用于三维和四维对比成像的系统和方法

专利名称：用于三维和四维对比成像的系统和方法
技术领域：
本发明通常涉及健康护理环境中的三维(3D)和四维(4D)对比成 像。具体的，本发明涉及利用超声技术将对比成像应用到3D和4D 图像以提高诊断准确度和效率的系统和方法。用户能够基于患+以 前检查的图像来观察患者图像。
背景技术：
临床或健康护理环境是拥挤、要求严格的环境.因此，高度希望 利用超声技术将对比成像应用到3D和4D图像以提高效率，其中用 户能够基于患者当前或以前检查的图像来观察患者图像.此外，通 过利用3D和/或4D对比成像以便更准确诊断患者的能力对于执业医
生和/或技师以及患者都非常有价值。
除了其它疾病之外，超声波在产科成像以及治疗和/或检测肾结 石，外周血管疾病，颈部动脉血管狭窄(其可导致中风)，和深静脉 血栓(其可导致中风，冠状动脉堵塞或肺栓塞)中起到非常重要的作 用。超声波也应用于诸如像活组织检查和引流的成像指导的介入 中.
超声技术利用高频声波以实时观察体内的软组织结构。超声图像 被视为静态的二维(2D)图像.然而，利用当前的技术，可以得到3D 图像和实时观察的3D图像(即4D图像)。
3D和4D成像具有超过2D技术的诸多优点。例如，通过为诊断 过程提供独特的信息和透视，观察3D和4D的超声图像可极大地提 高诊断进程，利用3D和4D图像可显著降低诊断的不准确度，因为 更加清晰的3D和4D图像会使得对复杂结构的理解更为容易.3D和 4D技术结合体积数据使得可能从多角度来分析相关组织。利用3D和 4D技术，可获得二维扫描不可能获得的冠状图像平面和解剖图像. 此外，由于3D和4D技术通过来自体积数据的增强透视允许全面检 查，因而可获得更高质量和数量的信息，以便提高诊断效率.利用 3D和4D成像，所有图像的平面都是可复制的(也就是，虚拟患者)， 3D和4D技术可缩短研究时间、减少患者等待的时间，以及提供更快 速的全面检查过程。
此外，4D成像可提供超过其它3D成像诊断过程的更多优点。4D 技术允许在运动的物体或器官上进行实时诊断，例如，4D成像通过 允许执业医生和/或技师观察胎儿的运动形态来对胎儿的发育下结 论，从而可提高胎儿诊断的准确度.在超声指导的活组织检查中， 由于4D技术可在所有三维图像平面完全实时地控制探针的运动，因 而4D技术可极大地提高诊断的准确度.
目前可在一些超声系统中获得3D和4D超声成像技术，然而，利 用超声对比成像来应用3D/4D技术将为临床带来显著的益处.通过 对比成像，可以看到非常细小血管中的血液流动.在对比成像中， 对比剂通过静脉注入到血管中。对比剂通常在体内只停留几分钟。 在注射后立即进行对比成像。利用对比增强动态变化来对损伤进行 检测和分类.当对比剂在体内的整个时间内需要超声波传感器保持 停留在损伤处.因为3D和4D对比成像在整个体积中获取对比信息， 所以用户能够观看肿瘤周围的血管分布.它也使得超声波传感器更 容易保持停留在损伤目标上。通过监测对比增强，利用3D和4D图 像的对比成像可允许执业医生和/或技师更容易识别肿瘤.
由专职医护人员利用3D和4D技术来帮助观察和检测患者的异 常。利用3D和4D图像的对比成像可能是必要的，以便专职医护人 员来准确、高效且有效地诊断患者.利用超声技术将对比成像应用 到3D和4D图像的系统和方法将提高超声检查的准确度和效率。因 此需要利用超声技术将对比成像应用到3D和4D图像以提高诊断准 确度和效率的系统和方法，其中执业医生和/或技可基于患者当前或 以前检查的图像来观察患者图像.

发明内容
在本发明的配置的一些实施例中，超声成像系统包括用来获取超 声图像数据的超声机(ultrasound machine)和将超声图像数据转 换为对比增强的3D和/或4D图像的处理器。超声成像系统还可进一 步包括可适于生成CTI图像数据的CTI处理器，和/或可适于生成TIC 图像数据的TIC处理器.
