DE102016107222A1

DE102016107222A1 - Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung

Info

Publication number: DE102016107222A1
Application number: DE102016107222.2A
Authority: DE
Inventors: Chi Hyung Seo; Stirling Dodd; King Yuen Wong
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2016-10-27
Also published as: CN106073826A; US20160310110A1

Abstract

Für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung (36) unterscheidet (28) der Ultraschallabtaster auf der Grundlage von Bewegung oder Wandlerverwendung zwischen Zeiten, wann unterschiedliche Modi der Bildgebung (32, 36) angebracht sind. Jeglichen Umschalten (30) zwischen Modi, wie beispielsweise zwischen B-Modus- und Gemischtmodus-Bildgebung (32, 36), erfolgt automatisch auf der Grundlage der Erkennung einer Bewegung durch den Ultraschallabtaster, was die Notwendigkeit einer manuellen Auswahl des Ultraschalluntersuchers vermindert.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen die Mixed-Mode-Ultraschallbildgebung. Bei einer typischen Ultraschall-Abtastsitzung schaltet der Ultraschalluntersucher häufig zwischen B-Modus- und Gemischtmodus-Bildgebung um. Gemischtmodi können B-Modus in Kombination mit Farbfluss (d. h., Doppler-Modus) einschließen. Ein Grund für häufiges Umschalten der Modi, insbesondere bei einfachen Systemen, ist, dass die B-Modus-Bildqualität und/oder -Bildfrequenz auf Grund von Hardware- und/oder Software-Begrenzungen verringert sind, während sie sich in einem Gemischtmodus befinden. Um einen Bereich für Gemischtmodus-Bildgebung zu finden, wählt der Benutzer die B-Modus-Bildgebung mit der entsprechenden besseren Bildfrequenz und/oder Bildqualität. Sobald er gefunden ist, wählt der Benutzer dann die Gemischtmodus-Bildgebung mit der geringeren B-Modus-Bildqualität, aber einem zusätzlichen Bildgebungsmodus. Der Vorgang kann in einer Bildgebungssitzung wiederholt werden. Diese Art von Arbeitsablauf steigert die Untersuchungsdauer stark.
KURZDARSTELLUNG
Als Einleitung schließen die unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, Anweisungen und Systeme zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Bildgebung ein. Der Ultraschallabtaster unterscheidet zwischen Zeiten, wenn auf der Grundlage von Bewegung oder Wandlerverwendung unterschiedliche Bildgebungsmodi angebracht sind. Jegliches Umschalten zwischen Modi, wie beispielsweise zwischen B-Modus- und Gemischtmodus-Bildgebung, erfolgt automatisch auf der Grundlage der Erkennung von Bewegung durch den Ultraschallabtaster, was die Notwendigkeit einer manuellen Auswahl des Ultraschalluntersuchers vermindert.
In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung bereitgestellt. Ein Patient wird im B-Modus abgetastet. B-Modus-Bilder werden aus der Abtastung im B-Modus erzeugt. Es wird erkannt, dass die Bewegung des Ultraschallwandlers, des durch den Ultraschallwandler abgetasteten Patienten oder beider zu unterhalb eines Schwellenwertes übergeht. Das Abtasten des Patienten schaltet als Reaktion auf das Erkennen, dass die Bewegung unterhalb des Schwellenwertes liegt, automatisch zu einem Gemischtmodus um. Der Gemischtmodus unterscheidet sich vom B-Modus. Es werden Gemischtmodus-Bilder aus der Abtastung im Gemischtmodus erzeugt.
In einem zweiten Aspekt hat ein nichtflüchtiges rechnerlesbares Speichermedium in demselben Daten gespeichert, die Anweisungen darstellen, die durch einen programmierten Prozessor zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung ausführbar sind. Das Speichermedium schließt Anweisungen zum Unterscheiden zwischen einer Suche nach einem Bereich von Interesse und einer Bildgebung des Bereichs von Interesse (wobei das Unterscheiden auf einer Eingabe von einem Wandler-Bewegungssensor, Ultraschalldaten oder beidem beruht, wobei das Bildgeben für die Suche nur im B-Modus erfolgt) und Bildgeben im Gemischtmodus für die Bildgebung des Bereichs von Interesse ein.
In einem dritten Aspekt wird ein System zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung bereitgestellt. Ein Sendestrahlformer und ein Empfangsstrahlformer sind dafür konfiguriert, mit einem Wandler einen Patienten im B-Modus und im Farbflussmodus mit Ultraschall abzutasten. Ein Prozessor ist dafür konfiguriert, zu veranlassen, dass der Sende- und der Empfangsstrahlformer während einer Wandlerbewegung im B-Modus und nicht im Farbflussmodus arbeiten und für eine unbewegliche Positionierung des Wandlers sowohl im B-Modus als auch im Farbflussmodus arbeiten. Eine Anzeige ist funktionsfähig, um während der Wandlerbewegung ein B-Modus-Bild ohne ein Farbflussbild anzuzeigen und für die unbewegliche Positionierung des Wandlers sowohl das B-Modus-Bild als auch das Farbflussbild anzuzeigen.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche definiert, und nichts in diesem Abschnitt sollte als eine Begrenzung für diese Ansprüche genommen werden. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden unten in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen erörtert und können später unabhängig oder in Kombination beansprucht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Bauteile und die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich, wobei der Schwerpunkt stattdessen auf das Veranschaulichen der Prinzipien der Erfindung gelegt wird. Darüber hinaus bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszahlen durch die unterschiedlichen Ansichten entsprechende Teile.
1 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung,
2 illustriert ein Beispiel des Übergangs zwischen B-Modus-Abtastung und Gemischtmodus-Abtastung, und
3 ist eine Ausführungsform eines Systems zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND GEGENWÄRTIG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der Arbeitsablauf bei Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung wird verbessert. Während eines „Aufsuchungs”- oder „Such”-Modus versucht der Ultraschalluntersucher, den besten Winkel oder das Wandlerfenster zu dem Bereich von Interesse zu finden. In diesem Aufsuchungsmodus, aber während er sich in einer Gemischtmodus-Konfiguration befindet, wird der Gemischtmodus zeitweilig deaktiviert, obwohl er für Gemischtmodus-Bildgebung konfiguriert ist. Es wird eine bessere B-Modus-Bildqualität bereitgestellt, um die beste Abtastposition mit einer höheren Bildfrequenz zu finden. Während eines „Fluss”- oder „Abtast”-Modus wird der Gemischtmodus aktiviert. Dies beseitigt die Notwendigkeit, dass der Bediener zum B-Modus umschaltet, bevor er zum Gemischtmodus zurückkehrt oder umgekehrt.
Bei einer Ausführungsform schaltet das automatische Umschalten zwischen B- und Farbfluss-Modus den Farbfluss-Modus auf der Grundlage dessen ein und aus, dass sich der Benutzer im Aufsuchungsmodus oder Abtastmodus befindet. Der Aufsuchungsmodus kann durch Rahmenkorrelation, Gewebeberührung und/oder Helligkeit des Bildes erkannt werden, ohne darauf begrenzt zu sein. B-Modus-Qualität und/oder -Bildfrequenz werden während des Aufsuchungsmodus wiederhergestellt, um die Benutzer-Ansprechempfindlichkeit zu steigern. Das automatisierte Umschalten zwischen Modi, obwohl er für Gemischtmodus konfiguriert ist, kann Untersuchungszeit verringern und die Ermüdung des Ultraschalluntersuchers vom manuellen Umschalten verringern.
1 zeigt ein Verfahren zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung. Der Verwendungsmodus des Wandlers wird als Teil der Gemischtmodus-Bildgebung erkannt. Der Verwendungsmodus des Wandlers unterscheidet sich vom Gemischtmodus der Bildgebung. Der Gemischtmodus der Bildgebung verwendet zwei oder mehr Bildgebungsmodi. Der Verwendungsmodus des Wandlers ist, wie der Wandler, ungeachtet des Bildgebungsmodus, verwendet wird. Der Wandler kann dazu verwendet werden, nach einem Bereich von Interesse zu suchen und den lokalisierten Bereich von Interesse abzutasten. Als Reaktion darauf, dass der Wandler zum Suchen verwendet wird, wird der Gemischtmodus, wenigstens zum Teil, ausgesetzt, zu Gunsten einer besseren Bildfrequenz und/oder Auflösung (z. B. Bildqualität) beim B-Modus-Abtasten, um bei der Suche zu unterstützen. Als Reaktion darauf, dass der Wandler verwendet wird, um den lokalisierten Bereich abzutasten, wird die Gemischtmodus-Bildgebung durchgeführt, und die B-Modus-Qualität und/oder -Bildfrequenz können abnehmen.
