用于图像伪影消除的系统、方法和装置制造方法及图纸

公开了用于减少或者消除图像中的混响伪影的系统、方法和装置。公开了包括一个或多个超声探头的系统。公开了用于为不同位置处的一个或多个超声探头提供配准信息的装置。公开了组合在不同位置处采集的体积图像以减少或消除混响伪影的方法。

System, method and device for image artifact elimination

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于图像伪影消除的系统、方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求享有于2017年8月16日递交的美国临时申请US62/546285的权益和优先权，通过引用将其整体并入本文。
本申请涉及从体积图像移除伪影。特别地，本申请涉及超声体积图像中的伪影的移除。
技术介绍
超声成像被用于将内部解剖结构可视化并且帮助在医学流程期间引导侵入性设备(例如，针、导管)。通常，单个超声探头被用于采集身体中的感兴趣区域的体积(三维)图像。超声探头可以由执行流程的临床医师、辅助技术人员和/或机械装置保持。甚至当超声探头保持与患者紧密接触并且不移动时，伪影可能存在于超声图像中。某些侵入性设备是超声波的强反射器。强反射可能引起图像中的混响伪影。这些伪影可能损害临床医师解释图像或者执行流程的能力。例如，混响伪影可能模糊瓣膜置换流程期间的二尖瓣的视图。在另一范例中，混响可能表现为侵入性设备的延伸，从而使设备的放置困难。
技术实现思路
本文所描述的系统、方法和/装置可以减少当从不同坐标位置采集的体积图像被组合时的混响伪影。这可以提供组合图像中的改进的视场。本文所描述的一些实施例可以减少当共配准来自多个超声探头的图像时的配准问题(例如，来自顶点方向的探头成像和来自患者的胸骨旁方向的另一探头成像)。为了配准从来自一个或多个探头的不同位置采集的图像，方法可以涉及配准一个或多个探头的位置(例如，3-D坐标)。探头配准可以包括确定相对于探头的换能器的中心(例如，二维矩阵阵列的中心)的两个或更多探头坐标。利用配准的探头坐标，所述系统可以从每个探头(例如来自探头的交错图像采集)或者从每个探头位置获得体积图像。来自每个探头位置的体积图像数据平移/旋转以使用探头配准信息来对准所述体积图像。在对准之后，可以计算并且减去来自每个探头位置的信号的平均。物体的图像值能够在减法之后导致零值并且在减法之后保持的任何非零值能够被标记为混响伪影并且从组合图像移除。根据本公开的示范性实施例，一种超声成像系统可以包括：至少一个超声探头，其被配置为获得至少两幅体积图像，其中，所述体积图像可以包括坐标位置并且每幅体积图像可以从至少一个不同坐标位置获得；至少一个处理器，其可以被配置为：接收所述体积图像，基于所述体积图像的坐标位置来对准所述体积图像，平均经对准的体积图像以创建组合图像，估计所述经对准的体积图像之间的差异，所述差异表示混响伪影，并且从所述组合图像移除所估计的差异，从而减少所述混响伪影。根据本公开的另一示范性实施例，一种减少混响伪影的方法可以包括：接收对象内的物体的至少两幅体积图像，其中，所述体积图像包括坐标位置并且每幅体积图像从至少一个不同坐标位置获得；基于所述体积图像的坐标位置来对准第一体积图像和第二体积图像；平均经对准的体积图像以产生组合图像；估计所述经对准的体积图像之间的差异，所述差异表示混响伪影；并且从所述组合图像移除所估计的差异，从而减少所述混响伪影。附图说明图1是根据本公开的实施例的超声成像系统的框图；图2是根据本公开的实施例的超声成像系统的框图；图3是根据本公开的原理的超声成像系统的系统水平示图；图4是根据本公开的原理的范例超声探头设置的框图；图5是根据本公开的原理的以交错方式采集图像的示图；图6是根据本公开的实施例的可以由图像处理器执行的方法的框图；并且图7A、7B、7C、7D和7E图示了根据本公开的实施例的范例混响消除流程。具体实施方式某些示范性实施例的以下描述实际上仅仅是示范性的并且决不旨在限制本专利技术或其应用或用途。在本系统和方法的实施例的以下详细描述中，对形成其一部分的附图进行参考，并且其中，通过图示示出了在其中可以实践所描述的系统和方法的特定实施例。这些实施例以足够的细节描述以使得本领域的技术人员能够实践当前所公开的系统和方法，并且应理解，可以利用其他实施例并且可以做出结构和逻辑改变而不脱离本系统的精神和范围。以下详细描述因此不应采取限制性意义，并且本系统的范围仅由随附的权利要求限定。本文中的附图中的附图标记的(一个或多个)前导数字通常对应于附图标记，例外的是，在多个附图中出现的相同部件由相同附图标记识别。此外，出于清晰的目的，某些特征的详细描述在其对于本领域的技术人员而言将显而易见时将不讨论，从而不模糊本系统的描述。根据本公开的原理，为侵入性流程作准备，两个超声探头可以放置为与患者声学接触。超声探头可以是能够进行三维体积成像的二维矩阵探头。超声探头均可以被定位为从不同角对身体的感兴趣区域进行成像。感兴趣区域可以包括相关解剖结构(例如二尖瓣、血管、组织)和/或侵入性设备。来自侵入性设备的混响伪影是角相关的，因此每个探头的体积图像中的混响伪影将是不同的。然而，每个探头的体积图像中的解剖结构将是相同的。