DE102007019859A1 - Benutzerschnittstelle für Ultraschallsystem mit automatischer Mehrfachebenenbildung - Google Patents

Benutzerschnittstelle für Ultraschallsystem mit automatischer Mehrfachebenenbildung Download PDF

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DE102007019859A1
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Harald Deischinger
Peter Falkensammer
Franz Gabeder
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General Electric Co
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Abstract

Geschaffen ist ein diagnostisches Ultraschallsystem (100) zum automatischen Anzeigen mehrerer Ebenen (404-409) anhand eines dreidimensionalen Ultraschalldatensatzes. Das System (100) enthält eine Benutzerschnittstelle (124) zum Festlegen einer Referenzebene (401, 402), wobei die Benutzerschnittstelle eine Ansichtsposition-Sichern-Option (140) und eine Referenzebene-Wiederherstellen-Option (142) vorsieht. Ein Prozessormodul (116) bildet die Referenzebene (401) auf einen dreidimensionalen Ultraschalldatensatz ab und berechnet, basierend auf der Referenzebene (401), für eine aktuelle Ansichtsposition (134) und eine frührere Ansichtsposition (134) automatisch Bildebenen (404-406). Eine Displayeinrichtung (118) ist vorgesehen, um die der aktuellen und der früheren Referenzebene (401 und 402) zugeordneten Bildebenen (404-406 und 407-409) selektiv anzuzeigen. Ein Arbeitsspeicher (114) speichert in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Sichern-Option (140) die frühere Referenzebene (401), während die Anzeigeeinrichtung (118) in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Wiederherstellen-Option (142) von Anzeigen der aktuellen Referenzebene (402) zu Wiederherstellen der früheren Referenzebene (401) wechselt. Optional kann der Arbeitsspeicher (114) Koordinaten in Zusammenhang mit der aktuellen und früheren Referenzebene (402 und 401) speichern.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der vorsorglichen Patentanmeldung S.N. 60/795,535, eingereicht am 27. April 2006, mit dem Titel "USER INTERFACE FOR AUTOMATIC MULTI-PLANE IMAGING ULTRASOUND SYSTEM", auf deren gesamten behandelten Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen Systeme und Verfahren zum automatischen Anzeigen mehrerer Ebenen anhand von dreidimensionalen Ultraschalldatensätzen und insbesondere zum Hervorbringen einer Benutzerschnittstelle, die ein bequemes Austauschen und Wiederherstellen vorheriger Ansichtspositionen ermöglicht.
  • Ultraschallsysteme werden in einer Reihe unterschiedlicher Anwendungen und durch Personen unterschiedlicher Qualifikation verwendet. In vielen Untersuchungen durchsuchen Bedienpersonen des Ultraschallsystems ausgewählte Kombinationen von Ultraschallbildern gemäß vorbestimmter Protokolle. Um die gewünschte Kombination von Ultraschallbildern zu erhalten, arbeitet die Bedienperson eine Folge von Schritten ab, um eine oder mehrere gewünschte Bildebenen zu identifizieren und festzuhalten. Zumindest ein im Allgemeinen als automatisierte Mehrfachebenen verwendende Bildgebung bezeichnetes Ultra schalluntersuchungsverfahren wurde vorgeschlagen, das eine Standardisierung von Akquisition und Anzeige der vorbestimmten Bildebenen anstrebt. Gemäß diesem kürzlich vorgeschlagenen Ultraschallverfahren wird ein volumetrisches Bild in einer standardisierten Weise akquiriert und eine Referenzebene wird identifiziert. Basierend auf der Referenzebene werden automatisch mehrere Bildebenen anhand des akquirierten Volumens von Ultraschalldaten gewonnen, ohne dass der Benutzer im Einzelnen eingreift, um selbst die mehreren Bildebenen zu identifizieren.
  • Allerdings sind herkömmliche Ultraschallsysteme mit gewissen Nachteilen verbunden. Während das herkömmliche automatisierte multiplanare Bildgebungsverfahren einem Benutzer erlaubt, vielfältige Ansichtspositionen zu durchwandern, steht dem Benutzer jedoch keine einfache Methode zum Durchsehen zuvor erachteter Ansichtspositionen oder zum Austauschen von Ansichtspositionen zur Verfügung. Vielmehr muss ein Benutzer, nachdem er zur nächsten Ansichtsposition gewechselt ist, falls er eine vorherige Ansichtsposition nochmals sehen möchte, die Schritte wiederholen, die erforderlich sind, um die frühere Ansichtspositionen erneut zu erzeugen, und muss den Ansichtsmodus nochmals eingeben oder abrufen. Beispielsweise muss der Benutzer die Referenzebene von neuem positionieren, die als Grundlage dient, um die vorherige Ansichtsposition zu bilden. Wenn die Referenzebene wieder erzeugt ist, berechnet das System von neuem die der Referenzebene zugeordneten Bildebenen.
