用于處理超聲成像數據的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于處理超聲數據的方法和系統(tǒng)。所述方法包括：獲得(210)B模式超聲圖像；根據從用戶接收的第一輸入在所述超聲圖像上設置(220)第一ROI；通過使用剪切波超聲成像技術來測量(230)針對所述第一ROI的彈性相關的數據；在所述第一ROI的基礎上在所述超聲圖像上生成(240)第二ROI；并且從所述超聲圖像提取(250)針對所述第二ROI的圖像特征。
【專利說明】用于處理超聲成像數據的方法和系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于超聲的成像方法和系統(tǒng)，并且具體地涉及對超聲成像數據的處理。

【背景技術】
[0002]超聲成像已經廣泛地被接受為診斷諸如乳腺癌、肝癌、前列腺癌等的惡性腫瘤的易用的、廉價的成像模態(tài)。然而，臨床醫(yī)生對使用超聲來區(qū)分良性病變和惡性病變的能力仍然信心不足，因為相較于諸如計算機斷層攝影(CT)和磁共振成像(MRI)的其他成像模態(tài)，超聲具有相對差的圖像質量并且具有操作者依賴性。
[0003]近年來，計算機輔助診斷(CAD)系統(tǒng)，其還被稱為計算機決策支持系統(tǒng)(CSD)已經被開發(fā)出以幫助臨床醫(yī)生來檢測或診斷病變。
[0004]當前的基于超聲的CAD系統(tǒng)依賴于B模式超聲圖像。例如，從B模式超聲圖像提取的解剖信息可以在CAD系統(tǒng)中被用于計算機輔助診斷。為了獲得相關組織的解剖信息，用戶需要在B模式超聲圖像上手動設置感興趣區(qū)域(ROI)。之后針對ROI的解剖信息可以從B模式超聲圖像被提取并且可以在CDS系統(tǒng)中被用于計算機輔助診斷。
[0005]然而，從B模式超聲圖像提取的解剖信息對于CDS系統(tǒng)變得不足。期望通過使用例如在基于超聲的CAD中的另一種類的信息來改進計算機輔助診斷的性能。
[0006]超聲彈性成像，例如剪切波超聲成像技術是能夠提供組織的彈性相關的數據(即，剛度)的另一超聲成像模式。例如，Philips已經開發(fā)出剪切波超聲彈性成像點量化(elastoPQ)技術，剪切波超聲彈性成像點量化(elastoPQ)技術能夠提供組織的量化機械信息(即，剛度)。為了獲得相關組織的彈性相關的信息，用戶需要在B模式超聲圖像上手動設置ROI以描畫相關區(qū)域的輪廓，并且之后可以執(zhí)行剪切波超聲成像流程來獲得針對相關區(qū)域的彈性相關的信息。
[0007]我們的研宄結果指示B模式成像技術與elastoPQ技術的組合能夠改進基于超聲的CAD系統(tǒng)中的病變檢測及病變區(qū)分的敏感性和特異性。然而，為了獲得解剖信息和彈性相關的信息，諸如臨床醫(yī)生的用戶需要在以上提到的流程中分別設置用于獲得解剖信息的ROI和用于獲得彈性相關的信息的ROI以獲得這兩種信息。以這種方式，用戶的操作和經驗對于確保兩個ROI靶向相同的相關組織區(qū)域而言是至關重要的。
[0008]因此，期望提供一種用于向基于超聲的CAD系統(tǒng)提供這兩種信息的更有效且更可靠的方法和系統(tǒng)。


【發(fā)明內容】

[0009]為了以上提到的目的，本發(fā)明提供了一種用于方便基于超聲的計算機輔助診斷的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明能夠簡化用戶對于設置兩個ROI的操作并且確保兩個ROI靶向相同的相關組織區(qū)域。
[0010]根據本發(fā)明的方面，提供了一種處理超聲數據的方法，所述方法包括:獲得B模式超聲圖像；根據從用戶接收的第一輸入在所述超聲圖像上設置第一 ROI ;通過使用剪切波超聲成像技術來測量針對所述第一 ROI的彈性相關的數據；在所述第一 ROI的基礎上在所述超聲圖像上生成第二 ROI ;并且從所述超聲圖像提取針對所述第二 ROI的圖像特征。
