解剖结构的3D表示的引导式采集制造技术

提出了一种用于确定成像探头(诸如超声成像探头)是否相对于解剖结构在期望取向和/或位置处的机制。处理成像探头的图像数据以生成包含解剖结构的解剖界标的3D界标模型。然后处理3D界标模型以确定成像探头是否在期望取向和/或位置处。和/或位置处。和/或位置处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】解剖结构的3D表示的引导式采集


[0001]本专利技术涉及3D成像领域，并且具体地涉及用于3D成像系统的引导机制。

技术介绍

[0002]先天性心脏病(CHD)是出生缺陷的最常见类型之一，影响百分之一的活产。CHD在胎儿期可能无症状，但在出生后会引起显著的发病率和死亡率。CHD被诊断得越早，出生时的结果和治疗选择越好。特别是，针对特定CHD病变的有效子宫内治疗(诸如针对左心发育不全综合征的子宫内主动脉瓣成形术)正变得越来越可用，并且已经示出显著改进疾病的自然病史和预后。
[0003]然而，这些潜在的益处依赖于CHD准确的胎儿超声诊断。已经认识到，在社区中CHD的胎儿诊断率在30
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50％的区域内，甚至其中胎儿超声在发达国家中是普遍的。然而，理论上，对胎儿心脏的彻底筛查应当能够检测90％的异常。
[0004]这种诊断差距的主要原因是在采集右心平面和解读胎儿心脏图像方面不足/不均匀的专业知识。这被认为主要是由于小且快速跳动的胎儿心脏所呈现的诊断挑战、以及由于护理提供者之中对每种特定类型的先天性心脏病的相对低暴露。心脏病的迹象通常是微妙的，可以触及心脏内的各种结构(诸如瓣膜、隔膜、心肌等)，并且以多种形式/关联(法洛四联症)存在，从而需要仔细靶向的检查。
[0005]因此，需要胎儿心脏的直观、精确、动态且交互式显示，以有助于识别心脏异常。
[0006]US2019/200964A1公开了一种用于基于器官的超声图像和探头位置数据来生成患者特异性器官模型的系统和方法。
[0007]US2006/241445A1公开了一种用于基于超声传感器的测量位置和取向坐标以及所采集的超声图像中的感兴趣轮廓来对解剖结构进行建模的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术由权利要求限定。
[0009]根据依据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种引导个体的解剖结构的成像过程的计算机实施的方法。所述计算机实施的方法包括：从具有成像探头的成像系统获得所述解剖结构的图像数据；处理所述图像数据以获得一幅或多幅2D图像的一个或多个集合，一幅或多幅2D图像的每个识别的集合表示所述解剖结构的不同预定视图；识别一幅或多幅2D图像的每个集合中的一个或多个预定解剖界标；处理所述一个或多个预定解剖界标以生成3D界标模型；并且通过处理所述3D界标模型来确定所述成像探头的当前取向和/或位置是否在相对于所述成像探头的期望取向和/或位置的预定范围内。。
[0010]本公开提供了一种用于辅助或引导临床医师利用成像探头执行成像过程的机制。这通过使用识别(从图像数据获得的)解剖界标在3D空间中的相对位置的3D界标模型或“姿态模型”来实现。这有助于识别是否已经实现了成像探头的期望取向/位置，例如，通过识别解剖界标是否在预期位置处和/或成像探头的视场是否与期望视场匹配(例如，由探头成像
的体积/区域是否与要成像的期望体积/区域匹配)以及其他方法。
[0011]确定成像探头的取向和/或位置是否在预定范围内有利于帮助引导成像过程，例如帮助执行成像过程以捕获解剖结构的期望角度或图像的任务的执行。
[0012]通过示例，当使用时空图像相关(STIC)技术进行成像时，从某个位置(或在位置的特定范围内)开始成像以进行有效且准确的成像是有益的。例如，在胎儿心脏监测期间，重要的是对胎儿的足够范围进行成像，以便获得临床上有用的图像，并且适当起始位置的选择确定是否可以获得合适的范围。
[0013]此外，(用于超声成像系统的)适当声穿透角度的选择有益于减少解剖结构的超声图像中的阴影伪影，诸如(如果对胎儿心脏进行成像)来自胎儿脊柱和肋骨的阴影伪影。
[0014]优选地，处理所述一个或多个预定解剖界标的步骤包括将一幅或多幅2D图像的每个集合中的所述一个或多个预定界标映射到3D坐标系，从而生成3D界标模型。以这种方式，3D界标模型定义了一个或多个预定界标在3D坐标系中的位置。
[0015]优选地，一个或多个预定界标包括多个预定界标。在一些示例中，可以在一幅或多幅2D图像的每个集合中识别一个或多个预定界标的不同集合。
[0016]所述方法还可以包括处理所述3D界标模型以针对所述成像探头确定相对于所述解剖结构的期望取向和/或位置的步骤。解剖界标表示解剖结构的关键特征的位置。可以基于解剖结构的关键特征的期望位置来确定期望取向和/或位置。该方法有利地意味着期望取向和/或位置可以针对经历成像的个体特别地适配或个性化。
[0017]所述方法还可以包括获得指示用于成像的期望解剖特征的用户输入，其中，处理所述3D界标模型以确定期望取向和/或位置的步骤包括处理所述3D界标模型以基于用于成像的所述期望解剖特征来识别期望取向和/或位置。
