DE112020005100T5

DE112020005100T5 - Zusätzliche Diagnosedaten in der parametrischen Ultraschallbildgebung

Info

Publication number: DE112020005100T5
Application number: DE112020005100.5T
Authority: DE
Inventors: Yassin Labyed
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2022-08-18
Also published as: WO2021101635A1; CN114727803A; KR20220101688A; US11647988B2; US20230233187A1; US20210145409A1

Abstract

Für parametrische Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät werden die Werte für mehrere Parameter für Gewebe eines Patienten mittels Ultraschall bestimmt. Die Bestimmung kann als Reaktion auf eine einzelne Aktivierung erfolgen, wodurch vermieden wird, dass der Benutzer für jeden Parameter separat rekonfigurieren und aktivieren muss. Zur Unterstützung der Diagnose werden ein oder mehrere Indikatoren für die Qualität der Messungen der Parameter berechnet und für den Benutzer angezeigt. Zur weiteren Unterstützung der Diagnose werden die Messwerte für den Patienten in Bezug zu veröffentlichten oder Populationswerten angezeigt.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen die parametrische Ultraschallbildgebung. Parametrischer Ultraschall misst ein Charakteristikum des untersuchten Gewebes. Im Gegensatz zur B-Mode- oder Fließmodus-Bildgebung wird die Aufnahme oder werden die detektierten Daten zum Berechnen des Charakteristikums des Gewebes verwendet. Die parametrische Bildgebung stellt quantitative Werte von physikalischen Gewebeeigenschaften bereit. Die parametrische Bildgebung kann ein Biomarkercharakteristikum sein, das von einem oder mehreren Parametern als ein Hinweis auf normale biologische Prozesse, pathogene Prozesse oder das Ansprechen auf eine therapeutische Intervention abgeleitet wurde. Beispielhafte Arten der parametrischen Ultraschallbildgebung umfassen quantitative Bildgebung (z.B. Nichtlinearitätskoeffizient, frequenzabhängiger Dämpfungskoeffizient, frequenzabhängiger Rückstreukoeffizient oder abgeleitete Parameter, wie Fettanteil) und/oder akustische ARFI- (Acoustic Radiation Force Impulse) Bildgebung (z.B. Scherwellengeschwindigkeit, komplexer Speichermodul, komplexer Verlustmodul oder abgeleitete Parameter wie Entzündungsindex).
In vielen Geweben ist der Krankheitszustand durch das Vorhandensein vieler Erkrankungen mit variierenden Graden gekennzeichnet. Die Leber kann beispielsweise gleichzeitig an Steatose, Entzündung und Fibrose leiden. Die Verwendung von medizinischem Ultraschall zum Erhalten einer umfassenden Beurteilung von Gewebe erfordert multiparametrische Messungen der physikalischen Eigenschaften. Die Qualität der berechneten Parameter kann von Patient zu Patient und/oder zwischen verschiedenen Sonographern schwanken, so dass die berechneten Werte der Parameter variierende Zuverlässigkeit aufweisen können. Die Diagnose kann auf einer ungenauen Beziehung der berechneten Werte zum Krankheitszustand beruhen. Die Interpretation der parametrischen Bildgebung kann sogar für einen kompetenten Arzt oder Sonographer schwierig sein. Die Erstellung einer Diagnose aus mehreren Parametern kann sogar noch schwieriger sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Einleitend umfassen die unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen Verfahren, Anweisungen und Systeme für die parametrische Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät. Die Werte für mehrere Parameter werden mittels Ultraschall für Gewebe eines Patienten bestimmt. Die Bestimmung kann als Reaktion auf eine einzelne Aktivierung erfolgen, wodurch vermieden wird, dass der Benutzer jeden Parameter rekonfigurieren und separat aktivieren muss. Zur Unterstützung der Diagnose werden ein oder mehrere Indikatoren für die Qualität der Messungen der Parameter berechnet und für den Benutzer angezeigt. Zur weiteren Unterstützung der Diagnose werden die Messwerte für den Patienten in Bezug auf veröffentlichte oder Populationswerte angezeigt.
In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren für die parametrische Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät bereitgestellt. Multiparametrische Ultraschallbildgebung eines Patienten wird aktiviert. Das Ultraschallgerät misst zwei oder mehr Parameter der multiparametrischen Ultraschallbildgebung als Reaktion auf eine einmalige Aktivierung. Es wird ein Bild der Werte der zwei oder mehr Parameter erzeugt. Ein Qualitätsindikator für die Messung und eine Beziehung von einem Wert oder von mehreren Werten zu einer Population werden angezeigt.
In einem zweiten Aspekt wird ein System für die parametrische medizinische Ultraschallbildgebung bereitgestellt. Ein Beamformer ist zum Scannen von Gewebe in einem Patienten mit einem Wandler ausgelegt. Die Aufnahme gilt für erste und zweite Arten der parametrischen medizinischen Ultraschallbildgebung. Ein Bildprozessor ist zum Schätzen eines ersten Werts für die erste Art und eines zweiten Werts für die zweite Art aus dem Ultraschallbild ausgelegt, um erste und zweite Indikatoren bezüglich der Qualität der Schätzungen der ersten bzw. zweiten Werte zu bestimmen und erste und zweite Panels, die die ersten bzw. zweiten Werte zeigen, in Bezug auf veröffentlichte Werte für Grade oder Krankheitszustände zu erzeugen. Eine Anzeige ist zum Anzeigen der ersten und zweiten Werte, der ersten und zweiten Indikatoren und der ersten und zweiten Panels ausgelegt.
In einem dritten Aspekt wird ein Verfahren für die parametrische Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät bereitgestellt. Das Ultraschallgerät misst eine erste Gewebeeigenschaft und eine zweite Gewebeeigenschaft des Patienten. Ein Bild, das die ersten und zweiten Gewebeeigenschaften zeigt, wird erzeugt. Erste und zweite Indikatoren für die Zuverlässigkeit der Messung der ersten bzw. zweiten Gewebeeigenschaften werden angezeigt. Erste und zweite Indikatoren der Messung der ersten bzw. zweiten Gewebeeigenschaften in Bezug auf Populationsstatistiken werden angezeigt.
Die vorliegende Erfindung wird von den nachfolgenden Ansprüchen definiert und nichts in diesem Abschnitt ist als Einschränkung dieser Ansprüche auszulegen. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden unten in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen besprochen und können später unabhängig oder in Kombination beansprucht werden.
Figurenliste
Die Komponenten und die Abbildungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, und stattdessen liegt das Augenmerk auf der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung. Darüber hinaus bezeichnen in den Abbildungen in jeder der verschiedenen Ansichten gleiche Bezugsnummern entsprechende Teile.

1 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur parametrischen Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät;
2 zeigt ein beispielhaftes Bild für die multiparametrische Ultraschallbildgebung;
3 zeigt eine beispielhafte Anzeige von Qualitätsindikatoren;
4 zeigt eine Ausführungsform einer Anzeige der Beziehung zur Population;
5 zeigt eine andere Ausführungsform einer Anzeige der Beziehung zur Population; und
6 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems für multiparametrische medizinische Ultraschallbildgebung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine auf multiparametrischer Ultraschallbildgebung basierende Diagnose kann von der Bestimmung und Visualisierung assoziierter Informationen profitieren. Für gleichzeitige multiparametrische Ultraschallbildgebung werden verschiedene Gewebeeigenschaften basierend auf einen einmaligen Tastendruck gemessen. Ein Indikator für die Qualität jeder Messung der Gewebeeigenschaft wird angezeigt. Ein Panel, das die Messwerte in Bezug auf veröffentlichte Werte für verschiedene Grade eines Krankheitszustands angibt, wird angezeigt.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahren zur parametrischen Ultraschallbildgebung mit einem medizinischen Ultraschallgerät. Zur Diagnose werden mehrere Arten von auf Ultraschallbildgebung basierenden Parametern verwendet. Aufgrund der Variabilität bei der parametrischen Bildgebung werden ein oder mehrere Indikatoren für die Qualität der Messungen bereitgestellt. Zum besseren Verständnis der Messergebnisse, bei denen es sich um eine absolute Zahl handeln kann, können die Populations- oder andere studienbasierte Informationen mit den Ergebnissen bereitgestellt werden. Der Hinweis auf die Qualität und der Bezug zu anderen Patienten unterstützen die Diagnose.