  • Es besteht immer noch ein Bedarf nach einem verbesserten Verfahren und System, das einen einfachen Mechanismus ermöglicht, um zu zuvor betrachteten Positionen zurückzukehren und ganz allgemein zwischen zuvor akquirierten Ansichtspositionen zu wechseln, ohne die Referenzebene oder sonstige zugrundeliegende Daten erneut Eingeben zu müssen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein diagnostisches Ultraschallsystem zum automatischen Anzeigen mehrerer Ebenen anhand eines dreidimensionalen Ultraschalldatensatzes geschaffen. Das System weist eine Benutzerschnittstelle zum Festlegen einer Referenzebene auf, wobei die Benutzerschnittstelle eine Ansichtsposition-Sichern-Option und eine Referenzebene-Wiederherstellen-Option vorsieht. Ein Prozessormodul bildet die Referenzebene auf einen dreidimensionalen Ultraschalldatensatz ab und berechnet basierend auf der Referenzebene für eine aktuelle Ansichtsposition und eine frühere Ansichtsposition automatisch Bildebenen. Es ist eine Displayeinrichtung vorgesehen, um die der aktuellen und der früheren Referenzebene zugeordneten Bildebenen selektiv anzuzeigen. Ein Arbeitsspeicher speichert die frühere Referenzebene in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Sichern-Option, während die Anzeigeeinrichtung in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Wiederherstellen-Option von Anzeige der aktuellen Referenzebene zu Wiederherstellen der früheren Referenzebene wechselt. Optional kann der Arbeitsspeicher Koordinaten in Zusammenhang mit der aktuellen und früheren Referenzebene speichern.
  • Optional kann die Benutzerschnittstelle eine Autosequenz-Option enthalten, die die Anzeigeeinrichtung veranlasst, eine Serie von Bildebenen, die der aktuellen Ansichtsposition zugeordnet sind, sequentiell anzuzeigen. Die Displayeinrichtung wechselt bei jedem Auswählen der Autoselektion-Option zu einer in der Serie von Bildebenen vorhandenen nächsten Bildebene. Optional kann die Anzeigeeinrichtung gleichzeitig mehrere Bildebenen anzeigen, die in Zusammenhang mit der aktuellen Ansichtsposition zueinander parallel angeordnet sind. Optional kann die Benutzerschnittstelle eine Markieren-Option aufweisen, die einem Benutzer erlaubt, eine Bildebene zum Speichern oder Drucken als eine Vollbildabbildung zu markieren. Optional kann die Benutzerschnittstelle eine Reihe von Ansicht-Knöpfen enthalten, die jeweils eine Ansichtsposition aus einer Reihe von Ansichtspositionen festlegen. Die Anzeigeeinrichtung zeigt die ausgewählte Ansichtsposition an, die dem ausgewählten Ansicht-Knopf entspricht. Die Benutzerschnittstelle kann Verschieben- und Rotieren-Befehle aufweisen, die Linear- und Drehbewegungen der Referenzebene in horizontaler und vertikale Richtung bzw. um mindestens eine der x-, y- und/oder z-Achsen steuern. Als weitere Option kann die Benutzerschnittstelle einen Visualisierungsmodus-Befehl aufweisen, der den Prozessormodul veranlasst, Ultraschallbilder im Modus eines ebenen Schnittbilds, volumengerenderten Bilds, oberflächengerenderten Bilds und/oder TUI-Bilds hervorzubringen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 veranschaulicht in einem Blockschaltbild ein diagnostisches Ultraschallsystem, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
  • 2 veranschaulicht eine Benutzerschnittstelle mit exemplarischen Befehlen/Optionen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 veranschaulicht ein auf dem Displaybildschirm als Teil der Benutzerschnittstelle angezeigtes Befehlsfenster zum Abspeichern und Wiederherstellen von Ansichtspositionen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 veranschaulicht eine Tabelle, in der Ansichtspositionen gespeichert sind, die Kombinationen von Referenzebenen und Auto-Bildebenen definieren, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5 repräsentiert eine grafische Darstellung unterschiedlicher Sätze von Bildebenen, die gespeichert und zum Anzeigen wiederhergestellt werden können, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 6 repräsentiert eine weitere grafische Darstellung unterschiedlicher Sätze von Bildebenen, die gespeichert und zum Anzeigen wiederhergestellt werden können, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 7 veranschaulicht eine Verarbeitungssequenz zum Speichern und Wiederherstellen von Ansichtspositionen in einem 3D-Ultraschalldatensatz, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 8 veranschaulicht eine Verarbeitungssequenz zum Betrachten von Bildebenen in einem multiplanaren Datensatz, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 9 veranschaulicht ein Anzeigeformat, in dem Bildebenen wiedergegeben werden können, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 10 veranschaulicht einen Start-Bildschirm, der zu Beginn einer Verarbeitungssequenz für den Benutzer auf dem Touch-Screen ausgegeben werden kann.
  • 11 veranschaulicht einen exemplarischen Displaybildschirm für den Vor-AMI-Modus.