在其它实施例中，用于获取超声图像的方法包括提供用于获得超
声图像数据的超声机以及提供用于将超声图像数据转换为3D和/或 4D对比增强图像的处理器.该方法还可进一步包括提供可适于生成 CTI图像数据的CTI处理器，和/或可适于生成TIC图像数据的TIC 处理器。
在其它实施例中，用于获取3D和/或4D对比增强超声图像的方 法包括提供对比增强剂，提供用于获得超声图像数据的超声机，以 及提供用于利用对比增强剂将超声图像数据转换为3D和/或4D对比 增强图像的处理器。
在其它实施例中，用于获取3D和/或4D对比增强超声图像的方 法包括获取超声图像数据并将此超声图像数据转换为三维(3D)或 四维(4D)对比增强图像，
仍在其它实施例中，3D和4D对比成像系统可包括用于获取图像 数据的超声机.该系统还可包括3D/4D处理器，用于将上述图像数 据转换为一个或多个对比增强图像，所述一个或多个对比增强图像 是3D和4D图像中的一个或多个。此外，该系统可包括一个或多个 显示器，其适于显示i) 一个或多个对比增强图像；ii)使用CTI 处理器的一个或多个重建的CTI图像，和/或iii)使用TIC处理器 的一个或多个TIC曲线；该系统还可包括能够存储图像数据的一个 或多个存储服务器，其中图像数据包含一个或多个对比增强图像， CTI图像数据，TIC图像数据， 一个或多个重建的CTI图像，和/或 一个或多个TIC曲线.
在另外的实施例中，用于将对比成像应用到3D和4D图像上的方 法包括将由声机获取的图像数据转换为一个或多个对比增强图像， 所述一个或多个对比增强图像为3D图像和/或4D图像。该方法还 可包括基于该一个或多个对比增强图像使用CTI处理器生成一个或 多个重建的CTI图像，和/或基于该一个或多个对比增强图像使用TIC 处理器生成一个或多个TIC曲线.此外，该方法还可包括在一个或 多个存储服务器中存储一个或多个对比增强图像， 一个或多个重建 的CTI图像，和/或一个或多个TIC曲线.该方法还可包括显示一 个或多个对比增强图像， 一个或多个重建的CTI图像，和/或一个或 多个TIC曲线.
此外，其它实施例包括含有一组计算机指令的计算机可读的存储 介质。在一些实施例中，该组指令包括图像转换程序，用于将由超 声机获取的图像数据转换为一个或多个对比增强困像，所述对比增
强图像为3D和/或4D图像。该组指令还可包括重建程序，用于基于 该一个或多个对比增强图像使用CTI处理器重建一个或多个CTI图 像。此外，该组指令还可包括生成程序，用于基于该一个或多个对 比增强图像使用TIC处理器生成一个或多个TIC曲线.该组指令还 可包括存储程序，以存储一个或多个对比增强图像， 一个或多个CTI 图像，和/或一个或多个TIC曲线。该組指令还包括显示程序，用 于显示一个或多个对比增强图像， 一个或多个CTI图像，和/或一个 或多个TIC曲线.


图1示出根据本发明的实施例所使用的3D和4D对比成像系统； 图2示出时间平面显示器中的对比断层成像(contrast
tomography imaging)的例子，此图显示按时间顺序在每一体积中
的相同图像平面；
图3示出时间体积显示器中的对比断层成像的例子。此图显示通
过组合按时间顺序在所有体积中的相同.图像平面而形成的体积图
像；
图4示出显示作为时间函数的区域或体积内的平均对比强度的 图的例子；
图5示出空间内的对比断层成像.此图显示体积中的多个图像平
面；
图6示出根据本发明的实施例的方法的流程图，此方法用于利用
超声技术将对比成像应用到3D和4D困像上.
当结合附图阅读时，可以更好地理解上述内容以及下述对本发明 的一些实施例的详细描述.为了说明本发明的目的，在图中示出了 一些实施例.但是，应该理解本发明并不限于在图中所示的配置和 手段。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例所使用的3D和4D对比成像系统 100。系统100包括超声机110，图像处理器120和/或3D/4D处理器 130， 3D/4D处理器存储器140，体积信号处理器150 ，对比断层成 像(CTI)处理器160，时间强度曲线(TIC)处理器170，体积测量处 理器180，和显示器190.其中，CTI处理器160可包括图像剪切信 号处理电平部件162，时间体积显示器中的CTI图像重建部件164， 时间平面显示器中的CTI图像重建部件166,和/或空间内的CTI图 像重建部件168.系统100的这些部件可通过有线或无线连接在一个 或多个处理单元上进行通信，所述处理单元是诸如计算机、医疗系 统、存储设备、用户处理器和/或处理单元。系统100可以软件和/ 或硬件来实施.在一些实施例中，3D和4D对比成像系统IOO被集成 到单个单元中，或者可以多种形式集成.在实施例中，系统的用户 可以是医生、超声检查医师、执业医生和/或技师、其它的医院员工 等。因此，在3D和/或4D超声成像中使用对比刑具有增强诊断配 置的技术效果.
