用于启用上下文感知的超声扫描的方法和系统技术方案

本发明专利技术题为“用于启用上下文感知的超声扫描的方法和系统”。本发明专利技术提供了用于生成医学扫描图像的上下文感知图形的各种方法和系统。在一个示例中，该上下文感知图形包括关于该扫描图像中的一个或多个内部解剖特征的相对尺寸和相对位置注释以使用户能够确定当前扫描平面并且还将该用户引导到目标扫描平面。平面并且还将该用户引导到目标扫描平面。平面并且还将该用户引导到目标扫描平面。

【技术实现步骤摘要】
用于启用上下文感知的超声扫描的方法和系统


[0001]本文公开的主题的实施方案涉及医学成像模态，具体地涉及用于超声成像的系统和方法。

技术介绍

[0002]医学成像系统通常用于探测受检者(诸如患者)的内部特征并获得内部生理信息。例如，医学成像系统可用于获得受检者的骨骼特征、脑部、心脏、肺部和各种其他特征的扫描图像。医学成像系统可包括超声系统、磁共振成像(MRI)系统、计算机断层摄影(CT)系统、x射线系统和各种其他成像模态。扫描图像可示出若干解剖区域，其中的一个或多个解剖区域可在医学扫描期间评价。

技术实现思路

[0003]在一个实施方案中，用于医学成像处理器的方法包括：采集医学扫描图像；识别所述医学扫描图像中的一个或多个内部特征；基于所述一个或多个内部特征的相对尺寸和相对位置来生成上下文感知图形；以及在通信地耦接到医学成像处理器的用户界面的显示部分上显示上下文感知图形；其中上下文感知图形包括医学扫描图像中识别的所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的相对位置注释和相对尺寸注释。
[0004]这样，医学扫描期间产生的扫描图像的上下文感知图形提供了内部特征信息以及扫描图像中可见的内部特征之间的关系。因此，上下文感知图形帮助用户在人类解剖结构中定位扫描平面。
[0005]应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0006]通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本专利技术，其中以下：
[0007]图1示出了超声系统的示例性实施方案的框图；
[0008]图2是根据示例性实施方案的示出用于分割扫描图像并且生成扫描图像的上下文感知图形的系统的示意图；
[0009]图3是根据示例性实施方案的示出示例性深度学习网络的布局的示意图，该深度学习网络可用于分割扫描图像并且识别扫描图像中的一个或多个内部特征；
[0010]图4示出了根据示例性实施方案的概要流程图，该概要流程图示出了用于显示扫描图像的方法；
[0011]图5示出了根据示例性实施方案的流程图，该流程图示出了用于生成扫描图像的
上下文感知图形的方法；
[0012]图6示出了根据示例性实施方案的流程图，该流程图示出了用于在超声扫描期间实时地生成上下文感知图形的方法；
[0013]图7示出了根据示例性实施方案的流程图，该流程图示出了用于在超声扫描期间生成一个或多个期望的变换图形以实现目标扫描平面的方法；
[0014]图8A示出了不具有所识别的内部特征且不具有所表示的上下文感知图形的两个超声扫描图像的示例性组。
[0015]图8B示出了具有内部特征注释但不具有上下文感知图形的8A的超声扫描图像的示例性组。
[0016]图8C示出了包括上下文感知图形的8B的超声扫描图像的示例性组。
[0017]图9示出了根据示例性实施方案的分别用于初始扫描图像和目标扫描图像的示例性初始上下文感知图形和目标上下文感知图形以及一个或多个期望的变换图形以获得目标扫描图像；
[0018]图10示出了根据示例性实施方案的示例性图形，这些图形示出了第一内部特征相对于第二内部特征的尺寸和定位的视觉变化以及与超声扫描期间的扫描方向的对应相关性；并且
[0019]图11示出了根据示例性实施方案的流程图，该流程图示出了用于基于当前扫描图像和目标扫描图像的上下文感知图形就超声扫描期间的探头移动方向警示用户的示例性方法。
具体实施方式
[0020]以下描述涉及用于启用医学扫描图像中的一个或多个内部特征(诸如解剖特征)的上下文感知的各种实施方案。例如，在超声扫描期间，向用户显示的扫描图像可示出一个或多个内部解剖特征。用户可基于所显示的图像来调节超声探头，使之到达期望的扫描平面(另选地在本文中称为目标扫描平面)以评价内部特征。为了到达目标扫描平面，用户可能需要解释所显示的扫描图像以识别当前扫描平面中的可见内部特征，使当前扫描平面在更大的人类解剖结构内可视化，并且确定移动探头的方向。
[0021]先前方法已采用基于人工智能的机器学习方法来学习扫描图像中的各种解剖特征的外观并且显示识别超声扫描图像中的可见内部特征的分割图形。然而，分割图形仅仅提供内部特征的识别。操作者可能不能够相对于整个人类解剖结构来使扫描平面可视化，因此可能在远离目标扫描平面的方向上移动探头。因此，可能需要更长时间到达目标扫描平面。此外，操作者即使在目标扫描平面处成像时也可能无法正确地识别目标扫描平面，或无法在扫描期间到达目标扫描平面。因此，即使分割图形提供了扫描图像中可见的解剖特征的识别信息，也可能降低内部特征的评价质量。
[0022]因此，为了提高超声成像的质量并减少执行超声扫描所花的时间，能够以上下文感知模式执行超声扫描，其中可生成并向用户显示显示器上的超声扫描图像的上下文感知图形。在上下文感知图形中，注释了可见内部特征(即，扫描图像中可见的内部特征)的相对尺寸和相对位置。具体地，每个内部特征由节点(例如，圆形节点)表示，其中节点尺寸(例如，面积或就圆形节点而言的直径)描绘内部特征的相对尺寸，并且该图形上的节点的位置
描绘扫描图像上的内部特征的相对位置。因此，上下文感知图形可包括一个或多个节点，其中每个节点指示扫描图像中的内部特征，并且上下文感知图形的总体形状描绘内部特征的相对位置。此外，上下文感知图形可包括描绘该图形的边缘的线段，其中每个线段连接至少两个节点。这些线段可指示它们所连接的节点之间的相对距离和相对角位置中的一者或多者，因此指示由连接的节点表示的内部特征之间的相对距离和角位置中的一者或多者。例如，每个线段的长度可基于这两个节点之间的相对距离，因此指示由这两个节点表示的对应内部特征之间的相对距离。
