本發(fā)明涉及增強由身體組織圍繞的介入設備的圖像，更具體而言，涉及針對設備或組織區(qū)域選擇性地增強圖像。

背景技術(shù)：

超聲系統(tǒng)通常裝備有預設。每個預設都是一組成像參數(shù)和針對參數(shù)的值。作為系統(tǒng)初始化的部分，設置被饋送到用于在特定類型的超聲檢查中優(yōu)化可視化的算法?？梢栽谄聊簧巷@示一組用戶可選擇圖標，每個圖標表示預設。在choi等人的美國專利no.8509508中公開了一種具有由制造商、用戶指定或用戶經(jīng)驗提供的預設的系統(tǒng)。

針對二尖瓣置換的超聲成像的限制中的一個是二尖瓣夾片的不良可視化。一種偽影是所謂的“振鈴”偽影。設備通常比組織具有更強的反射性，金屬部件往往會產(chǎn)生混響。因此，預設通常不適合設備的可視化。因此，設備往往現(xiàn)出非常高、常常飽和的強度。增強的旁瓣和混響使得難以對設備位置和邊緣進行可視化。由于在對夾片成像時不良分辨率和強混響，所以用戶難以確切知道夾片在哪里并準確定位它。

在使用更低增益或機械指數(shù)(mi)或更小動態(tài)范圍時，設備的混響和旁瓣更加不可見，導致更好的可視化。不過，在那種情況下，組織不再能適當可視化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文以下提出的涉及解決上述問題中的一個或多個。

在夾片被插入通過瓣膜時，需要對夾片進行更好的可視化并清晰地界定其邊緣。

在本文以下提出的一方面中，一種成像裝置被配置用于在單一成像模態(tài)內(nèi)對介入設備和圍繞設備的身體組織的改進的描繪。

所述裝置包括圖像采集和形成電路，其被配置用于詢問包括介入設備和組織的對象。針對參數(shù)，利用更適合描繪介入設備的設備區(qū)域和描繪組織的組織區(qū)域中的一個或另一個的參數(shù)的值來創(chuàng)建圖像。所述值被用于分別產(chǎn)生第一圖像或第二圖像。

所述裝置還包括圖像組合電路，其被配置用于共同根據(jù)作為單一模態(tài)的第一圖像和第二圖像來形成組合，即，被描繪為由組織圍繞的介入設備的圖像。

所述裝置還包括控制電路，其被配置用于動態(tài)調(diào)用圖像采集和形成以及圖像組合電路，以經(jīng)由共同形成來動態(tài)地產(chǎn)生組合。

相關方法需要經(jīng)由能量的發(fā)射和接收來詢問包括介入設備和組織的對象。針對參數(shù)，經(jīng)由處理器，使用更適合描繪介入設備的設備區(qū)域和描繪組織的組織區(qū)域中的一個或另一個的參數(shù)的值來創(chuàng)建圖像。所述值被用于分別產(chǎn)生第一圖像或第二圖像。該處理器具有階段的管線。分別對于第一或第二圖像而言，如果對掃描轉(zhuǎn)換的圖像進行圖像處理，在這樣的圖像處理之前的階段發(fā)生所述值的使用。

相關計算機可讀介質(zhì)包含用于醫(yī)學成像的程序，其在單一醫(yī)學成像模態(tài)內(nèi)實現(xiàn)對介入設備和圍繞介入設備的身體組織的改進的描繪。所述介質(zhì)具有可由處理器執(zhí)行以執(zhí)行多個動作的指令。動作中包括：針對參數(shù)，使用更適合描繪所述介入設備的設備區(qū)域和描繪所述組織的組織區(qū)域中的一個或另一個的參數(shù)值，以分別產(chǎn)生第一圖像或第二圖像。還包括動態(tài)地反復執(zhí)行所述使用以產(chǎn)生第一圖像和第二圖像，以便對均是相同模態(tài)的第一圖像和第二圖像進行配對，并且根據(jù)所述配對動態(tài)地反復形成組合，所述組合中的每個均為被描繪為由所述組織圍繞的所述介入設備的圖像。

下文借助以下附圖進一步闡述了用于總體視覺增強的區(qū)域特異性成像的細節(jié)，附圖未按比例繪制。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于總體視覺增強的范例性區(qū)域特異性成像的示意概念圖；