可使用系统IOO来提供一种解决方案，用于利用超声技术将对比 成像应用到3D和4D图像以改善诊断的准确度和效率，其中执业医 生和/或技师能够基于患者以前检查的图像来观察患者的图像，执 行超声检查的超声检查医师、执业医生、技师、或医院的其它员工 经常使用3D和/或4D图像.这些图像可以提供辅助医生观察和检测 异常的解剖图。在获取3D和/或4D图像时使用注入到体内的对比剂 通过帮助医生或执业医生诊断患者的异常带来显著的临床效果.例 如，利用对比成像，可以看到在非常细小血管中的血液流动.例如 在肺瘤识别和分类中，监控作为时间函数的对比增强变化可以提供 重要的诊断信息.在实施例中，其中3D和/或4D图像的例子包括 多平面图像，曲面图像，体积绘制图像，飞过(fly-through)图像 视图，飞绕(fly-around)图像视图，最大强度投影，和最小强度 投影。其中矢状和冠状视图是根据本发明的实施例的多平面图像视 图的例子。本领域的技术人员可由其认识到多种类型的3D和/或4D 图像和视图的子集.所提到的3D和/或4D困像的类型和任何视图只 是示例的目的，而并非旨在限制本发明，
在实施例中，超声机110通过电、机械、和/或手动地控制超声
波变换器对感兴趣的区域进行体积困像的扫描，以获取3D或4D图 像。获取单一体积形成3D图像。在一定时间量内获取多个体积图像 形成4D图像。如果图像是电或机械地获得的，则用户可以使用例如 显示器190来输入由超声波变换器使用的信息，以进行超声检查. 例如，其中，当使用显示器190控制超声波变换器进行电或机械超 声检查时，用户可以用显示器来确定一个或多个下述亊项感兴趣 的区域，获取体积的角度，获取质量(由获取时间指示)，获取的最 初平面(例如，纵向的或横向的)，和是否将要获取3D或4D图像，
在实施例中，用对比进行超声检查时，当对比剂进入动脉时，探针 的扫描方向可能会与血流方向成直线，以获取整个血管的对比图 像.在4D对比成像中，至少在初期，探针可以单向扫描，从而用户 可以相对于血流控制扫描方向。
在实施例中，其中，用户使用显示器190来观察和交互作为超声 检查结果产生的图像，并且如果电子地控制超声机110，显示器190 可用来进行超声检查.检查的图像可在图像观察器上显示，该图像 观察器是显示器190上(或可接入显示器190)的程序或应用 (application).在实施例中，其中，3D和/或4D图像可以被显 示为截面图像(也就是独立地以2D观察三个垂直3D/4D平面的每一 个)，和/或被显示为3D/4D体积绘制图像.当观察来自检查的图像 时，其中，用户可使用与体积信号处理器150、 CTI处理器160、 TIC 处理器170、和/或体积测量处理器180相关联的一个或多个应用， 例如来改变图像视图，过滤图像信息以便在图像中定位可能的异 常，和/或绘制时间强度曲线400 (如果是4D图像).与体积信号处理 器150， CTI处理器160， TIC处理器170，和/或体积测量处理器180 相关联的该一个或多个应用可与图像观察器或单独的应用集成，该 一个或多个应用为190显示器上(或可接入显示器190)的程序或应 用。在实施例中，其中，显示器190还可包括图像处理器120和/或 3D/4D处理器130， 3D/4D处理器存储器140，体积信号处理器150， CTI处理器160， TIC处理器170，和/或体积信号处理器180.图 像处理器120和/或3D/4D处理器130，体积信号处理器150， CTI处 理器160， TIC处理器170,和体积信号处理器180可以是一组命令， 其可以在3D/4D处理器存储器140或显示器190上以软件和/或硬
件来实施，诸如PACS工作站或其它工作站.在实施例中，系统100 的超声检查医师或其它用户可以观察和改变在3D/4D处理器存储器 140中存储的先前检查。在实施例中，其中，显示器190可以是触摸 板显示器，声控显示器，用按钮、旋钮等使用的显示器，和/或用键 盘/鼠标使用的显示器(例如计算机).