Das Umschalten zwischen dem Aktivieren des Gemischtmodus zum Abtasten und dem Aussetzen wenigstens eines Teils des Gemischtmodus zum Suchen erfolgt automatisch. Anstatt auf Benutzerberührungen der Steuerung zu beruhen, um zwischen Modi umzuschalten, unterstützt das System das Suchen, obwohl es für Gemischtmodus-Bildgebung konfiguriert ist, und kehrt dann automatisch zu Gemischtmodus-Bildgebung zurück, sobald die Suche abgeschlossen ist. Die Bestimmung der Wandlerverwendung und des entsprechenden Bildgebungsmodus kann ohne Benutzereingabe der Modusauswahl nach dem Konfigurieren für Gemischtmodusbetrieb erfolgen.
Das Verfahren wird durch das System von 3 oder ein anderes System umgesetzt. Zum Beispiel konfiguriert der Benutzer das Ultraschallsystem für Gemischtmodusbetrieb. Ein Prozessor, Steuergerät oder Bildverarbeiter eines Ultraschall-Bildgebungssystems bestimmt den Verwendungsmodus des Wandlers, schaltet automatisch Modi um und passt eine Filterung an. Der Ultraschallabtaster führt die entsprechende Bildgebung durch. Strahlformer, Speicher, Detektoren und/oder andere Einrichtungen können verwendet werden, um die Daten zu erfassen, einen oder mehrere der Schritte durchzuführen und/oder die Daten auszugeben. Der Prozessor kann die Einrichtungen steuern, um das Verfahren von 1 durchzuführen.
Es können zusätzliche, abweichende oder weniger Schritte bereitgestellt werden. Zum Beispiel wird das Verfahren ohne adaptive Filterung in Schritt 40 durchgeführt.
Die Schritte werden in der beschriebenen oder gezeigten Reihenfolge durchgeführt, können aber in anderen Reihenfolgen durchgeführt werden. Die adaptive Filterung von Schritt 40 wird als Teil oder gleichzeitig mit der Bildgebung von Schritt 32 und 36 durchgeführt, kann aber zu anderen Zeiten durchgeführt werden. Die Erkennung von Schritt 28 erfolgt während der Bildgebung von entweder Schritt 32 oder 36, kann aber gesondert oder in Abfolge mit der Bildgebung (z. B., indem Erkennung und Bildgebung verzahnt werden) durchgeführt werden. Sobald der Verwendungsmodus des Wandlers bestimmt und der Bildgebungsmodus umgeschaltet ist, wird dann die ausgewählte Bildgebung durchgeführt. Die Verwendungsmodus-Erkennung kann während der Bildgebung in einem gegebenen Modus fortlaufend oder periodisch sein. Auf einen Übergang beim Verwendungsmodus hin wird das Umschalten wieder durchgeführt, und danach wird eine andere Bildgebung durchgeführt. Die Verwendungsmodus-Erkennung kann während des ausgewählten Bildgebungsmodus fortlaufend oder periodisch sein.
In Schritt 26 konfiguriert der Benutzer das Ultraschallsystem für Gemischtmodus-Bildgebung. Der Benutzer drückt eine Taste, wählt einen Menüpunkt oder gibt auf andere Weise eine Angabe ein, dass Bildgebung in einem Gemischtmodus erwünscht ist. Der Benutzer kann eine Kombination von Auswahlen vornehmen, um für Gemischtmodus zu konfigurieren, wie beispielsweise das Aktivieren des B-Modus, das Definieren eines Gesichtsfeldes, das Angeben eines Bereichs von Interesse in dem Gesichtsfeld und das Aktivieren von Farbfluss für den Bereich von Interesse. Alternativ fährt das Ultraschallsystem hoch oder konfiguriert sich selbst für Gemischtmodus-Bildgebung auf der Grundlage von Voreinstellungen oder anderen Benutzerauswahlen.
Es kann ein beliebiger Gemischtmodus verwendet werden. Der Gemischtmodus ist eine Kombination von zwei oder mehr Ultraschall-Bildgebungsmodi. Zum Beispiel ist der Gemischtmodus eine Kombination von B-Modus-Bildgebung und Farbfluss-(z. B. Doppler-)Bildgebung. Der B-Modus wird für Gewebereaktion verwendet, und Farbfluss wird für Fluidreaktion verwendet. Die Farbfluss-Informationen können für einen Bereich von Interesse oder eine Teilmenge des B-Modus-Gesichtsfeldes sein. Alternativ werden die gleichen Gesichtsfelder verwendet.
Andere Modi schließen Kontrastmittel-, Oberwellen-, gepulsten Doppler- (d. h., Spektral-Doppler-), M-Modus, Elastographie, anderen parametrischen Bildgebungsmodus, Doppler-Gewebe- (d. h., Gewebebewegungs-) oder anderen Ultraschall-Bildgebungsmodus ein. Die unterschiedlichen Modi erfassen unterschiedliche Arten von Informationen. Für Gemischtmodus werden beliebige zwei oder mehr Modi zusammen, wie beispielsweise gleichzeitig oder auf eine verzahnte Weise, durchgeführt. Die Bildinformationen von den zwei oder mehr Modi werden in einem gleichen Bild oder benachbarten Bildern dargestellt.
Der Benutzer kann Einstellungen von Pforte, Bereich von Interesse und/oder Gesichtsfeld für einen oder mehrere der Modi in der Gemischtmoduskonfiguration eingeben. Es können andere für einen gegebenen Modus angebrachte Einstellungen eingegeben werden, wie beispielsweise eine Auswahl von Geschwindigkeit oder Leistung für Farbfluss, Frequenz für B-Modus oder eine beliebige andere modenspezifische Einstellung. Alternativ werden Voreistellungen oder prozessorbestimmte Einstellungen verwendet.
Die Konfiguration ist für den Datenweg in dem Ultraschallsystem. Die Konfiguration kann Steuerungseinstellungen für den Sendestrahlformer, den Empfangsstrahlformer, das Filter, den Detektor, den Bildverarbeiter, den Abtastsignalwandler, die Anzeigeabbildung, eine andere Einrichtung oder Kombinationen derselben einschließen. Die Abtastung und Bildgebung des Ultraschallsystems ist zum Arbeiten im Gemischtmodus konfiguriert.
Sobald für Gemischtmodus-Bildgebung konfiguriert ist, beginnt der Ultraschalluntersucher die Abtastung des Patienten oder setzt sie fort. Der Gesamtvorgang zum Abtasten und Bildgeben besteht im Anordnen des Wandlers auf dem Patienten, Drehen und/oder Verschieben des Wandlers, um einen Bereich innerhalb des Patienten zu lokalisieren, und danach Aufzeichnen eines Bildes oder von Bildern des Bereichs. Bilder aus anderen Winkeln und/oder von anderen Bereichen können für Diagnose oder Therapie erwünscht sein, also wird der Wandler wieder gedreht und/oder verschoben, um eine gewünschte Position zum Aufzeichnen von Bildern, wobei der Wandler unbeweglich gehalten wird, zu lokalisieren. Bei diesem Vorgang kann der Wandler von dem Patienten abgehoben werden oder nicht. Für schwierig abzubildende Patienten muss der Ultraschalluntersucher beide Hände verwenden, um während des Abtastens des Bereichs von Interesse und/oder während des Suchens nach dem Bereich von Interesse ausreichenden Druck auszuüben.
Der Wandler wird in zwei Modi verwendet, einem Aufsuchungs-(z. B. Untersuchungs- oder Such-)Modus und einem Abtast- (z. B. Aufzeichnungs- oder unbeweglichen Modus. Während der Aufsuchung ist eine größere Bildfrequenz und/oder Auflösung zum Betrachten anatomischer Einzelheiten erwünscht. Während des Abtastmodus ist der konfigurierte Gemischtmodus erwünscht.
Anstatt dass der Benutzer zu einem Zeitpunkt des Auftretens jedes dieser unterschiedlichen Such- und Abtastmodi der Wandlerverwendung das System durch die Benutzerschnittstelle neu konfiguriert, können die Unterschiede beim Bildgebungsmodus automatische bereitgestellt werden, während wie gewünscht für den Abtastmodus konfiguriert ist (d. h., während im gemischten Bildgebungsmodus konfiguriert ist).
In Schritt 28 wird der Verwendungsmodus des Wandlers erkannt. Ein Prozessor unterscheidet zwischen einer Suche nach einem Bereich von Interesse (d. h., einem Suchverwendungsmodus) und dem Bildgeben des Bereichs von Interesse (d. h., einem Abtastverwendungsmodus). Eine Benutzereingabe des Verwendungsmodus unter Verwendung eines Knopfs oder einer Auswahl wird vermieden. Stattdessen erkennt der Prozessor Position und/oder Bewegung des Wandlers, um automatisch den Verwendungsmodus zu erkennen. Zum Beispiel unterscheidet der Prozessor auf der Grundlage einer Eingabe von einem Wandler-Bewegungssensor, von Ultraschalldaten, die eine Bewegung anzeigen, oder beidem.