圖2是圖1所示圖像組合實施例替代的圖像組合實施例的示意圖；以及

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明用于總體視覺增強的區(qū)域特異性成像的可能實現(xiàn)的一組流程圖。

具體實施方式

圖1通過例示性和非限制性范例示出了用于總體視覺增強的區(qū)域特異性成像裝置100。裝置100包括超聲探頭102、圖像采集和形成電路104、圖像組合電路106、用戶控件110、顯示器112和控制電路114。

如本文中使用術(shù)語，電路不僅包括計算機電路，而且包括控制電路的軟件和數(shù)據(jù)，或功能等價于軟件和數(shù)據(jù)的硬件和/或固件。因此，“電路系統(tǒng)”可以指與由電路保持的數(shù)據(jù)和程序指令組合的計算機存儲器電路。因此，“圖像采集和形成電路”104可以被實現(xiàn)為醫(yī)學成像采集單元118和醫(yī)學成像后處理單元120?！皥D像組合電路”106可以包括醫(yī)學圖像分割單元124和醫(yī)學圖像疊加模塊126。如“控制電路”114的控制單元可以操作圖像采集和形成電路104和圖像組合電路106。這三個電路104、106、114可以在物理上分開或在某種程度上物理上交疊。

探頭102發(fā)射130超聲132并接收134回波返回的超聲。超聲詢問將通常通過由當前檢查中的探頭102使用的聲學窗口進行。探頭102可以是經(jīng)食道超聲心動描記(“tee”)或經(jīng)胸廓超聲心動描記(“tte”)探頭。任選地，可以使用兩個或更多聲學窗口。它們能夠被交替使用，例如，通過一個窗口詢問，然后通過另一個詢問。因此，能夠通過一個聲學窗口，然后，例如，從不同方向136，從第二聲學窗口詢問相同感興趣區(qū)域(“roi”)?？梢葬槍槿朐O備137優(yōu)化一次詢問，可能通過不同聲學窗口的另一個詢問針對周圍的身體組織138進行優(yōu)化。能夠由相同探頭、分開的探頭或由具有大表面面積的單個探頭，例如大面積經(jīng)胸廓超聲心動描記(“l(fā)atte”)探頭提供分開的聲學窗口。在korukonda等人的國際專利公開no.wo2105/087191中提供了latte探頭的范例。兩次詢問的結(jié)果被組合以形成已經(jīng)總體增強的圖像。如圖1中在顯示器112上在接近經(jīng)胸廓角度的某物處在概念上所示，二尖瓣夾片為介入設備137。夾片具有從圖1中示為箭頭端點發(fā)出的翼，翼處于未延伸的位置。

使用具有相應值的關聯(lián)成像參數(shù)來完成超聲的發(fā)射和接收二者。后續(xù)的后處理，以及進一步的圖像處理，還需要使用具有相應值的關聯(lián)成像參數(shù)。

在一些實施方式中，在詢問期間，裝置100在兩種發(fā)射模式之間來回切換。它們可以使用不同的波前、中央頻率、射束密度、機械指數(shù)(mi)、模擬增益或在其他參數(shù)值方面不同。例如，由于介入設備137比圍繞該設備的身體組織138更具有反射性，它將較少受到衰減的影響。這是重要的，因為提高頻率降低了利用給定信號強度可觀察到的成像深度；然而，由于設備的觀察受到衰減影響較小，如果設備是觀察中感興趣的，即使設備和組織在基本相同的成像深度，信號強度也可以更低。因此，為了觀察設備，能夠提高頻率，這給設備帶來了更好的分辨率。更高的射束密度還將改善設備分辨率。更低的mi或模擬增益也適合所述設備。例如，在一種發(fā)射模式中，成像采集參數(shù)mi139能夠被提供具有基于設備的值dbm139，在另一種發(fā)射模式中，被提供具有不同，即，基于組織的值tbm140。這兩種這樣不同的發(fā)射模式是在因此是兩個不同預設的條件下由兩組對應不同的成像參數(shù)值定義的。兩種預設中的一個被用于產(chǎn)生基于設備的圖像，并且另一種被用于產(chǎn)生基于組織的圖像(即，分別使用設備增強或組織增強參數(shù)值產(chǎn)生的圖像)，在下文中將它們稱為“第一圖像”和“第二圖像”。指定“第一”圖像和“第二”圖像并不意味著暗示第一圖像和第二圖像的次序。

