JP2022511553A - 自動化されたニードル検出 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年12月5日に出願された米国特許出願第16/210,253号に関連しており、該米国特許出願の利益を主張し、参照により全体として本明細書に組み込まれる。
開示される技術は、超音波イメージングシステムに関し、特に体内の介入器具を撮像するための超音波イメージングシステムに関する。
しかしながら、器具を撮像するために必要な撮像パラメータ及びビーム方向は、しばしば、組織を撮像するために最適なものと同じではない。特定の実施の形態では、ユーザは、ニードルフレームを生成する際に使用する特定のビーム角度を選択する必要がない場合がある。代わりに、プロセッサは、複数の異なるステアリング角を用いてニードルフレームを生成するようにプログラムされてもよい。これらの異なるステアリング角度から生成されたニードルフレームのエコーデータは、介入器具であり得る物体の存在を検出するために分析され得る。特定の実施の形態では、介入器具の検出、及び介入器具の視覚化のための最良のニードルフレームステア角の特定は、トレーニング済み(学習済み)機械学習アルゴリズムを介して特定されることができる。限定ではなく例示として、トレーニング済みニューラルネットワークは、1又は複数の超音波画像を分析して、介入器具が存在するか否かと、及びニードルフレームが複合フレームを生成するように生体組織の画像と組み合わされるために介入器具をキャプチャするための適切な角度と、を特定することができる。特定の実施の形態では、異なる送信ビーム方向を使用して取得された1又は複数のニードルフレームからの、介入器具を表す可能性のあるエコーデータは、組織及び介入器具の位置の両方を示す合成画像を生成するために、ニードルフレームからコピーされ、また生体組織の画像のためのエコーデータと融合(混合)されることができる。
デジタル化されたエコー信号は、その後に、画像プロセッサに供給される前に、受信ビーム形成器56によって遅延されまた合計されてもよい。
第3分類器アルゴリズム715は、線状構造が最も急な角度のBモードフレームを用いて検出され得るか否かを特定することができる。限定ではなく例として、複数のBモードフレームは、-12度、-6度、0度、+6度、及び+12度でキャプチャされたフレームを含むことができる。そのような例では、第3分類器アルゴリズム715は、-12度および+12度でキャプチャされたフレームを検討することができる。第3分類器アルゴリズム715は、検討されたBモードフレームが、上述のように、介入機器を明確に描写するか否かを特定することができる。第3分類器アルゴリズム715が、介入器具が存在することを、例えば、1若しくは複数のBモードフレームにおける組織の歪みの検出又は線状構造の検出を介して特定する場合、介入器具が左へまたは右へのどちらにあるかを示すスコアを出力してもよく、またその出力を投票アルゴリズム750に送ってもよい。特定の実施の形態では、第3分類器アルゴリズム715は、第1分類器アアルゴリズム740と同じであり、両者は、1又は複数のフレームにおける組織のゆがみ又は線状構造を検出するように訓練される。
Claims (20)
- 超音波イメージングシステムは画像プロセッサを備え、該画像プロセッサは:
複数の超音波画像フレームを受信することであって、前記複数の超音波画像フレームの各々はターゲット領域のものである、複数の超音波画像フレームを受信する;
前記複数の超音波画像フレームから複合組織フレームを生成する;
介入器具を検出するように訓練された1又は複数の分類器アルゴリズムに基づき、介入器具が前記複数の超音波画像フレーム内に存在するかどうかを特定する;
介入器具が前記複数の超音波画像フレームに存在する場合、追加の画像フレームが前記介入器具を描写するために必要であるかどうかを特定する;
追加の画像フレームが必要であると特定される場合、前記追加の画像フレームの角度を特定すると共に特定された前記角度において前記追加の画像フレームをキャプチャする;
前記複数の超音波画像フレームおよび/または前記追加の画像フレームに基づき、前記介入器具に対応する線状構造を特定する;及び
前記介入器具を描写する混合画像フレームを生成するために、前記線状構造を前記複合組織フレームと複合する、
ように構成される、超音波イメージングシステム。 - 前記画像プロセッサは、前記介入器具の前記線状構造が前記複数の超音波画像フレームから特定され得る場合、前記追加の画像フレームが前記ニードルを描写するために必要とされないことを特定するように構成される、
請求項1に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記複数の超音波画像フレームは:
0度のステアリング角度でキャプチャされた少なくとも1つの超音波画像フレーム;及び
-15度から+15度の間のステアリング角度でキャプチャされた少なくとも1つの追加の超音波画像フレーム、
を備える、
請求項1に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記1又は複数の分類器アルゴリズムは、
前記複数の超音波画像フレームのうちの1若しくは複数、又は
前記複合組織フレーム、
内における組織のゆがみの検出又は線状構造の検出に基づき、介入器具が存在するかどうかを特定するように訓練された第1分類器アルゴリズムを備える、
請求項1に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記1又は複数の分類器アルゴリズムは、前記超音波イメージングシステムによってキャプチャされた先立つ組織フレーム及び前記複合組織フレームから発生された差分フレームにおいて検出された動きに基づき、介入器具が存在するかどうかを特定するように訓練された第2分類器アルゴリズムを備える、
請求項1に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記1又は複数の分類器アルゴリズムからの複数の出力が、介入器具が存在する可能性を特定するために組み合わされる、
請求項1に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記複数の出力の組み合わせは、前記複数の出力の加重平均を含む、
請求項6に記載の超音波イメージングシステム。 - コンピュータにより読み取り可能な一時的でない1又は複数の記録媒体であって、前記記録媒体は、1又は複数のコンピューティングデバイスによって実行されるときに動作可能な、超音波イメージングシステムのソフトウェアを:
複数の超音波画像フレームを受信することであって、前記超音波画像フレームの各々はターゲット領域のものである、複数の超音波画像フレームを受信すること;
前記複数の超音波画像フレームから複合組織フレームを作成すること;
介入器具を検出するように訓練された1又は複数の分類器アルゴリズムに基づき、介入器具が前記複数の超音波画像フレームに存在するかどうかを特定すること;
介入器具が前記複数の超音波画像フレームに存在する場合、追加の画像フレームが前記介入器具を描写するために必要であるかどうかを特定すること;
追加の画像フレームが必要であると特定される場合、前記追加の画像フレームの角度を特定すると共に、特定された前記角度において前記追加の画像フレームをキャプチャすること;
前記複数の超音波画像フレーム及び/又は前記追加の画像フレームに基づき、前記介入器具に対応する線状構造を特定すること;及び
前記介入器具を描写する混合画像フレームを生成するために、前記線状構造を前記複合組織フレームと複合させる、
ように具体化する、記録媒体。 - 前記画像プロセッサは、前記介入器具の前記線状構造が前記複数の超音波画像フレームから特定され得る場合に、前記追加の画像フレームが前記ニードルを描写するために必要とされないことを特定するように構成される、
請求項8に記載の記録媒体。 - 前記複数の超音波画像フレームは:
0度のステアリング角度でキャプチャされた少なくとも1つの超音波画像フレーム;及び
-15度から+15度の間のステアリング角度でキャプチャされた少なくとも1つの追加の超音波画像フレーム、
を含む、
請求項8に記載の記録媒体。 - 前記1又は複数の分類器アルゴリズムは:
前記複数の超音波画像フレームのうちの1若しくは複数;又は
前記複合組織フレーム、
内における組織のゆがみの検出に基づき、介入器具が存在するかどうかを特定するように訓練された第1分類器アルゴリズムを備える、
請求項8に記載の記録媒体。 - 前記1又は複数の分類器アルゴリズムは、前記超音波イメージングシステムによってキャプチャされた先立つ組織フレーム及び前記複合組織フレームから生成された差分フレームにおいて検出された動きに基づき、介入器具が存在するかどうかを特定するように訓練された第2分類器アルゴリズムを備える、
請求項8に記載の記録媒体。 - 前記1又は複数の分類器アルゴリズムからの複数の出力が、介入器具が存在する可能性を特定するために組み合わされる、
請求項8に記載の記録媒体。 - 前記複数の出力の組み合わせは、前記複数の出力の加重平均を含む、
請求項13に記載の記録媒体。 - 画像プロセッサを含む超音波イメージングシステムであって、前記超音波イメージングシステムは:
ターゲット領域の第1セットの超音波画像フレームをキャプチャし;
前記ターゲット領域の第2セットの超音波画像フレームをキャプチャすることであって、
前記第2セットの超音波画像フレームは、前記第1セットの超音波画像フレームに引き続いて前記超音波イメージングシステムによってキャプチャされ;
前記第2セットの超音波画像フレームのうちの少なくとも1つは、正のステアリング角を有する第1側において取得され、前記正のステアリング角は、前記超音波イメージングシステムの送信ビームが前記超音波イメージングシステムの超音波トランスデューサに垂直であるゼロ角度に対して特定され、及び
前記第2セットの超音波画像フレームのうちの少なくとも別の1つは、前記ゼロ角度に対して負のステアリング角を有する第2側から取得される、
第2セットの超音波画像フレームをキャプチャし:
少なくとも前記第2セットの超音波画像フレームに基づき、介入器具が前記ターゲット領域内に存在するかどうかを特定し;
介入器具が存在することを特定することに応答して、前記介入器具が第1の側又は第2の側のステアリング角からの画像フレームによって描写されるかどうかを特定し;
前記側を特定することに応答して、少なくとも前記第1セットの超音波画像フレームと特定された前記側におけるステアリング角から取得された第3セットの超音波画像フレームとに基づき、前記ターゲット領域の組織及び前記介入器具を描写する複合組織フレームを作成する、
ように構成される、超音波イメージングシステム。 - 前記第3セットの超音波画像フレームは、前記第2セットの超音波画像フレームからの1又は複数の超音波画像フレームを含む、
請求項15に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記第3セットの超音波画像フレームは、前記側を特定することに応答して、前記超音波イメージングシステムによって追加的にキャプチャされる、
請求項15に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記超音波イメージングシステムは、前記側を特定することに応答して、引き続く第2セットの超音波画像フレームに関して、決定された前記側におけるステアリング角で撮られた超音波画像フレームのキャプチャのみを行うようにさらに構成される、
請求項15に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記超音波イメージングシステムは、さらに、前記側を特定することに応答して、特定された前記側における複数のステアリング角から、前記介入器具を描写するためのステアリング角を選択するように構成され、前記ステアリング角を選択することは、選択された前記ステアリング角が前記介入器具の前記向きにほぼ垂直であることを検出することに基づく、
請求項15に記載の超音波イメージングシステム。 - 前記超音波イメージングシステムは、さらに、ステアリング角度を選択することに応答して、引き続く複数の第2セットの超音波画像フレームをキャプチャするために選択された前記ステアリング角を使用するように構成される、
請求項19に記載の超音波イメージングシステム。
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