Das Verfahren wird von dem System aus 6 oder einem unterschiedlichen System implementiert. Ein medizinisches diagnostisches Ultraschallgerät führt die Messungen durch, indem es die Wellen akustisch erzeugt und die Antworten mit einem Beamformer und einem Wandler misst. Ein Bildprozessor des Geräts, Computers, Servers oder einer anderen Vorrichtung schätzt die Werte der Parameter, Qualitätsindikatoren und die Populationsbeziehung. Eine Anzeigevorrichtung wird zum Ausgeben eines Bildes der Parameter, des Qualitätsindikators und/oder der Populationsbeziehung verwendet.
Zusätzliche, andere oder weniger Vorgänge können bereitgestellt werden. Beispielsweise wird einer der Vorgänge 14, 16 oder 18 nicht bereitgestellt. Als weiteres Beispiel wird Vorgang 10 nicht bereitgestellt oder er wird für jeden gemessenen Parameter gesondert bereitgestellt.
Die Vorgänge werden in der beschriebenen oder gezeigten Reihenfolge durchgeführt (z.B. von oben nach unten oder numerisch). Andere Reihenfolgen können verwendet werden. Beispielsweise werden Vorgänge 16 und 18 gleichzeitig durchgeführt, beispielsweise durch Aufnahme des Qualitätsindikators und der Populationsbeziehung im gleichen Bild oder der gleichen Anzeige. Vorgänge 14, 16 und 18 können gleichzeitig oder in jeder beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden. Vorgang 14 kann gleichzeitig, vor oder nach den Vorgängen 16 und/oder 18 durchgeführt werden.
In Vorgang 10 aktiviert der Benutzer (z.B. Sonographer) die multiparametrische Ultraschallbildgebung eines Patienten. In alternativen Ausführungsformen wird das Ultraschallgerät aktiviert, etwa als Reaktion auf die Detektion des interessierenden Gewebes in einer Aufnahme. Der Wandler wird an einem Fenster am oder im Patienten zum Scannen des interessierenden Gewebes platziert. Beispielsweise wird eine in der Hand gehaltene (Handheld-) Wandlersonde an der Haut eines Patienten auf dem Abdomen zur Darstellung der Leber platziert. Mit der Bildgebung kann jedes Gewebe des Patienten dargestellt werden.
Das Ultraschallgerät ist für multiparametrische Bildgebung ausgelegt. Beispielsweise wird eine Anwendung zur Bilddarstellung der Leber ausgewählt. Standardwerte oder voreingestellte Werte konfigurieren das Ultraschallgerät zum Sannen des Patienten für Messungen mehrerer Parameter. Alternativ konfiguriert der Benutzer manuell verschiedene Programmeinstellungen, wie Beamformer oder Scaneinstellungen, zum Durchführen jedes, einiger oder aller Scans für mehrere Arten von Parametern.
Zum Verursachen der Durchführung von Messungen von mehreren, beispielsweise allen, der Parameter wird eine oder eine einzige Aktivierung eingegeben. Statt einer gesonderten Konfiguration und Aktivierung von Messungen für jeden Parameter löst ein Aktivierungsvorgang das Scannen für mehrere Arten von Parametern aus. Beispielsweise ermöglicht ein Aktivierungsvorgang die Messung beider von zwei Gewebeeigenschaften ohne weitere Aktivierung. Der Benutzer drückt eine Taste, nimmt eine endgültige Einstellung vor, oder löst auf andere Weise den Scanvorgang aus, der dann für mehrere (z.B. alle) der interessierenden Parameter durchgeführt wird. Alternativ detektiert das Ultraschallgerät interessierendes Gewebe oder ein anderes Ereignis zum automatischen Auslösen des Scanvorgangs für mehrere Parameter, basierend auf der einzigen oder einen Auslösung. In wieder anderen Alternativen wird die Messung für jeden Parameter gesondert und sequentiell ausgelöst.
In einer Ausführungsform wird eine einzelne Erfassung ausgelöst (z.B. Tastendruck oder eine andere Scanauslösung). Die einzelne Erfassung ist eine Reihenfolge von Scanvorgängen zum Messen von zwei oder mehr Parametern ohne weitere Auslösung oder Aktivierung durch den Benutzer. Als Reaktion auf die einzelne Auslösung oder als Teil der einzelnen Auslösung kann jede beliebige Kombination von multiparametrischen Messungen durchgeführt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere quantitative Ultraschallmessungen und entsprechende Scanvorgänge ausgelöst werden. Beispielhafte quantitative Ultraschallscans können jede beliebige Anzahl, N, fundamentaler Einzelbilder, harmonischer Einzelbilder und/oder von Einzelbildern mit verschiedenen Steuerwinkeln (z.B. M Steuerwinkel in M Einzelbild oder M Steuerwinkel pro Einzelbild) aufweisen. Ein oder mehrere ARFI-Messungen und entsprechende Scanvorgänge werden ausgelöst. Akustische Schubimpulse, Referenzpositionsmessungen und/oder Trackingscans werden in ARFI durchgeführt. Ein oder mehrere Einzelbilder von Daten für einen Parameter können zur Messung einer anderen Art von Parameter verwendet werden. Für einen Scanvorgang zum Erfassen von mehreren Einzelbildern kann Verschachtelung zwischen den Scanvorgängen für verschiedene Arten von Parametern verwendet werden. Beispielsweise werden quantitative Ultraschall- und ARFI-Sequenzen oder Einzelbilder während der einzelnen Erfassung verschachtelt.
Das medizinische Ultraschallgerät tastet das Gewebe des Patienten ab. Der Beamformer überträgt akustische Strahlen und/oder formt Empfangsstrahlen aus akustischen Echos. Eine Reihe von Elementen des Wandlers wandeln zwischen akustischen und elektrischen Energien. Der Beamformer weist Kanäle auf, die mit den Elementen verbunden sind. Der Beamformer erzeugt relativ verzögerte oder phasengesteuerte elektrische Wellenformen für die Elemente einer Übertragungsblende unter Verwendung des Fokusprofils. Der Wandler wandelt die elektrischen Wellenformen in akustische Energie um, die konstruktive Interferenz an der Fokusposition und entlang einer Scanlinie als Sendestrahl verursacht. Akustische Echos, die an den Elementen empfangen werden, werden in elektrische Signale für die Kanäle umgewandelt. Durch den Beamformer werden die elektrischen Signale von den verschiedenen Elementen in der Empfangsblende relativ verzögert und/oder phasengesteuert und die verzögerten oder phasengesteuerten Signale kombiniert. Dynamische Fokussierung, wobei der Fokus sich im Zeitverlauf entlang einer Empfangslinie durch Verwendung verschiedener Fokusprofile aufgrund der verschiedenen Positionen verschiebt, kann verwendet werden. Die Kombination durch Strahlformen stellt strahlgeformte Proben für die verschiedenen Stellen entlang der Empfangsscanlinien oder für Empfangsstrahlen bereit. Es kann jedes Scanformat pro Einzelbild verwendet werden, wie linear, Sektor oder Vector® für einen interessierenden Bereich für parametrischen Ultraschall.