如果使用不同的后處理參數(shù)，還可能使用相同的采集產(chǎn)生第一圖像和第二圖像。范例為數(shù)字增益、壓縮、伽瑪校正、正交帶通(qbp)濾波器系數(shù)和基于強度的閾值化處理。對于壓縮而言，可以針對設備使用更低的動態(tài)范圍，例如，30db，相比之下，針對組織為50。還可以針對設備使用減小的數(shù)字增益。如果對應于設備的信號沒有飽和到在模擬到數(shù)字(a/d)轉(zhuǎn)換期間被夾住，這一后處理實施例產(chǎn)生良好的結(jié)果。

同樣地，針對第一圖像和第二圖像的參數(shù)對于采集參數(shù)和后處理參數(shù)兩者都變化。

相對于給定幀的圖像數(shù)據(jù)，圖像采集和形成電路104具有管線141，其包括一組142階段144。階段144的一些范例是脈沖-回波采集、波束形成的完成、掃描轉(zhuǎn)換的完成以及可能的邊緣檢測。

邊緣檢測能夠是在已經(jīng)經(jīng)歷掃描轉(zhuǎn)換的圖像146上執(zhí)行的一種形式的圖像處理，因此是掃描轉(zhuǎn)換的輸出。

根據(jù)本文提出的一些實施例，這樣的邊緣檢測是逐個管線超越該組142階段144，在可視化方面，參數(shù)更適合設備區(qū)域148而不是組織區(qū)域150，或者反之亦然，可能用于創(chuàng)建第一圖像152或第二圖像154。第一圖像152和第二圖像154是要組合的一對，如下文進一步所討論的。圖1中具有附圖標記148的二尖瓣夾片的描繪示出了處在tee角度，其翼延伸出去的夾片。盡管在圖1中第一圖像154未示出任何周圍的身體組織，但實際的第一圖像一般會示出一些組織，但具有不良可視化。

更一般地，并且根據(jù)本文提出的情況，對于一些實施例而言，在掃描轉(zhuǎn)換的圖像146上執(zhí)行圖像處理156之前，在階段144中發(fā)生更適合兩個區(qū)域148、150中的一個以分別創(chuàng)建第一圖像152或第二圖像154的參數(shù)值(如果采用這樣的圖像處理的話)。這樣的圖像處理156的范例是邊緣增強157和智能圖像處理。

第一預設158由一組160參數(shù)pm1、pm2……和相應組的值162vd1、vd2……構(gòu)成。值162中的至少一個更適合設備區(qū)域148而不是組織區(qū)域150。

第二預設164由相同組160參數(shù)pm1、pm2……和相應組的值166vt1、vt2……構(gòu)成。值166中的至少一個更適合組織區(qū)域150而不是設備區(qū)域148。

因此，第一預設158與第二預設164不同。

典型地，對于一些k，vdk也與vtk不同170。

因此，例如，如果參數(shù)是動態(tài)范圍，可以針對第一圖像152使用30db，并且針對第二圖像154使用50db。

然而，對于一些k，vdk不必與vtk不同170。

例如，針對組160中的至少一些參數(shù)，值既不適合設備區(qū)域148也不適合組織區(qū)域150，例如，在數(shù)值上居中的值vn。因此，在值vd(n-2)更適合設備區(qū)域148而值vt3更適合組織區(qū)域150時，仍然是這樣的情況：兩個各自的預設pdx和ptx不同，且預設分別適用于產(chǎn)生第一圖像152和第二圖像154。

根據(jù)一些實施例，第一圖像152和第二圖像154是分別使用相同參數(shù)的不同值形成的，用于創(chuàng)建第一圖像的值更適合設備區(qū)域148而不是組織區(qū)域150，用于創(chuàng)建第二圖像的值更適合組織區(qū)域而不是設備區(qū)域。

