[发明专利]基于超声的最优器官分割

说明书

技术领域

本公开内容涉及医学仪器并且更具体地涉及用于成像应用的图像分量分割的系统、方法和用户接口。

背景技术

超声(US)是一种低成本的、易于使用的成像模态，其被广泛用于流程内实时引导和处置监测。超声图像分割主要由针对作为朝向尺寸测量(例如肿瘤尺寸和范围)的步骤的在B模式图像中提取器官边界的临床需要来驱动。US图像中的器官的几何边界的显现主要依赖于组织层之间的声学阻抗。尽管其低成本和易于使用，但是US的B模式成像并不一定是最适合解剖成像的。与其他成像模态(例如磁共振(MR)和计算机断层摄影成像(CT))相比，B模式US图像遭受差的信噪比和背景斑点噪声。现有的基于超声的分割方法利用来自B模式图像的像素(或3D中的体素)信息作为度量计算器的输入(其中“度量”是指计算的量，即信噪比(SNR)、对比度、纹理等)。

由于B模式图像上的等回声像素值，US B模式图像也受到器官和其紧挨着的周围组织(例如前列腺-膀胱、前列腺-直肠壁)之间的差对比度的问题影响。这限制了许多现有的自动分割方法的鲁棒性。手动分割仍然是唯一可能的备选方案，并且利用该方法可实现的准确性在很大程度上依赖于临床医生的技术水平。手动US分割中的操作者间可变性大约为5mm，其中Dice系数(相似度度量)比MRI分割低20-30％。

发明内容

根据本原理，一种分割选择系统包括换能器，所述换能器被配置为发送和接收用于对对象进行成像的成像能量。信号处理器被配置为处理接收到的成像数据以生成经处理的图像数据。分割模块被配置为基于成像数据和/或经处理的图像数据的特征或特征的组合来生成对象的多个分割。选择机制被配置为选择多个分割中最好地满足用于执行任务的准则的一个分割。

另一分割选择系统包括超声换能器，所述超声换能器被配置为发送和接收用于对对象进行成像的超声能量。B模式处理器被配置为处理接收到的成像数据以生成经处理的图像数据。分割模块被配置为基于输入数据和分割度量的一个或多个组合来生成对象的多个分割。图形用户接口准许用户选择成像数据和/或经处理的图像数据的特征或特征的组合以生成多个分割并且选择最好地满足用于执行任务的准则的分割。

一种用于分割选择的方法包括：接收用于对对象进行成像的成像能量；对接收到的数据进行图像处理以生成经处理的图像数据；基于原始成像数据和/或经处理的成像数据的特征或特征的组合来生成对象的多个分割；并且选择多个分割中最好地满足分割准则的至少一个分割。

本公开的这些和其他目的、特征和优点将从要结合附图进行阅读的其说明性实施例的以下详细描述变得显而易见。

附图说明

本公开内容将参考以下附图详细地呈现优选实施例的以下描述，其中：

图1是示出了根据一个实施例的具有分割选择模块的成像系统的框图/流程图；

图2是示出了根据一个实施例的用于生成多个分割的分割选择模块的数据或信号输入的框图/流程图；

图3是示出了根据一个实施例的用于提供选择准则并选择分割的说明性图形用户接口的示图；以及

图4是示出了根据说明性实施例的分割选择方法的流程图。

具体实施方式

根据本原理，提供了一种系统和方法来估计来自单个成像模态(例如超声(US))的多个分割的最优分割。多个分割可以采用例如沿着B模式(亮度模式)图像形成的原始波束相加的US射频(RF)数据和/或其他数据度量，并结合各种分割度量。手动和自动方法都可以能由用户通过用户接口来选择以选择最优分割。

通过检测原始RF数据的包络来创建超声B模式图像，跟着进行对数压缩和扫描转换。对数数据压缩准许对大范围回声的并行可视化。然而，这也抑制了对实现准确分割至关重要的图像对比度的细微变化。根据本原理，(在生成传统B模式数据之前)在不同的US数据形式中提供分割度量的计算。分割将根据一个或多个度量(纹理、对比度等)导出。基于使用的数据矩阵和分割度量，将向用户呈现多个分割输出，其中可能手动或自动选择最优分割。选择的分割将被叠加在屏幕上可视化的B模式图像上，而不会从用户的角度增加任何复杂性。总体而言，未经处理的RF数据可能富含关于研究中的器官和组织之间的边界的信息。在分割过程中包含补充B模式图像的几种不同的数据流能够导致对斑点噪声较不敏感的更准确的分割。因此，提供了在预先记录的压缩的数据上的多通道分割度量的计算。本原理增加了分割算法的准确性和鲁棒性，从而改进临床工作流程并使临床工作流程流水线化。