确定引导信号和用于为手持式超声换能器提供引导的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于提供引导信号的设备和方法。设备优选涉及移动式设备，例如，移动平板电脑。设备包括输入单元、显示器和处理单元。经由输入单元来提供人类对象的表面的三维轮廓图像，例如由相机采集图像。设备还包括存储器。存储器存储人类参考模型，人类参考模型在统计上表示虚拟人类对象。在实践中，通常情况是由人类参考模型表示的表面轮廓不会立即适配到人类对象的表面轮廓。因此，处理单元被配置为调整人类参考模型，从而得到经调整的模型，使得由经调整的模型表示的表面轮廓适配到(真实的)人类对象的表面轮廓。此外，图像被采集为在人类对象前面的手持式超声换能器的所谓的跟踪图像。处理单元被配置为在跟踪图像中识别手持式超声换能器并且基于此来确定换能器姿态。在实践中，手持式超声换能器将以目标姿态被布置在人类对象的表面上，以便扫描人类对象的期望扫描区域。扫描区域可以涉及人类对象的内部器官。基于实际换能器姿态和期望的目标姿态，处理单元被配置为确定引导信号，该引导信号指示如何移动和/或旋转手持式超声换能器以达到期望的目标姿态。

Determine the pilot signal and the system used to provide guidance for the hand-held ultrasonic transducer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定引导信号和用于为手持式超声换能器提供引导的系统
本专利技术涉及用于确定引导信号的设备和方法。本专利技术还涉及用于为手持式超声换能器提供引导的系统。此外，本专利技术涉及计算机程序单元和计算机可读介质。
技术介绍
手持式超声换能器是已知的并且用于基于超声应用的诊断成像技术。术语“超声”也可以被称为超声波。手持式超声换能器可以用于医学诊断研究、疾病表征和/或术中引导和/或成像。手持式超声换能器可以用作“手持式”设备或移动式设备。因此，手持式超声换能器能够非常灵活地进行定位和/或定向并且相对于人类对象以任意位置和/或取向进行布置。经由手持式超声换能器进行的超声成像具有成本效益并且是可移动的和已经可用的。经由手持式超声换能器采集的超声图像的值通常取决于操纵手持式超声换能器的操作者的技能。特别地，将手持式超声换能器导航到最佳换能器位置和/或最佳换能器取向以采集用于给定的筛查和/或诊断任务的超声图像通常是困难的。因此，通常只有专业医学人员(例如，放射科医师、超声医师、心脏病专家和/或其他受过训练的医师)才能经由手持式超声换能器进行适当的超声检查。US2013/0237811A1涉及用于跟踪和引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定引导信号的设备(2)，所述设备包括：输入单元；以及处理单元(6)；其中，所述输入单元被配置为接收至少间接采集的人类对象的表面轮廓的轮廓(8)图像；其中，所述处理单元被配置为访问人类参考模型，所述人类参考模型表示虚拟人类对象的表面轮廓、所述虚拟人类对象的内部形态，以及所述虚拟人类对象的表面轮廓与所述虚拟人类对象的内部形态之间的关系；其中，所述处理单元被配置为调整所述人类参考模型，从而得到经调整的模型，使得由所述经调整的模型表示的表面轮廓适配到所述人类对象的表面轮廓；其中，所述处理单元被配置为访问换能器模型，所述换能器模型表示手持式超声换能器(14)的表面轮廓(12)以及所述手持式...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.02 EP 17168978.9;2017.03.16 US 62/472,0051.一种用于确定引导信号的设备(2)，所述设备包括：输入单元；以及处理单元(6)；其中，所述输入单元被配置为接收至少间接采集的人类对象的表面轮廓的轮廓(8)图像；其中，所述处理单元被配置为访问人类参考模型，所述人类参考模型表示虚拟人类对象的表面轮廓、所述虚拟人类对象的内部形态，以及所述虚拟人类对象的表面轮廓与所述虚拟人类对象的内部形态之间的关系；其中，所述处理单元被配置为调整所述人类参考模型，从而得到经调整的模型，使得由所述经调整的模型表示的表面轮廓适配到所述人类对象的表面轮廓；其中，所述处理单元被配置为访问换能器模型，所述换能器模型表示手持式超声换能器(14)的表面轮廓(12)以及所述手持式超声换能器的探头(18)的检测范围(16)；其中，所述输入单元被配置为：当所述手持式超声换能器被布置在所述人类对象的表面(22)上时，接收被采集为所述手持式超声换能器和所述人类对象的所述表面中在所述手持式超声换能器周围的周围区域(20)的跟踪图像的图像；其中，所述处理单元被配置为基于所述换能器模型在所述跟踪图像中识别所述手持式超声换能器，从而导出所述手持式超声换能器相对于所述人类对象的换能器姿态；其中，所述处理单元被配置为接收目标信号，所述目标信号至少间接表示所述经调整的模型的所述内部形态的扫描区域(24)；其中，所述处理单元被配置为基于所述目标信号、所述换能器模型和所述经调整的模型来确定所述手持式超声换能器相对于所述人类对象的目标姿态，从而得到所述检测范围与所述扫描区域的虚拟匹配；其中，所述处理单元被配置为基于所述换能器姿态和所述目标姿态来确定引导信号，使得所述引导信号表示用于将所述手持式超声换能器从所述换能器姿态移动和/或旋转到所述目标姿态的引导。2.根据权利要求1所述的设备，其中，相机单元(4)被配置为至少间接采集所述人类对象的所述表面轮廓的所述轮廓(8)图像；并且其中，优选地，所述相机单元被配置为：当所述手持式超声换能器被布置在所述人类对象的所述表面(22)上时，采集所述手持式超声换能器和所述人类对象的所述表面中在所述手持式超声换能器周围的所述周围区域(20)的所述跟踪图像。3.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述人类参考模型包括变形数据，所述变形数据表示所述虚拟人类对象的所述表面轮廓的变形与所述虚拟人类对象的所述内部形态得到的变形之间的关系；其中，所述处理单元被配置为基于所述变形数据来执行对所述人类参考模型的所述调整。4.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述设备包括：i)显示器(28)，并且其中，所述设备被配置为基于所述引导信号经由所述显示器来图示至少一个图形元素(32)，使得所述至少一个图形元素指示用于将所述手持式超声换能器从所述换能器姿态移动和/或旋转到所述目标姿态的所述引导；以及/或者ii)光学投影器(34)，特别是激光束投影器，并且其中，所述设备被配置为基于所述引导信号经由所述光学投影器在所述人类对象的所述表面上图示至少一个图形元素，使得所述至少一个图形元素指示用于将所述手持式超声换能器从所述换能器姿态移动和/或旋转到所述目标姿态的所述引导。5.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述设备被配置为执行至少一次更新；其中，对于每次更新，所述输入单元被配置为：当所述手持式超声换能器被布置在所述人类对象的所述表面上时，接收采集的所述手持式超声换能器和所述人类对象的所述表面中在所述手持式超声换能器周围的周围区域的另外的跟踪图像，作为更新的跟踪图像，并且所述处理单元被配置为基于所述换能器模型在所述更新的跟踪图像中识别所述手持式超声换能器，从而导出所述手持式超声换能器相对于所述人类对象的更新的换能器姿态；并且其中，所述处理单元被配置为基于所述目标姿态和先前更新的换能器姿态对所述引导信号更新至少一次。6.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述设备被配置为访问包括多个不同的换能器基本模型的换能器数据集，每个换能器基本模型表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·塞内加，C·洛伦茨，HA·维施曼，S·克吕格尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL