DE102017212342A1

DE102017212342A1 - Verfahren zum erzeugen eines ultraschallbildes, ultraschallsystem und speichermedium

Info

Publication number: DE102017212342A1
Application number: DE102017212342.7A
Authority: DE
Inventors: Jangkun Kim; Jihwan Kim; Hyunkyung Seo
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2018-02-01
Also published as: KR102182489B1; KR20180012112A; CN107822660A; CN107822660B

Abstract

Ein Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes beinhaltet: Erfassen von Elektrokardiogramm-(EKG)-Signalen des Zielobjektes; Bestimmen einer Herzschlagperiode des Zielobjektes auf der Grundlage der EKG-Signale; Erfassen von Ultraschallechosignalen des Zielobjektes; Erzeugen einer Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Ultraschallechosignale; Auswählen von zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Herzschlagperiode; und Durchführen eines Persistenzverfahrens mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern, um ein Persistenz-verarbeitetes Ultraschallbild zu erzeugen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen eines Ultraschallbildes.
Hintergrund
Ein Ultraschallsystem wird in der Medizin aufgrund seiner nicht invasiven und nicht destruktiven Eigenschaft häufig eingesetzt, um Informationen in einem Zielobjekt zu erhalten. Ein Ultraschallsystem kann hochauflösende Bilder des Zielobjektes in Echtzeit bereitstellen, ohne einen invasiven chirurgischen Eingriff in das Zielobjekt vornehmen zu müssen, und zwar unter Verwendung der Eigenschaften des Ultraschallsystems. Somit wurde das Ultraschallsystem ein wichtiges Werkzeug in der Medizin zum effektiven Diagnostizieren verschiedener medizinischer Zustände.
Ultraschallsystem erzeugen ein Ultraschallbild des Zielobjektes durch das Übertragen von Ultraschallsignalen in das Zielobjekt und das Empfangen von Ultraschallsignalen (d. h. Ultraschallechosignalen), die von dem Zielobjekt reflektiert werden. Ferner verringert das Ultraschallsystem Rauschen und erhöht die Qualität des Ultraschallbildes durch das Durchführen eines Persistenzverfahrens mit zwei Ultraschallbildern (z. B. aktuelles Ultraschallbild und vorheriges Ultraschallbild).
Offenbarung der Ausführungsformen
Technische Aufgabe
In einem herkömmlichen Ultraschallsystem ist es schwierig, ein Persistenzverfahren mit den Ultraschallbildern des relevanten Objektes durchzuführen, zum Beispiel, wenn sich ein relevantes Objekt in dem Zielobjekt bewegt. Das heißt, wenn das Persistenzverfahren mit den Ultraschallbildern des Zielobjektes mit einem sich bewegenden relevanten Objekt durchgeführt wird, besteht ein Problem darin, dass übermäßige Unschärfe (d. h. Anstieg des Rauschens und Verringerung der temporalen Auflösung) im Persistenz-verarbeiteten Ultraschallbild auftritt. Wenn zum Beispiel ein Persistenzverfahren mit Ultraschallbildern eines sich bewegenden relevanten Objektes, wie zum Beispiel ein Herz eines Patienten, durchgeführt wird, wird somit ein Verfahren zum Verbessen einer Qualität des Persistenz-verarbeiteten Ultraschallbildes benötigt.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren, ein Ultraschallsystem und ein Speichermedium zum Auswählen von zwei Ultraschallbildern aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage einer Bewegungsperiode eines relevanten Objektes in einem Zielobjekt und zum Durchführen eines Persistenzverfahrens mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern beim Erzeugen von Ultraschallbildern eines sich periodisch bewegenden relevanten Objektes in dem Zielobjekt, wie zum Beispiel einem Herz eines Patienten, bereit.
Technische Lösung
In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes in einem Ultraschallsystem Folgendes: Erfassen von Elektrokardiogramm-(EKG)-Signalen des Zielobjektes; Bestimmen einer Herzschlagperiode des Zielobjektes auf der Grundlage der EKG-Signale; Erfassen von Ultraschallechosignalen des Zielobjektes; Erzeugen einer Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Ultraschallechosignale; Auswählen von zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Herzschlagperiode; und Durchführen eines Persistenzverfahrens mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern, um ein Persistenz-verarbeitetes Ultraschallbild zu erzeugen.
