超声扫描控制装置和方法、超声成像系统、存储介质与流程

文档序号:30601442发布日期:2022-07-01 21:43阅读:114来源:国知局
超声扫描控制装置和方法、超声成像系统、存储介质与流程

1.本发明涉及超声成像领域,尤其是涉及一种超声扫描控制装置和方法、超声成像系统、以及用于执行该超声扫描控制方法的计算机可读存储介质。


背景技术:

2.超声成像设备通常利用包括超声换能器的扫描组件发射超声波信号,并接收回波信号进行成像。
3.超声成像装置在许多身体器官的扫描中都用重要应用。例如,全场乳房超声扫描装置可用于在一个或多个平面中对乳房组织成像。全场乳房超声扫描过程中,通常需要扫描组件对于待扫描组织(如,乳房)施加一定的压力以压迫待扫描组织进行成像。上述压力的控制和调节对于扫描成像具有重要意义。现有技术中,用户需要根据自身经验花费较长的时间来调节上述压力,并且容易由于压力调节不当造成一些问题,一方面,过小或者过大的压力将会影响超声图像质量;另一方面,过高的压力有可能使扫描对象难以忍受这时,需要完全释放压力后重新开始加压和调压的步骤;另外,过高的压力还有可能对扫描对象的安全构成危害。


技术实现要素:

4.本发明的一方面提供一种超声扫描控制方法,包括:控制扫描组件对对象的待扫描组织施加初始压力;获取不同初始压力下的第一超声图像;基于所述不同初始压力下的第一超声图像确定压力范围;以及,在所述压力范围内确定执行超声诊断扫描时所述扫描组件对所述待扫描组织的压力。
5.本发明另一方面提供一种超声扫描控制装置,包括:控制模块,其用于控制扫描组件对对象的待扫描组织施加初始压力;第一图像获取模块,其用于获取不同初始压力下的第一超声图像;压力范围确定模块,其用于基于所述不同初始压力下的第一超声图像确定压力范围;以及,压力确定模块,其用于在所述压力范围内确定执行超声诊断扫描时所述扫描组件对所述待扫描组织的压力。
6.本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序被运行时执行上述方法。
7.本发明另一方面提供一种超声成像系统,包括:
8.扫描组件,其用于对对象的待扫描组织进行参考扫描和正式扫描以分别获取参考图像和超声诊断图像;以及,
9.控制器,所述控制器用于执行以下操作:在参考扫描中控制所述扫描组件对所述待扫描组织施加逐渐增大的初始压力;基于不同初始压力下的参考图像确定压力范围;以及,基于远程发送的压力调节信号在所述压力范围内调节所述初始压力,以作为所述正式扫描时所述扫描组件对所述待扫描组织的压力。
10.应理解,提供上文的简要描述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步
描述的一些概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征,其范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决在上文中或在本公开的任一区段中所提及的任何缺点的实现。
附图说明
11.参考所附附图,通过阅读下列非限制性实施例的描述,本发明将被更好的理解,其中:
12.图1示出了一些实施例中的超声成像装置透视图;
13.图2示出了一些实施例的超声成像系统的内部结构剖面图;
14.图3示出了一些实施例的各种超声成像系统的示意框图;
15.图4示出了本发明一些实施例的扫描控制装置的示意框图;
16.图5示出了根据本发明一个示例的超声扫描控制流程的流程图;
17.图6示出了本发明一些实施例的扫描控制方法的流程图。
具体实施方式
18.以下将描述本发明的具体实施方式,需要指出的是,在这些实施方式的具体描述过程中,为了进行简明扼要的描述,本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是,在任意一种实施方式的实际实施过程中,正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中,为了实现开发者的具体目标,为了满足系统相关的或者商业相关的限制,常常会做出各种各样的具体决策,而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外,还可以理解的是,虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的,然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言,在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计,制造或者生产等变更只是常规的技术手段,不应当理解为本公开的内容不充分。
19.除非另作定义,权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,也不限于是直接的还是间接的连接。
20.尽管本发明的一些实施例在人类乳房超声的特定环境中呈现,但应当理解,本发明适用于任何外部可接近的人类或动物身体部位(譬如,腹部,腿部,脚部,手臂,脖子等)的超声扫描。
21.图1示出了根据一些实施例的超声成像系统102的透视图。如图1所示,超声成像系统102包括框架104、处理器壳体105、支撑臂106、扫描组件108以及显示器110。扫描组件108可以通过球窝连接器(例如,球形接头)112连接到支撑臂106的第一端120。支撑臂106的第二端连接框架104(例如,支撑臂106的第二端伸入框架104中)。
22.显示器110可以连接框架104。在一些示例中,显示器110在支撑臂106进入框架104所在的接口处连接到框架104。由于直接连接到框架104而不是支撑臂106,显示器110不会影响支撑臂106的重量及其平衡机构。
23.如上所述,支撑臂106包括铰链接头114。铰链接头114将支撑臂106分成第一臂部分和第二臂部分。第一臂部分连接到扫描组件108,第二臂部分连接到框架104。铰链接头114允许第一臂部分相对于第二臂部分和框架104旋转。例如,铰链接头114允许扫描组件108相对于第二臂部分和框架104横向且水平地平移但不垂直地平移。以这种方式,扫描组件108可以朝向框架104旋转或远离框架104旋转。然而,铰链接头114被构造成允许整个支撑臂106(例如,第一臂部分和第二臂部分)作为一个整体竖直地移动(例如,一起向上和向下平移)。
24.在一个实施例中,支撑臂106被配置并适配成使得扫描组件108在空间中是中性浮力的,或者具有用于乳房压迫的轻净向下重量(例如,1-2kg),同时允许容易的用户操作。在替代实施例中,支撑臂106被构造成使得扫描组件108的扫描部件定位在对象的待扫描组织(例如乳房组织)上期间在空间中是中性浮力的。然后,在定位扫描组件108之后,可以调整超声成像系统102的内部部件以使扫描组件108施加期望的向下重量以用于乳房压迫和增加的图像质量。在一个示例中,向下重量(例如,力)可以在2-11kg的范围内。
25.扫描组件108可以包括壳体以及附接在壳体下方的膜组件,膜组件包括处于基本上拉紧状态的至少部分贴合的膜118,用于在乳房组织被压迫时接触在组织表面,扫描组件108的扫描仪(例如包括超声换能器)设置在膜118的上表面处,以透过膜118扫描乳房组织。
26.如上所述,扫描组件108通过球形接头112连接到支撑臂106。球形接头112可以包括用于将球形接头112锁定就位的锁定机构,并且由此相对于支撑臂106保持扫描组件108静止。此外,球形接头112也可以被配置为仅进行旋转而不在多个方向上移动如摆动。
27.支撑臂106的第二端可以连接负载,该负载可以增加施加到扫描组件108被放置于其上的组织的压力和压迫量。此外,增加施加到扫描组件的负载增加了扫描组件在待扫描组织上的有效重量。在一个示例中,加大负载可以压迫患者的组织,诸如乳房。以这种方式,可以在扫描期间与扫描组件108一致地施加变化量的压力(例如,负载),以便利用超声换能器得到高质量图像。