Bei einer Ausführungsform wird eine Bewegung des Wandlers, des durch den Ultraschallwandler abgetasteten Patienten oder beider verwendet, um den Modus der Wandlerverwendung zu erkennen. Aufgrund einer Patienten- und/oder Wandlerverschiebung verschiebt sich ebenfalls das Gesichtsfeld. Die Ebene oder das Volumen, die innerhalb des Patienten abgebildet werden, verändern auf Grund der Bewegung die Position innerhalb des Patienten. Zum Beispiel kann der Ultraschalluntersucher nach dem Bereich von Interesse suchen, bewegt also den Wandler um die Hautoberfläche des Patienten. Sich ergebende Bilder werden während der Bewegung betrachtet, bis der Bereich (z. B. der Teil eines Organs) lokalisiert ist. Danach wird das Bewegungsausmaß verringert oder die Bewegung hört auf, um Bilder des Organs an dem lokalisierten Bereich zu erzeugen. Der Abtastmodus kann einer unbeweglichen oder im Wesentlichen unbeweglichen Positionierung des Wandlers entsprechen. „Im Wesentlichen” wird verwendet, um unbeabsichtigte Bewegung zu berücksichtigen.
Eine andere Quelle von Bewegung ist Bewegung innerhalb des Gewebebewegung. Zum Beispiel bewirken Herz- und/oder Lungenbewegungen, dass Organe oder anderes Gewebe ihre Position im Verhältnis zu anderen Organen und/oder anderem Gewebe verschieben. Einige innere Gewebe des Patienten können sich bewegen, wie beispielsweise das Herz oder die Herzwände, die sich zyklisch bewegen. Während Wandler- oder Gewebebewegung ist eine größere zeitliche Auflösung (z. B. höhere Bildfrequenz) erwünscht. Gewebebewegung kann einen Suchmodus anzeigen.
Für fortlaufende Bildgebung wird die Bewegungsbestimmung kontinuierlich oder periodisch wiederholt, wie beispielsweise wiederholend für jede zweite ganze Zahl von Bildern in einer Folge. Alternativ wird die Bewegung als Reaktion auf eine Benutzeraktivierung oder einen anderen Auslöser bestimmt.
Das Bewegungsausmaß wird bestimmt. Der Bewegungsvektor in einer, zwei oder drei Dimensionen wird durch den Prozessor berechnet. Die Translation oder seitliche Verschiebung wird gefunden, Bei anderen Ausführungsformen wird das Ausmaß der Drehung und/oder der Veränderung im Maßstab bestimmt. Die Größe der Bewegung gibt an, wie viel Bewegung oder Veränderung bei der Position aufgetreten ist. Es kann eine beliebige Periode zum Bestimmen der Bewegung verwendet werden, zum Beispiel die Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen oder Bildern oder die Bewegung zwischen den gleichen Phasen unterschiedlicher Zyklen im Herzzyklus.
Die Bewegung wird aus einer beliebigen Quelle bestimmt. Bei einer Ausführungsform wird ein Sensor verwendet. Zum Beispiel wird ein magnetischer Positionssensor an dem Wandler verwendet, um die Bewegung des Wandlers zu erkennen. Bei anderen Ausführungsformen werden Ultraschalldaten verwendet, um die Bewegung zu erkennen. Es können Kombinationen von Techniken zum Erkennen einer Bewegung verwendet werden.
Zum Erkennen der Bewegung aus Ultraschalldaten können B-Modus-Daten verwendet werden. Zwei Rahmen oder Bilder von B-Modus-Daten werden durch den Prozessor relativ um unterschiedliche Ausmaße verschoben. Für jede Verschiebung wird eine Korrelation einiger (Sparse Sampling oder Bereich von Interesse) oder aller der Daten berechnet. Die Verschiebung (z. B. Translation mit oder ohne Drehung) mit der größten Korrelation liefert den Bewegungsvektor. Bei einer anderen Ausführungsform zeigt Dekorrelation eine Bewegung in einer Höhenrichtung an. Ein Ausmaß der Dekorrelation zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen oder Bildern ohne einen relativen Versatz zeigt ein Ausmaß von Bewegung außerhalb der Abtastebene. Bei noch einer anderen Ausführungsform werden Doppler-Daten verwendet. Es wird eine globale Geschwindigkeit, wie beispielsweise eine durchschnittliche Gewebegeschwindigkeit in einem Bild oder einem Teil eines Bildes, berechnet. Die globale Geschwindigkeit stellt das Ausmaß der Bewegung dar.
Bei einer Herangehensweise werden die ebenfalls für Gemischtmodus-Bildgebung verwendeten Ultraschalldaten verwendet, um die Bewegung zu erkennen. Die Gemischtmodus-Bildgebung erfasst Daten, wie beispielsweise B-Modus- oder Farbfluss-Daten. Diese Daten werden für Korrelation oder Dekorrelation verwendet. Die B-Modus-Daten vom B-Modus-Abtasten, wobei ein Teil oder die Gesamtheit des Gemischtmodus ausgesetzt ist, können verwendet werden, um Bewegung zu erkennen (d. h., während des Suchmodus). Es können zur Bewegungserkennung und nicht zur Bildgebung erfasste B-Modus-Daten verwendet werden. Es können andere Arten von Daten, die erfasst werden, wobei der Gemischtmodus zum Teil oder insgesamt ausgesetzt ist, verwendet werden.
Es kann Bewegung, wie sie zwischen beliebigen zwei Zeitpunkten gemessen wird, verwendet werden. Alternativ wird die Bewegung mehrere Male mit der Zeit erkannt. Zum Beispiel wird eine globale Verschiebung mit der Zeit unter Verwendung von zwei oder mehr erkannten Bewegungen (d. h., Daten von drei oder mehr Zeitpunkten) erkannt. Ein Profil des Ausmaßes der globalen Verschiebung mit der Zeit wird erlangt. Es kann eine beliebige Periode für das Profil verwendet werden. Die Geschwindigkeit, der Durchschnitt oder ein anderes Maß der Bewegung (z. B. ein Maximum des Profils) wird aus dem Profil berechnet, um das Ausmaß der Bewegung bereitzustellen. Die Größe der Bewegung wird aus dem Profil bestimmt.
Es wird ein Schwellenwert bei der Erkennung der Bewegung angewendet. Wenn die Bewegung unterhalb des Schwellenwertes liegt, dann befindet sich der Wandler im Suchmodus. Wenn die Bewegung oberhalb des Schwellenwertes liegt, dann befindet sich der Wandler im Abtastmodus. Für eine Bewegung gleich dem Schwellenwert können beide der Modi angezeigt werden. Es kann ein beliebiger Schwellenwert, wie beispielsweise ein voreingestellter, ein vorbestimmter oder ein anderer Schwellenwert, verwendet werden.
Zusätzlich oder alternativ können andere Informationen verwendet werden, um den Verwendungsmodus des Wandlers zu unterscheiden. Zum Beispiel werden eine Berührung des Wandlers mit Gewebe und/oder Helligkeit aus den Ultraschalldaten verwendet. Eine Berührung des Wandlers kann mit einem elektrischen Feld, kapazitivem Abfühlen oder einem Berührungssensor gemessen werden. Alternativ wird die Berührung auf der Grundlage von Ultraschalldaten, wie beispielsweise durch Berechnen einer durchschnittlichen Nahfeldintensität, gemessen. Niedrige Intensität zeigt das Abtasten von Luft, nicht Gewebe, an. Helligkeit zeigt gleichfalls das Abtasten von Luft anstatt von Gewebe an. Das Niveau der Berührung kann bestimmt werden, wie beispielsweise durch Abfühlen von Berührung für jeden von unterschiedlichen Nahfeldbereichen über die Fläche des Wandlers. Es kann erkannt werden, dass der Wandler teilweise von dem Gewebe getrennt ist.
Dass sich der Wandler nicht in Berührung mit dem Gewebe befindet, zeigt einen Suchmodus oder eine andere Verwendung als Abtasten an. Sobald die Berührung hergestellt ist, kann für einen gegebenen Zeitraum, wie beispielsweise für 10 Sekunden, der Suchmodus angenommen werden. Die Berührung oder die Helligkeit können in Kombination mit der Bewegungserkennung verwendet werden, wie beispielsweise durch Auslösen des Suchmodus auf der Grundlage entweder von Verlust der Berührung oder von Bewegung oberhalb eines Schwellenwertes und Auslösen des Abtastmodus auf der Grundlage von Bewegung unterhalb eines Schwellenwertes nach dem Wiederherstellen der Berührung.
Wenn der erkannte Verwendungsmodus des Wandlers der gleiche ist wie der jüngste erkannte Modus, setzt sich die laufende Bildgebung fort. Wenn sich der erkannte Verwendungsmodus ändert, dann ändert sich die Bildgebung. Zum Beispiel geht die Bewegung des Wandlers von unterhalb zu oberhalb oder von oberhalb zu unterhalb des Schwellenwertes über. Dieser Übergang zeigt eine Veränderung beim Verwendungsmodus des Wandlers von einem Abtast-Verwendungsmodus zu einem Such-Verwendungsmodus oder umgekehrt an. Eine entsprechende Änderung wird für den Bildgebungsmodus vorgenommen.