[0011]在該方法中，通過使用針對一種模式的超聲成像，S卩，剪切波超聲成像(elastoPQ作為范例)的測量框，即，第一 ROI作為生成用于對另一模式的超聲圖像，即，B模式超聲圖像的處理的所述第二 ROI的基礎，所述用戶僅需要設置所述ROI —次并且所述第二 ROI是基于由所述用戶設置的所述ROI自動地來生成的。以這種方式，簡化了用戶操作，并且確保所述第一 ROI和所述第二 ROI相對于兩種信息，即彈性相關的信息和解剖信息，靶向相同或對應的相關組織區(qū)域。
[0012]根據本發(fā)明的實施例，所述方法還包括從所述用戶接收第二輸入。
[0013]在該實施例中，所述的生成所述第二 ROI的步驟包括:
[0014]如果所述第二輸入指示病變應用，則在所述第一 ROI的基礎上在所述超聲圖像中生成所述病變的輪廓作為所述第二 ROI ;
[0015]如果所述第二輸入指示非病變應用，則根據預定形狀在所述第一 ROI周圍生成所述第二感興趣區(qū)域作為所述第二 ROI。
[0016]在該實施例中，通過根據相關的臨床應用以不同方式來生成所述第二 ROI，可以以更準確的方式來設置所述第二 ROI。
[0017]根據本發(fā)明的實施例，所述的在所述第一 ROI周圍生成預定形狀作為所述第二ROI的步驟包括:將所述第一 ROI用作所述第二 ROI ;或者通過將所述第一 ROI擴展預定倍數來生成所述第二感興趣區(qū)域。
[0018]在該實施例中，針對所述非病變應用，生成所述第二 ROI的最簡單的方式是將所述第一 ROI用作所述第二 R0I。以這種方式，可以降低處理復雜性。
[0019]根據本發(fā)明的實施例，所述方法還包括從所述用戶接收第三輸入并且根據從所述用戶接收的所述第三輸入來調整所述第二 ROI。
[0020]在該實施例中，允許所述用戶手動調整所生成的第二 R0I。
[0021]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于處理超聲數據的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:超聲探頭；B模式成像單元，其用于從由所述超聲探頭收集的超聲射頻數據獲得B模式超聲圖像；用戶接口，其用于接收用戶的第一輸入并且根據第一用戶輸入在所述超聲圖像上設置第一 ROI ;彈性測量單元，其用于通過使用剪切波超聲成像技術來測量針對所述第一 ROI的彈性相關的數據；以及圖像處理單元，其用于在所述第一 ROI的基礎上在所述超聲圖像上生成第二 ROI，并且從所述超聲圖像提取針對所述第二 ROI的圖像特征。
[0022]在該方面中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中，所述彈性相關的信息和所述解剖信息可以有效地被獲得并且可靠地涉及相同或對應的相關組織區(qū)域。并且在該系統(tǒng)中，所述用戶僅需要設置所述第一 ROI —次并且所述第二 ROI由圖像處理單元基于所述第一ROI自動地來生成；以這種方式，簡化了用戶操作并且確保兩個ROI靶向相同或對應的相關組織區(qū)域。
[0023]根據本發(fā)明的實施例，所述用戶接口適于接收第二用戶輸入。
[0024]并且在該實施例中，所述圖像處理單元可以適于:
[0025]如果所述第二輸入指示病變應用，則在所述第一 ROI的基礎上在所述超聲圖像中生成所述病變的輪廓作為所述第二 ROI ;
[0026]如果所述第二輸入指示非病變應用，則根據預定形狀在所述第一 ROI周圍生成所述第二感興趣區(qū)域。
[0027]并且在該實施例中，所述圖像處理單元還可以適于:將所述第一 ROI用作所述第二 R0I，或者通過將所述第一 ROI擴展預定倍數來生成所述第二感興趣區(qū)域。