28.在正式扫描之前,用户(例如,超声技术人员或医师)可将扫描组件108定位在患者或组织上。一旦扫描组件108被正确定位,可以自动地或手动地调节患者组织上的扫描组件108的重量(例如,调节压迫量)。然后,可以开启正式扫描流程。
29.图2示出了超声成像系统102的内部结构剖面图。超声成像系统102的框架104内部包括了具体用于扫描组件108(图2未示出)有效重量调节的部件。具体而言,支撑臂106的第一端如图1所示连接所述扫描组件108,支撑臂106另一端设置于框架104的内部。框架104能够用于支撑臂106的固定以及上下移动过程中的导向。框架104内部还设置有配重201。配重201可以通过线缆202来连接支撑臂106的第二端。其中,配重201的重量可以大约等于扫描组件108与支撑臂106的重量之和。这样的设置方式下,扫描组件108在空间中是中性浮力的,或者具有用于乳房压迫的轻净向上或向下重量,同时允许容易的用户操作。为了便于配重201与支撑臂106之间的滑动连接,可以在适当的位置设置滑轮结构。如图2所示,可以在框架104顶部设置两个定滑轮:第一定滑轮207和第二定滑轮208。此外,可以在支撑臂106底
部设置动滑轮209。线缆202绕过上述三个滑轮结构,线缆202的两端可以分别固定在配重201上。这样就能够实现配重201与支撑臂之间的顺畅连接。当用户向下按压支撑臂106,支撑臂106向下运动。此时支撑臂106通过底部的动滑轮209作用于线缆202,线缆202对配重201施加向上的拉力增大而抬高配重201。相反地,当用户向上提升支撑臂106,支撑臂106向上运动。此时,支撑臂106底部的动滑轮209对于线缆202压力减小。相应地,线缆202对于配重201的拉力减小而导致配重201下降。
30.此外,还可以设置传动组件来作用于配重201,从而作用于支撑臂106底部,进而调节扫描组件108对待扫描组织的压力。参考图2,在一些实施例中,传动组件可以包括驱动单元203以及传动单元(图中未示出)。驱动单元203通过传动单元作用于配重201,以调节扫描组件108对待扫描组织的压力。这样的设置方式,能够实现通过电气控制驱动单元203来调节扫描组件108的压力。例如,用户可以采用手动的方式调节完扫描组件108的位置使其贴近待扫描组织表面。此时,扫描组件108作用于待扫描组织的压力仍然是较小的。随后,驱动单元203可以响应来自于控制模块(例如下文将描述的控制单元350)的控制信号,以带动传动单元作用于配重201,从而进行上述压力的自动调节。
31.上文描述可知,在驱动单元203未作用于配重201时,配重201的重力gweight大体上全部作用于支撑臂106的底部,即配重201对于支撑臂106底部的作用力fweight与gweight在数值上相等。而如上文所述,gweight可以被设置为大体上等于支撑臂106的重力garm与扫描组件108gscanner之和。此时,将实现fweight=garm+gscanner,扫描组件108基本不作用于待扫描组织。当需要对待扫描组织施加特定压力时,可以控制驱动单元203对配重201施加一驱动力fmotor,此时fweight将小于garm+gscanner。扫描组件108由于fweight的减小而受力不平衡,产生向下压待扫描组织的压力fscanner。在一些实施例中,可以基于测量得到驱动单元203的对于配重201的驱动力,获取扫描组件108对于待扫描组织的压力。
32.在一些实施例中,驱动单元203可以包括电动机结构。用户控制驱动单元203时,可以利用控制器模块(如下文将描述的扫描控制器、扫描控制装置400或者控制模块410、控制单元350或者超声引擎318)发送控制信号至驱动单元203。
33.在一些实施例中,扫描组件108被配置为在垂直于待扫描组织的方向上运动,此时,扫描组件108的向下的压力fscanner数值上等于对待扫描组织的压力。
