接收来自主体体内的超声波回声，并输出所接收的数据；超声波图像产生装置，用于从作为结果的所接收的数据产生超声波图像；参考图像存储装置，用于存储参考图像；扫描条件存储装置，用于存储参考图像的扫描条件；自动扫描条件设置装置，用于读取并设置所述扫描条件；以及超声波图像显示装置，用于读取所述参考图像，并且并排显示所述参考图像和实时图像。
根据第十一个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第一个方面的超声波成像方法。
第十二个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于包括：相关系数计算装置，用于计算所述参考图像和所述实时图像整体或部分之间的相关系数；以及相关系数显示装置，用于显示所计算的相关系数。
根据第十二个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第二个方面的超声波成像方法。
第十三个方面，本发明提供了一种超声波诊断设备，其特征在于包括：超声波探头；发送/接收部件，用于驱动所述超声波探头，以将超声波脉冲发送入主体，接收来自主体体内的超声波回声，并输出所接收的数据；超声波图像产生装置，用于从作为结果所接收的数据产生超声波图像；参考图像存储装置，用于存储参考图像；扫描条件存储装置，用于存储参考图像的扫描条件；自动扫描条件设置装置，用于读取并设置所述扫描条件；扫描平面角扫描装置，用于以不同的扫描平面角获取多个实时图像；相关系数计算装置，用于计算所述参考图像和每个所述实时图像整体或部分之间的相关系数；以及超声波图像显示装置，用于并排显示所述参考图像和具有最高相关系数的所述实时图像。
根据第十三个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第三个方面的超声波成像方法。
第十四个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于包括：相关系数显示装置，用于显示所述最高相关系数。
根据第十四个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第四个方面的超声波成像方法。
第十五个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于包括：相关系数最大值显示装置，用于以同步方式显示从开始获取实时图像至今相关系数的最大值。
根据第十五个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第五个方面的超声波成像方法。
第十六个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于：所述相关系数计算装置对所述参考图像或所述实时图像中限定的所关心区域之外的区域计算相关系数。
根据第十六个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第六个方面的超声波成像方法。
第十七个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于：所述相关系数计算装置对所述参考图像或所述实时图像中限定的相关比较区域计算相关系数。
根据第十七个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第七个方面的超声波成像方法。
第十八个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于包括：合并显示装置，用于响应操作员的指令，重叠显示所述参考图像和所述实时图像。
根据第十八个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第八个方面的超声波成像方法。
第十九个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于包括：测量结果存储装置，用于存储所述参考图像中目标区域的测量结果；以及测量结果显示装置，用于在显示所述参考图像时读取所述测量结果，并显示所述测量结果。