In Schritt 30, wo der Übergang auftritt, schaltet der Ultraschallabtaster automatisch zum Abtasten des Patienten in dem passenden Modus um, wie beispielsweise durch Umschalten vom B-Modus zum Gemischtmodus oder vom Gemischtmodus zum B-Modus. Zum Beispiel veranlasst der Prozessor, als Reaktion auf die Erkennung, dass die Bewegung nun unterhalb des Schwellenwertes liegt, dass der Ultraschallabtaster im Gemischtmodus anstelle des B-Modus oder eines anderen Teilmodus des Gemischtmodus arbeitet. Nur B-Modus-Abtastung oder nur ein andere Abtastungsmodus wird zum Suchen verwendet, dann geht das System automatisch zum Gemischtmodus mit dem B-Modus und einem anderen Bildgebungsmodus oder mit einer anderen Kombination von Bildgebungsmodi, die den B-Modus nicht einschließen, über.
Die Sendestrahlformung, Empfangsstrahlformung, Erkennung, Filterung, Abtastumformung und/oder andere Prozesse wechseln zum Übergang. Zum Beispiel verwendet B-Modus-Bildgebung eine Abfolge von Sendestrahlen und entsprechenden Empfangsstrahlen, um einen Bereich bei einer gegebenen Frequenz abzutasten. In einem gemischten B-Modus und Farbfluss-Modus werden mehrere Sendungen und Empfänge entlang jeder Abtastung in einer Flussprobenzählung verwendet, um die Geschwindigkeit, Varianz und/oder Leistung an einer gegebenen Position abzuschätzen. Die Sende- und Empfangsstrahl-Formungsabfolge, die Wellenformen, der Abtastwinkel, der Tiefenbereich und/oder andere Charakteristika wechseln, um die Farbfluss-Abtastung mit der B-Modus-Abtastung zu verzahnen. Ähnlich wird der Doppler- oder Fluss-Schätzer nicht für B-Modus-Bildgebung verwendet, sondern wird für Farbfluss-Bildgebung verwendet.
Wenn ein Bildgebungsmodus sowohl dem Gemischtmodus als auch der beim Suchen verwendeten Bildgebung gemeinsam ist (z. B. B-Modus, der für Suchen und für kombinierten B-Modus und Farbfluss-Modus verwendet wird), bleiben die Einstellungen für die B-Modus-Bildgebung die gleichen oder ändern sich, um das Verzahnen mit (einem) anderen Modus oder Modi im Gemischtmodus zu berücksichtigen. Der Übergang wird durch das Ändern eines Wertes oder von Werten zur Erfassung oder anderen Parametern umgesetzt. Die Bildfrequenz kann abweichend sein. Für eine abweichende Bildfrequenz werden das Impulswiederholungsintervall, die Abtastliniendichte, die Tiefe, der Abtastwinkel für das Gesichtsfeld, das Ausmaß der Filterung oder andere Prozesse verändert. Die räumliche Auflösung kann abweichende sein. Für eine abweichende räumliche Auflösung werden die Abtastliniendichte, die Abtastwertdichte entlang von Abtastlinien, der Abtastwinkel für das Gesichtsfeld oder andere Charakteristika verändert. Sowohl die zeitliche als auch die räumliche Auflösung können variiert werden.
Der Ultraschallabtaster kann begrenzte Verarbeitungsressourcen aufweisen, oder die Schallgeschwindigkeit in Gewebe kann ein begrenzender Faktor sein. Im Ergebnis kann nur B-Modus-Bildgebung zum Suchen auf Grund dessen, dass sie nicht Ressourcen oder Zeit mit einem anderen Modus teilt, eine größere räumliche und/oder zeitliche Auflösung haben. Es wird nur der B-Modus-Teil des Gemischtmodus zum Suchen verwendet, während ein Modus oder andere Modi des Gemischtmodus ausgesetzt werden. Für Gemischtmodus-Bildgebung kann die räumliche und/oder zeitliche Auflösung für den B-Modus-Teil der Gemischtmodus-Bildgebung auf Grund des Teilens der Ressourcen mit einem anderen Modus verringert sein. Bei alternativen Ausführungsformen wird B-Modus-Bildgebung nicht als Teil des Gemischtmodus bereitgestellt.
Das Umschalten erfolgt ohne Bedienereingabe in eine Benutzerschnittstelle eines Ultraschallsystems während der Durchführung des Abtastens. Der Bediener kann das Ultraschallsystem in Schritt 26 unter Verwendung der Benutzerschnittstelle für Gemischtmodus-Abtastung konfigurieren, aber es wird keine andere Benutzereingabe als das Bewegen des Wandlers verwendet, um zwischen Gemischtmodus-Bildgebung für den Abtast-Verwendungsmodus des Wandlers und dem B-Modus oder einem anderen Bildgebungsmodus für den Such-Verwendungsmodus des Wandlers umzuschalten. Anstatt dass der Benutzer das System eilig neu konfiguriert, geht das System automatisch zwischen dem Gemischtmodus und dem B-Modus (oder einem anderen Suchmodus) über, ohne dass der Benutzer einen Knopf drücken, einen Drehknopf ändern, einen Schiebregler schieben muss oder eine andere Berührung der Benutzerschnittstelle. Nach der Konfiguration im Gemischtmodus ist das Umschalten automatisch oder ohne Benutzerinteraktion mit der Benutzerschnittstelle, während der Patient abgetastet wird.
In Schritt 32 führt der Ultraschallabtaster B-Modus-Bildgebung zum Suchen durch. Wenn der Verwendungsmodus des Wandlers als Suchen erkannt wird, dann wird B-Modus-Bildgebung durchgeführt. Bei einer Ausführungsform wird nur der B-Modus oder nur ein Bildgebungsmodus zum Suchen bereitgestellt. Durch das Abtasten nur im B-Modus oder einem Modus sind größere Verarbeitungs-, Speicher- oder andere Ressourcen des Ultraschallabtasters für diesen Modus verfügbar, was eine größere räumliche und/oder zeitliche Auflösung des Gesichtsfeldes ermöglicht als wenn die Bildgebung andere Modi einschlösse. Bei noch anderen alternativen Ausführungsformen wird ein anderer Modus als der B-Modus zum Suchen verwendet, wie beispielsweise Suchen mit Farbfluss-Bildgebung, während ein oder mehrere andere Modi (z. B. Spektral-Doppler- oder B-Modus) der Gemischtmodus-Bildgebung ausgesetzt oder nicht durchgeführt werden.
Der Ultraschallabtaster ist dafür konfiguriert, im Gemischtmodus abzutasten, aber einer oder mehrere der Modi werden nicht durchgeführt, da die Suche die Konfiguration übergeht. Der Ultraschallabtaster tastet nur im B-Modus oder einem andere Suchmodus ab. Jegliche andere Modi im Gemischtmodus werden während des Suchens nicht durchgeführt. Wenn der Gemischtmodus den B-Modus und einen oder mehrere andere Modi einschließt, werden der eine oder die mehreren anderen Modi während des Suchens ausgesetzt oder nicht durchgeführt, obwohl der Abtaster für Gemischtmodus-Abtastung konfiguriert ist. Bei alternativen Ausführungsformen setzen sich einer oder mehrere der anderen Modi fort, aber es mit einer geringeren räumlichen und/oder zeitlichen Auflösung um eine größere räumliche und/oder zeitliche B-Modus-Auflösung bereitzustellen als sie mit voller oder Gemischtmodus-Bildgebung wie konfiguriert bereitgestellt werden würde.
Für den B-Modus oder einen anderen Modus der Bildgebung tastet der Ultraschallabtaster ab wie für diesen Modus angemessen. Das Abtastformat, die Abfolge, die Wellenformen oder andere Strahlformer-Einstellungen gewährleisten die Abtastung. Die Datenverarbeitung der Abtastdaten ist wie für diesen Modus angemessen. Zum Beispiel werden strahlgeformte Abtastwerte für Positionen in dem Patienten erfasst, wie beispielsweise unter Verwendung von Intensitäts- oder B-Modus-Erfassung. Räumliche und/oder zeitliche Filterung können angewendet werden oder nicht. Die erfassten B-Modus-Daten werden signalgewandelt und auf Grauskalen-Anzeigewerte abgebildet.
In Schritt 34 werden ein oder mehrere B-Modus- oder andere Bilder zum Suchen erzeugt. Auf der Grundlage der Abtastung und der Bildverarbeitung für den B-Modus oder anderen Modus wird ein Bild erzeugt. Das Bild schließt Rot-, Grün-, Blau-(RGB-) oder andere Anzeigewerte, die für die Anzeige formatiert sind (z. B. Kartesische Koordinaten), ein. Für vom Betrachter wahrgenommene Grauskala-Bildgebung können die RGB-Werte annähernd gleich sein. Graphik kann als Teil des Bildes bereitgestellt werden oder nicht, wie beispielsweise mit Angabe von zum Abtasten verwendeten Einstellungen (z. B. Frequenz).