  • 12 veranschaulicht einen exemplarischen automatischen Mehrfachebenen-Bildgebungs-(AMI = Multi-plane Image)-Displaybildschirm.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Ultraschallsystems 100, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Das Ultraschallsystem 100 enthält einen Sender 102, der eine Matrix von Elementen 104 in einem Wandler 106 dazu veranlasst, gepulste Ultraschallsignale in einen Körper auszustrahlen. Es können vielfältige Geometrien verwendet werden. Die Ultraschallsignale werden von Strukturen in dem Körper, wie Blutzellen oder Muskelgewebe, rückgestreut und erzeugen Echos, die zu den Elementen 104 zurück laufen. Die Echos werden von einem Empfänger 108 aufgenommen. Die empfangenen Echos werden durch einen Strahlformer 110 gelenkt, der eine Strahlformung ausführt und ein HF-Signal ausgibt. Das HF-Signal wird anschließend von einem HF-Prozessor 112 verarbeitet. Alternativ kann der HF-Prozessor 112 einen (nicht gezeigten) Komplex-Demodulator enthalten, der das HF-Signal demoduliert, um IQ-Datenpaare zu bilden, die die Echosignale repräsentieren. Die HF- oder IQ-Signaldaten können anschließend für eine Speicherung unmittelbar in einen Speicher 114 verzweigt werden.
  • Das Ultraschallsystem 100 enthält ferner ein Prozessormodul 116, um die akquirierten Ultraschalldaten (d. h. HF-Signaldaten oder IQ-Datenpaare) zu verarbeiten und Frames von Ultraschalldaten für eine Wiedergabe auf einer Anzeigeeinrichtung 118 vorzubereiten. Das Prozessormodul 116 ist eingerichtet, um gemäß einer Vielzahl von auswählbaren Ultraschallbetriebsarten ein oder mehrere Verarbeitungsschritte an den erlangten Ultraschalldaten durchzuführen. Akquirierte Ultraschalldaten können während des Empfangs der Echosignale in einem Scandurchlauf in Echtzeit verarbeitet werden. Darüber hinaus oder alternativ können die Ultraschalldaten während eines Scandurchlaufs vorübergehend in einem Speicher 114 gespeichert und in einem Live- oder Offlinebetrieb echtzeitverzögert verarbeitet werden. Ein Bildspeicher 122 ist vorhanden, um verarbeitete Frames akquirierter Ultraschalldaten zu speichern, die nicht für eine unmittelbare Wiedergabe bestimmt sind. Der Bildspeicher 122 kann auf jedem bekannten Datenspeichermedium basieren.
  • Das Prozessormodul 116 ist mit einer Benutzerschnittstelle 124 verbunden, die den Betrieb des Prozessormoduls 116 steuert, wie weiter unten im Einzelnen erläutert. Die Anzeigeeinrichtung 118 umfasst einen oder mehrere Monitore, die dem Benutzer Patientendaten, beispielsweise diagnostische Ultraschallbilder, zur Diagnose und Analyse anzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 118 gibt anhand des in den Speichern 114 oder 122 gespeicherten dreidimensionalen Ultraschalldatensatzes automatisch mehrere Ebenen wieder. Der eine oder beide Speicher 114 und 122 können dreidimensionale Datensätze der Ultraschalldaten speichern, wobei auf derartige dreidimensionale Datensätze zugegriffen wird, um 2D- und 3D-Bilder anzuzeigen. Ein dreidimensionaler Ultraschalldatensatz wird auf den entsprechenden Speicher 114 oder 122 sowie auf eine oder mehrere Referenzebenen abgebildet. Die Position und Orientierung der Referenzebene wird an der Benutzerschnittstelle 124 gesteuert.
  • Das System 100 gewinnt volumetrische Datensätze durch vielfältige Techniken (z.B. dreidimensionales Scannen, 3D-Bildgebung in Echtzeit, Volumenscannen, 2D-Scannen mit Wandlern, die Positionierungssensoren aufweisen, Freihandscannen unter Verwendung eines Volumenelementkorrelationsverfahrens, 2D- oder Matrix-Array-Wandlern und dergleichen). Der Wandler 106 wird beispielsweise während des Scannen eines interessierenden Bereichs (ROI = Region Of Interest) entlang einem linearen oder gekrümmten Pfad bewegt. An jeder linearen oder Bogen-Position gewinnt der Wandler 106 Scanebenen, die in dem Speicher 114 gespeichert werden.
  • 2 veranschaulicht die Benutzerschnittstelle 124, die mit exemplarischen Befehlen/Optionen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, detaillierter. Die Benutzerschnittstelle 124 enthält eine Tastatur 126, eine Maus 133, einen Touch-Screen 128, eine Serie von unmittelbar benachbart dem Touch-Screen 128 angeordneten programmierbaren Tasten 130, einen Trackball 132, Ansichtspositionsknöpfe 134, Modus-Knöpfe 136 und Tasten 138. Den programmierbaren Tasten 126 sind, in Abhängigkeit von der Art der durchgeführten Untersuchung, dem Untersuchungsstadium und dergleichen, verschiedene Funktionen auf dem Touch-Screen 128 zugeordnet. Der Trackball 132 und die Tasten 138 werden verwendet, um eine Referenzebene zu definieren (beispielsweise um eine Orientierung und Position der Referenzebene festzulegen, die Größe und Gestalt der Referenzebene einzustellen, die Position der Referenzebene bezüglich des Referenzkoordinatensystems zu verschieben und zu drehen, und derglei chen). Wenn die Referenzebene eingegeben ist, wählt der Benutzer durch Eingabe über einen der Ansichtspositionsknöpfe 134 einen Untersuchungsmodus. Jeder Untersuchungsmodus weist eine oder mehrere Ansichtspositionen auf, bezüglich denen eine oder mehrere Bildebenen automatisch durch das Prozessormodul 116 berechnet werden. Optional können die Ansichtspositionsknöpfe 134 als Touch-Bereiche 129 auf dem Touch-Screen 128 verwirklicht sein. Als weitere Option kann die Abmessung, Position und Orientierung der Referenzebene teilweise oder zu Gänze durch auf dem Touch-Screen 128 vorgesehene Touch-Bereiche und/oder durch die programmierbaren Tasten 130 gesteuert werden.