Gemäß der Ausführungsform beinhaltet das Auswählen der beiden Ultraschallbilder Folgendes: Auswählen eines ersten Ultraschallbildes aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist; und Auswählen eines zweiten Ultraschallbildes, das mit dem ersten Ultraschallbild Persistenzverarbeitet werden soll, aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist, auf der Grundlage der aktuellen Herzschlagperiode.
Gemäß der Ausführungsform beinhaltet das Auswählen des zweiten Ultraschallbildes Folgendes: Auswählen von mindestens zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern, die in der vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist; und Berechnen von Kreuzkorrelationswerten für das erste Ultraschallbild und jedes der mindestens zwei Ultraschallbilder, um das zweite Ultraschallbild auszuwählen.
Gemäß der Ausführungsform ist das erste Ultraschallbild ein n^tes (n steht für eine natürliche Zahl) Ultraschallbild, das in der aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist, und die mindestens zwei Ultraschallbilder sind ein n^tes Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode, das dem n^ten Ultraschallbild der aktuellen Herzschlagperiode entspricht, und mindestens ein Ultraschallbild neben dem n^ten Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode.
Gemäß der Ausführungsform weist das ausgewählte zweite Ultraschallbild einen Maximalwert unter den Kreuzkorrelationswerten auf.
Gemäß der Ausführungsform beinhaltet das Durchführen des Persistenzverfahrens ferner Folgendes: Vergleichen eines Maximalwerts unter den Kreuzkorrelationswerten mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und Durchführen des Persistenzverfahrens mit dem ersten Ultraschallbild und dem zweiten Ultraschallbild, wenn der Maximalwert dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder größer als dieser ist.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Ultraschallsystem Folgendes: ein EKG-Modul, das zum Erfassen von EKG-Signalen eines Zielobjektes konfiguriert ist; eine Ultraschallsonde, die zum Übertragen von Ultraschallsignalen in das Zielobjekt und zum Empfangen von Ultraschallechosignalen konfiguriert ist, die von dem Zielobjekt reflektiert werden; und einen Prozessor, der mit dem EKG-Modul verbunden ist, zum Empfangen der EKG-Signale von dem EKG-Modul und konfiguriert zum Bestimmen einer Herzschlagperiode des Zielobjektes auf der Grundlage der EKG-Signale, wobei der Prozessor ebenfalls mit der Ultraschallsonde zum Empfangen der Ultraschallechosignale von der Ultraschallsonde verbunden ist und konfiguriert zum Erzeugen einer Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Ultraschallechosignale, wobei der Prozessor einen Bildverarbeitungsabschnitt beinhaltet, der zum Auswählen von zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Herzschlagperiode und zum Durchführen eines Persistenzverfahrens mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern konfiguriert ist, um ein Persistenz-verarbeitetes Ultraschallbild zu erzeugen.
Gemäß der Ausführungsform ist der Bildverarbeitungsabschnitt konfiguriert zum: Auswählen eines ersten Ultraschallbildes aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist; und Auswählen eines zweiten Ultraschallbildes, das mit dem ersten Ultraschallbild Persistenz-verarbeitet werden soll, aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist, auf der Grundlage der aktuellen Herzschlagperiode.
Gemäß der Ausfürungsform ist der Bildverarbeitungsabschnitt konfiguriert zum: Auswählen von mindestens zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern, die in der vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist; und Berechnen von Kreuzkorrelationswerten für das erste Ultraschallbild und jedes der mindestens zwei Ultraschallbilder, um das zweite Ultraschallbild auszuwählen.
Gemäß der Ausführungsform ist das erste Ultraschallbild ein n^tes (n steht für eine natürliche Zahl) Ultraschallbild, das in der aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist, und die mindestens zwei Ultraschallbilder sind ein n^tes Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode, das dem n^ten Ultraschallbild der aktuellen Herzschlagperiode entspricht, und mindestens ein Ultraschallbild neben dem n^ten Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode.
Gemäß der Ausführungsform weist das ausgewählte zweite Ultraschallbild einen Maximalwert unter den Kreuzkorrelationswerten auf.
Gemäß der Ausführungsform ist der Bildverarbeitungsabschnitt ferner konfiguriert zum: Vergleichen eines Maximalwerts unter den Kreuzkorrelationswerten mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und Durchführen des Persistenzverfahrens mit dem ersten Ultraschallbild und dem zweiten Ultraschallbild, wenn der Maximalwert dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder größer als dieser ist.