34.处理器壳体105或扫描组件108内还可以被提供图像处理器(图中未示出),用于基于超声换能器的扫描数据产生乳房超声图像数据。在一些示例中,可以使用本领域中已知的各种数据传输方法中的任何一种将扫描数据传输到另一计算机系统以进行进一步处理,或者可以由图像处理单元处理扫描数据。还可以提供与图像处理单元集成的通用计算机/处理器,用于一般用户接口和系统控制。通用计算机可以是自包含的独立单元,或者可以由跨网络连接的远程站远程控制、配置和/或监视。
35.图3是示意性地示出超声成像系统102的框图300,包括扫描组件108、调节臂106、显示器110和扫描处理器310。在一个示例中,扫描处理器310可以包括在成像装置102的超声处理器壳体105内。如图3的实施例中所示,扫描组件108、显示器110和扫描处理器310是彼此通信的独立部件;然而,在一些实施例中,可以集成这些组件中一个或多个(例如,显示器和扫描处理器可以包括在单个部件中)。
36.首先参考扫描组件108,其至少包括超声换能器320以及驱动装置330。其中,超声换能器320包括换能器元件的换能器阵列,诸如压电元件,其将电能转换成超声波然后检测反射的超声波。超声换能器320和驱动装置330具体可以容纳在扫描组件108的壳体中,扫描组件108的壳体附接至支撑臂106,其在正式扫描期间保持静止,而超声换能器组件能够在正式扫描期间相对于壳体平移。
37.驱动装置330可以响应(例如来自控制单元350的)控制信号来驱动超声换能器320在扫描期间沿着膜118对乳房组织进行平移扫描。如图2所示,该控制单元350可以设置在扫描组件108中。在其它实施例中,也可以通过设置在超声处理器壳体105中的控制模块来对该驱动装置330进行控制。
38.扫描组件还可以包括包括存储器360。存储器360可以是非暂态存储器,其被配置成存储换能器320的各种参数,诸如换能器使用数据(例如,执行的扫描次数、扫描所花费的总时间量等),以及换能器的规格数据(例如,换能器阵列元件的数量、阵列几何形状等)和/或换能器模块320的识别信息,诸如换能器模块的序列号。存储器360可以包括可移动和/或永久设备,并且可以包括光存储器、半导体存储器和/或磁存储器等。存储器360可以包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机访问、顺序访问和/或附加存储器。在示例中,存储器360可以包括ram。附加地或替代地,存储器360可以包括eeprom。
39.存储器360可以存储可由控制器或处理器(诸如控制单元350)执行的非暂态指令,以执行如下文所述的一个或多个方法或例程。控制单元350可以用于超声换能器320的激活、驱动,还可以用于控制上述支撑臂106中的驱动装置203。然而,在其他实施例中,以上这些操作也可以经由来自扫描处理器310的信号来实现。
40.扫描组件108可选地与显示器110通信,以便如上所述通知用户重新定位扫描组件,或者从用户接收信息(经由用户输入344)。
41.现在转到支撑臂106,其包括驱动装置203,驱动装置203用于响应控制信号来调节附接在支撑臂106上的扫描组件108对待扫描组织的压力。该控制信号可以来自控制单元350或者扫描处理器310。
42.现在转到扫描处理器310,它包括图像处理器312、存储器314、显示输出316和超声引擎318。超声引擎318可以驱动换能器320的换能器元件的激活,并且在一些实施例中,可以激活驱动装置203和330。此外,超声引擎318可以从扫描组件108接收原始图像数据(例如,超声回波)。原始图像数据可以被发送到图像处理器312和/或远程处理器(例如,经由网络)并被处理以形成组织样本的可显示图像。应理解,在一些实施例中,图像处理器312可以被包括在超声引擎318中。
43.扫描组件108可以与扫描处理器310通信,以将原始扫描数据发送到图像处理器312。扫描组件108可以可选地与显示器110通信,以便如上所述通知用户重新定位扫描组件,或者从用户接收信息(经由用户输入244)。