根据第十九个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第九个方面的超声波成像方法。
第二十个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于：所述参考图像存储装置和所述扫描条件存储装置驻留在所述超声波诊断设备自身中，另外还驻留在网络上的服务器中。
根据第二十个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第十个方面的超声波成像方法。此外，不需要增加超声波诊断设备自身的存储容量，从而简化了配置。
第二十一个方面，本发明提供了一种具有前述配置的超声波诊断设备，其特征在于：所述参考图像存储装置和所述扫描条件存储装置不驻留在所述超声波诊断设备自身中，而驻留在网络上的服务器中。
根据第二十一个方面的超声波诊断设备，可以适当地实施第十个方面的超声波成像方法。此外，超声波诊断设备自身的存储容量可以较小，从而简化了配置。
根据本发明的超声波成像方法和超声波诊断设备，可以通过使先前获取的参考图像和当前获取的实时图像的扫描条件相同，而恰当地在两者之间进行比较。
本发明的其它目的优点将从下面结合附图对本发明的实施例的描述中更加明显。
附图说明
图1是展示根据第一个实施例的超声波诊断设备的方框图。
图2是展示由根据第一个实施例的超声波诊断设备存储参考图像的操作和处理。
图3是展示由根据第一个实施例的超声波诊断设备获取实时图像，并将其与参考图像进行比较的操作和处理的流程图。
图4是展示显示参考图像的屏幕的说明图。
图5是展示并排显示参考图像和实时图像的屏幕的说明图。
图6是展示在参考图像上表明所关心的区域的屏幕的说明图。
图7是展示在实时图像上自动定义所关心的区域的屏幕的说明图。
图8是展示显示了相关系数的屏幕的说明图。
图9是展示显示了最大相关系数的屏幕的说明图。
图10是展示显示了测量结果的屏幕的说明图。
图11是展示重叠显示参考图像和实时图像的屏幕的说明图。
图12是在参考图像上定义了相关比较区域的屏幕的说明图。
图13是展示由根据第二个实施例的超声波诊断设备获取实时图像，并将其与参考图像进行比较的操作和处理的流程图。
图14是展示不同角度的多个扫描平面的说明图。
下面对附图中的附图标记说明如下：
图1中：1超声波探头，2发送/接收部件，3信号处理部件，4显示控制部件，5显示部件，6数据存储部件，7操作部件，8接口部件，9控制部件，9a相关计算部件，100超声波诊断设备，N网络，S服务器；
图2中：存储参考图像，S1规定扫描条件，S2扫描主体，S3在屏幕上显示超声波图像，S4测量目标区域，S5存储参考图像、扫描条件以及测量结果，结束；
图3中：获取图像并比较图像，R1读取参考图像、扫描条件以及测量结果，R2，在屏幕上创建两个显示区、在一个区中显示参考图像和测量结果，R3定义所读取的扫描条件为当前扫描条件，R4扫描主体，R5在另一个区中显示实时图像，R6在参考图像中指定ROI，R7在实时图像中自动定义ROI，R8计算并显示参考图像中ROI之外的部分和实时图像中ROI之外的部分之间的相关系数，R9更新并显示最大相关系数，R10测量？R11测量目标区域并显示测量结果，R12重叠？，R13重叠显示图像，R14终止？(是)结束，R15扫描主体，R16在另一个区中显示实时图像；
图4-12中相同的部分：G0参考图像，G1实时图像，J0扫描条件，D0测量结果，T0要治疗的区域，T1要治疗的区域；
图8中：K相关系数；
图9中：Kmax最大相关系数；
图11中：重叠，G2重叠图像；
图12中：A0、A1相关比较区域；
图13中：获取图像并比较图像，R1-R7与图3相同，R21以不同角度的扫描平面进行成像、以获得实时图像，R22计算参考图像中ROI之外的部分和每个实时图像中ROI之外的部分之间的相关系数，R23在另一个区中显示具有最高相关系数的实时图像以及相关系数，R9更新并显示最大相关系数，R10测量？R11测量目标区域并显示测量结果，R12重叠？R13重叠显示图像，R14’终止？(是)结束。
具体实施方式
下面参考附图中展示的实施例更详细地描述本发明。
第一实施例
图1是根据第一个实施例的超声波诊断设备100的方框图。