In noch einer weiteren Ausführungsform speichert ein computerlesbares Speichermedium ein Programm, welches einen Computer veranlasst, das Verfahren gemäß der Ausführungsform durchzuführen.
Vorteilhafte Auswirkungen
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann, auch wenn sich ein relevantes Objekt (z. B. Herz des Patienten) in einem Zielobjekt bewegt, ein Persistenzverfahren mit Ultraschallbildern durchgeführt werden, welche dem relevanten Objekt mit derselben Form entsprechen (z. B. geweitetes Herz, zusammengeogenes Herz usw.), und zwar auf der Grundlage einer Bewegungsperiode des relevanten Objektes.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Ultraschallsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch zeigt.
2 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Beispiel für ein EKG-Signal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Prozessors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
5 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Beispiel für eine Herzschlagperiode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Beispiel für ein Ultraschallbild in der Herzschlagperiode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Der Begriff „Abschnitt”, der in diesen Ausführungsformen verwendet wird, meint eine Softwarekomponente oder Hardwarekomponente, wie zum Beispiel ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) und eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). Ein „Abschnitt” ist jedoch nicht auf Software und Hardware beschränkt und kann konfiguriert sein, um ein adressierbares Speichermedium zu sein, oder kann konfiguriert sein, um einen oder mehrere Prozessoren auszuführen. Zum Beispiel kann ein „Abschnitt” Komponenten beinhalten, wie zum Beispiel Softwarekomponenten, objektorientierte Softwarekomponenten, Klassenkomponenten, Aufgabenkomponenten sowie Prozessoren, Funktionen, Attribute, Verfahren, Teilroutinen, Programmcodesegmente, Treiber, Firmware, Mikro-Codes, Schaltkreise, Daten, Datenbanken, Datenstrukturen, Tabellen, Arrays und Variablen. In Komponenten und „Abschnitten” bereitgestellte Funktionen können in eine geringere Anzahl an Komponenten und „Abschnitten” kombiniert werden oder ferner in zusätzliche Komponenten und „Abschnitte” unterteilt werden.
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Ultraschallsystems 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch zeigt. In Bezug auf 1 beinhaltet das Ultraschallsystem 100 ein Steuerfeld 110, eine Ultraschallsonde 120, ein Elektrokardiogramm-(EKG)-Modul 130, einen Prozessor 140, eine Speichervorrichtung 150 und eine Anzeigevorrichtung 160. In der Ausführungsform steuert der Prozessor 140 den Betrieb des Steuerfelds 110, der Ultraschallsonde 120, des EKG-Moduls 130, der Speichervorrichtung 150 und der Anzeigevorrichtung 160.
Das Steuerfeld 110 empfängt Eingabeinformationen von einem Benutzer und überträgt die empfangenen Eingabeinformationen an den Prozessor 140. Das Steuerfeld 110 kann eine Eingabevorrichtung (nicht gezeigt) beinhalten, die dem Benutzer das Verbinden mit dem Ultraschallsystem 100 gestattet. Die Eingabevorrichtung kann jeden geeigneten Eingabeabschnitt, zum Beispiel eine Rollkugel, eine Maus, eine Tastatur, Knopfe, einen Eingabestift, eine Anzeige, die zum Eingeben von Befehlen in der Lage ist, zum Beispiel ein Touchscreen usw., zum Auswählen von Diagnosemodi, zum Steuern von Diagnosevorgängen, zum Eingeben von geeigneten Diagnosebefehlen, zum Steuern des Signalverfahrens, zum Steuern der Ausgabe eines Ultraschallbildes usw. beinhalten.
Die Ultraschallsonde 120 transformiert elektrische Signale (hier nachfolgend als „Übertragungssignale” bezeichnet) zum Erhalten eines Ultraschallbildes eines Zielobjektes in Ultraschallsignale und überträgt die transformierten Ultraschallsignale in das Zielobjekt. Das Zielobjekt kann ein sich bewegendes relevantes Objekt (z. B. Herz usw.) sein und das relevante Objekt kann periodische Bewegung aufweisen (z. B. Herzschlag). Ferner empfängt die Ultraschallsonde 120 Ultraschallsignale (d. h. Ultraschallechosignale), die von dem Zielobjekt reflektiert werden, und transformiert die empfangenen Ultraschallechosignale in elektrische Signale (hier nachfolgend als „Empfangssignale” bezeichnet). Zum Beispiel kann die Ultraschallsonde 120 eine Konvexsonde, eine Linearsonde oder dergleichen sein.