  • Die Ansichtspositionsknöpfe 134 und Untersuchungsmodi können einer Vierkammeransicht eines fetalen Herzens, dem rechtsventrikulären Ausstrom, dem linksventrikulären Ausstrom, dem Duktusbogen, dem Aortenbogen, venösen Verbindungen, der Dreigefäße-Ansicht und dergleichen entsprechen. Die Benutzerschnittstelle 124 enthält ferner einen/eine Referenzebene-Sichern-Befehl/Option 140 und einen/eine Referenzebene-Wiederherstellen-Befehl/Option 142. Der/die Referenzebene-Sichern-Befehl/Option 140 veranlasst das System 100 die der Referenzebene zugeordneten Koordinaten zu sichern. Die Referenzebene-Wiederherstellen-Option 142 veranlasst das System 100, die Anzeige von der Wiedergabe einer aktuellen Referenzebene zur Wiedergabe einer vorherigen Referenzebene umzuschalten.
  • Die Benutzerschnittstelle 124 enthält ferner einen/eine Autosequenz-Befehl/Option 144, der/die die Anzeigeeinrichtung 118 veranlasst, eine Serie von Bildebenen, die der aktuellen Ansichtsposition zugeordnet sind, sequentiell anzuzeigen. Bei jedem Auswählen der Autoselektion-Option 144 wechselt die An zeigeeinrichtung 118 zur nächsten Bildebene in der Serie von Bildebenen. Optional kann die Anzeigeeinrichtung 118 gleichzeitig mehrere Bildebenen gemeinsam anzeigen, die in dem dreidimensionalen Ultraschalldatensatz in Zusammenhang mit der aktuellen Ansichtsposition parallel zueinander fluchten. Optional kann die Benutzerschnittstelle 124 einen/eine Markieren-Befehl/Option 146 enthalten, der/die einem Benutzer erlaubt, eine Bildebene zum Speichern oder Drucken als eine Vollbildabbildung zu markieren. Die Benutzerschnittstelle 124 kann Verschieben- und Rotieren-Befehlstasten 138 und 139 enthalten, die in Kombination mit dem Trackball 132 verwendet werden, um Linear- und Drehbewegungen der Referenzebene horizontal/vertikal bzw. um mindestens eine der x-, y- und z-Achsen zu steuern. Als weitere Option kann die Benutzerschnittstelle 124 einen Visualisierungsmodus-Befehl 148 enthalten, der das Prozessormodul 116 veranlasst, Ultraschallbilder im Modus eines ebenen Schnittbilds, volumengerenderten Bilds, oberflächengerenderten Bilds und/oder eines TUI-Bilds hervorzubringen.
  • Das Prozessormodul 116 bildet die Referenzebene auf einen dreidimensionalen Ultraschalldatensatz ab und berechnet basierend auf der Referenzebene für eine aktuelle Ansichtsposition automatisch Bildebenen. Die Displayeinrichtung 118 zeigt die der aktuellen Ansichtsposition zugeordneten Bildebenen selektiv an. Der Speicher 114 oder 122 speichert die frühere Ansichtsposition in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Sichern-Option 140, während die Anzeigeeinrichtung 118 in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Wiederherstellen-Option 142 eine Anzeige der aktuellen Referenzebene gegen diejenige einer früheren Referenzebene austauscht bzw. zu dieser wechselt. Optional kann der Speicher 114, 122 in Zusammenhang mit der aktuellen und der früheren Referenzebene andere Daten als Koordinaten der zugehörigen Referenzebene und einer oder mehrerer Bildebenen speichern, die gemeinsam die aktuelle Ansichtsposition und die frühere Ansichtsposition definieren.
  • 3 veranschaulicht ein Fenster 152, das auf der Anzeigeeinrichtung 118 wiedergegeben und durch die Maus 133, die Tastatur 126 und/oder den Trackball 132 gesteuert werden kann, gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel von vorliegende Erfindung. Das Fenster 152 enthält virtuelle Tasten, beispielsweise eine Referenzebene-Sichern-Option 154 und eine Referenzebene-Wiederherstellen-Option 156. Das Fenster 152 enthält ferner Referenzebene- Einstellungsoptionen 158–161. Die Referenzebene-Einstellungsoptionen 158–161 entsprechen vordefinierten Kombinationen von Verschiebungs- und Drehungsschritten, die dazu dienen, die Referenzebene um vorbestimmte Entfernungen horizontal und vertikal zu bewegen, sowie um die Referenzebene um vorbestimmte Winkelgrade zu drehen. Beispielsweise kann die Option 158 der Vorwärtsverschiebung um eine vorbestimmte Anzahl von Pixeln oder Millimeter entsprechen, während die Option 160 einer Rückwärtsverschiebung um eine gleiche vorbestimmte Anzahl von Pixeln oder Millimeter entspricht. Die Optionen 159 und 161 können ebenfalls Vorwärts- und Rückwärtsverschiebungen entsprechen, jedoch zusätzlich Drehungen um eine vorbestimmte Anzahl von Winkelgraden beinhalten. Das Fenster 152 enthält ferner eine Visualisierungsmodus-Option 162 und eine TUI-3 × 3-Option 163.