超声波诊断设备100包括：超声波探头1；发送/接收部件2，用于驱动超声波探头1在扫描平面进行扫描，并输出声学线路信号；信号处理部件3，用于基于声学线路信号产生超声波图像信号；显示控制部件9，用于从声学图像信号产生图像数据；显示部件5，用于基于图像数据显示超声波图像；数据存储部件6，用于存储所产生的图像数据等；操作部件7，具有键盘和定点设备，以便操作员输入指令；接口部件8，用于经由外部网络N与服务器S连接；以及控制部件9，包括相关计算部件9a，用于计算两个超声波图像之间的相关系数，并控制整个操作。
图2是使用超声波诊断设备100存储参考图像的操作和处理。
在步骤S1，操作员操作操作部件7，并规定扫描条件。
在步骤S2，操作员将超声波探头1对着主体放置，使得扫描平面中包括要治疗的区域，并进行扫描。
在步骤S3，超声波诊断设备100产生超声波图像，并将其显示在显示部件5上。
在步骤S4，在获得作为参考图像的超声波图像之后，操作员使用超声波诊断设备100的测量功能测量参考图像中要治疗的区域的尺寸或面积。
在步骤S5，超声波诊断设备100响应操作员的指令，在数据存储部件6或网络N上的服务器S两者或其一中存储参考图像、扫描条件及其测量结果。
图3是展示使用超声波诊断设备100获取实时图像，并将其与参考图像进行比较的操作和处理的流程图。
在步骤R1，超声波诊断设备100响应操作员的指令，从数据存储部件6或服务器S读取参考图像、扫描条件及其测量结果。也可以由第三方对服务器S上存储并公开的参考图像及其扫描条件进行读取。
在步骤R2，超声波诊断设备100在屏幕上创建两个显示区，如图4所示，并在一个区中显示参考图像G0、扫描条件J0、以及测量结果D0。T0指示在医学治疗之前要治疗的区域。
在步骤R3，超声波诊断设备100设置所读取的扫描条件作为当前扫描条件。
在步骤R4，操作员将超声波探头1对着主体放置，使得扫描平面中包括要治疗的区域，并进行扫描。
在步骤R5，超声波诊断设备100产生超声波图像，如图5所示，将其显示在屏幕上另一个区中作为实时图像G1。T1指示在医学治疗之后要治疗的区域。
在步骤R6，操作员在参考图像G0中指定所关心的区域ROI0，以包含要治疗的区域T0，如图6所示。
在步骤R7，超声波诊断设备100在实时图像G1中自动定义所关心的区域ROI1，其与参考图像G0中所关心的区域ROI0对应，如图7所示。
在步骤R8，超声波诊断设备100计算参考图像G0中所关心的区域ROI0之外的部分和实时图像G1中所关心的区域ROI1之外的部分之间的相关系数，并在屏幕上显示相关系数K，如图8所示。
在步骤R9，超声波诊断设备100更新最大相关系数Kmax，其为从开始获取实时图像到此时相关系数的最大值，并在屏幕上显示最大相关系数Kmax，如图9所示。
在步骤R10，一旦操作员进行测量操作，超声波诊断设备100进入步骤R11；否则，进入步骤R12。
在步骤R11，超声波诊断设备100测量操作员指定的部分的尺寸或面积，并显示测量结果D1，如图10所示。然后流程继续到步骤R12。
在步骤R12，如果操作员发出重叠图像的指令，则超声波诊断设备100进入步骤R13；否则，进入步骤R14。
在步骤R13，超声波诊断设备100显示重叠图像G2，其中参考图像G0与实时图像R1重叠，如图11所示。如果操作员发出解除重叠的指令，重叠图像G2的显示恢复为参考图像G0的显示，流程进入步骤R14。
在步骤R14，如果操作员发出结束指令，超声波诊断设备100结束处理；否则进入步骤R15。
在步骤R15，操作员进行扫描，同时调整超声波探头1对着主体放置的方式，使得相关系数K变得等于最大相关系数Kmax。
在步骤R16，超声波诊断设备100产生超声波图像，并将其显示在屏幕上另一个区中作为实时图像G1。然后流程返回步骤R8。
在根据第一个实施例的超声波诊断设备100中，由于以与参考图像相同的扫描条件获取实时图像，所以可以恰当地比较参考图像和实时图像。
此外，如图12所示，可以在所关心的区域ROI0和ROI1之外定义相关比较区域A0和A1，来计算相关比较区域A0和A1之间的相关系数。通过定义相关比较区域A0和A1来计算相关系数，减少了相关计算的处理负担。
第二个实施例
根据第二个实施例的超声波诊断设备100的配置与根据第一个实施例的超声波诊断设备100相似。然而使用了图14所示的二维阵列超声波探头1。
图13是展示由根据第二个实施例的超声波诊断设备获取实时图像，并将其与参考图像进行比较的操作和处理的流程图。
