[发明专利]用于超声图像的3D获取的方法和系统

说明书

本发明涉及3D超声图像获取的方法以及实施该方法的系统。提出的方法检测当前超声图像(401，402)是否在感兴趣体(301)中具有至少一个像素，其中在当前图像(401，402)在感兴趣体(301)中没有像素的情况下，丢弃当前图像(401，402)，否则当前超声图像(401，402)被分割并且被组合到在显示器(101)上实时显示并且特别地重叠在显示的预获取图像(305)上的、要被生成的所述3D模型(403)上，其中特别地在新的当前超声图像(401，402)被组合到3D模型(403)的情况下，更新显示器(101)上显示的3D模型(403)。另外，在超声图像(401，402)获取后计算要生成的3D模型(403)的质量测量，当所述质量测量达到预定义水平时结束所述超声图像(401，402)的所述获取。

说明书

本发明涉及在生物软组织的超声(US)成像中使用的方法和系统。更具体地，其涉及具有向用户交互实时反馈的US获取协议。方法允许对用于(不限于)图像引导的手术或诊断干预以及在此期间的感兴趣的特定的解剖结构的快速和准确的成像和定位。尤其是内部器官，诸如肝脏。另外，本发明确保特别是对于诊断、分割(例如将数字图像分割为与诸如血管等成像对象的特征对应的两个或更多的区域)和登记的进一步图像处理的满意图像内容。

背景技术

由于基于解剖结构的3D表示的应用的高潜能，三维(3D)超声成像被增加使用并且变得在临床环境中广泛地使用。在传统的二维(2D)超声成像中，医师在用手移动超声换能器的同时在感兴趣的区域获取一系列图像。基于所使用的动作模式和内容，他随后执行基础解剖的心理上的3D重建。这种心理过程具有各种缺点：丢失定量信息(解剖结构之间的距离、与其他器官相关的准确位置之间的距离等)以及结果3D信息依赖于并且仅被知晓于执行扫描的医师。

使用3D超声(US)成像以及图像数据的适当处理显著地帮助消除上述缺陷。3D回波描记术(echography)的另外的益处如下：在3D体中保留了在所谓的2D切片当中的空间关系，其允许由另一个医师预先记录的超声图像的离线检测。使用所谓的任意平面切片技术，由于被患者的其他结构施加的几何约束导致不能被获取的图像平面现在可以被容易地渲染。另外，可以通过体可视化以及准确体评估[1]大大改善诊断任务。

使用复杂的超声系统获取3D US-图像，在各种专利申请中对其进行了描述。主要存在两个方法获得3D数据：其一是使用允许扫描感兴趣体的2D相位阵列探针，另一个是从使用在感兴趣区域上移动的标准超声获取的一系列2D图像重建3D体。

2D相位阵列探针技术使用压电元件的二维阵列。通过电气地导引阵列元件来扫描体。已经介绍专用3D US探针用于主要在产科和心脏成像中的实时3D体获取。典型的设备示例是730(GE医疗系统)和(飞利浦医疗系统,Bothell,WA,USA)。两个系统都旨在所有空间方向(轴向、横向和立向)上生成具有典型40体每秒的高获取率的高质量3D US图像。使用这种技术可以获得完整填充的3D体。

此技术的主要缺点是视野被探针的尺寸限制并且如此的探针昂贵并且只存在于高端超声设备中。一个替代是如[2]、[3]所提议的、从一系列2D图像中组合3D扫描。这种技术使用标准超声探针(1-D压电阵列)以及扫描感兴趣区域的不同方法(探针解译、探针旋转、使用探针位置追踪的自由臂扫描)。用于3D图像的超声系统、探针和方法是现有技术并且在[4-10中]被描述。在所谓自由臂超声探针的情况下，需要自由臂超声校准[11]。为了确保均匀并且完全填满3D体，可以使用均匀速度、相等方向和角度执行数据获取，如[6]所述。为了克服获取伪影，复杂的重建以及组合算法已经在US6012458A and[12]中作为示例被描述。