Das Bild stellt den Bereich des Patienten im Gesichtsfeld des B-Modus oder anderen Suchmodus dar. Das Bild ist eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Darstellung. Zum Beispiel werden Daten von einer Abtastung eines Volumens unter Verwendung von Oberflächen- oder Volumenrendering zu einer zweidimensionalen Anzeige gerendert. Als ein anderes Beispiel werden Daten, die eine Abtastebene darstellen, verwendet, um ein Bild der Abtastebene zu erzeugen.
Die Bildfrequenz und/oder die Auflösung der Bildgebung beruhen auf den Abtast- und/oder Bildverarbeitungseinstellungen. Die Bildfrequenz und/oder die Auflösung der erzeugten Bilder sind für Suchen die gleichen wie für Abtasten oder andere. Zum Beispiel werden B-Modus-Bilder in den beiden Schritten 34 und 38 erzeugt. Die in Schritt 34 erzeugten B-Modus-Bilder haben eine räumliche und/oder zeitliche Auflösung und/oder ein Gesichtsfeld, die größer sind als die der in Schritt 38 erzeugten B-Modus-Bilder.
Die Bildgebung von Schritt 32 und die Erzeugung von Bildern in Schritt 34 werden während einer gleichen Bildgebungssitzung (z. B. für einen gleichen Patienten in einer gleichen 15-minütigen Ultraschalluntersuchung) fortgeführt oder wiederholt. Die Bildgebung setzt sich fort, um es dem Ultraschalluntersucher zu ermöglichen, nach einem für Diagnose oder Behandlung abzutastenden Bereich des Patienten zu suchen. Es wird eine Folge einer beliebigen Anzahl von Bildern erzeugt.
Wenn der Verwendungsmodus zur Suchverwendung übergeht, wie in Schritt 28 erkannt, wird die Bildgebung in Schritt 30 zu Bildgebung im Gemischtmodus in Schritt 36 umgeschaltet. Sobald eine Bewegung oder ein anderer Indikator, dass die Position des zu Diagnose oder Therapie zu verwendenden Bereichs gefunden ist, auftritt, schaltet der Verwendungsmodus des Wandlers von Suche zu Abtastung um.
In Schritt 36 führt der Ultraschallabtaster Gemischtmodus-Bildgebung zum Abtasten oder Aufzeichnen durch. Wenn der Verwendungsmodus des Wandlers als Abtasten erkannt wird, dann wird Gemischtmodus-Bildgebung durchgeführt. Zwei oder mehr Bildgebungsmodi werden gleichzeitig oder auf eine verzahnte Weise durchgeführt. Zum Verzahnen wird eine Verzahnung Abtastlinie für Abtastlinie, von Gruppen von Abtastlinien, Rahmen für Rahmen oder Gruppen von Rahmen verwendet. Zum Beispiel wird ein Rahmen von B-Modus-Informationen verzahnt mit dem Erfassen von Daten für mehrere Rahmen von Farbfluss-Daten erfasst.
Durch das Abtasten im Gemischtmodus sind weniger Verarbeitungs-, Speicher- oder andere Ressourcen des Ultraschallabtasters für einen gegebenen Modus verfügbar. Die Verarbeitungs-, Speicher- oder anderen Ressourcen sind zwischen den unterschiedlichen Modi des Gemischtmodus verteilt, wie in Schritt 26 konfiguriert. Der Ultraschallabtaster ist dafür konfiguriert, im Gemischtmodus abzutasten. Diese Konfiguration wird verwendet, sobald der anzutastende Bereich lokalisiert ist. Das Suchen übergeht die Gemischtmodus-Konfiguration nicht mehr. Der Ultraschallabtaster tastet nach zwei oder mehr Modi ab.
Für jeden Bildgebungsmodus tastet der Ultraschallabtaster ab wie für diesen Modus angemessen. Das Abtastformat, die Abfolge, die Wellenformen oder andere Strahlformer-Einstellungen gewährleisten die Abtastung. Die Datenverarbeitung der Abtastdaten ist wie für diesen Modus angemessen. Zum Beispiel werden strahlgeformte Abtastwerte für Positionen in dem Patienten erfasst, wie beispielsweise unter Verwendung von Intensitäts- oder B-Modus-Erfassung. Räumliche und/oder zeitliche Filterung können angewendet werden oder nicht. Die erfassten B-Modus-Daten werden signalgewandelt und auf Grauskalen-Anzeigewerte abgebildet. Als ein anderes Beispiel liefert die Abtastung Abtastwerte für eine Flussprobenzählung bei einem Flussprobenintervall, um die Geschwindigkeit, Varianz und/oder Energie von Fluss oder Gewebebewegung abzuschätzen. Ein Corner-Turning-Memory arbeitet in Verbindung mit dem Doppler-Prozessor, um Fluid- oder Gewebebewegungsinformationen zur Abschätzung zu isolieren. Der abgeschätzte Fluss wird signalgewandelt und zur Anzeige auf Farben abgebildet.
In Schritt 38 werden ein oder mehrere Gemischtmodus-Bilder erzeugt. Auf der Grundlage der Abtastung und der Bildverarbeitung für jeden Modus wird ein Bild erzeugt. Das Bild schließt Rot-, Grün-, Blau-(RGB-) oder andere Anzeigewerte, die für die Anzeige formatiert sind (z. B. Kartesische Koordinaten), ein. Graphik kann als Teil des Bildes bereitgestellt werden oder nicht, wie beispielsweise mit Angabe von zum Abtasten verwendeten Einstellungen (z. B. Frequenz).
Das Bild stellt den Bereich des Patienten in zwei oder mehr Modi dar. Die unterschiedlichen Modi stellen die gleichen oder unterschiedlichen Positionen in dem Bereich dar. Zum Beispiel werden mit Fluss verknüpfte Positionen (wenigstens innerhalb eines Bereichs von Interesse) durch Farbfluss-Informationen dargestellt, und mit Gewebe verknüpfte Positionen werden durch Grauskala-B-Modus-Informationen dargestellt. Das Bild stellt ein Gesichtsfeld dar. Die Informationen aus den unterschiedlichen Modi überlappen in dem Sinne, dass sie den gleichen Bereich des Patienten darstellen. Die unterschiedlichen Modi können zu einer nicht-überlappenden Anzeige führen. Zum Beispiel liefern M-Modus, Farb-M-Modus oder gepulster Doppler Streifenanzeigen für eine Pforte oder Linie. Die Streifenanzeige ist einem B-Modus- und/oder Farbfluss-Bild benachbart, überlappt sich aber nicht mit demselben. Beide Darstellungen werden auf einer gleichen Anzeige oder einem Teil eines gleichen Bildes erzeugt. Die Informationen aus beiden Modi werden dem Benutzer zu einer gleichen Zeit angezeigt. Bei alternativen Ausführungsformen werden die Bilder aus dem unterschiedlichen Modi gesondert und/oder nacheinander angezeigt.
Das Bild ist eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Darstellung. Zum Beispiel werden Daten von einer Abtastung eines Volumens unter Verwendung von Oberflächen- oder Volumenrendering zu einer zweidimensionalen Anzeige gerendert. Als ein anderes Beispiel werden Daten, die eine Abtastebene darstellen, verwendet, um ein Bild der Abtastebene zu erzeugen.
Die Bildfrequenz und/oder die Auflösung der Bildgebung beruhen auf den Abtast- und/oder Bildverarbeitungseinstellungen. Die Bildfrequenz und/oder die Auflösung der erzeugten Bilder sind für Gemischtmodus die gleichen wie für die modenbegrenzte Suche oder andere. Zum Beispiel werden B-Modus-Bilder in den beiden Schritten 34 und 38 erzeugt. Die in Schritt 34 erzeugten B-Modus-Bilder haben eine größere räumliche und/oder zeitliche Auflösung die in Schritt 38 erzeugten B-Modus-Bilder. Auf Grund der Gemischtmodus-Bildgebung können weniger Ressourcen für die B-Modus-Abtastung verfügbar sein so dass die B-Modus-Bilder in Schritt 34 eine geringere räumliche oder zeitliche Auflösung haben als für Schritt 38.
Die Bildgebung von Schritt 36 und die Erzeugung von Bildern in Schritt 38 werden während einer gleichen Bildgebungssitzung (z. B. für einen gleichen Patienten in einer gleichen 15-minütigen Ultraschalluntersuchung) fortgeführt oder wiederholt. Die Bildgebung setzt sich fort, um es dem Ultraschalluntersucher zu ermöglichen, nach einem für Diagnose oder Behandlung abzutastenden Bereich des Patienten zu suchen. Es wird eine Folge einer beliebigen Anzahl von Bildern erzeugt.