44.信息可以经由扫描处理器310的显示输出316从超声引擎318和/或图像处理器312传送到超声成像系统102的用户。在示例中,扫描装置的用户可以包括超声技术人员、护士、或诸如放射科医师的医生。例如,可以经由显示输出316将扫描组织的经处理的图像发送到显示器110。在另一示例中,可以经由显示输出316将与扫描的参数有关的信息(诸如扫描的进度)发送到显示器110。显示器110可以包括用户界面342,其被配置为向用户显示图像或
其他信息。此外,用户界面342可以被配置成接收来自用户的输入(诸如通过用户输入344)并将输入发送到扫描处理器310。在一个示例中,用户输入344可以是显示器110的触摸屏。但是,其他类型的用户输入机构也是可能的,诸如鼠标、键盘等。
45.扫描处理器310可以进一步包括存储器314。存储器314可以包括可移动和/或永久设备,并且可以包括光存储器、半导体存储器和/或磁存储器等。存储器314可以包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机访问、顺序访问和/或附加存储器。存储器314可以存储可由控制器或处理器(诸如超声引擎318或图像处理器312)执行的非暂态指令,以执行如下文所述的一个或多个方法或例程。存储器314还可以存储从扫描组件108接收的原始图像数据,从图像处理器312或远程处理器接收的经处理的图像数据,和/或附加信息。
46.图4示出了本发明一个实施例的超声扫描控制装置的框图400,该超声扫描控制装置可以与扫描处理器310或者控制单元350进行通信。该超声扫描控制装置还可以集成在扫描处理器310中,并与扫描处理器310的其它部件进行通信。该超声扫描控制装置400的至少部分还可以集成在超声引擎318中。该超声扫描控制装置400还可以集成在扫描组件108中,例如与其中的控制单元350互相集成或通信。
47.如图4所示,超声扫描控制装置包括控制模块410、第一图像获取模块420、压力范围确定模块430以及压力确定模块440。
48.控制模块410用于控制扫描组件对对象的待扫描组织施加初始压力。该扫描组件可以与上述的扫描组件108具有类似的结构和原理。在一个示例中,控制模块410可以在用户将扫描组件108定位至较贴近该待扫描组织并且该扫描组件108对待扫描组织施加的压力较小或最小时,向驱动装置203发送逐渐增大的驱动信号,以使其不断地加大扫描组件108的负载(例如上述配重201)上的作用力,从而逐渐地加大扫描组件108对待扫描组织的压力。由于逐渐变化的压力是正式扫描前进行调整的压力,故将其称为初始压力。
49.第一图像获取模块420用于获取不同初始压力下的第一超声图像。在一个示例中,可以在不断变化初始压力的过程中实时地获取多幅分别对应不同初始压力的第一超声图像。由于此时尚未开启正式的超声扫描,因此该第一超声图像可以区别于正式扫描时获取的超声诊断图像。其中一个区别在于,第一超声图像可以是在扫描组件108的超声换能器静止(未被驱动)时产生的图像。
50.第一图像获取模块420可以与上述的图像处理器312通信而能够接收来自图像处理器312的第一超声图像。在其它实施例中,第一图像获取模块420可以包括上述的图像处理器312。
51.压力范围确定模块430用于基于不同初始压力下的第一超声图像确定压力范围,该压力范围用于限定扫描组件108对待扫描组织的压力的最大值和最小值,并且基于对应的图像来确定该压力范围,可以避免后续的压力调节超出了图像要求的范围。
52.并且,通过将压力的调节限定在一个较小的范围中,可以使得后续更快速地在该范围内确定一个最终的压力以用于正式的扫描。例如,压力确定模块440用于在该压力范围内确定执行超声诊断扫描时扫描组件对该待扫描组织的压力。
53.压力确定模块440例如可以与控制模块410通信,以发送确定的压力值,控制模块410可随即在正式扫描流程中基于该确定的压力值调节扫描组件108对待扫描组织的压力。
54.可选地,压力范围确定模块430可以基于在调节初始压力的过程中获得的第一超