In Vorgang 12 misst das Ultraschallgerät mehrere Parameter der multiparametrischen Ultraschallbildgebung. Zwei oder mehr (z.B. erste und zweite) Gewebeeigenschaften werden gemessen. Die Werte der mehreren Parameter werden für das Gewebe des Patienten bestimmt. Beispielhafte Gewebeeigenschaften oder Parameter umfassen quantitative Ultraschallparameter (z.B. Nichtlinearitätskoeffizient, frequenzabhängiger Dämpfungskoeffizient, frequenzabhängiger Rückstreukoeffizient und/oder abgeleitete Parameter (z.B. Fettanteilsindex) und/oder ARFI-Parameter (z.B. Scherwellengeschwindigkeit, komplexer Modul (Speicher und/oder Verlust) und/oder abgeleitete Parameter, wie Fibrose). Aus der Quantifizierung und ARFI-Messungen können ein oder mehrere Parameter bestimmt werden, beispielsweise ein Entzündungsindex.
Jeder bekannte oder später entwickelte Parameter kann gemessen werden. Zusätzlich oder anstelle von B-Mode-, Fließmodus oder anderen nichtparametrischen Ultraschallmessungen werden zwei oder mehr Arten von Parametern gemessen. In einer Ausführungsform wird Lebergewebe gescannt. Die Parameter sind beliebige zwei oder alle drei von Fibrose, Entzündung und Fettanteil. Diese Gewebeeigenschaften weisen auf den Krankheitszustand der Leber eines Patienten hin und können mittels Ultraschalluntersuchung gemessen werden.
In einer Ausführungsform schätzt oder misst ein Bildprozessor den Fettanteil von Gewebe eines Patienten. Die Schätzung oder Messung erfolgt durch Scannen des Patienten. Der Fettanteil ist für den Patienten spezifisch. Zum Erhalten des Fettanteils für diesen Patienten werden ein oder mehrere Charakteristika des Patienten herangezogen. Einige Patienten können den gleichen oder einen ähnlichen Fettanteil aufweisen, aber andere Patienten können unterschiedliche Fettanteile aufweisen. Zur Ultraschallschätzung des Fettanteils des Gewebes bestimmt das medizinische Ultraschallgerät die Streuung und Dämpfung aus der Gewebeabtastung. Andere Kombinationen von quantitativen Ultraschallparametern können verwendet werden. Die Komplexität von menschlichem Gewebe kann unter Verwendung mehrerer quantitativer Ultraschallparameter für eine präzise Charakterisierung des Gewebes gemessen werden. Beispielsweise wird der Leberfettanteil mit einer multiparametrischen Vorgehensweise geschätzt, die quantitative Parameter kombiniert, die aus dem empfangenen Signalen verschiedener Wellenphänomene extrahiert wurden, beispielsweise Streuung und Dämpfung von Longitudinalwellen, Ausbreitung und Dämpfung von Scherwellen und/oder Ausbreitung und Dämpfung von axialen Wellen aus ARFI- (Acoustic Radiation Force Impulse) Erregung. In einer Ausführungsform wird der Leberfettanteil durch Übertragung und Empfang einer Reihenfolge von Impulsen zum Schätzen von Streuparametern und durch Übertragung und Empfang einer Reihenfolge von Impulsen zum Erhalten von Scherwellenparametern geschätzt. Eine auf empirischer Untersuchung basierende Nachschlagetabelle kann verwendet werden, um die Werte der verschiedenen Parameter mit Werten des Fettanteils in Beziehung zu setzen.
In einer anderen Ausführungsform wird Fibrose geschätzt. Fibrose kann mit der Scherwellengeschwindigkeit korrelieren. ARFI-Scannen wird zum Messen der Scherwellengeschwindigkeit verwendet. Mit oder ohne weitere Informationen (z.B. klinische Patientendaten und/oder auf Ultraschall basierende Informationen) wird das Ausmaß oder der Grad der Fibrose geschätzt. Entzündung kann aus Ultraschallinformationen geschätzt werden.
Zur Messung der Streuung tastet das Ultraschallgerät das Gewebe mit Ultraschall ab. Eine Reihenfolge von Übertragungs- und Empfangsereignissen wird zum Erfassen der Signale durchgeführt, um die quantitativen Ultraschallstreuparameter zu schätzen. Das Streumaß misst eine Gewebereaktion auf eine Longitudinalwelle, die von einem Ultraschallgerät übertragen wird. Die Streuung oder das Echo der auf das Gewebe auftreffenden Longitudinalwelle wird gemessen. Es kann jedes Streumaß verwendet werden, wie etwa eine spektrale Steigung eines Logarithmus eines frequenzabhängigen Rückstreukoeffizienten.
Der Dämpfungskoeffizient kann gemessen werden. Verwendet wird die Referenzphantommethode, aber es können auch andere Messungen des Dämpfungskoeffizienten verwendet werden. Akustische Energie hat einen exponentiellen Abfall in Abhängigkeit von der Tiefe. Eine Messung der akustischen Intensität in Abhängigkeit von der Tiefe vor oder ohne Tiefenausgleich wird durchgeführt. Zum Entfernen von Systemwirkungen wird die Messung basierend auf Maßen der akustischen Intensität in Abhängigkeit von der Tiefe in einem Phantom kalibriert. Die Messung kann durch Mittelung über einer ein-, zwei- oder dreidimensionalen Region weniger Rauschen unterliegen. Die strahlgeformten Proben oder akustische Intensität können bzw. kann in die Frequenzdomäne umgewandelt werden und die Berechnung kann in der Frequenzdomäne durchgeführt werden.
Die Dämpfung wird als eine Steigung der Intensität in Abhängigkeit von der Tiefe gemessen. Andere Dämpfungsmaße können verwendet werden, wie etwa Dämpfung einer Scherwelle über eine Strecke oder über die Zeit. Gewebeverschiebung in Abhängigkeit von der Tiefe durch eine ARFI-induzierte Longitudinalwelle kann verwendet werden, um Dämpfung des Gewebes zu finden. Die Menge der maximalen Verschiebung, Verschiebung in Abhängigkeit von der Tiefe und/oder Verschiebung in Abhängigkeit von der Zeit wird zum Berechnen der Dämpfung verwendet. Statt oder als die Dämpfung können auch andere Ausbreitungsmaße verwendet werden. Beispielsweise wird ein Maß der Scherwellenausbreitung oder ein Maß der axialen Verschiebung (z.B. ARFI-Maß) verwendet.
Die verschiedenen Arten von Parametern können als Reaktion auf eine einzelne Auslöseeingabe gemessen werden. Die zur Messung von zwei oder mehr verschiedenen Parametern verwendete Ultraschallabtastung wird mit einer einmaligen Aktivierung ausgelöst. Die Reihenfolge der zum Bereitstellen der Informationen für mehrere Arten von Parametern verwendeten Scans beginnt und endet aufgrund des einen Auslöseereignisses. Die verschiedenen Reihenfolgen für die unterschiedlichen Parameter werden der Reihe nach nacheinander durchgeführt. Alternativ wird der Scanvorgang für die verschiedenen Arten von Parametern verschachtelt (z.B. verschachteltes Scannen in einer ersten Reihenfolge, entsprechend einem ersten Parameter (z.B. Fettanteil) mit Scannen in einer zweiten Reihenfolge, entsprechend einem zweiten Parameter (z.B. Fibrose)).
Die Messungen für die verschiedenen Parameter erfolgen für die gleiche Position oder die gleichen Positionen. Alternativ erfolgen die Messungen der verschiedenen Parameter an unterschiedlichen Positionen im selben Gewebe und/oder interessierenden Bereich.
Die Messungen werden jeweils für mehrere Positionen durchgeführt, beispielsweise über eine räumliche Verteilung in einem interessierenden Bereich. Jeder oder mehrere Parameter werden für Positionen gemessen, die in einer, zwei oder drei Dimensionen innerhalb des Patienten verteilt sind. Alternativ werden ein oder mehrere (z.B. alle) Parameter für eine Position oder einen Bereich gemessen. Beispielsweise werden der Fettanteil, Entzündung und/oder Fibrose für eine einzelne Position basierend auf einer Benutzerauswahl dieser Position gemessen und/oder als jeweils ein Wert für einen interessierenden Bereich gemessen.
In Vorgang 14 erzeugt das Ultraschallgerät (z.B. Bildprozessor) ein Bild von Werten der mehreren (z.B. zwei oder mehr) Parameter. Das Bild wird auf einer Anzeige oder einem Drucker erzeugt, um die mehreren Gewebeeigenschaften des Gewebes des Patienten anzuzeigen. Das Ultraschallgerät oder eine Anzeigevorrichtung zeigt das Bild. In alternativen Ausführungsformen wird das erzeugte Bild gespeichert oder über ein Computernetzwerk übertragen. Beispielsweise wird das Bild zur Speicherung in einer rechnergestützten Krankenakte für den Patienten einer Krankenaktendatenbank übertragen.
Das Bild zeigt die Werte für die verschiedenen Arten von Parametern. Beispielsweise werden verschiedene Aspekte des Bildes (z.B. Farbe oder Graustufe oder Helligkeit) verschiedenen Parametern zugeordnet. Die Farbschwankung zeigt eine Schwankung der Werte für eine Art von Parameter und die Schwankung der Helligkeit oder Graustufe zeigt eine Schwankung der Werte für eine andere Art von Parameter. Alternativ werden die Werte für die verschiedenen Parameter in unterschiedlichen Teilen des Bildes dargestellt, beispielsweise in verschiedenen Abschnitten (z.B. Quadraten oder Hälften) des Bildes. 2 zeigt ein Beispiel mit Scherwellengeschwindigkeitskarte 20B, Fettanteilskarte 20C und Entzündungskarte 20D, die getrennt gezeigt sind. Ein B-Mode-Bild 20A wird in einem der Quadrate ebenfalls gezeigt. Die Scherwellengeschwindigkeitskarte 20B, Fettanteilskarte 20C und Entzündungskarte 20C sind als Farbüberlagerungen im interessierenden Bereich 22 gezeigt, wo der Rest der räumlichen Darstellung von Gewebe eine Wiederholung des B-Mode-Bildes 20A ist. Andere Anordnungen zum Aufzeigen der Wert der verschiedenen Parameter können verwendet werden.
Das Bild stellt die räumliche Verteilung für jeden der mehreren Parameter dar. Verschiedene Werte für einen bestimmten Parameter können für verschiedene Positionen im interessierenden Bereich 22 oder über das Bild hinweg bereitgestellt werden. Die Werte für den Parameter werden zum Anzeigen der Werte unter Verwendung von linearer oder nichtlinearer Kartierung kartiert. Die räumliche Verteilung stellt eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Darstellung der Werte des Parameters bereit. Eine Tabelle oder andere Darstellung der Werte für jeden Parameter an mehreren Positionen kann verwendet werden. In alternativen oder zusätzlichen Ausführungsformen zeigt das Bild einen Wert für jeden Parameter. Beispielsweise wird eine Grafik, Kolorierung und/oder ein alphanumerischer Text, die bzw. der die Werte der Parameter für eine einzelne Position darstellt, erzeugt.
Mit dem Bild können auch andere Informationen bereitgestellt werden. Beispielsweise wird ein Kommentar, eine Hervorhebung, Kolorierung oder Überlagerung, der bzw. die andere Informationen darstellen, bereitgestellt.
Das Bild zeigt beide Parameter gleichzeitig. In anderen Ausführungsformen wird eine Reihenfolge von Bildern erzeugt, wobei jedes Bild in der Reihenfolge den Wert oder Werte für verschiedene bestimmte oder Sätze von Parametern darstellt.
In Vorgängen 16 und 18 werden andere Informationen bestimmt und angezeigt. Diese anderen Informationen unterstützen die Diagnose aus der Ultraschalluntersuchung durch das Ultraschallgerät. Ein Qualitätsindikator für die Messung und/oder eine Beziehung von einem oder mehreren der Werte zu einer Population werden angezeigt. Die anderen Informationen werden im Bild angezeigt, wobei der Wert oder die Werte der verschiedenen Parameter getrennt angezeigt wird bzw. werden. Die Vorgänge 16 und 18 entsprechen zwei verschiedenen Arten von anderen Informationen. Die Information in Vorgang 16 wird gleichzeitig mit oder getrennt von der Information in Vorgang 18 angezeigt.
Die Anzeige des Qualitätsindikators und/oder der Beziehung erfolgt als Teil des Bildes. Beispielsweise zeigt das Bild in 2 vier Qualitätsindikatoren 24, einen für jedes der Bilder und entsprechende Parameter und eines für das B-Mode-Bild. Ein Qualitätsindikator kann für einen oder mehrere der Parameter nicht bereitgestellt werden. In anderen Ausführungsformen werden zusätzliche Qualitätsindikatoren für jeden Parameter bereitgestellt. In wieder anderen Ausführungsformen wird die Beziehung mit dem Bild angezeigt, anstelle des Qualitätsindikators oder zusätzlich zu dem Qualitätsindikator. In alternativen Ausführungsformen ist die Anzeige der Qualitätsindikatoren und Beziehungen getrennt vom Bild, beispielsweise indem die Anzeige als Teil eines radiologischen Berichts getrennt vom erzeugten Bild erfolgt. Die Beziehung und der Qualitätsindikator können getrennt oder zusammen angezeigt werden.
In Vorgang 16 zeigt das Ultraschallgerät (z.B. Bildprozessor) einen oder mehrere Qualitätsindikatoren auf einer Anzeige an. Die Qualitätsindikatoren zeigen eine Schätzung oder Schätzungen der Zuverlässigkeit der Messungen der Gewebeeigenschaften.
Für jeden bestimmten Parameter kann jede beliebige Anzahl von Qualitätsindikatoren bereitgestellt werden. Der Benutzer kann wählen, welche Qualitätskennzahlen für welche Parameter angezeigt werden sollen.
Es können verschiedene Qualitätsindikatoren verwendet werden, beispielsweise eine Schätzung der Qualität des interessierenden Bereichs, einer Erfassungsqualität und/oder einer Qualität der Messkonsistenz. Für einen bestimmten Qualitätsindikator kann ein beliebiger von verschiedenen Faktoren verwendet werden. Jede beliebige Funktion, wie etwa der gewichtete Mittelwert, kann zum Kombinieren von Faktoren zur Schätzung des Qualitätsindikators verwendet werden.
Für die Qualität eines interessierenden Bereichs wird die Platzierung des interessierenden Bereichs bezüglich des Gewebes des Patienten als Hinweis auf die Qualität vor und/oder nach Messung der Parameter verwendet. Die Homogenität des Gewebes im interessierenden Bereich (z.B. fehlende Varianz), Vorhandensein von Gefäßen und/oder Position bezüglich eines oder mehrerer Orientierungspunkte (z.B. bezüglich einer Leberkapsel oder eines Segments 8 der Leber) kann verwendet werden.
Für einen Erfassungsqualitätsindikator wird die Qualität der für die Parameter erfassten Ultraschalldaten geschätzt. Die Schätzung erfolgt nach Erfassung der Scandaten. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), verwendbare Frequenzband (z.B. Bereich der Frequenz, die in der Erfassung ausreichend abgetastet wurde) und/oder Abweichung von einer linearen oder anderen Anpassung an die Daten kann auf die Qualität der Erfassung hinweisen. Unzureichender Wandlerkontakt, Bewegung, Schatten, Störgeräusche, Wandlerfehlfunktion oder andere Fehlerquelle bei der Erfassung kann/können geschätzt werden.
Für die Messkonsistenz wird die Qualität des Werts des Parameters geschätzt. Nach der Schätzung des Parameters wird die Qualität der Schätzung bestimmt. Die Variabilität der Messung innerhalb des interessierenden Bereichs (zurückzuführen aufgrund von Gewebeheterogenität) und/oder Variabilität aufgrund von verschiedenen Scanwinkeln (z.B. aufgrund von Gewebeanisotropie) werden verwendet.
Die Qualitätsindikatoren basieren auf Versuchen, einer mathematischen Funktion, Statistiken oder anderen Informationen. Beispielsweise wird zum Bestimmen der Qualität Fuzzylogik verwendet. In diesem Verfahren wird eine Zugehörigkeitsfunktion für jeden Parameter empirisch definiert (z.B. SNR, maximale Verschiebung), und die Ausgaben jeder Zugehörigkeitsfunktion angesichts der Eingabeparameter an einer Position werden zum Erzeugen der Qualitätswahrscheinlichkeit summiert. Der Höchstwert der Summe entspricht der zuzuweisenden Qualität. Als weiteres Beispiel wird maschinelles Lernen aus einer Sammlung von Trainingsproben oder -daten mit bekannter Bodenwahrheit bezüglich der Qualität verwendet, um statistische Kennzahlen oder eine Matrixfunktion für Qualität zu bestimmen. Eine Wahrscheinlichkeitsfunktion weist auf die Wahrscheinlichkeit jeder Qualität für eine bestimmte Position hin, und die Qualität mit der höchsten Wahrscheinlichkeit wird ausgewählt. Die Qualitätsbestimmung wird unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, Fuzzylogik-Funktion, programmierten Funktion oder Matrixfunktion durchgeführt.
Die Qualität für jede Position hängt von den Daten für diese Position und nicht von Daten für andere Positionen ab. In alternativen Ausführungsformen kann räumliche Filterung oder Informationen von benachbarten Positionen zur Klassifizierung der Qualität für eine bestimmte Position verwendet werden.
Der Qualitätsindikator bzw. die Qualitätsindikatoren wird/werden als eine Karte angezeigt, die Qualität in Abhängigkeit von der Position darstellt. Die Qualität an verschiedenen Positionen wird gezeigt. 2 zeigt ein Beispiel, wobei eine kleine Karte 24 des interessierenden Bereichs eine ausgewählte Qualität nach Position zeigt. Die geschätzte Qualität nach Position wird Farbe, Graustufe, Helligkeit oder einem anderen Charakteristikum der miniaturisierten Karte 24 zugeordnet. Größere oder kleinere räumliche Darstellungen können verwendet werden. Die Karte 24 kann interaktiv sein, wobei die Karte 24 beispielsweise durch Schweben oder Klicken auf der Karte 24 vergrößert wird. Für separate Qualitätsindikatoren können getrennte Karten 24 bereitgestellt werden. Alternativ wird ein Qualitätsindikator für jeden Parameter verwendet oder der angezeigte Qualitätsindikator ist eine Kombination einer Vielzahl von Qualitätsscores für den Parameter.
In einer anderen Ausführungsform ist der Qualitätsindikator ein Balken, eine Grafik, ein Diagramm oder ein alphanumerischer Text. 3 zeigt ein Beispiel, in dem die Qualität für eine Position oder für den interessierenden Bereich bereitgestellt wird. Die Messung für die Position oder den Bereich wird für jeden Parameter angegeben. UDFF ist der aus dem Ultraschall abgeleitete Fettanteil, UIS ist der Ultraschall-Entzündungsscore und SWS ist die Scherwellengeschwindigkeit. Für jeden dieser Parameter werden drei Qualitätsindikatoren bereitgestellt - interessierender Bereich (ROI), Erfassung (ACQ) und Varianz oder Konsistenz (VAR). Die Kolorierung oder Graustufe der Balken weist auf die Qualitätsschätzung hin. Beispielsweise ist der VAR-Qualitätsindikator für SWS gering, während ROI und ACQ hoch sind. Es werden drei Qualitätsstufen (niedrig, mittel, hoch) bereitgestellt. Andere Stufenauflösungen können verwendet werden.
In Vorgang 18 zeigt das Ultraschallgerät (z.B. Bildprozessor) eine oder mehrere Beziehungen der Messungen zu einer Population oder veröffentlichten Statistiken auf einer Anzeige an. Die Beziehung zeigt, auf welche Stelle entlang des Krankheitsspektrums der für einen Patienten gemessene Wert des Parameters fällt. Die statistischen Kennzahlen von anderen Quellen können die Klassifizierung oder Indexierung der Schwere der Krankheit widerspiegeln. Durch Anzeigen der Beziehung wird die Schwere für einen bestimmten Patienten auf eine Weise dargestellt, die mehr Informationen für die Diagnose übermittelt. Es wird mehr als eine absolute Messvariable bereitgestellt, um die Überprüfung der Ultraschallbildgebung zu unterstützen.
Ein Hinweis auf die Beziehung der gemessenen Gewebeeigenschaften zur Populationsstatistik wird angezeigt. Es können beliebige von verschiedenen Anzeigeformaten verwendet werden. In einer Ausführungsform wird eine histologische Klassifikation verwendet. 4 zeigt ein Beispiel eines Boxplots der histologischen Klassifikation für eine Leberbeurteilung. Die gemessenen Parameter oder Gewebeeigenschaften sind UDFF, UIS und SWS. Die horizontale Linie 40 für jeden Parameter stellt den Ultraschallmesswert für diese Gewebeeigenschaft dar. Die Krankheitszustände werden in gering, leicht, mäßig und schwer unterteilt, aber es können auch andere Unterteilungen verwendet werden. Für jeden Zustand stellt ein Kästchen den 50% Bereich (z.B. 25%-75% der Fälle) dar, wobei eine gestrichelte horizontale Linie den Median zeigt, und die Whisker stellten die Maximum- und Minimumwerte für den Zustand dar. Andere Darstellungen von Boxplots oder histologischer Klassifikation der Beziehung (z.B. Wert der Messung für den Patienten in Bezug zur Populationsstatistik) können verwendet werden.
Die Populationsinformationen stammen aus einer verfügbaren Gruppe, beispielsweise von Patienten, die für jede Krankheit in einem Krankenhaus, in einer Region oder als Teil einer Studie untersucht wurden. Beispielsweise werden veröffentlichte Metaanalysendaten verwendet. Die Daten von einer oder mehrere Studien werden aggregiert, um die Statistiken für die Krankheitszustände zu bestimmen.
In einer anderen Ausführungsform weist die Beziehung auf den Messwert bezüglich einer Beobachterkennlinie (ROC) hin. Die populationsstatistischen Informationen werden zur Bildung der ROC-Kennlinie verwendet. Die Beziehung wird bereitgestellt, indem grafisch dargestellt wird, an welcher Stelle entlang der ROC-Kennlinie sich der Messwert befindet.
In wieder einer anderen Ausführungsform wird die Beziehung als eine Wahrscheinlichkeit der Zugehörigkeit angezeigt. Die Populationsinformationen weisen auf Bereiche von Werten für jedes Stadium der Krankheit hin. Eine Bayessche Analyse wird zum Berechnen der Wahrscheinlichkeitsfunktionen verwendet. Beispielsweise sind die Wahrscheinlichkeitsfunktionen P(Steatose Grad|UDFF) = P(UDFFS|tenose Grad) × P(Steatos Grad)/P(UDFF); P(Entzündung Grad|UIS) = P(UIS|Entzündung Grad) × P(Entzündung Grad)/P(UIS); und P(Fibrose Grad|SWS) = P(SWS|Fibrose Grad) × P(Fibrose Grad)/P(SWS).
5 zeigt ein Beispiel. Die für den Patienten gemessenen Werte werden als Leberwerte bereitgestellt. Die Wahrscheinlichkeit für jeden Krankheitszustand für jeden Parameter wird angegeben. Beispielsweise hat der Patient höchstwahrscheinlich (75%) leichte Steatose, wahrscheinlich (z.B. je 40%) mäßige bis schwere Entzündung und höchstwahrscheinlich (z.B. 50%) leichte Fibrose. Andere Darstellungen der Wahrscheinlichkeit und/oder Beziehung können angezeigt werden.