Das EKG-Modul 130 wird an dem Zielobjekt angebracht oder befestigt. Das EKG-Modul 130 erlangt EKG-Signale gemäß der periodischen Bewegung (z. B. Herzschlag) des relevanten Objektes in dem Zielobjekt und stellt die erlangten EKG-Signal dem Prozessor 140 bereit. Zum Beispiel beinhaltet das EKG-Signal eine P-Welle, eine Q-Welle, eine R-Welle, eine S-Welle und eine T-Welle, wie in 2 gezeigt. In 2, wenn das Zielobjekt eine normale Herzfrequenz aufweist, sind ein PR-Intervall und ein QT-Intervall in den EKG-Signalen konstant. Somit kann das Ultraschallbild, das Persistenz-verarbeitet werden soll, auf der Grundlage des PR-Intervalls und des QT-Intervalls mit der konstanten Zeit ausgewählt werden.
Der Prozessor 140 steuert die Ultraschallsonde 120, um die Ultraschallsignale in das Zielobjekt zu übertragen und die Ultraschallechosignale, die von dem Zielobjekt reflektiert werden, zu empfangen, und zwar auf der Grundlage der über das Steuerfeld 110 empfangenen Eingabeinformationen. Ferner bestimmt der Prozessor 140 auf der Grundlage der EKG-Signale, welche vom EKG-Modul 130 bereitgestellt werden, eine Bewegungsperiode des relevanten Objektes in dem Zielobjekt. Ferner erzeugt der Prozessor 140 eine Vielzahl von Ultraschallbildern (z. B. B-Mode-Bilder) für das Zielobjekt auf der Grundlage der Empfangssignale, die von der Ultraschallsonde 120 bereitgestellt werden. Ferner wählt der Prozessor 140 zwei Ultraschallbilder aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Bewegungsperiode des relevanten Objektes aus und führt ein Persistenzverfahren mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern durch, um das Persistenz-verarbeitete Ultraschallbild zu erzeugen.
In einer Ausführungsform kann der Prozessor 140 eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein feldprogrammierbares Gate-Array, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder dergleichen beinhalten, die/das die vorstehend erwähnten Steuervorgänge oder Programmbefehle zum Durchführen der Vorgänge durchführen kann. Der Prozessor 130 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Speichervorrichtung 150 speichert die durch die Ultraschallsonde 120 erzeugten Empfangssignale in einer chronologischen Reihenfolge. Ferner speichert die Speichervorrichtung 150 speichert die durch den Prozessor 140 erzeugten Ultraschallbilder in einer chronologischen Reihenfolge. Ferner kann die Speichervorrichtung 150 Programmbefehle zum Betreiben des Ultraschallsystems 100 speichern.
In einer Ausführungsform kann die Speichervorrichtung 150 eine Magnetplatte (z. B. Magnetband, Diskette, Festplatte usw.) eine optische Platte (z. B. Compact Disk, Digital Video Disk usw.) einen Halbleiterspeicher (z. B. USB-Speicher, Speicherkarte usw.) beinhalten. Die Speichervorrichtung 150 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Anzeigevorrichtung 160 zeigt die durch den Prozessor 140 erzeugten Ultraschallbilder an. Ferner kann die Anzeigevorrichtung 160 Informationen in Bezug auf die Ultraschallbilder oder den Betriebszustand des Ultraschallsystems 100 anzeigen. In einer Ausführungsform kann der Anzeigeabschnitt 160 eine Flüssigkristallanzeige, eine Leuchtdiodenanzeige, eine Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeige, eine organische Leuchtdiodenanzeige, eine flexible Anzeige oder dergleichen beinhalten. Die Anzeigevorrichtung 160 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration des Prozessors 140 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch zeigt. Der Prozessor 140 beinhaltet einen Übertragungsabschnitt 310. Der Übertragungsabschnitt 310 erzeugt die Übertragungssignale zum Erhalten des Ultraschallbildes des Zielobjektes. Zum Beispiel wiederholt der Übertragungsabschnitt 310 die Erzeugung der Übertragungssignale zum Erhalten der Vielzahl von Ultraschallbildern. Der Übertragungsabschnitt 310 stellt der Ultraschallsonde 120 die erzeugten Übertragungssignale bereit. Die Ultraschallsonde 120 transformiert die empfangenen Übertragungssignale in die Ultraschallsignale und überträgt die transformierten Ultraschallsignale in das Zielobjekt. Ferner empfängt die Ultraschallsonde 120 die Ultraschallechosignale, die von dem Zielobjekt reflektiert werden, um die Empfangssignale zu erzeugen.