  • 4 veranschaulicht eine in dem Speicher 114 oder 122 gespeicherte Tabelle 200. Die Tabelle 200 ist in einen Sichern/Wiederherstellen-Abschnitt 201 und einen Echtzeit-Abschnitt 203 unterteilt. Die Daten in dem Sichern/Wiederherstellen-Abschnitt 201 können gespeichert und zurückgegeben werden, während die Daten in dem Echtzeit-Abschnitt 203 während der Berechnung eines Satzes von Bildebenen berechnet werden. Die Daten in dem Echtzeit-Abschnitt 203 brauchen nicht gesichert zu werden. Der Sichern/Wiederherstellen-Abschnitt 201 speichert vordefinierte Ansichtspositionen 302, 3301 und 307. Im Betrieb definiert der Benutzer Referenzebenen 304, 401 und 402, die für eine spätere Wiederverwendung abgespeichert werden. Jede Referenzebene 304, 401 und 402 wird mit einem Satz von Translations- und Rotationskoordinaten 206 und 208 abgespeichert. Jede Ansichtsposition 202 kann in Zusammenhang mit jeder der Referenzebenen 210 verwendet werden.
  • Wenn eine Referenzebene 204 und eine Ansichtsposition 202 ausgewählt sind, berechnet das System automatisch die zugehörige(n) Bildebene(n) 210 und speichert die entsprechende Translations- und Rotationskoordinaten 212 und 214 temporär. Jede Auto-Bildebene 210 ist in der Tabelle 200 durch eine Serie von Translations- und Rotationskoordinaten 212 bzw. 214 definiert. Beispielsweise enthält die Ansichtsposition 302 die Referenzebene RP 304, die durch Translations- und Rotationskoordinaten X1, Y1, Z1, A1, B1, C1 definiert ist. Die Ansichtsposition 302 enthält ferner Auto-Bildebenen (AIP = Auto Image Planes) 303, 305, die durch Translations- und Rotationskoordinaten X7, Y7, Z7, A7, B7, C7, zu X9, Y9, Z9, A9, B9, C9 definiert sind. In ähnlicher Weise enthält die Ansichtsposition 301 die Referenzebene 401, die durch Translations- und Rotationskoordinaten X4, Y4, Z4, A4, B4, C4 definiert ist. Die Ansichtsposition 301 enthält ferner Auto-Bildebenen (AIP) 404–406, die durch entsprechende Translations- und Rotationskoordinaten definiert sind.
  • In dem Beispiel nach 4 ist das dreidimensionale Referenzkoordinatensystem in Kartesischen Koordinaten angegeben (beispielsweise XYZ). Dementsprechend repräsentieren die Translationskoordinaten 206, 212 Translationsentfernungen längs der x-, y- und z-Achse, während die Rotationskoordinaten 208, 214 Rotationsentfernungen um die x-, y- und z-Achse repräsentieren. Die Translations- und Rotationskoordinaten erstrecken sich von/um einen Ursprung. Optional kann das dreidimensionale Referenzkoordinatensystem in Polarkoordinaten angegeben sein.
  • 5 repräsentiert eine grafische Darstellung der Referenzebenen und Bildebenen der Tabelle 200 in 4. Die Bildebenen 303, 304, 305, 404–406, und 407–409 werden automatisch anhand der Referenzebenen 304, 401 und 402 berechnet. 5 veranschaulicht ein dreidimensionales Referenzkoordinatensystem 350, in dem die Referenzebene 304 als ein einzelnes zweidimensionales Bild (beispielsweise ein B-Mode-Bild oder in sonstiger Weise) akquiriert werden kann. In einer Abwandlung kann die Referenzebene 304 als Teil eines dreidimensionalen Scans eines interessierenden Volumens akquiriert werden. Die Referenzebene 304 wird eingestellt und reorientiert bis die Referenzebene 304 eine Referenzanatomie 356 enthält. Wenn die Referenzebene 304 akquiriert ist, wird sie auf das dreidimensionale Referenzkoordinatensystem (a) 350 abgebildet. In dem Beispiel nach 5 ist die Referenzebene 304 an dem Ursprung angeordnet. Optional kann die Referenzebene 401 oder 402 in Entfernungen 313 oder 314 von dem Ursprung des dreidimensionalen Referenzkoordinatensystems 350 längs der x-, y- und/oder z-Achse festgelegt werden. Nach dem Akquirieren der Referenzebene 304 und nachdem der Benutzer die gewünschte Ansichtsposition 134 eingegeben hat, berechnet das Prozessormodul 116 automatisch zusätzliche interessieren de Bildebenen, z.B. die Ebenen 303, 305 und 306. In einer Abwandlung berechnet das Prozessormodul 116, wenn die Referenzebene 401 oder 402 definiert ist, automatisch jeweils Bildebenen 404–406 oder 407–409.