6 zeigte eine Ausführungsform eines Systems für parametrische medizinische Ultraschallbildgebung. Das System implementiert das Verfahren aus 1 oder andere Verfahren. Es werden mehrere Parameter gemessen. Die Werte der Messungen werden mit Qualitätsindikatoren und der Beziehung zu anderen Patienten bereitgestellt.
Das System umfasst den Sende-Beamformer 60, einen Wandler 62, den Empfangs-Beamformer 64, eine Benutzereingabe 65, einen Bildprozessor 66, eine Anzeige 68 und einen Speicher 67. Zusätzliche, andere oder weniger Komponenten können bereitgestellt werden. Beispielsweise wird eine Netzwerkschnittstelle zur Interaktion mit einer Datenbank und/oder einer rechnergestützten Patientenkrankenakte bereitgestellt.
Das System ist ein medizinisches diagnostisches Ultraschallbildgebungssystem. In alternativen Ausführungsformen ist das System ein Personalcomputer, eine Arbeitsstation, eine Station für eine Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS) oder andere Anordnungen, die sich am selben Ort befinden oder über ein Netzwerk für Bildgebung in Echtzeit oder nach der Erfassung verteilt sind.
Die Sende- und Empfangs-Beamformer 60, 64 bilden einen Beamformer zum Scannen (z.B. Sende- und Empfangsvorgänge) unter Verwendung des Wandlers 62. Impulsfolgen werden übertragen und Antworten werden basierend auf dem Betrieb oder der Konfiguration des Beamformers empfangen. Der Beamformer scannt zur Messung des Fettanteils und zur Darstellung des Gewebes.
Der Sende-Beamformer 60 ist ein Ultraschallsender, Speicher, Impulsgeber, eine Analogschaltung, Digitalschaltung oder Kombinationen davon. Der Sende-Beamformer 60 ist zum Erzeugen von Wellenformen für eine Vielzahl von Kanälen mit unterschiedlichen oder relativen Amplituden, Verzögerungen und/oder Phasensteuerung betätigbar. Bei der Übertragungsgeschwindigkeit akustischer Wellen vom Wandler 62 als Reaktion auf die erzeugten elektrischen Wellenformen werden ein oder mehrere Strahlen gebildet. Eine Reihenfolge von Sendestrahlen wird zum Abtasten eines zwei- oder dreidimensionalen Bereichs erzeugt. Es können Sector, Vector®, lineare oder andere Scanformate verwendet werden. Der gleiche Bereich kann mehrmals mit verschiedenen Scanlinienwinkeln, f-Werten und/oder Wellenformmittenfrequenzen abgetastet werden. Für die Fluss- oder Doppler-Bildgebung und für Scherbildgebung wird eine Reihenfolge von Scans entlang der gleichen Linie oder Linien verwendet. Bei der Doppler-Bildgebung kann die Reihenfolge mehrere Strahlen entlang einer gleichen Scanlinie vor dem Scannen einer benachbarten Scanlinie aufweisen. Für die Scherbildgebung kann Scan- oder Einzelbildverschachtelung verwendet werden (d.h. Scannen des gesamten Bereichs vor erneutem Scannen). Linien- oder Liniengruppenverschachtelung kann verwendet werden. In alternativen Ausführungsformen erzeugt der Sende-Beamformer 60 eine ebene Welle oder eine divergierende Welle für schnelleres Scannen.
Der Wandler 62 ist eine Anordnung zum Erzeugen akustischer Energie aus elektrischen Wellenformen. Für eine Anordnung fokussieren relative Verzögerungen oder Phasensteuerungen die akustische Energie. Ein vorgegebenes Sendeereignis entspricht der Übertragung akustischer Energie durch verschiedene Elemente im Wesentlichen zur gleichen Zeit angesichts der Verzögerungen.
Der Wandler 62 ist eine 1-, 1,25-, 1,5-, 1,75- oder 2-dimensionale Anordnung von piezoelektrischen oder kapazitiven Membranelementen. Der Wandler 62 weist eine Vielzahl von Elementen zum Wandeln zwischen akustischen und elektrischen Energien auf. Empfangssignale werden als Reaktion auf Ultraschallenergie (Echos), die auf die Elemente des Wandlers 62 auftrifft, erzeugt. Die Elemente sind mit Kanälen der Sende- und Empfangs-Beamformer 12, 16 verbunden. Alternativ wird ein einzelnes Element mit einem mechanischen Fokus verwendet.
Der Empfangs-Beamformer 64 weist eine Vielzahl von Kanälen mit Verstärkern, Verzögerungen und/oder Phasendrehern sowie ein oder mehrere Summer auf. Jeder Kanal ist mit einem oder mehreren Wandlerelementen verbunden. Der Empfangs-Beamformer 64 wird durch Hardware, Firmware oder Software zum Anwenden von relativen Verzögerungen, Phasen und/oder Apodisationen zur Bildung von einem oder mehreren Empfangsstrahlen als Reaktion auf jede Bildgebungsübertragung konfiguriert. Der Empfangs-Beamformer 64 gibt unter Verwendung der Empfangssignale Daten aus, die räumliche Positionen repräsentieren. Relative Verzögerungen und/oder Synchronisierung und Summierung von Signalen von verschiedenen Elementen stellen Strahlformung bereit.
Der Empfangs-Beamformer 64 kann einen Filter aufweisen, beispielsweise ein Filter zum Isolieren von Informationen bei einer zweiten Harmonischen oder einem anderen Frequenzband bezüglich des Übertragungsfrequenzbands. Diese Informationen können mit höherer Wahrscheinlichkeit gewünschtes Gewebe, Kontrastmittel und/oder Flussinformationen beinhalten. In einer andere Ausführungsform weist der Empfangs-Beamformer 64 einen Speicher oder Puffer und einen Filter oder Addierer auf. Zwei oder mehr Empfangsstrahlen werden zum Isolieren von Informationen bei einem gewünschten Frequenzband, wie etwa einer zweiten Harmonischen, einem kubischen Grund- oder anderen Band kombiniert.
In Koordination mit dem Sende-Beamformer 60 erzeugt der Empfangs-Beamformer 64 Daten, die den Bereich repräsentieren. Durch Abtasten des interessierenden Bereichs mit Ultraschall werden Daten (z.B. strahlgeformte Proben) erzeugt. Durch Wiederholen des Scanvorgangs werden Ultraschalldaten erfasst, die den Bereich zu verschiedenen Zeiten, Frequenzen und/oder Scanwinkeln repräsentieren. Zur Messung von Werten verschiedener Parameter können verschiedene Scanvorgänge durchgeführt werden. Zur Messung mehrerer Parameter können ein oder mehrere Scanvorgänge oder Einzelbilder von Daten (Ultraschalldaten, die die Reaktion des Patienten zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitraum repräsentieren) verwendet werden. Die Beamformer 60, 64 sind zum Scannen von Gewebe in einem Patienten unter Verwendung des Wandlers 62 ausgelegt. Die Scanvorgänge erfolgen für jede der mehreren Arten von parametrischer medizinischer Ultraschallbildgebung. Beispielsweise wird die Leber eines Patienten gescannt. Die quantitativen Ultraschall- und Scherwellen- (z.B. ARFI-) Untersuchungen zum Schätzen von Fibrose, Entzündung und Fettanteil mittels Ultraschall werden durchgeführt.
Der Empfangs-Beamformer 64 gibt strahl-summierte Daten aus, die räumliche Positionen repräsentieren. Ausgegeben werden Daten für eine einzelne Position, Positionen entlang einer Linie, Positionen für eine Fläche oder Positionen für ein Volumen. Dynamische Fokussierung kann bereitgestellt werden. Daten für verschiedene Arten von Messvariablen werden mit einer Reihe von gemeinsam genutzten oder verschachtelten Scanvorgängen erfasst. B-Mode- oder Doppler-Scannen kann getrennt oder unter Verwendung einiger der gleichen Daten durchgeführt werden. Scannen für Parameterschätzung kann Bilddaten oder für B-Mode- oder Doppler-Bildgebung erfasste Daten verwenden, oder es können Daten von einem nur zur Parameterschätzung durchgeführten Scanvorgang (z.B. ARFI-Scannen) verwenden werden.