在实施例中，图像处理器120用于将来自超声机110的图像数据 转换为2D图像.3D/4D处理器130用于将来自超声机IIO或图像处 理器120的图像数据转换为3D或4D图像，在实施例中，在将2D图 像数据发送到处理器存储器(其可以是3D/4D处理器存储器140或者 独立的存储器)和/或3D/4D处理器130以转换为3D或4D图像之前， 图像处理器120将来自超声机110的图像数据转换为2D图像.在另 一个实施例中，超声机110将图像数据直接发送到3D/4D处理器 130。在另一个实施例中，图像处理器120和3D/4D处理器130可以 集成为一个部件，其能够将来自超声机110的困像数据转换为2D、 3D和/或4D图像.
在实施例中，在超声检查医师或其它保健医生给患者进行超声检 查之后，用3D/4D处理器存储器140存储由检查生成的图像，并且 图像数据由图像处理器120和/或3D/4D处理器130进行转换.此外， 用于生成或改变超声检查图像的参数可存储在3D/4D处理器存储器 140中，这些参数可以是由超声检查医师或其它保健医生在重建3D 或4D图像、生成TIC曲线500、或绘制3D或4D图像时生成的.可 替换的或另外的，其中，3D/4D图像可存储在显示器190上，和/或 3D/4D处理器存储器140上，其可以是PACS服务器，数据库，库， 或其它一般存储器.其中，3D/4D处理器存储器140也可以存储图像 处理器120和/或3D/4D处理器130,CTI处理器160,TIC处理器170， 和/或体积测量处理器180中的一个或多个，3D/4D处理器存储器140 可以与显示器190集成或是独立的系统，在实施例中，由3D/4D处 理器130存储的当前检查的图像显示在显示器190上.在另一个实 施例中，当在系统100的用户指令下由显示器190发出命令时，保 存的来自当前和/或先前检查的图像发送到CTI处理器160， TIC处 理器170，和/或体积测量处理器180中的一个或多个。
在实施例中，体积信号处理器150用于对体积图像进行信号处理(例如，在用户指示下根据来自显示器190的命令)。体积信号处 理器150利用信号处理来增强图像体积，并允许用户从数据中获取 最大量的信息.在实施例中，其中，用户可以使用体积信号处理器 150来平滑或增强表面紋理，最小或最大化透明度，以及提高或降低 在绘制的体积图像上的梯度光.例如，用户可以使用体积信号处理 器150最大化体积的透明度，以便更容易观察图像体积中的稠密物 质，改善超声检查医师或医生诊断患者的能力.
在实施例中，3D和4D对比成像系统100使用CTI处理器160 对图像162进行信号处理，和/或在时间体积显示器164，时间平面 显示器166中重建4D图像，和/或在空间显示器168中重建3D或4D 图像.例如，对患者进行超声检查的超声检查医师可能想观察在时 间平面显示器200中重建的CTI图像，在时间体积显示器300中重 建的CTI图像，和/或在空间显示器400中重建的CTI图像.
图2示出时间平面显示器的CTI图像200。时间平面显示器中的 CTI图像200以时间顺序在每个用户选择的体积或所有体积中显示相 同的图像平面.该图像平面可以在体积中的任一方向和位置进行选 择。如果一次需要显示太多的图像，则用户可以使用旋钮或按键来 滚动所有图像。在时间平面显示器中的CTI图像200可以使用4D图 像(或在一段时间内的多个3D图像)重建，因为图像200在一段时 间内。图3示出时间体积显示器中的CTI困像300。时间体积显示器 中的CTI图像300以时间顺序显示通过在所有体积中组合相同图像 平面形成的体积图像.时间体积显示器中的CTI图像300可以使用 4D图像(或在一段时间内的多个3D图像)重建，因为图像300在一 段时间内.时间平面显示器中的CTI图像200和时间体积显示器中 的CTI图像300对于医生或超声检查医师是有利的，因为医生或超 声检查医师可以监控作为时间函数的对比增强变化，其可有助于例 如肺瘤识别和分类。
图5示出空间显示器中的CTI图像500.空间显示器中的CTI 图像500显示在体积中的多个图像平面.空间显示器中的CTI图像 500可以使用3D图像，或者使用来自4D图像的一个体积图像重建。 空间中的CTI图像可以沿着体积中的任何取向形成，并且CTI中的 图像平面均匀间隔开。可由用户选择图像平面间的间隔.如果将要显示太多的图像平面，则可使用旋钮或按键来滚动这些图像平面.
