[发明专利]确定引导信号和用于为手持式超声换能器提供引导的系统

说明书

本发明涉及用于提供引导信号的设备和方法。设备优选涉及移动式设备，例如，移动平板电脑。设备包括输入单元、显示器和处理单元。经由输入单元来提供人类对象的表面的三维轮廓图像，例如由相机采集图像。设备还包括存储器。存储器存储人类参考模型，人类参考模型在统计上表示虚拟人类对象。在实践中，通常情况是由人类参考模型表示的表面轮廓不会立即适配到人类对象的表面轮廓。因此，处理单元被配置为调整人类参考模型，从而得到经调整的模型，使得由经调整的模型表示的表面轮廓适配到(真实的)人类对象的表面轮廓。此外，图像被采集为在人类对象前面的手持式超声换能器的所谓的跟踪图像。处理单元被配置为在跟踪图像中识别手持式超声换能器并且基于此来确定换能器姿态。在实践中，手持式超声换能器将以目标姿态被布置在人类对象的表面上，以便扫描人类对象的期望扫描区域。扫描区域可以涉及人类对象的内部器官。基于实际换能器姿态和期望的目标姿态，处理单元被配置为确定引导信号，该引导信号指示如何移动和/或旋转手持式超声换能器以达到期望的目标姿态。

技术领域

本发明涉及用于确定引导信号的设备和方法。本发明还涉及用于为手持式超声换能器提供引导的系统。此外，本发明涉及计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

手持式超声换能器是已知的并且用于基于超声应用的诊断成像技术。术语“超声”也可以被称为超声波。手持式超声换能器可以用于医学诊断研究、疾病表征和/或术中引导和/或成像。手持式超声换能器可以用作“手持式”设备或移动式设备。因此，手持式超声换能器能够非常灵活地进行定位和/或定向并且相对于人类对象以任意位置和/或取向进行布置。经由手持式超声换能器进行的超声成像具有成本效益并且是可移动的和已经可用的。经由手持式超声换能器采集的超声图像的值通常取决于操纵手持式超声换能器的操作者的技能。特别地，将手持式超声换能器导航到最佳换能器位置和/或最佳换能器取向以采集用于给定的筛查和/或诊断任务的超声图像通常是困难的。因此，通常只有专业医学人员(例如，放射科医师、超声医师、心脏病专家和/或其他受过训练的医师)才能经由手持式超声换能器进行适当的超声检查。

US 2013/0237811A1涉及用于跟踪和引导传感器和仪器的方法和系统。所述文献公开了一种超声换能器，其示出了具有机器视觉相机系统的壳体。集成的相机观察诸如患者身体之类的目标并且确定超声换能器在空间中的x位置、y位置、z位置以及相对于目标的俯仰取向、偏转取向和滚动取向。将在一个时间点时的位置和取向与在同一时间点时的超声扫描一起保存在记录文件中，作为空间配准扫描。然后，比较身体的同一区域的空间配准扫描，以便减少斑点中的超声伪影，并且能够细化组织类型和弹性体性质。能够向用户显示组织的三维模型。另外，公开了一种空间配准装置，其包括具有用于由至少一个处理器运行的指令的存储器，所述至少一个处理器被配置为使用由相机捕获的图像来确定超声换能器相对于目标的空间位置和取向。另外，显示器能够与处理器操作性地连接，显示器被配置用于显示根据所确定的空间位置和取向所创建或细化的目标的三维表示以及来自超声换能器的输出。显示器还能够用于显示感兴趣物品的位置或传感器探头相对于医学仪器的保留位置和取向。显示可以包括图形引导元素，例如，方向箭头。

虽然先前讨论的文献可以提供图形引导元素并且使用对身体的同一区域的多个空间配准扫描来实现比较目的和减少斑点中的超声伪影，但是如果手持式超声换能器不是由医学专家来操作的话，对于提供可靠的超声图像来说仍然会存在问题。

发明内容

可能需要自动引导来允许无经验的操作者对手持式超声换能器相对于人类对象进行定位和/或定向，使得可以经由手持式超声换能器采集可靠的超声图像。

通过每个独立权利要求的主题解决了本发明的目的。在相应的从属权利要求中包含了其他实施例。应当注意，下面对本发明的描述的各个方面至少可以以类似的方式应用于设备、系统、方法、计算机程序单元以及计算机可读介质。