Die Benutzereingabe 65 ist eine Tastatur, ein Touchscreen, eine Maus, ein Tastfeld, Schieber, Tasten, Knöpfe, eine Rollkugel und/oder eine andere Eingabevorrichtung eines Computerbenutzers. Die Benutzereingabe 65 in Kombination mit der Anzeige 68 ist eine Benutzerschnittstelle für Interaktion des Benutzers mit dem System. Die Benutzereingabe 65 kann zum Auslösen parametrischer Scannens verwendet werden. In einer Ausführungsform löst eine einzelne Eingabe oder Aktivierung der Benutzereingabe 65 Scannen für mehrere Parameter aus. Nach der Interaktion mit der Benutzerschnittstelle zum Konfigurieren des Systems wird der Scanvorgang durch die einzelne Aktivierung unter Verwendung der Benutzereingabe 65 gestartet. Die Beamformer 60, 64 sind zum Scannen für mehrere Arten von Parametern als Reaktion auf die einzelne Aktivierung auf der Benutzerschnittstelle ausgelegt.
Der Bildprozessor 66 ist ein B-Mode-Detektor, Doppler-Detektor, Pulswellen-Doppler-Detektor, Korrelationsprozessor, Fourier-Transformations-Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein allgemeiner Prozessor, Steuerprozessor, Bildprozessor, ein Field Programmable Gate Array, ein digitaler Signalprozessor, eine Analogschaltung, eine Digitalschaltung, Kombinationen davon, oder eine andere jetzt bekannte oder späte entwickelte Vorrichtung zur Detektion und Verarbeitung von Informationen zur Anzeige von strahlgeformten Ultraschallproben.
In einer Ausführungsform weist der Bildprozessor 66 ein oder mehrere Detektoren und einen gesonderten Bildprozessor auf. Der gesonderte Bildprozessor ist ein Steuerprozessor, allgemeiner Prozessor, digitaler Signalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, eine Field Programmable Gate Array, ein Netzwerk, ein Server, eine Gruppe von Prozessoren, Kombinationen davon oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Vorrichtung zum Berechnen von Werten der verschiedenen Arten von Parametern aus strahlgeformten und/oder detektierten Ultraschalldaten, zum Schätzen der Qualität von Daten und/oder Werten der Parameter und zum Bestimmen einer Beziehung von Parameterwerten zu Populations- oder Studienstatistiken. Der gesonderte Bildprozessor wird von Hardware, Firmware und/oder Software zum Durchführen einer beliebigen Kombination von einem oder mehrerer der Vorgänge 12-18, die in 1 gezeigt werden, konfiguriert.
Der Bildprozessor 66 ist zum Schätzen von einem oder mehreren Werten für jede der mehreren Arten von Parametern oder Gewebeeigenschaften ausgelegt. Die Scandaten und/oder detektierten Daten werden zum Schätzen der Werte der Parameter für eine oder mehrere Positionen verwendet. Es können auch andere Daten verwendet werden, beispielsweise Daten aus der Krankenakte des Patienten. Die Werte werden aus den Scandaten und/oder detektierten Daten für jede der Arten von Parametern berechnet.
Der Bildprozessor 66 ist zum Bestimmen von einem oder mehreren Indikatoren der Qualität eines oder mehrerer der geschätzten Werte ausgelegt. Ein oder mehrere Qualitätsindikatoren können für jede Art von Parameter berechnet werden. Die Scandaten, detektierten Daten und/oder geschätzten Werte werden zum Bestimmen der Werte der Qualitätsindikatoren verwendet.
Der Bildprozessor 66 ist zum Erzeugen von einem oder mehreren Panels ausgelegt, die die geschätzten Werte in Bezug zu veröffentlichten Werten für Grade von Krankheitszuständen zeigen. Jede beliebige Beziehung der für den Patienten geschätzten Werte zu Populations- oder Studienstatistiken kann verwendet werden. Die Panels sind alphanumerischer Text, Grafiken, Diagramme, Karten oder andere Anzeigeinformationen, die die Patientenwerte zu Werten anderer Patienten in Beziehung setzen. Die Beziehung wird für ein oder mehrere der Parameter gezeigt.
Der Bildprozessor 66 ist zum Erzeugen eines Bildes ausgelegt. Beispielsweise weist das Bild zwei oder mehr Darstellungen des gleichen Gewebes basierend auf zwei oder mehr geschätzten Parametern auf, wie etwa zwei oder mehr Darstellungen räumlicher Verteilung einer Scherwellengeschwindigkeit, Fettanteil, Entzündung, Fibrose, Rückstreuung, Dämpfung, Nichtlinearitätskoeffizient, komplexer Modul und/oder anderer ARFI- oder quantitativer Ultraschallparameter. Das Bild kann nichtparametrische Darstellungen des Gewebes, wie etwa B-Mode, M-Mode, Fluss- oder Farbmodus und/oder eine andere Art von Ultraschalldetektion aufweisen. Die Parameterkarten können allein oder als eine Überlagerung für einen interessierenden Bereich innerhalb einer B-Mode-Darstellung präsentiert werden. 2 zeigt ein beispielhaftes Bild mit drei parametrischen Karten 22, die auf B-Mode-Darstellungen überlagert sind.
Der Bildprozessor 66 ist zum Erzeugen einer Anzeige von Qualitätsindikatoren und/oder Populationsbeziehungen ausgelegt. Die Anzeige oder Anzeigen ist/sind Teil des Bildes, wie etwa die Qualitätsindikatoren 24 aus 2. Alternativ werden die Qualitätsindikatoren und/oder die Populationsbeziehungen getrennt vom parametrischen Bild und/oder voneinander gezeigt. Die Qualitätsindikatoren und Populationsbeziehungen können als Teil eines radiologischen Berichts oder eines Krankenaktenberichts, der mit den parametrischen Bildern bereitgestellt wird, angezeigt werden.
Der Bildprozessor 66 arbeitet gemäß den Anweisungen, die im Speicher 67 oder einem anderen Speicher gespeichert sind. Der Speicher 57 ist ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium. Die Anweisungen zum Umsetzen der hierin erörterten Prozesse, Verfahren und/oder Techniken werden auf den computerlesbaren Speichermedien oder Speichern bereitgestellt, wie etwa ein Cache Puffer, RAM, entfernbares Medium, Festplatte oder anderes computerlesbares Speichermedium. Computerlesbare Speichermedien umfassen verschiedene Arten von flüchtigen und nichtflüchtigen Speichermedien. Die in den Figuren gezeigten oder hierin beschriebenen Funktionen, Vorgänge oder Aufgaben werden als Reaktion auf ein oder mehrere Sätze von Anweisungen ausgeführt, die in oder auf computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind. Die Funktionen, Vorgänge oder Aufgaben sind unabhängig von der jeweiligen Art von Anweisungssatz, Speichermedium, Prozessor oder Verarbeitungsstrategie und können von Software, Hardware, integrierten Schaltungen, Firmware, Mikrocode und dergleichen, die allein oder in Kombination arbeiten, durchgeführt werden. Analog können Verarbeitungsstrategien Multiprocessing, Multitasking, parallele Verarbeitung und dergleichen umfassen.
In einer Ausführungsform sind die Anweisungen auf einer entfernbaren Medienvorrichtung zum Auslesen durch lokale oder entfernte Systeme gespeichert. In anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen an einem entfernten Ort zur Übertragung durch ein Computernetzwerk oder über Telefonleitungen gespeichert. In wieder anderen Ausführungsformen sind die Anweisungen in einem vorgegebenen Computer, CPU, GPU oder System gespeichert.