在一些實施例中，通過彼此疊加而組合第一圖像152和第二圖像154。圖1按照操作次序171、172示出了第二圖像154充當?shù)讓訄D像。具體而言，如下所述，第一圖像152能夠被疊加到第二圖像154上。第一圖像152的設備區(qū)域148被從第一圖像分割出去，并且分割出來的部分與第二圖像154對準。備選地，第一圖像152和第二圖像154可以被相互對準，并且根據(jù)所述對準疊加分割出來的部分。分割基于二尖瓣夾片在其不同配置及其已知的組成中的已知形狀，不同配置可能在翼延伸和翼未延伸之間分布。例如，參見pagoulatos等人的美國專利no.8858436，12列，30-47行，在此通過引用將這一文章并入本文。第一圖像152和第二圖像154是已經(jīng)使用相同成像孔徑幾乎同時采集的，在這種情況下，能夠就地進行對準。備選地，可以通過時間門控到身體周期(例如心臟搏動和/或呼吸)的方式采集兩個圖像152、154。如果第一圖像152和第二圖像154是從不同角度由固定布置的相應探頭采集的，或者由latte的分開的聲學窗口采集，則互配準受到相應圖像空間之間的變換的影響。然后分割的部分被疊加174到第二圖像154上，以形成圖示的示范性組合175。在組合175中，在介入設備和組織之間存在著邊界176，在邊界內(nèi)部和外部存在各自的鄰域177、178，使得內(nèi)部鄰域是第一圖像152的部分，并且外部鄰域是第二圖像154的部分。在一些實施例中，組合175具有介入設備的其描繪180外部的部分179，該部分具有顏色181，介入設備的該描繪是不同的顏色182。因此，可以精確地示出設備的形狀和位置。備選地，如圖2中從操作204、208的次序所示，第一圖像152充當?shù)讓訄D像。因此，第二圖像154被疊加到第一圖像152上。這是通過將組織區(qū)域150從第二圖像154分割出來并將分割出來的部分重疊到第一圖像152上而完成的。對于任一種疊加，邊緣增強157在掃描轉(zhuǎn)換之后都是適用的，以使設備區(qū)域148的邊緣更干凈。而且，對于任一種疊加，在組合175中描繪的介入設備137都可以由第二圖像154中描繪的緊鄰圍繞介入設備的身體組織緊鄰圍繞。因此，第二圖像154的部分184緊鄰圍繞設備區(qū)域148，并且在組合175中，緊鄰圍繞部分位于外部鄰域178之內(nèi)且緊鄰圍繞介入設備137。

然而，在本文所提出的期望范圍內(nèi)，第一圖像152和第二圖像154的組合不被約束為疊加。該組合可能需要α混合。在另一種變型中，可以從第二圖像154切除掉設備區(qū)域，以產(chǎn)生設備更少的圖像，然后從第一圖像152分割的設備區(qū)域能夠充當?shù)诙D像中的替換設備區(qū)域。作為另一種替代方案，從兩個不同角度采集成像的實施例能夠利用空間復合來組合兩幅圖像152、154。在jago等人共同擁有的美國專利no.7,537,567中公開了空間復合的范例，在此通過引用將其整個公開并入。

從操作性上講，在用于總體視覺增強的區(qū)域特異性成像的一個范例中，參考圖3，執(zhí)行管線流程310。具體而言，選擇第一模式，其對應于第一預設158或第二預設164(步驟s304)。然后，例如，按照以下次序執(zhí)行管線141的階段144：脈沖-回波或透射采集(步驟s308)；波束形成(步驟s310)；后處理(步驟s312)；以及，圖像處理(步驟s316)。選擇第二模式，其對應于第一預設158和第二預設164中的另一個(步驟s320)。然后重復成像采集、波束形成、后處理和圖像處理(步驟s324、s328、s330、s332)。

同時執(zhí)行圖像組合流程320。根據(jù)疊加到第一圖像152還是第二圖像154進行初始設置(步驟s336)。具體而言，如果疊加到第二圖像154(步驟s336)，在可以從管線流程310獲得一對第一圖像152和第二圖像154時(步驟s340)，設備區(qū)域148被分割出來(步驟s344)。分割出來的區(qū)域被疊加到第二圖像154上(步驟s348)，并返回到該對可用性步驟s340。另一方面，如果疊加到第一圖像152(步驟s336)，在可以從管線流程310獲得一對第一圖像152和第二圖像154時(步驟s352)，組織區(qū)域150被分割出來(步驟s356)。分割出來的區(qū)域被疊加到第一圖像152上(步驟s360)，并且返回到該對可用性步驟s352。