初始的检查图像和随后重建的图像200, 300， 500可以存储在3D/ 4D处理器存储器140或单独的存储服务器上(例如，与显示器190 集成的存储服务器)。
在实施例中，CTI处理器160使用图像剪切信号处理器162来对 图像剪切进行信号处理(优选在用户的指示下根据来自显示器190 的命令).图像剪切信号处理器162利用信号处理来增强图像剪切(或 平面)，并且允许用户从数据中得到最大量的信息.在实施例中，其 中，用户可以使用图像剪切信号处理器162来平滑图像剪切中感兴 趣的区域，或者增强图像剪切中感兴趣的区域的边界(或结构)。 例如，用户可利用图像剪切信号处理器162来在每个图像平面周围 的非常薄的切片内进行平滑，以改善图像质量.图像剪切信号处理 器162可从3D/4D处理器存储器140接收原始的3D或4D图像来对 3D或4D图像进行剪切图像信号处理，或者该3D或4D图像可以是已 经由体积信号处理器150增强的图像，其需要在由CTI处理器 164-168的另一部件重建图像之前在图像剪切水平上进一步增强.如 果用户确定不需要图像剪切信号处理，则图像数据直接发送到由系 统100的用户选择的CTI困像重建部件164-168,
在实施例中，在用户指令下根据来自显示器190的命令，3D和 4D对比成像系统IOO通过对4D图像数据执行算法(或在空间显示器 168中的CTI的情况下，对3D图像数据或者对4D图像数据的时间中 的时刻执行算法)在时间体积显示器164，时间平面显示器166中重 建4D图像，和/或在空间显示器168中重建3D或4D图像.图像数 据可经由3D/4D处理器存储器140发送到CTI处理器160，并且可在 系统100用户的判断下由图像剪切信号处理器162进行改变(取决 于用户是否指示系统100执行信号处理以改善困像质量).在实施 例中，在图像数据重建成为在时间体积显示器中的CTI图像300， 时间平面显示器中的CTI图像200,或空间显示器中的CTI图像500 之后，重建的图像200， 300， 500发送到显示器190并在其上显示. 在另一个实施例中，重建CTI图像也可以作为一个或多个数据文件 输出。在实施例中，数据文件和/或重建图像200， 300, 500可存储 在3D/4D处理器存储器140或者独立的存储服务器上(例如，与显 示器190集成的存储服务器)。
在实施例中，TIC处理器170用于用曲线图400表示在区域或体 积中作为时间函数的平均对比强度。图4示出TIC曲线400的例子。 在实施例中，在用户指令下根据来自显示器190的命令，3D和4D对 比成像系统100测量用户选择区域或体积内的平均化的对比强度， 计算在每一体积图像中的强度，并描绘出作为时间函数的强度曲线 (TIC曲线)400以便通过对4D图像数据执行算法进行下一步分析. 在另一个实施例中，TIC曲线400也可作为数据文件输出，尤其是 例如作为强度和时间表，图像数据可经由3D/4D处理器存储器140 发送到TIC处理器170。在实施例中，在图像数据转换为TIC曲线400 的图表后，图表400被发送到显示器190，并在其上显示.在实施 例中，由TIC处理器170产生的TIC曲线400的图表和/或数据文件 可存储在3D/4D处理器存储器140或独立的存储服务器上(例如， 与显示器190集成的存储服务器).
在实施例中，使用体积测量处理器180来观察图像体积中感兴 趣的区域，例如，如果在观察来自超声检查的3D或4D图像之后， 用户想测量在体积图像内肺瘤上的体积，则该用户可以使用显示器 190描绘出肿瘤的边界，并使用体积测量处理器180来测量肿瘤，然 后，用户可以使用显示器190以任何角度旋转和观察肿瘤结构。在 另一个实施例中，显示器190和/或体积测量处理器180可以自动检 测体积图像内的肿瘤边界，以显示肿瘤，并测量其体积。然而在另 一个实施例中，用户可以由剖面图中的一个或两个描绘出肿瘤边界 (3D/4D图^(象可以以A, B和C三个垂直平面的截面形式显示)，显 示器190和/或体积测量处理器180自动检测剩余剖面图中的边界.