Der Prozessor 140 beinhaltet ferner einen Übertragungs-/Empfangsschalter 320 und einen Empfangsabschnitt 330. Der Übertragungs-/Empfangsschalter 320 dient als Duplexer zum Schalten zwischen dem Übertragungsabschnitt 310 und dem Empfangsabschnitt 330. Zum Beispiel verbindet der Übertragungs-/Empfangsschalter 320 jeden des Übertragungsabschnitts 310 oder des Empfangsabschnitts 330 elektrisch mit der Ultraschallsonde 120, wenn die Ultraschallsonde 120 abwechselnd überträgt und empfängt.
Der Empfangsabschnitt 330 verstärkt die Empfangssignale, die von der Ultraschallsonde 120 über den Übertragungs-/Empfangsschalter 320 empfangen werden. Ferner transformiert der Empfangsabschnitt 330 die verstärkten Empfangssignale in digitale Signale. Der Empfangsabschnitt 330 kann eine Tiefenausgleichs-(TGC)-Einheit (nicht gezeigt) zum Ausgleichen von Abschwächung, die typischerweise auftritt, wenn die Ultraschallsignale durch das Zielobjekt wandern, und eine Analog-Digital-Umwandlungseinheit (nicht gezeigt) zum Transformieren von analogen Signalen in digitale Signale oder dergleichen beinhalten.
Der Prozessor 140 beinhaltet ferner einen Signalverarbeitungsabschnitt 340. Der Signalverarbeitungsabschnitt 340 führt eine Signalverarbeitung (z. B. Strahlformung) mit den digitalen Signalen durch, die von dem Empfangsabschnitt 330 erhalten wurden, um empfangsfokussierte Signale zu erzeugen. Ferner erzeugt der Signalverarbeitungsabschnitt 340 Ultraschalldaten auf der Grundlage der empfangsfokussierten Signale. Die Ultraschalldaten können Hochfrequenz-(HF)-Daten beinhalten. Sie sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Prozessor 140 beinhaltet ferner einen Periodenbestimmungsabschnitt 350. Der Periodenbestimmungsabschnitt 350 bestimmt die Bewegungsperiode (z. B. Herzschlagperiode) des relevanten Objektes in dem Zielobjekt auf der Grundlage der EKG-Signale, welche vom EKG-Modul 130 bereitgestellt werden. Zum Beispiel detektiert der Periodenbestimmungsabschnitt 350, die P-Welle, die Q-Welle, die R-Welle, die S-Welle und die T-Welle, die in dem EKG-Signal enthalten sind, und bestimmt die Herzschlagperiode auf der Grundlage der detektierten P-Welle, Q-Welle, R-Welle, S-Welle und T-Welle.
Der Prozessor 140 beinhaltet ferner einen Bilderzeugungsabschnitt 360. Der Bilderzeugungsabschnitt 360 erzeugt ein Ultraschallbild (z. B. Brightness-Mode-(B-Mode)-Bild) auf der Grundlage der Ultraschalldaten, die von dem Signalverarbeitungsabschnitt 340 bereitgestellt wurden. Zum Beispiel erzeugt der Bilderzeugungsabschnitt 360 die vorbestimmte Anzahl an Ultraschallbildern in der Bewegungsperiode (d. h. Herzschlagperiode).
Der Prozessor 140 beinhaltet ferner einen Bildverarbeitungsabschnitt 370. Der Bildverarbeitungsabschnitt 370 wählt zwei Ultraschallbilder aus der Vielzahl von Ultraschallbildern, die durch den Bilderzeugungsabschnitt 360 erzeugt wurde, auf der Grundlage der Bewegungsperiode des relevanten Objektes aus, welche durch den Periodenbestimmungsabschnitt 350 bestimmt wurde. Ferner führt der Bildverarbeitungsabschnitt 370 ein Persistenzverfahren mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern durch, um das Persistenz-verarbeitete Ultraschallbild zu erzeugen.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Der Prozessor 140 erlangt die EKG-Signale des Zielobjektes (S402). Zum Beispiel empfängt der Prozessor 140 die EKG-Signale des Zielobjektes von dem EKG-Modul 130.