  • 6 repräsentiert eine weitere grafische Darstellung unterschiedlicher Sätze von Bildebenen 440 und 442, die anhand einer gemeinsamen Referenzebene 444 automatisch berechnet werden können. Der erste Satz von Bildebenen 440 wird berechnet, wenn ein erster Ansichtspositionsknopf 134 ausgewählt ist, während der zweite Satz von Bildebenen 442 berechnet wird, wenn ein anderer zweiter Ansichtspositionsknopf 134 ausgewählt ist. Beide Sätze von Bildebenen 440 und 442 können bei Auswahl der Referenzebene-Wiederherstellen-Option 142 erneut berechnet werden.
  • 7 veranschaulicht eine Verarbeitungssequenz zum Gewinnen von Ultraschallbildebenen anhand eines zuvor akquirierten dreidimensionalen Datensatzes, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beginnend in Schritt 502 wird für ein interessierendes Volumen ein dreidimensionaler Datensatz von Ultraschalldaten akquiriert. In Schritt 504 wählt der Benutzer aus dem interessierenden volumen eine Referenzebene aus. Wenn der Benutzer die Referenzebene gewählt hat, kann diese auf ein dreidimensionales Referenzkoordinatensystem abgebildet werden. In Schritt 506 gibt der Benutzer die "Referenzebene-Sichern-Option" ein, und das System speichert in Schritt 508 die Koordinaten der Referenzebene in der Tabelle 200 (4). In Schritt 510 wählt der Benutzer die interessierende Ansichtsposition, die möglicherweise auch als der Untersuchungsmodus definiert ist. In Schritt 512 werden eine oder mehrere interessierende Bildebenen in dem dreidimensionalen Referenzkoordinatensystem be rechnet. In Schritt 514 werden Ultraschallbilder, die den automatisch berechneten Bildebenen zugeordnet sind, anhand des dreidimensionalen Datensatzes gewonnen und einem Benutzer in einem gewünschten Format als Ultraschallbilder angezeigt. In Schritt 516 wählt der Benutzer eine "Referenzebene-Wiederherstellen-Option" und gibt in Schritt 518 eine neue interessierende Ansichtsposition ein. In Schritt 520 berechnet das System automatisch einen neuen Satz von Bildebenen, die der wiederhergestellten Referenzebene und der soeben ausgewählten Ansichtsposition zugeordnet sind. In Schritt 522 wird die wiederhergestellte Referenzebene angezeigt und die soeben berechneten Bildebenen werden abgebildet.
  • Die oben erwähnten Arbeitsschritte können für dieselbe Referenzebene, jedoch für eine andere Ansichtsposition wiederholt werden. In einer Abwandlung können die Arbeitsschritte für eine andere Referenzebene, jedoch für dieselbe Ansichtsposition wiederholt werden. In einer Abwandlung können die Arbeitsschritte für eine andere Referenzebene und für eine andere Ansichtsposition wiederholt werden.
  • 8 veranschaulicht eine Verarbeitungssequenz eines alternativen Ausführungsbeispiels. Beginnend in Schritt 602 wird ein multiplanarer Start-Bildschirm mit einer Abtaststartpositionsgrafik angezeigt. Beispielsweise veranschaulicht 9 ein exemplarisches Anzeigeformat 650, bei dem eine Abtaststartpositionsgrafik 652 einem dreidimensionalen Datensatz 654 überlagert ist. In Schritt 604 kann der Benutzer das Volumen, die Gestalt, die Abmessung, die Orientierung und die Position der Grafik 652 für die gewünschte Ausgangsposition einstellen. Die Größe und Gestalt der Referenzebene 652 kann in einem Referenzebenenquadranten 660 durch Klicken auf Seiten oder Ecken der Referenzebene 652 und Ziehen der selben verändert werden. In Schritt 606 wählt der Benutzer das Gestationsalter (z.B. aus einem Dropdown-Menü oder über ein Dateneingabefeld). In Schritt 608 verwendet der Benutzer, wenn das Gestationsalter nicht eingegeben ist, ein anhand der LMP und des Krankenblatts des Patienten berechnetes voreingestelltes GA (Gestationsalter). In Schritt 610 wählt der Benutzer den Untersuchungsmodus durch Eingeben eines der Ansichtspositionsknöpfe 134. In Schritt 610 speichert das System die nach Wahl des Untersuchungsmodus angezeigte Referenzebene automatisch. Der Benutzer braucht daher keine Referenzebene-Sichern-Option manuell einzugeben, vielmehr wird die Referenzebene-Sichern-Option automatisch durchgeführt. In Schritt 612 werden Bildebenen, die der Startposition und dem Untersuchungsmodus zugeordnet sind, durch das Prozessormodul 116 automatisch generiert. In Schritt 614 lässt sich der Benutzer die Ansicht im TUI-Modus anzeigen, bei dem mehrere in einer vorbestimmten Entfernung voneinander beabstandete parallele Ebenen 656–657 wiedergegeben werden. In Schritt 616 gibt der Benutzer eine spezielle Ansichtsposition ein, um eine ausgewählte Bildebene aus einer Reihe von automatisch generierten Bildebenen zu betrachten. In Schritt 618 gibt der Benutzer die "Nächste"-Funktion ein, um die nächste Bildebene in der Folge von Bildebenen zu betrachten.