[0028]根據本發(fā)明的實施例，所述用戶接口可以適于從所述用戶接收第三輸入并且根據從所述用戶接收的所述第三輸入來調整所述第二 ROI。
[0029]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括機器可執(zhí)行指令代碼，所述機器可執(zhí)行指令代碼當在機器上執(zhí)行時令所述機器執(zhí)行用于處理超聲數據的以上提到的方法。
[0030]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種超聲成像裝置，所述超聲成像裝置包括用于處理超聲數據的圖像處理器，所述圖像處理器被配置為執(zhí)行以上提到的方法。
[0031]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將從結合附圖進行的描述變得更加顯而易見并將參考結合附圖進行的描述容易地被理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]下文將借助于實施例并且參考附圖更詳細地描述和解釋本發(fā)明，在附圖中:
[0033]圖1是圖示根據本發(fā)明的實施例構建的超聲診斷成像系統(tǒng)的框圖；
[0034]圖2是用于根據本發(fā)明的實施例的對剪切波超聲成像技術與B模式超聲成像技術的組合使用的方法的流程圖。
[0035]在附圖中相同的附圖標記指示相似的或對應的特征和/或功能。

【具體實施方式】
[0036]下文將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例。
[0037]參考圖1，在框圖中示出了根據本發(fā)明的實施例構建的超聲系統(tǒng)。
[0038]超聲探頭100具有用于發(fā)送和接收超聲信號的換能器元件的換能器陣列。所述換能器陣列能夠是換能器元件的一維陣列或二維陣列。任一類型的換能器陣列能夠掃描二維(2D)平面并且二維陣列能夠被用于掃描在陣列的前面的體積區(qū)域。
[0039]超聲探頭100被耦合到B模式成像單元110。B模式成像單元110可以從由超聲探頭100收集的超聲射頻數據獲得B模式超聲圖像。所獲得的B模式超聲圖像可以被顯示在顯示器150上，顯示器150被耦合到B模式成像單元110。并且所獲得的B模式超聲圖像也可以在圖像處理單元120中被進一步處理，圖像處理單元120被親合到B模式成像單元HO。
[0040]在查看所顯示的B模式超聲圖像的同時，諸如臨床醫(yī)生或放射科醫(yī)師的用戶可以經由用戶接口 130在B模式超聲圖像上設置第一 R0I，用戶接口 130被耦合到圖像處理單元120和/或彈性測量單元140 (在圖1中未示出)。換言之，用戶接口可以接收用戶輸入并且根據用戶輸入在超聲圖像上設置第一 R0I。經由用戶接口的第一 ROI設置可以被彈性測量單元140使用以執(zhí)行對針對第一 ROI的彈性相關的數據的測量?？梢酝ㄟ^使用剪切波超聲成像技術來執(zhí)行對彈性相關的數據的測量。這樣的剪切波超聲成像技術被描述在Philips的專利申請W02011/064688中，該專利申請被引用到本申請中。并且可以通過使用由Philips開發(fā)的剪切波超聲彈性成像點量化(elastoPQ)技術來執(zhí)行對彈性相關的數據的測量。之后可以出于計算機輔助診斷的目的將所測量的彈性相關的數據提供給CDS系統(tǒng)160。
[0041]圖像處理單元120可以在經由用戶接口設置的第一 ROI的基礎上在超聲圖像上生成第二 ROI。并且圖像處理單元120可以參考第二 ROI執(zhí)行對B模式超聲圖像的進一步處理。根據實施例，圖像處理單元120可以從B模式超聲圖像提取針對第二 ROI的圖像特征。所提取的圖像特征可以呈現(xiàn)由第二 ROI描畫的相關組織區(qū)域的解剖信息；例如，針對第二ROI提取的圖像特征可以是形態(tài)學特征、紋理特征、邊緣特征等，可以出于計算機輔助診斷的目的將所述特征提供在CDS系統(tǒng)160中。