操作时，用超声机IIO对注射了对比剂的患者进行机械地、手动 地或电子地扫描。超声机IIO将图像数据发送到图像处理器120，在 此图像数据转换为2D图像，然后来自图像处理器120的图像数据发 送到3D/4D处理器130，在此2D图像数据转换为3D或4D图像数据。 可选择的，来自超声机110的图像数据可以直接发送到3D/4D处理 器130，在此来自超声检查的图像数据转换为3D或4D图像.然后， 3D或4D图像保存在3D/4D处理器存储器140中，并在显示器190 上显示。用户使用图像观察器观察显示器190上的图像。用户使用 体积信号处理器150， CTI处理器160， TIC处理器170，和/或体积 测量处理器180来观察和诊断患者.如果使用CTI处理器160或体 积测量处理器180，则超声检查医师或其它执业医生可选择使用体积 处理器150对体积图像进行体积信号处理，以改善体积图像的困像 质量.如果使用CTI处理器160，则超声检查医师或其它保健医生可 使用图像剪切信号处理器162对一个或多个图像平面进行图像平面 信号处理，以改善一个或多个图像剪切的质量.此外，如果使用CTI 处理器160，则超声检查医师或其它保健医生可选择在时间体积显示 器(如果是4D图像)166，时间平面显示器(如果是4D图像)164，和 /或空间显示器(对于3D图像或者4D图像的时间中的时刻)168中观 察CTI图像重建.重建图像200， 300， 500 (由CTI处理器160生成)， TIC曲线400 (由TIC处理器170生成)，或者重建体积测量图像(由 体积测量处理器180生成)，与用于生成重建图像200， 300， 500, TIC曲线400，或重建体积测量图像的任何参数一起，保存到3D/ 4D处理器存储器140.在其后的任何时刻，访问系统IOO的超声检 查医师或执业医生可以从3D/4D处理器存储器140中重新获得保存 的图像或图表来进一步分析和/或使用CTI处理器160、 TIC处理器 170和/或体积测量处理器180生成附加的图像。
图6示出根据本发明的实施例的方法的流程图600，此方法用于 利用超声技术将对比成像应用到3D和4D图像上。
首先，在步骤610，由超声检查医师或其它保健医生进行超声检 查，结果生成一个或一组图像.例如，超声检查医师可以通过电子 地、机械地或手动地控制超声波变换器来扫描感兴趣区域的体积图 像，进行超声检查.获取单一体积生成3D图像.获取特定时间量内 的多个体积图像生成4D图像.如果图像是电子或机械获取的，则用 户可以使用例如显示器190来输入由超声波变换器进行超声检查所 使用的信息。例如，其中，当使用显示器190来控制超声机110进 行电子或机械的超声检查时，用户可以使用显示器来确定下述中的 一个或多个感兴趣的区域，获取体积的角度，获取质量(由获取 时间指示)，获取的最初平面(例如，纵向的或橫向的)，和是否将 要获取3D或4D图像.在实施例中，用对比进行超声检查时，当对 比剂进入动脉时，探针扫描方向可以与血流方向排成直线，以获取
整个血管的对比图像。在4D对比成像中，至少在初期，探针可以单 向扫描，从而用户可以相对于血流控制扫描方向.
在步骤620,从超声机IIO获取的图像数据转换为3D或4D图像。 在实施例中，使用图像处理器120将来自超声机110的图像数据转 换为2D图像。使用3D/4D处理器130将来自超声机110的图像数据 转换为3D或4D图像。在实施例中，在将2D图像数据发送到处理器 存储器(其可以是3D/4D处理器存储器140或者独立的存储器)和/ 或3D/4D处理器130以转换为3D或4D图像之前，图像处理器120 将来自超声机110的图像数据转换为2D图像.在另一个实施例中， 超声机IIO将图像数据直接发送到3D/4D处理器130.在另一个实施 例中，图像处理器120和3D/4D处理器130可以集成为能够将来自 超声机110的图像数据转换为2D、 3D和/或4D图像的一个部件.
