诊断超声成像中的针增强制造技术

增强医疗诊断超声图像中的针。通过来自多个超声图像的复合，适应性地增加和/或增强与图像中的针关联的图像强度。过滤方法和概率方法被用于定位可能的针定位。在一种途径中，在以相同的时间但在不同波束定向上获取的组成帧中找出可能的针。跨组成帧来将可能的针相互关联，并且基于关联去除误检测。在超声组成帧中的针检测的一个实施例中，首先找出线。然后对线进行搜索以找出可能的针线段。在另一实施中，可能使用来自不同时间的数据以找出针运动以及与基准的差异，从而除了来自单个组成帧的特征以外还提供这些特征用于针检测。

【技术实现步骤摘要】
诊断超声成像中的针增强
[0001 ] 本实施例涉及在超声图像中识别针的定位。
技术介绍
在活体检查、药物递送或其它医疗处置期间，将针插入患者内。医师经常将超声图像用于引导以避免刺破没有在被治疗的器官、改善精度以及/或者改善成果。由于在超声图像中的噪声的原因，可能难以可靠地查看针。针的可见性取决于针定向和超声波束定向之间的角度。当超声波束垂直于针定向时，针反射被最大化。针和超声探头定位是通过解剖学阐释的，因此可能不会提供垂直的扫描布置，尤其是针对被深度插入的针。被主动地操控的超声波束可以被用于增加可见性。所得到的扫描数据可以被用于检测针。哈夫(Hough)变换被用于检测可能的针，可能的针被参数化为线。假定只有一个针存在，则最可能的针被检测为针。所检测的针被从操控的图像中剪切并且然后与在所选择的视图处的超声图像取平均以增强针的可见性。然而，哈夫变换可能易受超声图像中的噪声影响。诸如电磁或磁性传感器的传感器可能被连接至针。这些传感器被用于追踪针的位置。可能对医师高亮显示该位置。然而，附加的传感器增加成本，要求定期的校准，并且可能改变已存在的临床工作流程。
技术实现思路
通过介绍的方式，以下描述的优选实施例包括用于增强医疗诊断超声图像中的针的方法、系统、指令和计算机可读介质。通过从多个超声图像进行复合来适应性地增加和/或增强与图像中的针关联的图像强度。过滤方法和概率方法被用于定位可能的针定位。在一种途径中，在以相同的时间但在不同的波束定向上获取的组成帧中找出可能的针。跨组成帧来将可能的针相互关联，并且基于所述关联去除误检测。在超声组成帧中的针检测的一个实施例中，首先找出线。然后对线进行搜索以找出可能的针线段。在另一实施中，可能使用来自不同时间的数据以找出针运动以及与基准的差异，从而除了来自单个组成帧的特征以外还提供这些特征用于针检测。在第一方面中，提供了用于增强医疗诊断超声图像中的针的方法。分别利用不同的波束定向获取多个超声数据帧。多个超声帧表示患者和患者内的针。在多个超声数据帧中检测针候选。将一个超声数据帧中的针候选与其它超声数据帧中的其它针候选相关联。基于该关联去除多个数据帧中的针候选中的一些。显示患者和针的图像。被显示的针是来自在被关联的针的定位处的多个超声数据帧的加权的复合(compounding)的函数。在第二方面中，非暂态计算机可读存储介质已经将表示可由被编程的处理器执行的、用于增强医疗诊断超声图像中的针的指令的数据存储在其中。该存储介质包括用于如下的指令:针对由用于不同图像的超声数据表示的多个可能的针中的每一个来计算第一概率；针对跨不同图像的可能的针的每种组合确定第二概率，第二概率是第一概率和位移惩罚的函数；去除其中第二概率在阈值以下的组合；以及根据在针的定位处的超声数据的加权的复合来生成图像，该加权是针对剩余的一个组合的第二概率的函数。在第三方面中，提供了用于增强医疗诊断超声图像中的针的系统。存储器在操作中存储表示患者的在不同时间的区域以及在该区域中的针的数据。处理器被配置成在表示在不同时间中的第一个时间时的该区域的数据中识别线候选、基于像素对线候选打分、搜索具有高于阈值的得分的线候选以搜寻候选线段、基于在不同时间上的运动和与基准数据的差异对候选线段打分、以及增加沿着一个或多个候选线段的数据的强度(intensity)。显示器在操作中显示作为所增加的强度的函数的图像。本专利技术由后面的权利要求定义，并且本部分中不存在应当被当作对那些权利要求的限制的内容。以下结合优选的实施例讨论本专利技术的进一步的方面和优点并且可以在稍后独立地或组合地要求这些方面和优点的权益。【附图说明】组成和图不必是按比例的，相反重点被放在图解本专利技术的原理上。此外，在图中，贯穿不同的视图相似的附图标记标识相对应的部分。图1是用于检测和增强医疗诊断超声图像中的针的方法的一个实施例的流程图； 图2是用于增强医疗诊断超声图像中的针的系统的一个实施例的框图； 图3是患者内的针的图形表示；以及 图4是用于检测医疗诊断超声图像中的针的方法的一个实施例的流程图。【具体实施方式】针或其它线结构的可见性在通过徒手或其它超声探头获取的超声图像中被增强。针是根据超声数据定位的并且被增强以用于超声成像。不是尝试初始地在每个给定的图像中识别单个定位，而是在一个或多个图像中识别可能的定位的集合。为了更精确地在每个给定的图像中识别针定位，使用来自不同图像的可能的定位。通过使用多个可能的定位，可以提供更精确的检测。从多个候选中选择最佳的可能的定位。使用活体检查针作为例子。途径并不被限制于针而是可以被应用于具有线结构的任意类型的装置。在一个实施例中，在利用不同的波束定向获取的被操控的超声图像中检测一个或多个针。可操控过滤特征和黑森(Hessian)特征被用于在多个被操控图像中估计位置和定向。在每个所获取的被操控超声图像处检测针候选。跨不同的被操控图像建立在针候选当中的关联。被关联的针候选被假定为对应于在不同图像中的相同的针。去除误检测，并且基于针候选关联恢复缺失的检测。针检测结果被用于通过复合多个被操控的图像或通过在一个超声图像中增强可见性来增强针可见性。可以通过针检测结果自动地调整超声成像参数。 在针检测的一个实施例中，一个或多个针被定位在层次化检测框架中的超声图像中。首先检测线候选。线候选包括目标针，并且还可以包括看起来类似于线的其它结构。融合多个过滤结果以在单个超声图像中检测具有线结构的装置。然后，沿着线候选针对表示目标装置的线线段执行搜索。层次化的线线段检测框架可以提供计算上的效率。在任一实施例中，从多个超声图像中检测针可以改善针检测精确度。可以检测并增强相同图像中的多个针。可以利用徒手超声探头执行针检测。图1示出用于检测和增强医疗诊断超声图像中的针的方法的一个实施例。该方法由图2的系统或不同的系统执行。以所示出的顺序或不同的顺序执行该方法。例如，在动作34之前执行动作36。可以提供附加的、不同的或更少的动作。例如，不提供动作40。作为另一例子，在没有动作38的加权的复合的情况下增强针。在又一例子中，针对要被在时间上过滤的图像序列而不是针对被操控的空间复合来提供方法。在动作30中，获取超声数据。超声数据是通过二维或三维地进行扫描(例如，平面或体积扫描)而获取的。超声数据表示患者的区域。区域包括被引入到患者内的针或其它线性结构。通过对区域进行扫描，还扫描针的一部分或整个针。超声数据被获取为数据帧。帧表示患者在给定时间的整个扫描区域、平面区域或体积区域。通过重复扫描，获取表示在不同时间的相同区域的数据帧。可以使用除帧以外的其它分组。针对被 操控的空间复合获取数据组成帧。数据组成帧具有不同的空间响应。数据组成帧被电操控、机械操控或者通过换能器的空间放置来操控数据组成帧。在不同的操控角度上获取被操控的数据组成帧中的每个或多个。如通过利用或者不利用有意的摆动将换能器维持在相同的位置，来使数据组成帧中的每一个跨越目标的区域的基本上相同的空间范围。对于数据组成帧中的每一个而言，超过90%的大半部或几乎整个被扫描区域与其它组成帧的被扫描区域交迭。[0021 ] 数据组成帧中的一个相较于数据组成帧中的另一个对相对于被扫描区域中的至少一个定位的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增强医疗诊断超声图像中的针的方法，所述方法包括：分别利用不同的第一和第二波束定向来获取第一和第二超声数据帧，所述第一和第二超声数据帧表示患者和所述患者内的针；在第一超声数据帧中检测针候选；在第二超声数据帧中检测针候选；将所述第一超声数据帧中的针候选与所述第二超声数据帧中的针候选相关联；显示所述患者的图像，所述图像具有基于所述关联的被增强的针；以及基于所述针来适配超声成像参数。