[0023]这样，上下文感知图形可向操作者提供扫描图像中的一个或多个内部特征的相对尺寸和相对位置信息。此外，可在成像系统采集并处理扫描图像时实时地生成上下文感知图形，这使操作者能够在扫描期间更清晰地识别内部特征的相对尺寸和相对位置的变化并使这些变化可视化。
[0024]此外，在超声扫描期间，当将探头从当前扫描平面移动到目标扫描平面时，上下文感知图形的形状基于扫描方向上的内部特征的相对尺寸、相对位置和可见性而变化(例如，图形形状可从三角形变为一条线)，这可向用户提供探头是否正朝向目标扫描平面移动的指示。这样，上下文感知图形向操作者提供视觉反馈。上下文感知图形所提供的视觉反馈可独立于其他反馈系统(诸如触觉反馈)使用。因此，上下文感知图形可减少对探头上的附加传感器的需求，这继而可降低系统的笨重性，并降低制造、系统维护和诊断成本。
[0025]此外，由于上下文感知图形使操作者能够在扫描期间更清晰地解释实时扫描图像中的内部特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于医学成像处理器的方法，所述方法包括：采集医学扫描图像；识别所述医学扫描图像中的一个或多个内部特征；基于所述一个或多个内部特征的相对尺寸和相对位置来生成上下文感知图形；以及在通信地耦接到所述医学成像处理器的用户界面的显示部分上显示所述上下文感知图形；其中所述上下文感知图形包括所述医学扫描图像中识别的所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的相对位置注释和相对尺寸注释。2.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述一个或多个内部特征基于分割模型；并且其中生成所述上下文感知图形包括从所述分割模型的输出分离所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的相对尺寸和相对位置属性。3.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述上下文感知图形包括由节点描绘所述一个或多个内部特征中的每个内部特征，其中每个节点的尺寸基于所述一个或多个内部特征的所述相对尺寸。4.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述上下文感知图形包括确定每个节点的形心以及由连接每个节点的所述形心的一个或多个线段描绘每个节点的相对位置。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述上下文感知图形的总体形状基于所述一个或多个内部特征的所述相对位置。6.根据权利要求1所述的方法，其中所采集的医学扫描图像基于在超声扫描期间从超声探头接收到的超声信号数据。7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：从存储在非暂态存储器中的一组预定扫描图像选择目标扫描图像；基于所述目标扫描图像中识别的一个或多个目标内部特征来生成所述目标扫描图像的目标上下文感知图形；以及基于所述上下文感知图形和所述目标上下文感知图形来确定相对于人类解剖结构的超声探头移动的期望方向；其中所述目标感知图形包括所述目标扫描图像中识别的所述一个或多个目标内部特征中的每个目标内部特征的第二相对位置注释和第二相对尺寸注释。8.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括在所述用户界面的所述显示部分上显示所述上下文感知图形、所述目标上下文感知图形以及超声探头移动的所述期望方向。9.一种用于医学成像处理器的方法，所述方法包括：在超声扫描期间，采集当前扫描图像，所述当前扫描图像基于来自超声探头的实时扫描数据；基于分割模型来识别所述当前扫描图像中的一个或多个解剖特征；基于所述分割模型的输出来分离所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的一个或多个属性，所述一个或多个属性包括所述一个或多个解剖特征中的每个解剖特征的尺寸信息和位置信息；基于所分离的一个或多个属性来生成当前上下文感知图形；以及在耦接到所述处理器的用户界面的显示部分上显示所述当前上下文感知图形；其中所述当前上下文感知图形包括所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的第一注释和第二注释；并且
其中所述第一注释基于所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的相对尺寸，并且所述第二注释基于所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的相对位置。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一注释包括表示所述一个或多个内部特征中的每个内部特征的节点，每个节点具有每个节点的几何形状和尺寸，所述尺寸基于相对于所述当前扫描图像中的一个或多个其他内部特征的尺寸的对应内部特征的尺寸。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二注释包括在其相应形心处连接至少两个节点的线段，每个线段的长度基于由所述两...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱丹，
申请(专利权)人：通用电气精准医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：