然后，在步骤630,将3D或4D图像保存在3D/4D处理器存储器 140上，并在显示器190上显示该图像，在实施例中，在用户对患者 进行超声检查之后用3D/4D处理器存储器140保存由检查生成的图 像，并且图像数据由困像处理器120和/或3D/4D处理器130进行转 换。此外，用于生成或改变超声检查图像的参数可保存到3D/4D处 理器存储器140，这些参数可以是由用户在重建3D或4D图像，生成 TIC曲线500，和/或绘制3D或4D图像时生成的.可替换的或另外 的，3D/4D图像可存储在显示器190上和/或3D/4D处理器存储器140 上，其尤其可以是PACS服务器，数据库，库，或其它一般存储器. 3D/4D处理器存储器140尤其还可以存储图像处理器120和/或3D/4D 处理器130， CTI处理器160， TIC处理器170，和/或体积测量处理 器180中的一个或多个.3D/4D处理器存储器140可以与显示器190 集成或是独立的系统.在实施例中，由3D/4D处理器140存储的当 前检查的图像显示在显示器190上.在另一个实施例中，当在系统 100的用户指令下由显示器190发出命令时，保存的来自当前和/或 先前检查的图像发送到CTI处理器，TIC处理器，和/或体积测量处 理器中的一个或多个.
接下来，在步骤640，用户与显示器190进行交互。尤其，通过 与显示器190交互来旋转图像和缩小或放大图像内的各种结构，使 用系统100的用户可以观察来自超声检查的原始图像.如果观察4D
图像，则用户也可以使用例如与显示器190相关联的按键或旋钮来 逐个体积地(在一段时间内)仔细检查4D图像，此外，用户可对原 始的3D或4D图像执行多种作用，以简便、快速且有效地诊断患者。
例如，用户可使用体积信号处理器150来增强图像体积，并允 许用户由数据中获取最大量的信息.在实施例中，尤其，用户可以 使用体积信号处理器150来平滑或增强表面紋理，最小或最大化透 明度，以及提高或降低梯度光.例如，用户可以使用体积信号处理 器150最大化体积的透明度，以便更容易观察绘制的体积图像中的 稠密物质，改善超声检查医师或医生诊断患者的能力.
在另一个实施例中，用户可使用TIC处理器170用图表400表 示在区域或体积中作为时间函数的平均对比强度，在用户指令下根 据显示器190的命令，3D和4D对比成像系统100测量用户选择区域 或体积内的平均化的对比强度，计算在每一体积图像中的强度，并 描绘出作为时间函数的强度曲线(TIC曲线)400以便通过对4D图像 数据执行算法进行下一步分析。图像数据可经由3D/4D处理器存储 器140发送到TIC处理器170.在实施例中，在图像数据转换为TIC 曲线400的图表后，困表400被发送到显示器190并在其上显示. 在实施例中，由TIC处理器170产生的TIC曲线400的图表可存储 在3D/4D处理器140或独立的存储服务器上(例如，与显示器190 集成的存储服务器).
用户也可以使用体积测量处理器180来观察图像体积中感兴趣 的区域，例如，如果在观察来自超声检查的3D或4D图像之后，用 户想观察在体积图像本身内的特定结构，则用户可以使用显示器190 来选择该结构的边界，并且使用体积测量处理器180，显示器190将 显示3D或4D图像结构本身.然后，用户可以使用显示器190以任
何角度旋转图像结构和观察图像结构.在另一个实施例中，显示器 190和/或体积测量处理器180可以自动检测体积困像内的结构边界 以进行显示.在另一个实施例中，用户可以由三个剖面图中的一个 或两个描绘肺瘤边界，并且显示器190和/或体积测量处理器180自 动检测剩余剖面图中的边界，并计算肿瘤体积.
在另一个例子中，超声检查医师或其它执业医生可以使用CTI 处理器160对图像162进行信号处理和/或在时间体积显示器164，
时间平面显示器166中重建四维图像，和/或在空间显示器168中重 建3D或4D图像.例如，对患者进行超声检查的超声检查医师可能 想观察在时间平面显示器中重建的CTI图像200，在时间体积显示器 中重建的CTI图像300,和/或在空间显示器中重建的CTI图像400。 在用户指令下根据显示器190的命令，3D和4D对比成像100通过对 4D图像数据执行算法(或在空间显示器168中的CTI的情况下，对 3D图像数据或者对4D图像数据的时间中的时刻执行算法)在时间体 积显示器164，时间平面显示器166中重建4D图像，和/或在空间显 示器168中重建3D或4D图像。图像数据可经由3D/4D处理器存储 器140发送到CTI处理器160，并且可在系统100的超声检查医师或 其他用户的判断下由图像剪切信号处理器162进行改变(取决于用 户是否指示系统IOO执行信号处理以改善图像质量).