Die Anzeige 68 ist eine Vorrichtung, wie etwa CRT, LCD, Projektor, Plasma-, Drucker- oder andere Anzeige zum Anzeigen von ein- oder zweidimensionalen Bildern oder dreidimensionalen Darstellungen. Die zweidimensionalen Bilder repräsentieren die räumliche Verteilung in einem Bereich. Die dreidimensionalen Darstellungen werden aus Daten erstellt, die räumliche Verteilung in einem Volumen repräsentiert. Die Anzeige 68 wird vom Bildprozessor 66 oder einer anderen Vorrichtung durch Eingabe von abzubildenden Daten, wie etwa ein oder mehrere Bilder, konfiguriert. Die Anzeige 68 zeigt ein Bild an, das das Gewebe, beispielsweise die Leber, repräsentiert.
In einer Ausführungsform zeigt die Anzeige 68 die geschätzten Werte mehrerer verschiedener Parameter, Qualitätsindikatoren für einen oder mehrere der Werte oder Parameter und/oder ein oder mehrere Panels an, die die Beziehungen von einem oder mehreren Werten eines oder mehrerer der Parameter zu Populationsstatistiken widerspiegeln. Beispielsweise wird ein Bild angezeigt. Das Bild weist zwei oder mehr Darstellungen von abgetastetem Gewebe auf, wobei eine Darstellung für jede Art von Parameter bereitgestellt wird. Das Bild zeigt auch ein oder beide von (1) einem oder mehreren Qualitätsindikatoren und (2) ein oder mehreren Panels. Die verschiedenen Informationen werden im gleichen Bild angezeigt oder sie können in getrennten (z.B. sequentiellen) Bildern angezeigt werden.
Während die Erfindung oben mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass viele Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die obige detaillierte Beschreibung nicht als einschränkend sondern als der Veranschaulichung dienend angesehen wird, und dass es sich versteht, dass die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, den Geist und Umfang dieser Erfindung definieren sollen.

Claims

Verfahren für die parametrische Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät, wobei das Verfahren umfasst: Aktivierung multiparametrischer Ultraschallbildgebung eines Patienten; Messung von zwei oder mehr Parametern der multiparametrischen Ultraschallbildgebung als Reaktion auf eine einmalige Aktivierung durch das Ultraschallgerät; Erzeugung eines Bildes von Werten der zwei oder mehr Parameter; und Anzeige eines Qualitätsindikators für die Messung und einer Beziehung von einem oder mehreren der Werte zu einer Population.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aktivierung die Eingabe, durch einen Benutzer, einer einzelnen Auslöseeingabe umfasst und wobei die Messung die Messung für die zwei oder mehr Parameter als Reaktion auf die einzelne Auslöseeingabe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung die Verschachtelung des Scanvorgangs in einer ersten Reihenfolge, die einem ersten der zwei oder mehr Parameter entspricht, mit dem Scanvorgang in einer zweiten Reihenfolge, die einem zweiten der zwei oder mehr Parameter entspricht, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung die Messung in quantitativem Ultraschall und in akustischem Strahlenkraft-Ultraschall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung die Messung der zwei oder mehr Parameter für eine Leber des Patienten umfasst und wobei die zwei oder mehr Parameter Werte von Fibrose, Entzündung und Fettanteil der Leber des Patienten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung die Messung der zwei oder mehr Parameter für jede von mehreren Positionen im Patienten umfasst und wobei die Erzeugung des Bildes die Erzeugung des Bildes, das räumliche Verteilungen der zwei oder mehr Parameter repräsentiert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeige des Qualitätsindikators die Anzeige des Qualitätsindikators als eine Karte, die Qualität in Abhängigkeit von der Position repräsentiert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeige des Qualitätsindikators die Anzeige des Qualitätsindikators umfasst, die die Qualität eines interessierenden Bereichs, eine Erfassungsqualität und eine Messkonsistenzqualität umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Erzeugung des Bildes die Erzeugung des Bildes mit zwei verschiedenen räumlichen Darstellungen der zwei oder mehr Parameter umfasst und wobei die Anzeige die Anzeige des Qualitätsindikators und/oder der Beziehung als Teil des Bildes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeige die Anzeige der Beziehung des Werts von einem der zwei oder mehr Parameter auf einer histologischen Klassifikation der Population umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeige die Anzeige der Beziehung des Werts von einem der zwei oder mehr Parameter als eine Zugehörigkeitswahrscheinlichkeit basierend auf der Population umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeige die Anzeige der Beziehung zur Population basierend auf einer veröffentlichten Studie für die Population umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung die Messung für eine Position im Patienten umfasst, wobei die Erzeugung des Bildes die Erzeugung des Bildes, das die Werte in einer Grafik, Kolorierung und/oder einem alphanumerischen Text zeigt, umfasst und wobei die Anzeige die Anzeige des Qualitätsindikators als ein Balken von Qualitätsstufen umfasst.
System für parametrische medizinische Ultraschallbildgebung, wobei das System umfasst: einen Wandler; einen Beamformer, der zum Abtasten von Gewebe in einem Patienten mit dem Wandler ausgelegt ist, wobei der Scanvorgang für erste und zweite Arten der parametrischen medizinischen Ultraschallbildgebung erfolgt; einen Bildprozessor, der zum Schätzen eines ersten Werts für die erste Art und eines zweiten Werts für die zweite Art aus dem Scanvorgang ausgelegt ist, um erste und zweite Indikatoren bezüglich der Qualität der Schätzungen der ersten bzw. zweiten Werte zu bestimmen und erste und zweite Panels, die die ersten bzw. zweiten Werte in Bezug zu veröffentlichten Werten für Grade oder Krankheitszustände zeigen, zu erzeugen; und eine Anzeige, die zum Anzeigen der ersten und zweiten Werte, der ersten und zweiten Indikatoren und der ersten und zweiten Panels ausgelegt ist.
System nach Anspruch 14, wobei das Gewebe in dem Patienten die Leber umfasst und wobei die ersten und zweiten Arten zwei oder mehr von Fibrose, Entzündung und Fettanteil umfassen.
System nach Anspruch 14, wobei die Anzeige zum Anzeigen eines Bildes ausgelegt ist, das den ersten Wert als Teil einer ersten Darstellung des Gewebes für die erste Art und den zweiten Teil als Teil einer zweiten Darstellung des Gewebes für die zweite Art zeigt, und das Bild ein oder beide von (1) den ersten und zweiten Qualitätsindikatoren und (2) den ersten und zweiten Panels zeigt.
System nach Anspruch 14, ferner umfassend eine Benutzerschnittstelle, wobei der Beamformer zum Abtasten sowohl für die erste als auch für die zweite Art als Reaktion auf eine einzelne Aktivierung der Benutzerschnittstelle ausgelegt ist.
Verfahren für die parametrische Ultraschallbildgebung mit einem Ultraschallgerät, wobei das Verfahren umfasst: Messung einer ersten Gewebeeigenschaft und einer zweiten Gewebeeigenschaft eines Gewebes des Patienten mit dem Ultraschallgerät, Erzeugung eines Bildes, das die ersten und zweiten Gewebeeigenschaften des Gewebes zeigt; Anzeige erster und zweiter Indikatoren für die Zuverlässigkeit der Messung der ersten bzw. zweiten Gewebeeigenschaften; und Anzeige erster und zweiter Indikatoren der Messung der ersten bzw. zweiten Gewebeeigenschaften zu Populationsstatistiken.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend die Aktivierung des Scanvorgangs des Patienten, wobei die einzelne Aktivierung die Messung sowohl der ersten als auch der zweiten Gewebeeigenschaften ohne weitere Aktivierung ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die erste Gewebeeigenschaft Fibrose umfasst und die zweite Gewebeeigenschaft Fettanteil umfasst.