Wenn der Verwendungsmodus wieder zur Suchverwendung übergeht, wie in Schritt 28 erkannt, wird die Bildgebung in Schritt 30 zu Such-Bildgebung in Schritt 32 umgeschaltet. Sobald eine Bewegung oder ein anderer Indikator, dass die Suche begonnen hat, wieder auftritt (z. B. die Bewegung dazu übergeht, oberhalb des Schwellenwertes zu liegen), schaltet der Bildgebungsmodus automatisch von Abtastung zu Suche um. Solange die Bewegung unterhalb des Schwellenwertes liegt oder eine andere Wandlerverwendungserfassung Abtasten für den Gemischtmodus anzeigt, setzt sich dann die Gemischtmodus-Bildgebung fort.
In Schritt 40 passt sich die Filterung an den Verwendungsmodus des Wandlers an. Zum Beispiel passt sich die Filterung in Abhängigkeit von der Bewegung an. Die Anpassung kann binär sein, wie beispielsweise Filterung auf einem Niveau zum Suchen und Filterung auf einem anderen Niveau zum Abtasten. Bei anderen Ausführungsformen hat die Anpassung mehr Niveaus als das Umschalten zwischen der Bildgebung zum Suchen und der Bildgebung für Gemischtmodus-Abtastung. Zum Beispiel wird das Ausmaß der Filterung auf der Grundlage von entsprechenden unterschiedlichen Ausmaßen der Bewegung linear oder nicht-linear auf drei oder mehr Niveaus abgebildet. Ähnlich können unterschiedliche Kombinationen von Bildgebungsmodi für unterschiedliche Bewegungsausmaße bereitgestellt werden, was mehr als zwei Optionen zum automatisierten Übergang bereitstellt.
Die Filterung ist für den gleichen Bildgebungsmodus, variiert jedoch auf der Grundlage des Verwendungsmodus des Wandlers. Zum Beispiel wird B-Modus-Bildgebung zum Suchen anders gefiltert als die bei der Gemischtmodus-Bildgebung verwendete B-Modus-Bildgebung.
Die Anpassung liegt in Ausmaß und/oder Art der zeitlichen und/oder räumlichen Filterung. Zum Beispiel wird weniger zeitliche und räumliche Filterung für B-Modus-Bildgebung während des Suchens als für B-Modus-Bildgebung im Gemischtmodus bereitgestellt. Für den Gemischtmodus kann der Farbfluss- oder ein anderer Modus wichtiger sein, während der B-Modus für Gewebe-Bezugsinformationen bereitgestellt wird. Dementsprechend kann mehr zeitliche und/oder räumliche Filterung bereitgestellt werden, um Rauschen zu entfernen. Umgekehrt führt Suchen zu sich schneller ändernden Ansichten. Die gesteigerte räumliche und/oder zeitliche Filterung ist wichtig zum Suchen, also wird weniger zeitliche und/oder räumliche Filterung bereitgestellt.
2 illustriert ein Beispiel des Verfahrens von 1. Bei Kasten 40 wird eine Abfolge von Bildern erfasst, während der Wandler bewegt wird, um unterschiedliche Positionen abzutasten. Bei Kasten 42 wird eine Abfolge von Bildern erfasst, während der Wandler im Wesentlichen unbeweglich gehalten wird. „Im Wesentlichen” wird verwendet, um unbeabsichtigte Ultraschalluntersucher- oder Patientenbewegung zu berücksichtigen. Die Gemischtmodus-Bilder schließen einen Farbfluss-Bereich von Interesse mit B-Modus-Bildgebung ein, aber es können andere Gemischtmodus-Bilder verwendet werden. Die Suchbilder von Kasten 40 sind nur B-Modus-Bilder, können aber aus einem anderen Modus erlangt werden. Auf der Grundlage der erkannten Wandlerverwendung und/oder -bewegung wird zu einem beliebigen Zeitpunkt entweder Kasten 40 oder 42 bereitgestellt. Die Bildgebung kann von Kasten 40 zu Kasten 42 oder umgekehrt übergehen.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 10 zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung. Das Ultraschallsystem ist für Gemischtmodus-Bildgebung konfiguriert. Anstatt diese Gemischtmodus-Bildgebung aufrechtzuerhalten, aber ohne eine benutzerbasierte Neukonfiguration zu erfordern, schaltet das System 10 automatisch zwischen einer von dem konfigurierten Gemischtmodus abweichenden Kombination von Modi und dem Gemischtmodus um. Das Umschalten erfolgt als Reaktion auf eine daten- oder wandlerbasierte Angabe, dass der Benutzer eine Ebene von Interesse zu Diagnose zu lokalisieren sucht. Während der Suche wird ein einiger Modus oder eine abweichende Kombination von Modi verwendet. Sobald die Suche abgeschlossen ist, geht das Ultraschallsystem automatisch wieder zu der konfigurierten Gemischtmodus-Bildgebung über.
Das System 10 ist ein medizinisches diagnostisches Ultraschall-Bildgebungssystem. Bei alternativen Ausführungsformen ist das System 10 ein Arbeitsplatzrechner, einer Arbeitsstation, eine PACS-Station oder eine andere Anordnung an dem gleichen Ort oder verteilt über ein Netz zur Bildgebung in Echtzeit oder nach Erfassung durch eine Verbindung mit einem Strahlformer und einem Wandler.
Das System 10 setzt das Verfahren von 1, die Herangehensweise von 2 oder andere Verfahren um. Das System 10 schließt einen Sendestrahlformer 12, einen Wandler 14, einen Empfangsstrahlformer 16, einen Bildverarbeiter 18, eine Anzeige 29, einen Speicher 22 und einen Prozessor 24 ein. Zusätzliche, abweichende oder weniger Bauteile können bereitgestellt werden. Zum Beispiel wird eine Benutzereingabe zur manuellen oder unterstützten Bezeichnung eines Bereichs von Interesse innerhalb eines Gesichtsfeldes für Gemischtmodus-Bildgebung und/oder zum Konfigurieren des Ultraschallsystems für Gemischtmodus-Bildgebung bereitgestellt.
Der Sendestrahlformer 12 ist ein Ultraschallsender, Speicher, Impulsgeber, analoger Schaltkreis, digitaler Schaltkreis oder Kombinationen derselben. Der Sendestrahlformer 12 ist dafür konfiguriert, Wellenformen für eine Vielzahl von Kanälen mit unterschiedlichen oder relativen Amplituden, Verzögerungen und/oder Phasenlagen zu erzeugen. Die Wellenformen werden erzeugt und mit einer beliebigen Takt- oder Pulswiederholungsfrequenz an eine Wandleranordnung angelegt. Zum Beispiel erzeugt der Sendestrahlformer 12 eine Abfolge von Impulsen zur B-Modus-Abtastung in einem linearen, Sektor- oder Vector^®-Format. Als ein anderes Beispiel erzeugt der Sendestrahlformer 12 eine Abfolge von Impulsen zur Farbfluss-Abtastung, wie beispielsweise Impulse zum Formen von 2 bis 12 Strahlen in einer fortlaufenden Flussprobenzählung je Abtastlinie für einen Bereich von Interesse innerhalb eines B-Modus-Gesichtsfeldes.
Der Sendestrahlformer 12 verbindet sich mit dem Wandler 14, wie beispielsweise durch einen Sende-/Empfangsschalter. Auf ein Senden von Schallwellen von dem Wandler 14 als Reaktion auf die erzeugten Wellen, werden während eines gegebenen Sendeereignisses ein oder mehrere Strahlen gebildet. Die Strahlen sind für B-Modus, Farbfluss-Modus und/oder andere Modi der Bildgebung. Eine Abfolge von Sendestrahlen wird erzeugt, um einen ein-, zwei- oder dreidimensionalen Bereich abzutasten. Es können Sektor-, Vector^®-, lineare oder andere Abtastformate verwendet werden. Der gleiche Bereich wird mehrere Male abgetastet.
Der Wandler 14 ist eine 1-, 1,25-, 1,5-, 1,75- oder 2-dimensionale Anordnung von piezoelektrischen oder kapazitiven Membranelementen. Der Wandler 14 schließt mehrere Elemente zum Wandeln zwischen akustischer und elektrischer Energie ein. Zum Beispiel ist der Wandler 14 eine eindimensionale PZT-Anordnung mit etwa 64 bis 256 Elementen.
Der Wandler 14 verbindet sich mit dem Sendestrahlformer 12, um elektrische Wellenformen in akustische Wellenformen umzuwandeln, und verbindet sich mit dem Empfangsstrahlformer 16, um akustische Echos in elektrische Signale umzuwandeln. Der Wandler 14 sendet Strahlen. Um die Strahlen zu formen, werden die Wellenformen an einem Gewebebereich oder einer Position von Interesse in dem Patienten gebündelt. Die akustischen Wellenformen werden als Reaktion auf das Anlegen der elektrischen Wellenformen an die Wandlerelemente erzeugt. Zum Abtasten mit Ultraschall sendet der Wandler 14 akustische Energie und empfängt Echos. Die Empfangssignale werden als Reaktion auf die Elemente des Wandlers 14 auftreffende Ultraschallenergie (-echos) erzeugt.