然后，在步骤650，根据由用户(例如超声检查医师或其它执业 医生)给系统100的命令更新显示器.如果TIC曲线或重建图像是由 超声检查医师或其它执业医生生成的，则那些TIC曲线、重建图像， 和用于生成TIC曲线和/或重建图像所使用的任何参数可存储到 3D/4D处理器存储器，显示器190，和/或另一存储服务器。例如， 在图像数据重建成为时间体积显示器中的CTI图像300，时间平面 显示器中的CTI图像200，或空间显示器中的CTI图像500之后， 重建的图像200, 300， 500发送到显示器190并在其上显示。重建 图像200， 300， 500也可以存储在3D/4D处理器存储器140或者独 立的存储服务器上(例如，与显示器190集成的存储服务器).
因此， 一些实施例加速和提高了医生，超声检查医师，或其它执 业医生在患者超声检查中观察和诊断异常的生产率.提高的生产率 包括可以进行诊断的速度，和基于诊断生成的报告的准确度。
虽然参考一些实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人 员将理解在不脱离本发明的范围下可以进行多种改变和用等同物进 行取代。此外，在不脱离本发明的范围下可进行多种变型以适应本 发明教导的特定情形或材料.因此，本发明意旨不限于所公开的特 定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施 例。
部件列表
100 3D和4D对比成像系统
110超声机
120图像处理器
130 3D/4D处理器
140 3D/4D处理器存储器
150体积信号处理器
160 CTI处理器
162图像剪切信号处理器
164时间体积显示器中的CTI重建部件
166时间平面显示器中的CTI重建部件
168空间显示器中的CTI重建部件
170 TIC处理器
180体积测量处理器
190显示器
200时间平面显示器中的CTI图像 300时间体积显示器中的CTI图像 400 TIC曲线
500空间显示器中的CTI图像
600流程图
610步骤
620步骤
630步骤
640步碟
650步棵
权利要求
1.一种超声成像系统(100)，包括用于获取超声图像数据的超声机(110)；以及用于将超声图像数据转换为对比增强的三维(3D)或四维(4D)图像的处理器(130)。
2. 如权利要求1所述的超声成像系统(IOO)，还包括下述中的至 少一个对比断层成像(CTI)处理器(160)，其中所述CTI处理器(160) 适于生成CTI图像数据；以及时间强度曲线(TIC)处理器(170)，其中所述TIC处理器(170) 适于生成TIC图像数据。
3. —种用于获取超声图像的方法，包括 获取超声图像数据；以及将所述超声图像数据转换为三维(3D)或四维(4D)对比增强图像。
4. 如权利要求3所述的方法，还包括提供下述中的至少一个 对比断层成像(CTI)处理器(160)，其中所述CTI处理器(160)适于生成CTI图像数据；以及时间强度曲线(TIC)处理器(170)，其中所述TIC处理器(170) 适于生成TIC图像数据。
5. 如权利要求3所述的方法，还包括提供对比增强刑，用于将所述超声图像数据转换为3D或4D对比 增强图像。
6. 如权利要求5所述的方法，还包括提供下述中的至少一个 对比断层成像(CTI)处理器(160)，其中所述CTI处理器(160)适于生成CTI图像数据；以及时间强度曲线(TIC)处理器(170)，其中所述TIC处理器(170) 适于生成TIC图像数据，
7. 如权利要求3所述的方法，还包括提供对比增强剂，用于将所述超声图像数据转换为3D或4D对比 增强图像；以及利用所述对比增强图像将所述超声图像数据转换为3D或4D对比增强图像。
8.如权利要求7所述的方法，还包括提供下述中的至少一个 对比断层成像(CTI)处理器(160),其中所述CTI处理器(160)适于生成CTI图像数据；以及时间强度曲线(TIC)处理器(170)，其中所述TIC处理器(170)适于生成TIC图像数据。
全文摘要
本发明涉及用于三维和四维对比成像的系统和方法。对比增强剂增强3D和/或4D超声图像，通过其超声机(110)获取超声图像数据，以及处理器(130)利用对比增强剂将超声图像数据转换为对比增强的3D和/或4D图像。多种其它实施例还包括CTI处理器(160)，其可适于生成CTI图像数据；和/或TIC处理器(170)，其可适于生成TIC图像数据。
文档编号A61B8/00GK101164499SQ20071016223
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月8日 优先权日2006年10月3日
发明者K·N·拉孔特, S·西里沃卢, 潘丽虹 申请人:通用电气公司