步骤R1-步骤R7与图3所示步骤相同。
在步骤R21，超声波诊断设备100以不同的角度在多个扫描平面内进行成像，如图14所示，以产生多个实时图像。
在步骤R22，超声波诊断设备100计算参考图像G0中所关心的区域ROI0之外的部分和每个实时图像中所关心的区域之外的部分之间的相关系数。
在步骤R23，选择具有最大相关系数的实时图像，并将其显示在屏幕上另一个区中。同时显示其相关系数K。
步骤R9-步骤R13与图3所示步骤相同。
在步骤R14’，如果操作员发出结束指令，则超声波诊断设备100结束处理；否则，返回步骤R21。
在根据第二个实施例的超声波诊断设备100中，由于以不同的扫描平面角度获取多个实时图像，并选择和显示与参考图像具有最大相关系数的实时图像，所以准许对着主体放置超声波探头1’时有一些不精确，因此减少了人类操作员的工作负担。
代替使用二维阵列超声波探头1’来电子地改变扫描平面角度，也可以机械地改变常规超声波探头1的角度。
其它实施例
尽管在第一个和第二个实施例中，在作为参考图像的医学治疗之前的超声波图像和医学治疗之后的实时图像之间进行比较，但是也可以在教师或超声波诊断设备制造者获取的作为参考图像的示范超声波图像和由学生或用户获取的实时图像之间进行比较。这使得学生或用户更容易学习扫描技术。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以构造远远不同的本发明的实施例。应该明白，除了如所附权利要求所限定之外，本发明不限于说明书中所描述的特定实施例。

Claims (10)

1.一种超声波成像方法，包括下列步骤：
存储参考图像及其扫描条件；
读取所述参考图像和所述扫描条件；
设置所述扫描条件；
获取实时图像；以及
并排显示所述参考图像和所述实时图像。
2.一种超声波诊断设备，包括：
超声波探头；
发送/接收装置，用于驱动所述超声波探头，以将超声波脉冲发送入主体中，并接收来自主体体内的超声波回声，并输出所接收的数据；
超声波图像产生装置，用于从作为结果的所接收数据产生超声波图像；
参考图像存储装置，用于存储参考图像；
扫描条件存储装置，用于存储参考图像的扫描条件；
自动扫描条件设置装置，用于读取并设置所述扫描条件；以及
超声波图像显示装置，用于读取所述参考图像，并且并排显示所述参考图像和实时图像。
3.如权利要求2所述的超声波诊断设备，还包括：
相关系数计算装置，用于计算所述参考图像和所述实时图像整体或部分之间的相关系数；以及
相关系数显示装置，用于显示所计算的相关系数。
4.一种超声波诊断设备，包括：
超声波探头；
发送/接收装置，用于驱动所述超声波探头，以将超声波脉冲发送入主体中，并接收来自主体体内的超声波回声，并输出所接收的数据；
超声波图像产生装置，用于从作为结果的所接收数据产生超声波图像；
参考图像存储装置，用于存储参考图像；
扫描条件存储装置，用于存储参考图像的扫描条件；
自动扫描条件设置装置，用于读取并设置所述扫描条件；
扫描平面角扫描装置，用于以不同的扫描平面角获取多个实时图像；
相关系数计算装置，用于计算所述参考图像和每个所述实时图像整体或部分之间的相关系数；以及
超声波图像显示装置，用于并排显示所述参考图像和具有最高相关系数的所述实时图像。
5.如权利要求4所述的超声波诊断设备，还包括：
相关系数显示装置，用于显示所述最高相关系数。
6.如权利要求4所述的超声波诊断设备，还包括：
相关系数最大值显示装置，用于以同步方式显示从开始获取实时图像至今的相关系数的最大值。
7.如权利要求4所述的超声波诊断设备，其中所述相关系数计算装置对所述参考图像或所述实时图像中限定的所关心的区域之外的区域计算相关系数。
8.如权利要求4所述的超声波诊断设备，其中所述相关系数计算装置对所述参考图像或所述实时图像中限定的相关比较区域计算相关系数。
9.如权利要求2所述的超声波诊断设备，还包括：
合并显示装置，用于响应操作员的指令，重叠显示所述参考图像和所述实时图像。
10.如权利要求2所述的超声波诊断设备，还包括：
测量结果存储装置，用于存储所述参考图像中目标区域的测量结果；和
测量结果显示装置，用于在显示所述参考图像时读取所述测量结果并显示所述测量结果。
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