Der Empfangsstrahlformer 16 schließt mehrere Kanäle mit Verstärkern, Verzögerungen und/oder Phasendrehern und einen oder mehrere Addierer ein. Jeder Kanal verbindet sich mit einem oder mehreren Wandlerelementen. Der Empfangsstrahlformer 16 wendet relative Verzögerungen, Phasen und/oder Apodisation an, um als Reaktion auf jede Sendung zur Erkennung einen oder mehrere Empfangsstrahlen zu formen. Es kann dynamische Bündelung bei Empfang bereitgestellt werden. Relative Verzögerungen und/oder Phasenlagen und Summierung von Signalen von unterschiedlichen Elementen gewährleisten die Strahlformung. Der Empfangsstrahlformer 16 gibt unter Verwendung der empfangenen akustischen Signale Daten aus, die räumliche Positionen darstellen. Bei alternativen Ausführungsformen ist der Empfangsstrahlformer 16 ein Prozessor zum Erzeugen von Abtastwerten unter Verwendung von Fourier- und anderen Transformationen.
Der Empfangsstrahlformer 16 kann ein Filter, wie beispielsweise ein Filter zum Isolieren von Informationen bei einem zweiten harmonischen, Sende- (d. h., Grund-) oder anderen Frequenzband im Verhältnis zu dem Sendefrequenzband, einschließen. Solche Informationen können wahrscheinlicher gewünschtes Gewebe, Kontrastmittel und/oder Flussinformationen einschließen. Bei einer anderen Ausführungsform schließt der Empfangsstrahlformer 16 einen Speicher oder einen Puffer und ein Filter oder ein Addierglied ein. Zwei oder mehr Empfangsstrahlen werden kombiniert, um Informationen bei einem gewünschten Frequenzband, wie beispielsweise einem zweiten harmonischen, kubischen Grund- oder anderen Band, zu isolieren.
Der Empfangsstrahlformer 16 gibt strahlsummierte Daten aus, die räumliche Positionen darstellen. Es werden Daten für eine einzelne Position, Positionen entlang einer Linie, Positionen für einen Bereich oder Positionen für ein Volumen ausgegeben. Die Daten können für unterschiedliche Zwecke sein. Zum Beispiel werden für B-Modus- oder Gewebeerfassung andere Abtastungen durchgeführt als für Farbflussmodus-Erfassung. Alternativ werden die B-Modus-Daten ebenfalls zur Farbfluss-Erfassung verwendet.
Der Bildverarbeiter 18 ist ein B-Modus-Detektor, Doppler-Detektor, gepulster Doppler-Detektor, Korrelationsprozessor, Fourier-Transformationsprozessor, Filter anderer jetzt bekannter oder später entwickelter Prozessor zum Umsetzen eines Bildgebungsmodus oder eine Kombination derselben. Der Bildverarbeiter 18 stellt die Erkennung für die Bildgebungsmodi bereit, wie zum Beispiel einschließlich eines Doppler-Detektors (z. B. Schätzers) und eines B-Modus-Detektors. Ein räumliches Filter, zeitliches Filter und/oder ein Abtastsignalwandler können in dem Bildverarbeiter 18 eingeschlossen oder durch denselben umgesetzt sein. Der Bildverarbeiter 18 gibt Anzeigewerte aus, wie beispielsweise durch Erfassen, Abbilden der erfassten Werte auf Anzeigewerte und Formatieren der Anzeigewerte oder erfassten Werte in ein Anzeigeformat. Der Bildverarbeiter empfängt strahlgeformte Informationen und gibt Bilddaten zur Anzeige aus.
Der Prozessor 24 ist ein Steuerungsprozessor, ein allgemeiner Prozessor, ein digitaler Signalprozessor, eine Graphikverarbeitungseinheit, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis, eine feldprogrammierbare Gatteranordnung, ein Netz, ein Server, eine Gruppe von Prozessoren, ein Datenweg, Kombinationen derselben oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Einrichtung zum Erkennen der Wandlerverwendung und Steuern des Ultraschallsystems 10, um dementsprechend abzubilden. Der Prozessor 24 ist gesondert von dem Bildverarbeiter 18 oder ein Teil desselben. Als eine gesonderte Einrichtung fordert der Prozessor 24 Daten in einem beliebigen Verarbeitungsstadium (z. B. strahlgeformt, erfasst, signalgewandelt, anzeigeabgebildet oder anderes Stadium) an, empfängt sie, greift auf sie zu oder lädt sie zum Erfassen und Steuern. Der Prozessor 24 ist durch Software und/oder Hardware dafür konfiguriert, die Erfassungs-, Umschalt-, Bildgebungs- und/oder Bilderzeugungsschritte durchzuführen oder deren Durchführung zu veranlassen.
Der Prozessor 24 ist dafür konfiguriert, zu veranlassen, dass der Sende- und der Empfangsstrahlformer 12, 16 während einer Wandlerbewegung oder anderen Suchverwendung in dem B-Modus und nicht dem Farbfluss-Modus arbeiten und für eine unbewegliche Positionierung oder andere diagnostische oder therapeutische Abtastverwendung des Wandlers 14 sowohl im B-Modus als auch im Farbfluss-Modus arbeiten. Es können andere Suchmodi als der B-Modus verwendet werden. Es können andere Gemischtmodi als B-Modus und Farbfluss-Modus verwendet werden.
Der Prozessor 24 oder ein gesondertes Strahlformer-Steuergerät konfiguriert die Strahlformer 12, 16. Durch das Laden von Werten in Register oder eine zum Betrieb verwendete Tabelle werden die Werte der durch die Strahlformer 12, 16 verwendeten Erfassungsparameter festgesetzt. Jegliche(s) Steuerungsstruktur oder -format kann verwendet werden, um die Bildgebungsabfolge einzurichten. Die Strahlformer 12, 16 werden dazu veranlasst, Daten zur Bildgebung bei einer Bildfrequenz und/oder mit einer Auflösung zu erfassen. Unterschiedliche Werte eines oder mehrerer Erfassungsparameter können zu einer unterschiedlichen Bildfrequenz und/oder Auflösung führen.
Der Prozessor 24 ist dafür konfiguriert, die Verwendung des Wandlers 14 zu erkennen. Korrelation von Ultraschalldaten von unterschiedlichen Zeitpunkten, Dekorrelation der Ultraschalldaten, Gewebeberührung durch den Wandler 14, Helligkeitsmessungen des Bildes oder andere Informationen werden verwendet. Sensoren können mit dem Prozessor 24 verbunden sein, und/oder Ultraschalldaten werden verwendet, um die Verwendung zu bestimmen.
Der Prozessor 24 ist dafür konfiguriert, das Ultraschall-Bildgebungssystem 10 auf der Grundlage der Verwendung des Wandlers 14 zwischen dem Suchmodus (z. B. B-Modus) und dem Gemischtmodus umzuschalten. Das Umschalten ist automatisch. Der Benutzer konfiguriert das Ultraschallsystem 10 für den Gemischtmodus-Betrieb. Der Gemischtmodus ist der gewünschte Modus für Diagnose und/oder Therapie. Das Ultraschallsystem 10 setzt, unter der des Prozessors 24, den Gemischtmodus, ungeachtet der Konfiguration, zum Suchen aus und setzt danach auf das Lokalisieren des zu diagnostizierenden oder zu behandelnden Bereichs hin den Gemischtmodus um. Das Umschalten erfolgt ohne Benutzereingabe, um zwischen den Operationen zum Suchen und zur Gemischtmodus-Bildgebung umzuschalten. Der Benutzer aktiviert die Änderungen bei den Modi nicht aktiv, sondern aktiviert stattdessen den gewünschten Gemischtmodus, und der Prozessor 24 schaltet später um.
Der Prozessor 24 oder der Bildverarbeiter 18 erzeugt Bild- oder Anzeigewerte und gibt sie an die Anzeige 20 aus. Zum Beispiel werden B-Modus- oder Gemischtmodus-Bilder ausgegeben. Text, Zahlenangaben oder Graphik können hinzugefügt und dem Benutzer angezeigt werden. Es kann eine graphische Darstellung angezeigt werden.
Die Anzeige 20 ist eine CRT-, LCD-, Monitor-, Plasma-, Projektor-, Drucker- oder andere Einrichtung zum Anzeigen eines Bildes oder einer Abfolge von Bildern. Es kann eine beliebige jetzt bekannte oder später entwickelte Anzeige 20 verwendet werden. Die Anzeige 20 ist funktionsfähig, um ein Bild oder eine Abfolge von Bildern anzuzeigen. Die Anzeige 20 zeigt zweidimensionale Bilder oder dreidimensionale Darstellungen an.