[0042]在以上的實施例中，由⑶S系統(tǒng)160外部的圖像處理單元120來執(zhí)行對圖像特征的提取。然而，在實施例的變型中，用于提取圖像特征的功能單元可以被實施在CDS系統(tǒng)160中。在實施例的該變型中，圖像處理單元120可以將在其上具有第二 ROI的B模式超聲圖像提供給CDS系統(tǒng)160，并且CDS系統(tǒng)的特征提取單元可以從B模式超聲圖像提取針對第二 ROI的圖像特征。
[0043]在以上的實施例中，為了計算機輔助診斷向CDS系統(tǒng)160提供所測量的彈性相關的數據和所提取的圖像特征。然而，應當理解，CDS系統(tǒng)不應當被認為是用于對本發(fā)明的系統(tǒng)的實施的必要部件。例如，可以僅為了方便用戶的診斷而將所測量的彈性相關的數據和所提取的圖像特征顯示給用戶。并且在另一范例中，可以同時地將所測量的彈性相關的數據和所提取的圖像特征顯示給用戶并且提供給CDS系統(tǒng)。
[0044]在實施例中，圖像處理單元120可以根據不同臨床應用以不同方式來生成第二RO1在該實施例中，用戶可以經由用戶接口 130指定當前診斷涉及的臨床應用的種類；換言之，用戶接口可以向用戶呈現(xiàn)選擇臨床應用的類型的提示并且接收用戶輸入，所述用戶輸入在下文被稱為第二用戶輸入。
[0045]如果第二輸入指示所述應用是病變應用，例如區(qū)分肝硬化結節(jié)與惡性病變，則圖像處理單元120可以在用于測量彈性信息的第一 ROI的基礎上在超聲圖像中生成病變的輪廓并且使用所述輪廓作為用于提取解剖信息的第二 R0I。為了精確地測量諸如病變的相關組織區(qū)域的彈性信息，用戶通常需要在病變區(qū)域內設置第一 R0I。因此，可以基于第一 ROI通過分割技術來生成所述病變區(qū)域的輪廓。例如，分割技術可以使用第一 ROI作為初始輪廓并且通過將初始輪廓擴展到實際輪廓來獲取病變的輪廓。應當理解，為了獲取病變的輪廓，不必將第一 ROI完全地設置在病變區(qū)域內。只要第一 ROI大致上與病變區(qū)域重疊，就可以獲取病變的輪廓。在Shawn Lankton等人的文章“Localizing Reg1n-Based ActiveContours” (IEEE TRANSACT1NS ON IMAGE PROCESSING，第 17 卷，第 11 號，2008 年 11 月)中提供了一種用于在大致上覆蓋對象的初始設置輪廓的基礎上檢測對象的輪廓的示范性分割技術，該文章被引用在本申請中。并且可以由圖像處理單元使用所述示范性分割技術來在第一 ROI的基礎上生成病變的輪廓。在范例中，在將所述輪廓生成作為第二 ROI之后，對于用戶而言，可以期望手動調整第二 R0I，并且在一些情況下，可能需要由用戶進行的手動調整。因此，在該范例中，可以允許用戶經由用戶接口來調整第二 ROI ;換言之，用戶接口可以從用戶接收進一步的輸入并且根據用戶的輸入來調整第二 R0I。
[0046]如果第二輸入指示所述應用是非病變應用，例如對肝硬化進行分類、區(qū)分正常肝與脂肪肝，則圖像處理單元120可以以不同方式來生成第二 ROI。例如，圖像處理單元120可以根據預定形狀在第一 ROI周圍生成第二 ROI。在范例中，圖像處理單元可以將第一 ROI用作第二 R0I。在另一個范例中，圖像處理單元可以將第一 ROI擴展預定倍數并且將從第一 ROI擴展的形狀用作第二 ROI。所述倍數可以是實驗值并且可以是預先設置的。在范例中，允許用戶經由用戶接口來調整所述倍數以便調整所擴展的形狀；換言之，用戶接口可以接收進一步的用戶輸入并且根據用戶輸入來調整第二 ROI。
[0047]在以上的實施例中描述了根據不同臨床應用使用不同方式來生成第二 R0I。然而，本發(fā)明不限于生成第二 ROI的具體方式。例如，如以上所描述的生成第二 ROI的任何方式可以被使用在任何臨床應用中。并且基于第一 ROI來生成第二 ROI的其他方式也可應用在本發(fā)明中。
[0048]參考圖2，在框圖中示出了用于對剪切波超聲成像技術與B模式超聲成像技術的組合使用的方法。
[0049]在步驟210處，可以獲取B模式超聲圖像。
[0050]在步驟220處，可以根據從用戶接收的第一輸入在超聲圖像上設置第一 R0I。
[0051]在步驟230處，可以通過使用剪切波超聲成像技術來測量針對第一 ROI的彈性相關的數據。
[0052]在步驟240處，可以在第一 ROI的基礎上在超聲圖像上生成第二 ROI。
[0053]在步驟250處，可以從超聲圖像提取針對第二 ROI的圖像特征。
[0054]盡管所述方法的步驟被示出為順序的步驟，但是應當理解本發(fā)明不限于步驟的具體順序。例如，可以與步驟240和250并行執(zhí)行步驟230。
[0055]根據本發(fā)明的實施例，可以根據不同臨床應用以不同方式來生成第二 R0I。在該實施例中，在在步驟240處生成第二 ROI之前，所述方法還可以包括從用戶接收第二輸入。如果第二輸入指示病變應用，則在步驟240處，病變的輪廓可以在第一 ROI的基礎上在超聲圖像中被生成并且可以被用作第二 R0I。如果第二輸入指示非病變應用，則在步驟240處以不同方式來生成第二 ROI ;例如，可以根據預定形狀在第一 ROI周圍生成第二 R0I。在范例中，第一 ROI可以被用作第二 ROI。在另一個范例中，可以將第一 ROI擴展預定倍數并且從第一 ROI擴展的形狀可以被用作第二 R0I。所述倍數可以是實驗值并且可以是預先設置的。并且，在范例中，可以從用戶接收第三輸入，并且可以根據從用戶接收的第三輸入來調整第二 ROI。
[0056]應當理解，如圖1中所示出的一些單元可以被實施在處理器中或者可以被實施在若干硬件部件中；例如，B模式超聲成像單元110、圖像處理單元120和剪切波超聲成像單元140可以被實施在專用處理單元中，例如數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)或專門用于實施其功能而設計的類似單元。
[0057]應當理解，如圖2所示出的方法200可以被實施在軟件中作為計算機程序產品，所描述的過程可以被存儲在計算機可讀介質上或作為程序指令或代碼而在計算機可讀介質上被傳送。并且當執(zhí)行所述程序指令時，諸如通用處理器或專用處理器的處理器可以被用于執(zhí)行如以上所描述的方法。所述計算機可讀介質包括方便計算機程序從一個位置到另一位置的轉移并且可由計算機訪問的任何介質。通過舉例的方式，所述計算機可讀介質可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤存儲設備、磁盤存儲設備或其他磁性存儲設備、或者能夠被用于承載或存儲以指令或數據結構的形式的所需程序代碼并且能夠由計算機訪問的任何其他介質。
[0058]應當指出，以上提到的實施例說明而非限制本發(fā)明，并且本領域的技術人員將能夠在沒有脫離權利要求的范圍的情況下設計備選實施例。在權利要求書中，置于括號內的任何附圖標記不得被解釋為對權利要求的限制。詞語“包括”不排除沒有在權利要求中或說明書中列出的元件或步驟的存在。元件前面的詞語“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。在枚舉了若干單元的系統(tǒng)權利要求中，這些單元中的若干能夠由軟件和/或硬件中的同一項來實現(xiàn)。對詞語第一、第二和第三等的使用不指示任何排序。這些詞語應當被解讀為名稱。
【權利要求】