還同時執(zhí)行顯示流程330。在可以從組合流程320中的疊加獲得組合時(步驟s364)，在顯示器112上顯示該組合(步驟s368)。

還同時執(zhí)行控制流程340。調(diào)用管線流程310(步驟s372)。使得來自管線流程310的一對第一圖像152和第二圖像154可用于組合流程320(步驟s376)。如果繼續(xù)顯示成像(步驟s380)且在系統(tǒng)準備好采集新的圖像對時(步驟s384)，返回到管線調(diào)用步驟s372。

顯示的成像的動態(tài)性質(zhì)能夠有利地用于引導介入設備137的內(nèi)部運動，如超聲那樣。

任選地，在保持所述動態(tài)性質(zhì)的同時，同時流程310-340中的一些或全部能夠被合并以獲得更少流程或單一流程。

作為上述動態(tài)或?qū)崟r成像的替代，與創(chuàng)建圖像中的其他相比，適合設備區(qū)域148和組織區(qū)域150中的一個的參數(shù)可以由用戶供應。例如，用戶能夠交互地操作用戶控件110，例如，轉(zhuǎn)動旋鈕或滑動滑條，同時查看顯示的圖像。可以這樣做以例如創(chuàng)建第一圖像152和第二圖像154中的一個。所述圖像是使用基于激勵用戶控制的程度或方式確定的參數(shù)值來創(chuàng)建的。因此，更適合兩個區(qū)域148、150中的一個的參數(shù)值被用于分別產(chǎn)生第一圖像152或第二圖像154，這種使用發(fā)生于對掃描轉(zhuǎn)換圖像146進行圖像處理之前的階段144中(如果采用這樣的圖像處理)?？梢酝ㄟ^用戶操作控件110來調(diào)節(jié)醫(yī)學成像采集單元118和醫(yī)學成像后處理單元120執(zhí)行成像采集和/或后處理所用的成像參數(shù)值162、166。

盡管以上論述在超聲的語境中，但適合設備或組織的參數(shù)值(例如窗口水平值)可能涉及另一醫(yī)學成像模態(tài)。

而且，本文提出的內(nèi)容適用于活體內(nèi)，活體外或試管內(nèi)檢查。

通過詢問包括介入設備和組織的對象改進介入設備和圍繞設備的身體組織在單一成像模態(tài)之內(nèi)的描繪。針對參數(shù)，使用更適合描繪介入設備的設備區(qū)域和描繪組織的組織區(qū)域中的一個或另一個的參數(shù)的值來創(chuàng)建圖像。該值用于分別產(chǎn)生第一圖像或第二圖像。各自的預設可以相應地具有參數(shù)的不同值。從均是單一模態(tài)的第一圖像和第二圖像的結(jié)合，形成組合，即被示為被組織圍繞的介入設備的圖像。可以動態(tài)地且進行地形成組合?？梢耘渲糜糜诟倪M描繪的設備以在對掃描轉(zhuǎn)換的圖像進行圖像處理之前的級中使用該參數(shù)(如果采用這樣的圖像處理)。

應當指出，上述實施例例示而非限制本發(fā)明，本領域的技術(shù)人員將能夠設計很多替代實施例而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。

例如，第一圖像和第二圖像和組合可以全部是二維或三維的。

在權(quán)利要求中，置于括號之間的任何附圖標記都不應被解釋為限制權(quán)利要求。使用動詞“包括”及其詞形變化不排除存在權(quán)利要求中所述那些之外的元件或步驟。元件前的冠詞不排除存在多個這樣的元件?？梢岳冒ㄈ舾刹煌挠布⒗镁哂杏嬎銠C可讀存儲介質(zhì)的適當編程控制的計算機和/或利用具有機器可訪問存儲介質(zhì)的集成電路來實施本發(fā)明。計算機程序可以瞬間、暫時或更長時間存儲在計算機可讀介質(zhì)上，例如光存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)上。僅在不是暫態(tài)，傳播信號的意義上，這樣的介質(zhì)才是非暫態(tài)的，但包括其他形式的計算機可讀介質(zhì)，例如寄存器存儲器、處理器高速緩存和ram。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉特定手段的簡單事實并不表示不能有利地使用這些手段的組合。