Während des Suchens zeigt die Anzeige 20 Bilder von einem einzigen Modus oder einem anderen Gemischtmodus als dem Gemischtmodus, für den das System 10 konfiguriert ist, an, wie beispielsweise durch Anzeigen eines oder mehrerer B-Modus-Bilder ohne ein Farbfluss-Bild während der Wandlerbewegung. Während des Abtastens nach dem Lokalisieren des gesuchten Bereichs des Patienten zeigt die Anzeige 20 Gemischtmodus-Bilder, wie beispielsweise durch Anzeigen von B-Modus- und Farbfluss-Kombinationsbildern für die unbewegliche Positionierung des Wandlers 14.
Die räumliche Auflösung, Bildqualität und/oder Bildfrequenz beruhen zum Teil auf den Erfassungs- und/oder Bildgebungsverarbeitungsparametern. Wenn ein Modus sowohl dem Such- als auch dem Gemischtmodus gemeinsam ist, können die räumliche Auflösung, Bildqualität und/oder Bildfrequenz während des Suchens anders sein als während der Gemischtmodus-Bildgebung. Zum Beispiel können die B-Modus-Bilder während der Wandlerbewegung eine größere Bildfrequenz und/oder räumliche Auflösung haben als der B-Modus für die unbewegliche Positionierung des Wandlers 14.
Der Bildverarbeiter 18, der Prozessor 24, der Empfangsstrahlformer 16 und der Sendestrahlformer 12 arbeiten entsprechend Anweisungen, die in dem Speicher 22 oder einem anderen Speicher gespeichert sind. Die Anweisungen konfigurieren das System für die Durchführung der Schritte von 1. Die Anweisungen konfigurieren den Bildverarbeiter 18, den Prozessor 24, den Empfangsstrahlformer 16 und/oder den Sendestrahlformer 12 für den Betrieb dadurch, dass sie in ein Steuergerät geladen werden, dadurch, dass sie das Laden einer Wertetabelle (z. B. Elastizitätsbildgebungsabfolge) veranlassen, und/oder dadurch, dass sie ausgeführt werden.
Der Speicher 22 ist ein nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium. Die Anweisungen zum Umsetzen der hierin erörterten Prozesse, Verfahren und/oder Techniken werden auf den rechnerlesbaren Speichermedien oder Speichern, wie beispielsweise einem Zwischenspeicher, Puffer, RAM, entfernbaren Medium, Festplattenlaufwerk oder anderem rechnerlesbaren Speichermedium bereitgestellt. Rechnerlesbare Speichermedien schließen verschiedene Arten von flüchtigen und nicht-flüchtigen Speichermedien ein. Die in den Figuren illustrierten oder hierin beschriebenen Funktionen, Schritte oder Aufgaben werden als Reaktion auf einen oder mehrere Sätze von in oder auf rechnerlesbaren Speichermedien gespeicherten Anweisungen ausgeführt. Die Funktionen, Schritte oder Aufgaben sind unabhängig von der bestimmten Art von Anweisungssatz, Speichermedien, Prozessor oder Verarbeitungsstrategie und können durch Hardware, Software, integrierte Schaltkreise, Firmware, Mikrocode und dergleichen, die allein oder in Kombination arbeiten, durchgeführt werden. Gleichfalls können Verarbeitungsstrategien Multiprocessing, Multitasking, parallele Verarbeitung und dergleichen einschließen. Bei einer Ausführungsform sind die Anweisungen zum Lesen durch örtliche oder entfernte Systeme auf einer entfernbaren Medieneinrichtung gespeichert. Bei anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen zur Übertragung durch ein Rechnernetz oder über Telefonleitungen an einem entfernten Ort gespeichert. Bei noch anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen innerhalb eines gegebenen Rechners, einer CPU, GPU oder eines Systems gespeichert.
Während die Erfindung oben durch Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte es sich verstehen, dass viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von Rahmen der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorstehende ausführliche Beschreibung eher als veranschaulichend denn als begrenzend betrachtet wird und dass es sich versteht, dass beabsichtigt ist, dass es die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, sind, die den Geist und den Rahmen dieser Erfindung definieren.

Claims

Verfahren zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Abtasten (32) des Patienten in einem B-Modus, das Erzeugen (34) von B-Modus-Bildern aus der Abtastung im B-Modus, das Erkennen (28), dass die Bewegung des Ultraschallwandlers, des durch den Ultraschallwandler abgetasteten Patienten oder beider zu unterhalb eines Schwellenwertes übergegangen ist, das automatische Umschalten (30) zum Abtasten (36) des Patienten in einem Gemischtmodus als Reaktion auf das Erkennen (28), dass die Bewegung unterhalb des Schwellenwertes liegt, wobei sich der Gemischtmodus vom B-Modus unterscheidet, und das Erzeugen (38) von Gemischtmodus-Bildern aus der Abtastung im Gemischtmodus.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erkennen (28) der Bewegung das Erkennen (28) aus einer Korrelation zwischen Rahmen von B-Modus-Daten aus dem Abtasten im B-Modus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das ferner das Erkennen (28), dass die Bewegung des zu oberhalb des Schwellenwertes übergegangen ist, und das automatische Umschalten (30) zum Abtasten (34) des Patienten in dem B-Modus und nicht dem Gemischtmodus umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erkennen (28) der Bewegung das Erkennen (28) in Abhängigkeit von Gewebeberührung, Helligkeit oder Kombinationen derselben umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abtasten (36) im Gemischtmodus das Abtasten mit einer Kombination von zwei oder mehr Modi umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das automatische Umschalten (30) das Umschalten (30) ohne Bedienereingabe in einer Benutzerschnittstelle eines die Ultraschallabtastungen durchführenden Ultraschallsystems umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner das Anpassen (40) der Filterung in Abhängigkeit von der Bewegung umfasst.
Nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium, das in demselben Daten gespeichert hat, die Anweisungen darstellen, die durch einen programmierten Prozessor (24) zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung ausführbar sind, wobei das Speichermedium Anweisungen für Folgendes umfasst: das Unterscheiden (28) zwischen einer Suche nach einem Bereich von Interesse und einer Bildgebung des Bereichs von Interesse, wobei das Unterscheiden (28) auf einer Eingabe von einem Wandler-Bewegungssensor, Ultraschalldaten oder beidem beruht, das Bildgeben (32) für die Suche nur im B-Modus und das Bildgeben (36) im Gemischtmodus für die Bildgebung des Bereichs von Interesse.
Nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium nach Anspruch 8, wobei das Unterscheiden (28) das Unterscheiden (28) auf der Grundlage einer Korrelation von zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Ultraschalldaten umfasst.
Nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Unterscheiden (28) das Unterscheiden (28) auf der Grundlage eines Bewegungsausmaßes, einer Berührung eines Wandlers mit Gewebe oder einer Helligkeit aus den Ultraschalldaten umfasst.
Nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium nach Anspruch 10, wobei das Bildgeben (32) nur im B-Modus das B-Modus-Bildgeben für die Suche und das Umschalten (30) zum Bildgeben (36) im Gemischtmodus, sobald eine Bewegung die Lokalisierung des Bereichs von Interesse anzeigt, umfasst.
Nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Bildgeben (36) im Gemischtmodus das Bildgeben mit dem B-Modus in Kombination mit einem anderen Modus umfasst.
Nicht-flüchtiges rechnerlesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 8 bis 11, das ferner das Anpassen (40) der Filterung in Abhängigkeit von der Suche nach dem Bereich von Interesse und der Bildgebung desselben umfasst.
System zur Erfassungssteuerung für Gemischtmodus-Ultraschallbildgebung, wobei das System Folgendes umfasst: einen Sendestrahlformer (12) und einen Empfangsstrahlformer (16), die dafür konfiguriert sind, mit einem Wandler einen Patienten im B-Modus und im Farbflussmodus mit Ultraschall abzutasten einen Prozessor (24), der dafür konfiguriert ist, zu veranlassen, dass der Sende- und der Empfangsstrahlformer (12, 16) während einer Wandlerbewegung im B-Modus und nicht im Farbflussmodus arbeiten und für eine unbewegliche Positionierung des Wandlers sowohl im B-Modus als auch im Farbflussmodus arbeiten, und eine Anzeige (20), die funktionsfähig ist, um während der Wandlerbewegung ein B-Modus-Bild ohne ein Farbflussbild anzuzeigen und für die unbewegliche Positionierung des Wandlers sowohl das B-Modus-Bild als auch das Farbflussbild anzuzeigen.
System nach Anspruch 14, wobei der Prozessor (24) dafür konfiguriert ist, zu veranlassen, dass der Sende- und der Empfangsstrahlformer (12, 16) ohne Benutzereingabe, um zwischen den Operationen umzuschalten, im B-Modus und nicht im Farbflussmodus und sowohl im B-Modus als auch im Farbflussmodus arbeiten, wobei der B-Modus während der Wandlerbewegung eine größere Bildfrequenz und/oder räumliche Auflösung hat als der B-Modus für die unbewegliche Positionierung des Wandlers.