Der Prozessor 140 bestimmt auf der Grundlage der EKG-Signale die Bewegungsperiode des relevanten Objektes in dem Zielobjekt (S404). Zum Beispiel bestimmt der Prozessor 140 die Herzschlagperiode hat des relevanten Objektes auf der Grundlage der P-Welle, der Q-Welle, der R-Welle, der S-Welle und der T-Welle, die in den EKG-Signalen enthalten sind, wie in 5 gezeigt.
Der Prozessor 140 erlangt die Ultraschallechosignale des Zielobjektes (S406). Zum Beispiel empfängt der Prozessor 140 die Ultraschallechosignale des Zielobjektes von der Ultraschallsonde 120.
Der Prozessor 140 erzeugt eine Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Ultraschallechosignale (S408). In einer Ausführungsform erzeugt der Prozessor 140 die vorbestimmte Anzahl an Ultraschallbildern in der Bewegungsperiode hat des relevanten Objektes. Zum Beispiel kann die vorbestimmte Anzahl 60 sein. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Prozessor 140 wählt zwei Ultraschallbilder aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Bewegungsperiode des relevanten Objektes aus (S410).
In einer Ausführungsform wählt der Prozessor 140 wählt ein erstes Ultraschallbild aus der Vielzahl von Ultraschallbildern aus, das in einer aktuellen Bewegungsperiode des relevanten Objektes enthalten ist. Das erste Ultraschallbild kann ein n^tes (n steht für eine natürliche Zahl) Ultraschallbild sein, welches in der aktuellen Bewegungsperiode des relevanten Objektes enthalten ist. Zum Beispiel wählt der Prozessor 140 ein Ultraschallbild 600 _{f_4} aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern 600 _{f_1} bis 600 _{f_4} aus, das in der aktuellen Bewegungsperiode HT_f des relevanten Objektes als das erste Ultraschallbild enthalten ist, wie in 6 gezeigt.
Ferner wählt der Prozessor 140 ein zweites Ultraschallbild, das mit dem ersten Ultraschallbild Persistenz-verarbeitet werden soll, aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer vorherigen Bewegungsperiode des relevanten Objektes enthalten ist, auf der Grundlage der aktuellen Herzschlagperiode aus. Das Verfahren des Auswählens wird nachfolgend ausführlicher dargelegt.
Der Prozessor 140 wählt mindestens zwei Ultraschallbilder aus der Vielzahl von Ultraschallbildern aus, die in der vorherigen Bewegungsperiode des relevanten Objektes enthalten sind. Die mindestens zwei Ultraschallbilder sind ein n^tes Ultraschallbild einer vorherigen Bewegungsperiode, das dem n^ten Ultraschallbild der aktuellen Bewegungsperiode entspricht, und mindestens ein Ultraschallbild neben dem n^ten Ultraschallbild der vorherigen Bewegungsperiode. Zum Beispiel wählt der Prozessor 140 ein Ultraschallbild 600 _{f-1_4} der vorherigen Bewegungsperiode HT_f-1, welches dem ersten Ultraschallbild 600 _{f_4} der aktuellen Bewegungsperiode HT_f entspricht, und Ultraschallbilder 600 _{f-1_2}, 600 _{f-1_3}, 600 _{f-1_5} und 600 _{f-1_6} neben dem Ultraschallbild 600 _{f-1_4} der vorherigen Bewegungsperiode HT_f-1 aus der Vielzahl von Ultraschallbildern 600 _{f-1_1} bis 600 _{f-1_9}, die in der vorherigen Bewegungsperiode HT_{f_1} enthalten ist, auf der Grundlage der aktuellen Bewegungsperiode HT_f aus.
Der Prozessor 140 berechnet Kreuzkorrelationswerte für das erste Ultraschallbild und jedes der mindestens zwei Ultraschallbilder, um ein zweite Ultraschallbild auszuwählen. Zum Beispiel berechnet der Prozessor 140 die Kreuzkorrelationswerte für das erste Ultraschallbild 600 _{f_4} und für jedes der Ultraschallbilder 600 _{f-1_2}, 600 _{f-1_3}, 600 _{f-1_4}, 600 _{f-1_5} und 600 _{f-1_6}. Da die Kreuzkorrelationswerte unter Verwendung einer hinreichend bekannten geeigneten Kreuzkorrelationsfunktion oder dergleichen berechnet werden können, werden auf ausführliche Beschreibungen der Kreuzkorrelationswerte verzichtet. Der Prozessor 140 vergleicht die berechneten Kreuzkorrelationswerte, um ein Ultraschallbild mit einem Maximalwert unter den Kreuzkorrelationswerten als das zweite Ultraschallbild auszuwählen.
Zurückkehrend zu 4 führt der Prozessor 140 ein Persistenzverfahren mit dem ersten Ultraschallbild und dem zweiten Ultraschallbild durch, um das Persistenzverarbeitete Ultraschallbild zu erzeugen (S412). Das Persistenz-verarbeitete Ultraschallbild kann auf der Anzeigevorrichtung 160 angezeigt werden. Zum Beispielkann die Persistenz gemäß der folgenden Gleichung durchgeführt werden. F_aus = α × F_aktuell + (1 – α) × F_vorher (Gleichung 1)
In Gleichung 1 stellt F_aus ein Persistenz-verarbeitetes Ultraschallbild dar, F_aktuell stellt das erste Ultraschallbild das, F_vorher stellt das zweite Ultraschallbild dar und α stellt einen Persistenzwert dar (z. B. 0 ≤ α ≤ 1).
Optional vergleicht der Prozessor 140 den Maximalwert unter den Kreuzkorrelationswerten mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Wenn der Maximalwert dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder größer als dieser ist, führt der Prozessor 140 das Persistenzverfahren mit dem ersten Ultraschallbild und dem zweiten Ultraschallbild durch. Indes, wenn der Maximalwert unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, dann führt der Prozessor 140 das Persistenzverfahren nicht durch. Das heißt, das erste Ultraschallbild kann auf der Anzeigevorrichtung 160 angezeigt werden.
Obwohl die vorstehenden Verfahren in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, können diese Verfahren ebenfalls als computerlesbare Codes auf einem computerlesbaren Speichermedium implementiert werden. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium beinhaltet eine beliebige Art von Speichervorrichtungen, die durch ein Computersystem gelesen werden können. Beispiele für das computerlesbare Speichermedium beinhalten ROM, RAM, CD-ROM, Magnetband, Diskette, optische Datenspeichervorrichtungen und dergleichen und es kann ebenfalls in der Form einer Trägerwelle (z. B. Übertragung über das Internet) implementiert werden. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls an die Computersysteme verteilt werden, die durch ein Netzwerk verbunden sind, sodass die computerlesbaren Codes darauf verwendet und ausgeführt werden können. Ferner können die funktionellen Programme, Codes und Codesegmente zum Implementieren der vorstehenden Ausführungsformen durch die Fachprogrammierer leicht abgeleitet werden, an welche sich die vorliegende Offenbarung richtet.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, wurden diese Ausführungsformen rein beispielhaft dargestellt und sollen den Schutzumfang der Offenbarungen nicht beschränken. Tatsächlich können die hier beschriebenen neuen Verfahren und Vorrichtungen in einer Vielzahl von anderen Formen verkörpert werden; darüber hinaus können verschiedene Auslassungen, Substitutionen und Veränderung der Form der hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen. Die beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente sollen derartige Formen oder Modifikationen abdecken, die in den Schutzumfang und den Geist der Offenbarungen fallen.
Bezugszeichenliste

100: Ultraschallsystem
120: Ultraschallsonde
140: Prozessor
160: Anzeigevorrichtung
320: Übertragungs-/Empfangsschalter
340: Signalverarbeitungsabschnitt
360: Bilderzeugungsabschnitt
110: Steuerfeld
130: EKG-Modul
150: Speichervorrichtung
310: Übertragungsabschnitt
330: Empfangsabschnitt
350: Periodenbestimmungsabschnitt
370: Bildverarbeitungsabschnitt

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes in einem Ultraschallsystem, umfassend: Erfassen von Elektrokardiogramm-(EKG)-Signalen des Zielobjektes; Bestimmen einer Herzschlagperiode des Zielobjektes auf der Grundlage der EKG-Signale; Erfassen von Ultraschallechosignalen des Zielobjektes; Erzeugen einer Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Ultraschallechosignale; Auswählen von zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Herzschlagperiode; und Durchführen eines Persistenzverfahrens mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern, um ein Persistenz-verarbeitetes Ultraschallbild zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen der beiden Ultraschallbilder Folgendes umfasst: Auswählen eines ersten Ultraschallbildes aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist; und Auswählen eines zweiten Ultraschallbildes, das mit dem ersten Ultraschallbild Persistenz-verarbeitet werden soll, aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist, auf der Grundlage der aktuellen Herzschlagperiode.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Auswählen des zweiten Ultraschallbildes Folgendes umfasst: Auswählen von mindestens zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern, die in der vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist; und Berechnen von Kreuzkorrelationswerten für das erste Ultraschallbild und jedes der mindestens zwei Ultraschallbilder, um das zweite Ultraschallbild auszuwählen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das erste Ultraschallbild ein n^tes (n steht für eine natürliche Zahl) Ultraschallbild ist, das in der aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist, und wobei die mindestens zwei Ultraschallbilder ein n^tes Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode, das dem n^ten Ultraschallbild der aktuellen Herzschlagperiode entspricht, und mindestens ein Ultraschallbild neben dem n^ten Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das ausgewählte zweite Ultraschallbild einen Maximalwert unter den Kreuzkorrelationswerten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Durchführen des Persistenzverfahrens ferner Folgendes umfasst: Vergleichen eines Maximalwerts unter den Kreuzkorrelationswerten mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und Durchführen des Persistenzverfahrens mit dem ersten Ultraschallbild und dem zweiten Ultraschallbild, wenn der Maximalwert dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder größer als dieser ist.