如本文中将更详细描述的，来自两个超声探头的体积图像可以组合以消除来自侵入性设备和/或其他强反射器的混响伪影。由组合体积图像生成的清洁图像可以在显示器上被提供给临床医师。这可以改进侵入性流程期间的图像的导航和解释。参考图1，以框图形式示出了根据本公开的原理构建的超声成像系统10a。在图1的超声诊断成像系统中，超声探头12包括用于发射超声波和接收回波信息的换能器阵列14。各种换能器阵列在本领域中是公知的，例如线性阵列、凸阵列或相控阵列。换能器阵列14例如可以包括能够在高度和方位维度两者上扫描以进行2D和/或3D成像的换能器元件的二维阵列(如图所示)。换能器阵列14耦合到探头12中的微波束形成器16，微波束形成器16控制由阵列中的换能器元件对信号的发射和接收。在该范例中，微波束形成器通过探头线缆耦合到发射/接收(T/R)开关18，发射/接收开关18在发射和接收之间切换并保护主波束形成器22免受高能发射信号的影响。在一些实施例中，T/R开关18和系统中的其他元件可以包括在换能器探头中，而不是在单独的超声系统基座中。在微波束形成器16的控制下来自换能器阵列14的超声波束的发射由耦合到T/R开关18和波束形成器22的发射控制器20引导，波束形成器22接收来自用户接口或控制面板24的用户操作的输入。由发射控制器20控制的功能之一是波束操纵的方向。波束可以从换能器阵列径直向前(正交于其)操纵，或者针对更宽的视场以不同的角度操纵。由微波束形成器16产生的部分波束形成信号耦合到主波束形成器22，其中，来自个体换能器元件片块的部分波束形成信号被组合为完全波束形成信号。波束形成信号耦合到信号处理器26。信号处理器26可以以各种方式处理接收到的回波信号，例如带通滤波、抽取、I和Q分量分离以及谐波信号分离。信号处理器26还可以执行额外的信号增强，诸如散斑减少、信号复合和噪声消除。经处理的信号耦合到B模式处理器28，B模式处理器28可以采用幅度检测来对身体中的结构进行成像。由B模式处理器产生的信号耦合到扫描转换器30和多平面重新格式化器32。扫描转换器30以期望的图像格式将回波信号布置在它们被接收的空间关系中。例如，扫描转换器30可以将回波信号布置成二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声成像系统，包括：/n至少一个超声探头，其被配置为获得至少两幅体积图像，其中，所述体积图像包括坐标位置并且每幅体积图像是从至少一个不同坐标位置获得的；以及/n至少一个处理器，其被配置为：/n接收所述体积图像；/n基于所述体积图像的所述坐标位置来对准所述体积图像；/n对经对准的体积图像进行平均以创建组合图像；/n估计所述经对准的体积图像之间的差异，所述差异表示混响伪影；并且/n从所述组合图像移除所估计的差异，从而减少所述混响伪影。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170816 US 62/546,2851.一种超声成像系统，包括：
至少一个超声探头，其被配置为获得至少两幅体积图像，其中，所述体积图像包括坐标位置并且每幅体积图像是从至少一个不同坐标位置获得的；以及
至少一个处理器，其被配置为：
接收所述体积图像；
基于所述体积图像的所述坐标位置来对准所述体积图像；
对经对准的体积图像进行平均以创建组合图像；
估计所述经对准的体积图像之间的差异，所述差异表示混响伪影；并且
从所述组合图像移除所估计的差异，从而减少所述混响伪影。


2.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述差异包括所述第一体积图像与所述第二体积图像之间的差异的绝对值。


3.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述平均包括获得所述体积图像的平均值。


4.根据权利要求1所述的超声成像系统，还包括探头配准器，所述探头配准器被配置为确定所述至少一个超声探头的位置以便确定所述体积图像的所述坐标位置。


5.根据权利要求4所述的超声成像系统，其中，所述探头配准器包括以下中的至少一项：电磁跟踪系统、机器人臂和光学检测系统。


6.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述至少一个超声探头通过以下中的至少一项保持就位：机械臂和粘合剂。


7.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
至少部分地基于所述体积图像所共有的至少三个点来计算变换矩阵；并且
至少部分地基于所述变换矩阵来对准所述体积图像。


8.根据权利要求7所述的超声成像系统，其中，所述至少三个点是由所述处理器基于特征识别选择的。


9.根据权利要求7所述的超声成像系统，其中，所述至少三个点是由所述处理器基于基准选择的。


10.根据权利要求7所述的超声成像系统，其中，所述至少三个点是由用户选择的。


11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王守罡，JL·FM·罗伯特，H·刘，F·H·范黑施，G·H·M·海斯贝斯，J·E·迪安，E·莱维，
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