1.一種處理超聲數據的方法，包括: 獲得(210) B模式超聲圖像； 根據從用戶接收的第一輸入在所述超聲圖像上設置(220)第一感興趣區(qū)域； 通過使用剪切波超聲成像技術來測量(230)針對所述第一感興趣區(qū)域的彈性相關的數據； 在所述第一感興趣區(qū)域的基礎上在所述超聲圖像上生成(240)第二感興趣區(qū)域；并且 從所述超聲圖像提取(250)針對所述第二感興趣區(qū)域的圖像特征。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括從所述用戶接收第二輸入， 其中，生成所述第二感興趣區(qū)域包括: 如果所述第二輸入指示病變應用，則在所述第一感興趣區(qū)域的基礎上在所述超聲圖像中生成所述病變的輪廓作為所述第二感興趣區(qū)域； 如果所述第二輸入指示非病變應用，則根據預定形狀在所述第一感興趣區(qū)域周圍生成所述第二感興趣區(qū)域。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，根據所述預定形狀在所述第一感興趣區(qū)域周圍生成所述第二感興趣區(qū)域包括: 將所述第一感興趣區(qū)域用作所述第二感興趣區(qū)域；或者 通過將所述第一感興趣區(qū)域擴展預定倍數來生成所述第二感興趣區(qū)域。
4.根據權利要求2所述的方法，還包括: 從所述用戶接收第三輸入；并且 根據從所述用戶接收的所述第三輸入來調整所述第二感興趣區(qū)域。
5.一種用于處理超聲數據的系統(tǒng)，包括: 超聲探頭(100)； B模式成像單元(110)，其用于從由所述超聲探頭收集的超聲射頻數據獲得B模式超聲圖像； 用戶接口(130)，其用于接收用戶的第一輸入并且根據第一用戶輸入在所述超聲圖像上設置第一感興趣區(qū)域； 彈性測量單元(140)，其用于通過使用剪切波超聲成像技術來測量針對所述第一感興趣區(qū)域的彈性相關的數據；以及 圖像處理單元(120)，其用于在所述第一感興趣區(qū)域的基礎上在所述超聲圖像上生成第二感興趣區(qū)域，并且從所述超聲圖像提取針對所述第二感興趣區(qū)域的圖像特征。
6.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口(130)適于接收第二用戶輸入， 其中，所述圖像處理單元(120)適于: 如果所述第二輸入指示病變應用，則在所述第一感興趣區(qū)域的基礎上在所述超聲圖像中生成所述病變的輪廓作為所述第二感興趣區(qū)域； 如果所述第二輸入指示非病變應用，則根據預定形狀在所述第一感興趣區(qū)域周圍生成所述第二感興趣區(qū)域。
7.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像處理單元(120)還適于: 將所述第一感興趣區(qū)域用作所述第二感興趣區(qū)域；或者 通過將所述第一感興趣區(qū)域擴展預定倍數來生成所述第二感興趣區(qū)域。
8.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口(130)適于從所述用戶接收第三輸入并且根據從所述用戶接收的所述第三輸入來調整所述第二感興趣區(qū)域。
9.一種計算機程序產品，其包括用于執(zhí)行根據權利要求1至4中的任一項所述的方法的指令代碼。
10.一種超聲成像裝置，包括: 用于處理超聲數據的圖像處理器，所述圖像處理器被配置為執(zhí)行根據權利要求1至4中的任一項所述的方法。
【文檔編號】A61B8/00GK104470443SQ201380038131
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權日:2012年7月18日
【發(fā)明者】K·黃, Y·吳, Y·鄧, X·李 申請人:皇家飛利浦有限公司