【技术特征摘要】
2013.01.03 US 13/733,3101.一种用于增强医疗诊断超声图像中的针的方法，所述方法包括: 分别利用不同的第一和第二波束定向来获取第一和第二超声数据帧，所述第一和第二超声数据帧表示患者和所述患者内的针； 在第一超声数据帧中检测针候选； 在第二超声数据帧中检测针候选； 将所述第一超声数据帧中的针候选与所述第二超声数据帧中的针候选相关联； 显示所述患者的图像，所述图像具有基于所述关联的被增强的针；以及 基于所述针来适配超声成像参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中获取包括针对被操控的空间复合进行获取，并且其中显示包括将所述图像显示为被操控的空间复合图像。3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一和第二超声数据帧中检测针候选包括可操控地过滤所述第一和第二超声数据帧，根据可操控过滤的结果计算特征，以及利用机器学习的分类器根据所述特征计算概率，其中根据所述概率检测针候选。4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一和第二超声数据帧中检测针候选包括检测针的层次化框架。5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述第一和第二超声数据帧中检测针候选包括方向过滤，基于多个过滤结果的哈夫投票，根据多个帧计算特征，以及层次化的检测。6.根据权利要求1所述的方法，其中关联包括计算在所述第一超声数据帧中的针候选与在所述第二超声数据帧中的针候选的每一个之间的变换。7.根据权利要求1所述的方法，其中关联包括针对跨所述第一和第二超声数据帧的针候选的不同组合中的每一个计算概率，利用位移量加权所述概率，并且进一步包括基于被应用于所述不同组合的概率的阈值来去除针候选的子集合。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括重复所述关联和去除，在被去除的针候选内进行所述重复。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括计算加权，针对所述第一和第二超声数据帧中的每一个的所述加权包括归一化的概率。10.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述针来适配超声成像参数包括周期性地进行适配。11.一种非暂态计算机可读存储介质，在其中已经存储了表示可由被编程的处理器执行的、用于增强医疗诊断超声图像中的针的指令的数据，该存储介质包括用于如下的指令: 针对由不同图像的超声数据表示的多个可能的针中的每一个计算第一概率； 针对跨不同图像的可能的针的每种组合确定第二概率，所述第二概率是所述第一概率和位移惩罚的函数； 去除其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，T陈，A卡门，J斯托尔，D科马尼丘，S古德，
申请(专利权)人：西门子公司，美国西门子医疗解决公司，
类型：发明
国别省市：美国;US