Ultraschallsystem, umfassend: ein EKG-Modul, das zum Erfassen von EKG-Signalen eines Zielobjektes konfiguriert ist; eine Ultraschallsonde, die zum Übertragen von Ultraschallsignalen in das Zielobjekt und zum Empfangen von Ultraschallechosignalen konfiguriert ist, die von dem Zielobjekt reflektiert werden; und einen Prozessor, der mit dem EKG-Modul verbunden ist, zum Empfangen der EKG-Signale von dem EKG-Modul und konfiguriert zum Bestimmen einer Herzschlagperiode des Zielobjektes auf der Grundlage der EKG-Signale, wobei der Prozessor ebenfalls mit der Ultraschallsonde zum Empfangen der Ultraschallechosignale von der Ultraschallsonde verbunden ist und konfiguriert zum Erzeugen einer Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Ultraschallechosignale, wobei der Prozessor einen Bildverarbeitungsabschnitt beinhaltet, der zum Auswählen von zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern auf der Grundlage der Herzschlagperiode und zum Durchführen eines Persistenzverfahrens mit den ausgewählten zwei Ultraschallbildern konfiguriert ist, um ein Persistenz-verarbeitetes Ultraschallbild zu erzeugen.
Ultraschallsystem nach Anspruch 7, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt konfiguriert ist zum: Auswählen eines ersten Ultraschallbildes aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist; und Auswählen eines zweiten Ultraschallbildes, das mit dem ersten Ultraschallbild Persistenz-verarbeitet werden soll, aus einer Vielzahl von Ultraschallbildern, die in einer vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist, auf der Grundlage der aktuellen Herzschlagperiode.
Ultraschallsystem nach Anspruch 8, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt konfiguriert ist zum: Auswählen von mindestens zwei Ultraschallbildern aus der Vielzahl von Ultraschallbildern, die in der vorherigen Herzschlagperiode enthalten ist; und Berechnen von Kreuzkorrelationswerten für das erste Ultraschallbild und jedes der mindestens zwei Ultraschallbilder, um das zweite Ultraschallbild auszuwählen.
Ultraschallsystem nach Anspruch 9, wobei das erste Ultraschallbild ein n^tes (n steht für eine natürliche Zahl) Ultraschallbild ist, das in der aktuellen Herzschlagperiode enthalten ist, und wobei die mindestens zwei Ultraschallbilder ein n^tes Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode, das dem n^ten Ultraschallbild der aktuellen Herzschlagperiode entspricht, und mindestens ein Ultraschallbild neben dem n^ten Ultraschallbild der vorherigen Herzschlagperiode sind.
Ultraschallsystem nach Anspruch 9, wobei das ausgewählte zweite Ultraschallbild einen Maximalwert unter den Kreuzkorrelationswerten aufweist.
Ultraschallsystem nach Anspruch 9, wobei der Bildverarbeitungsabschnitt ferner konfiguriert ist zum: Vergleichen eines Maximalwerts unter den Kreuzkorrelationswerten mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und Durchführen des Persistenzverfahrens mit dem ersten Ultraschallbild und dem zweiten Ultraschallbild, wenn der Maximalwert dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder größer als dieser ist.
Computerlesbares Speichermedium zum Speichern eines Programms, welches einen Computer veranlasst, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.