[0018]所述方法还可以包括：响应于确定所述成像探头的所述当前取向和/或位置不在所述预定范围内而基于所识别的所述成像探头的当前取向和/或位置来生成引导信息，所述引导信息用于将所述成像探头移动到所述成像探头相对于所述解剖结构的期望取向和/或位置。
[0019]在一些实施例中，所述方法包括响应于引导信息而提供用户可感知的输出。例如，所述方法可以包括提供成像探头应当移动的方向的视觉指示器，以将成像探头与期望取向和/或位置对准。该方法提供了一种机制，通过该机制，可以通过使用引导式人机交互过程来实现改进的成像过程的执行。
[0020]所述方法可以包括：响应于确定所述成像探头的所述当前取向和/或位置在所述预定范围内而向所述成像系统发送触发信号以触发对所述解剖结构的不同的第二图像数据的采集。
[0021]因此，成像系统可以响应于成像探头的取向和/或方向位于预定范围内而被触发以采集图像数据。这意味着当成像探头处于最适当或期望位置时，成像系统可以开始自动获得图像数据。
[0022]优选地，所述成像系统是超声成像系统，并且所述第二图像数据是使用时空图像相关技术获得的图像数据。在一些示例中，第一图像数据可以是不是使用时空图像相关(STIC)技术获得的图像数据，以在达到期望取向/位置之前节省处理功率和能量。本专利技术特别适合于在用于采集STIC数据时进行控制，因为STIC数据的准确性和/或适用性在成像过
程期间对起始位置特别敏感。
[0023]所述方法还可以包括：响应于确定所述成像探头的所述当前取向和/或位置在所述预定范围内而提供用户可感知的输出。该用户可感知的输出可以包括音频、视觉或触觉反馈。该信息提供用于帮助用户执行成像过程的临床上有用的信息，例如，通过提供指示成像探头何时处于合适位置的信息。例如，用户可以通过开始或发起成像过程来对用户可感知的输出作出响应。
[0024]还提出了一种引导个体的解剖结构的成像过程的计算机实施的方法，所述方法包括：迭代地重复任何先前描述的方法，直到所述成像探头的所述当前取向和/或位置在所述预定范围内。
[0025]还提出了一种引导个体的解剖结构的成像过程的计算机实施的方法，所述计算机实施的方法包括迭代地执行以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种引导个体的解剖结构的成像过程的计算机实施的方法(100)，所述计算机实施的方法包括：从具有成像探头的成像系统获得(110)所述解剖结构的图像数据(191)；处理(130)所述图像数据以获得一幅或多幅2D图像的一个或多个集合(193)，一幅或多幅2D图像的每个识别的集合表示所述解剖结构的不同预定视图；识别(140)一幅或多幅2D图像的每个集合中的一个或多个预定解剖界标；处理(150)所述一个或多个预定解剖界标以生成3D界标模型(194)；并且通过处理所述3D界标模型来确定(160)所述成像探头的当前取向和/或位置是否在相对于所述成像探头的期望取向和/或位置的预定范围内。2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法(100)，其中，处理所述一个或多个预定解剖界标的步骤(130)包括将一幅或多幅2D图像的每个集合中的所述一个或多个预定界标映射到3D坐标系，从而生成3D界标模型。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的计算机实施的方法(100)，还包括处理所述3D界标模型以针对所述成像探头确定相对于所述解剖结构的所述期望取向和/或位置的步骤(165)。4.根据权利要求3所述的计算机实施的方法(100)，还包括获得指示用于成像的期望解剖特征的用户输入，其中，处理所述3D界标模型以确定期望取向和/或位置的步骤(165)包括处理所述3D界标模型以基于用于成像的期望解剖特征来识别所述期望取向和/或位置。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的计算机实施的方法(100)，还包括：响应于确定所述成像探头的所述当前取向和/或位置不在所述预定范围内而基于所识别的所述成像探头的当前取向和/或位置来生成(170)引导信息，所述引导信息用于将所述成像探头移动到所述成像探头相对于所述解剖结构的期望取向和/或位置。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的计算机实施的方法(100)，还包括：响应于确定所述成像探头的所述当前取向和/或位置在所述预定范围内而向所述成像系统发送(195)触发信号以触发对所述解剖结构的不同的第二图像数据的采集。7.根据权利要求6所述的计算机实施的方法(100)，其中，所述成像系统是超声成像系统，并且所述第二图像数据是使用时空图像相关技术获得的图像数据。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的计算机实施的方法(100)，还包括：响应于确定所述成像探头的所述当前取向和/或位置在所述预定范围内而提供(192)...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：