  • Wie in 9 gezeigt, enthält die Anzeigeeinrichtung 650 einen Referenzebenenquadranten 660 zum Steuern und Bearbeiten der Referenzebene 652, einen Navigationsquadranten 662 und Bildebenenquadranten 664–665. Der Navigationsquadrant 662 veranschaulicht einen nachgebildeten oder einen tatsächlichen dreidimensionalen Datensatz 654. Eine beliebige Anzahl von Bildebenenquadranten 664–665 kann angezeigt werden, die jeweils eine oder mehrere Bildebenen 656–657 als 2D-Stand-, 2D-Cine-Schleifen-, zweidimensionale Farb-, zweidimensionale B- Mode-, dreidimensionales Stand-, dreidimensionale Cine-Schleifen-, 2D-Farb- oder dreidimensionale B-Mode-Bildebenen zeigen.
  • Optional können ein oder mehrere der Quadranten 660–665 virtuelle Seitentasten enthalten, beispielsweise eine Nächste-Ebene-Taste 670, eine Vorherige-Ebene-Taste 672, eine Cine-Schleifen-Ebene-Taste 674, eine Erste-Ebene-Taste 676, eine Letzte-Ebene-Taste 678 und eine Cine-Schleifen-Stopptaste 680.
  • 10 veranschaulicht einen Start-Bildschirm, der dem Benutzer auf dem Touch-Screen 128 zu Beginn einer Verarbeitungssequenz angezeigt werden kann. Der Start-Bildschirm ist in einen Akquisitionsabschnitt und einen Visualisierungsabschnitt aufgeteilt. In dem Akquisitionsabschnitt werden dem Benutzer unterschiedliche Optionen angezeigt, beispielsweise "kardiale AMI", STIC Fetalcardio", "VCI A-Ebene", "4D-Echtzeit", "4D-Biopsie", "VCI C-Ebene" und "3D-statisch". Optional können andere Visualisierungsmodi angezeigt werden. In dem Bildschirm nach 10 ist der Modus "kardiale AMI" ausgewählt. Als nächstes wählt der Benutzer einen Visualisierungsmodus aus, z.B. Vokal, Nische, Render oder Ebenenwahl.
  • Mit Bezug auf die Flussdiagramme nach 7 und 8 wird in Schritt 502 bzw. 602 dem Benutzer der Start-Bildschirm angezeigt. Gemäß dem Verfahren nach 7 würde der Benutzer in Schritt 504 die Referenzebene-Auswählen-Option aus dem Start-Bildschirm auswählen, indem er "Ebenenwahl" eingibt. In dem Beispiel nach 10 ist der Ebenenwahl-Visualisierungsmodus ausgewählt, der anzeigt, dass der Benutzer einen ausgewählten Satz von Bildebenen zu sehen wünscht, die dem Untersuchungsmodus kardiale AMI zugeordnet sind.
  • In dem Verfahren nach 8 öffnet der Programmfluss, nachdem der Anwender die gewünschte Optionen aus 10 ausgewählt hat, einen neuen Schirm, wie er z.B. in 11 veranschaulicht ist. 11 stellt einen exemplarischen Displaybildschirm für den Vor-AMI-Modus dar. In dem Vor-AMI-Modus-Displaybildschirm stehen dem Benutzer verschiedene Gestationsalter-Optionen zur Verfügung, z.B. 18 Wochen, 19 Wochen, 20 Wochen, 21 Wochen und dergleichen. Der Benutzer gibt das Gestationsalter (in diesem Beispiel 18 Wochen) ein, was dem Schritt 608 in 8 entspricht, und der Programmfluss wechselt zu dem in 12 gezeigten Bildschirm. Optional können die Optionen und der Bildschirm nach 10 weggelassen werden.
  • 12, veranschaulicht einen exemplarischen automatischen Mehrfachebenen-Bild-(AMI)-Displaybildschirm. Der AMI-Displaybildschirm wird in den Verfahren nach 7 und 8 in Schritt 510 bzw. 610 angezeigt. Der AMI-Displaybildschirm bietet verschiedene Ansichtspositionsoptionen an, z.B. rechtsventrikulärer Ausstrom (RVOT), linksventrikulärer Ausstrom (LVOT) und Abdomen. In dem Beispiel nach 12 hat der Anwender die RVOT-Ansichtsposition ausgewählt. Nach der Wahl einer Ansichtsposition werden die Verfahren nach 7 und 8 in der oben beschriebenen Weise zu Ende geführt.
  • Geschaffen ist ein diagnostisches Ultraschallsystem 100 zum automatischen Anzeigen mehrere Ebenen 404–409 anhand eines dreidimensionalen Ultraschalldatensatzes. Das System 100 enthält eine Benutzerschnittstelle 124 zum Festlegen einer Referenzebene 401, 402, wobei die Benutzerschnittstelle eine Ansichtsposition-Sichern-Option 140 und eine Referenzebene-Wiederherstellen-Option 142 vorsieht. Ein Prozessormodul 116 bildet die Referenzebene 401 auf einen dreidimensionalen Ultraschalldatensatz ab und berechnet basierend auf der Referenzebene 401 für eine aktuelle Ansichtsposition 134 und eine frühere Ansichtsposition 134 automatisch Bildebenen 404–406. Eine Displayeinrichtung 118 ist vorgesehen, um die der aktuellen und der früheren Referenzebene 401 und 402 zugeordneten Bildebenen 404–406 und 407–409 selektiv anzuzeigen. Ein Arbeitsspeicher 114 speichert in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Sichern-Option 140 die frühere Referenzebene 401, während die Anzeigeeinrichtung 118 in Reaktion auf Auswahl der Referenzebene-Wiederherstellen-Option 142 von Anzeigen der aktuellen Referenzebene 402 zu Wiederherstellen der früheren Referenzebene 401 wechselt. Optional kann der Arbeitsspeicher 114 Koordinaten in Zusammenhang mit der aktuellen und früheren Referenzebene 402 und 401 speichern.
  • Während die Erfindung anhand vielfältiger spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass es möglich ist, die Erfindung mit Abwandlungen zu verwirklichen, ohne von dem Schutzbereich der Ansprüche abzuweichen.
  • ELEMENTELISTE
    Figure 00200001
  • Figure 00210001
  • Figure 00220001

Claims (10)

  1. Diagnostisches Ultraschallsystem (100) zum automatischen Anzeigen mehrerer Ebenen (404–409) anhand eines dreidimensionalen Ultraschalldatensatzes, wobei das System (100) aufweist: eine Benutzerschnittstelle (124) zum Festlegen einer Referenzebene (401, 402), wobei die Benutzerschnittstelle (124) mehrere vordefinierte Ansichtspositionen, eine Referenzebene-Sichern-Option (140) und eine Wiederherstellen-Option (142) vorsieht; ein Prozessormodul (116) zum Abbilden der Referenzebene (401) auf einen dreidimensionalen Ultraschalldatensatz, wobei das Prozessormodul (116) basierend auf den aktuelle und früheren Referenzebenen (401, 402) und Ansichtspositionen (134) automatisch Bildebenen (404–406, 407–409) berechnet; ein Display (118), das die Bildebenen (404–409), die der aktuellen Referenzebene und der aktuellen Ansichtsposition (401, 402) zugeordnet sind, selektiv anzeigt; und ein Arbeitsspeicher (114), der die frühere Referenzebene (401) in Reaktion auf die Referenzebene-Sichern-Option (140) speichert, wobei das Display (118) in Reaktion auf die Auswahl der Referenzebene-Wiederherstellen-Option (142) von Anzeigen der aktuellen Referenzebene (402) zu Wiederherstellen der früheren Referenzebene (401) wechselt.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Arbeitsspeicher (114) Koordinaten (212, 214) in Zusammenhang mit jeder der aktuellen und früheren Referenzebenen (401, 402) speichert.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle (124) eine Autosequenz-Option enthält, die die Anzeige (118) veranlasst, eine Serie von Bildebenen (404–406) sequentiell anzuzeigen, die der aktuellen Ansichtsposition zugeordnet sind, wobei die Anzeige bei jedem Wählen der Autosequenz-Option zu einer nächste Bildebene in der Serie von Bildebenen (404–406) wechselt.
  4. System nach Anspruch 1, wobei das Display (118) mehrere Bildebenen (405, 406) gleichzeitig anzeigt, die in Zusammenhang mit der aktuellen Ansichtsposition parallel zueinander fluchten.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle (124) eine Markieren-Option enthält, die es einem Benutzer erlaubt, eine Bildebene zum Speicher oder Drucken als eine Vollbildabbildung zu markieren (404).
  6. System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle (124) eine Reihe von Ansicht-Knöpfe (134) enthält, wobei jeder der Ansicht-Knöpfe (134) eine der Serien von Ansichtspositionen kennzeichnet, wobei die Anzeigeeinrichtung (118) eine ausgewählte der Ansichtspositionen wiedergibt, die dem ausgewählten Ansicht-Knopf entspricht.
  7. System nach Anspruch 1, wobei der Arbeitsspeicher (114) in Reaktion auf eine Auswahl der Referenzebene-Sichern-Option die aktuelle Referenzebene (402) abspeichert.
  8. System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle (124) einen Verschieben-Befehl enthält, der eine line are Bewegung der Referenzebene (401) in horizontaler und vertikaler Richtung steuert.
  9. System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle (124) einen Rotieren-Befehl enthält, der eine Drehbewegung der Referenzebene (401) um mindestens eine der Koordinatenachsen x, y und/oder z steuert.
  10. System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle (124) einen Visualisierungsmodus-Befehl enthält, der das Prozessormodul (116) veranlasst, Ultraschallbilder im Modus entweder eines ebenen Schnittbilds, volumengerenderten Bilds, oberflächengerenderten Bilds und/oder T.U.I.-Bilds hervorzubringen.
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