descent,sgd)方法来更新网络的参数,然而本领域技术人员应当理解也可以使用本领域中已知的其他方法来更新网络参数。类似地,可以采用单独的验证数据集以对所训练的学习网络进行验证,其中已知输入和期望输出都是已知的,通过将已知输入提供给所训练的学习网络可以得到网络输出,然后将该网络输出与(已知的)期望输出进行比较以验证先前的培训和/或防止过度培训。
61.该压力确定模块440具体可以包括压力调节单元441、第二图像获取单元442、第二图像质量判断单元443以及压力确定单元444。
62.压力调节单元441用于接收基于由上述待扫描的对象(例如患者)操作的压力调节信号以调节当前的初始压力。并且,压力调节单元441还用于与该控制模块410通信以发送经该待扫描对象调节后的初始压力值,以使控制模块410将扫描组件108对待扫描组织的压力调节为该调节后的初始压力值。
63.在一个示例中,压力调节单元441通过远程通信接口(图中未示出)接收由待扫描对象发送的压力调节信号,并将其发送给控制模块410。该远程通信接口可以设置在例如扫描组件108中。
64.在一个示例中,例如已经通过控制模块410将初始压力值调整到一个较高的值,这时如果待扫描对象感觉到较强的不适感,可以自行发送压力调节信号以下调该压力至能够承受的值。如上所述的,为了兼顾图像质量,对象对压力的调节是限制在上述基于第一超声图像确定的压力范围内的。
65.在一个示例中,待扫描对象可以通过与上述远程通信接口通信的远程遥控器或者设置在患者床上的操作按钮发送上述压力调节信号。具体地,该远程遥控器或者操作按钮可以包括用于控制压力上升的部分和用于控制压力下降的部分,还可以如下文将描述的,包括急停控制部分。
66.第二图像获取模块442用于获取调节后的压力下的第二超声图像。在一个示例中,控制模块410还可以在接收到压力调节信号时再次激活超声换能器,使之产生压力调节后的扫描数据,第二图像获取模块442可以对该扫描数据进行处理以产生第二超声图像,该第二超声图像也可以是经由上述的图像处理器312生成并发送给第二图像获取模块442的。由于此时依然尚未开启正式的超声扫描,因此该第二超声图像可以区别于正式扫描时获取的超声诊断图像。其中一个区别在于,第二超声图像可以是在扫描组件108的超声换能器静止(未被驱动)时产生的图像。
67.该第二超声图像可以用于进一步判断对象自己调节的压力是否满足图像质量要求,基于此提供第二图像质量判断单元443,其用于判断该第二超声图像是否满足图像质量要求。
68.如果该第二超声图像满足图像质量要求,可以经由压力确定单元444将调节后的压力确定未执行超声诊断扫描时该扫描组件108对待扫描组织的压力,该压力可以被发送给控制模块410。
69.在一个示例中,如果该第二超声图像不满足图像质量要求,该待扫描对象可以继续进行压力调节的操作,直至产生满足图像质量要求的图像。例如,如果调节后的压力不满足图像质量,第二图像质量判断单元443可以经由例如显示器110的用户界面342发送提示信号,以向用户和待扫描对象通知本次调节不满足图像质量要求。该提示信号也可以直接
经由诸如音频、光学装置等提供给待扫描对象。
70.与第一图像质量判断单元431类似,第二图像质量判断单元443用于基于训练的深度学习网络判断第二超声图像是否满足图像质量要求。在一个实施例中,该第一图像质量判断单元431也可以用作该第二图像质量判断单元443。
71.进一步地,上述的提示信号还可以是当调节后的压力达到该压力范围的最大值或最小值时产生的。例如,如果调节后的压力达到压力范围的最小值,说明继续降低压力时会影响图像质量,因此控制模块410可以控制扫描组件停止降低对待扫描组织的压力,并同时发出提示信号通知对象停止继续减小压力的操作。又如,如果调节后的压力达到压力范围的最大值,说明已经到达压力极限,此时,控制模块410可以控制扫描组件停止升高对所述待扫描组织的压力,并同时发出提示信号通知对象停止继续加大压力的操作。
72.在其它实施例中,当开启正式扫描之前压力调节单元441没有接收到基于对象操作的压力调节信号,说明其在本次流程中承受过的所有处于压力范围内的初始压力都是可以承受的,此时,压力确定单元441(也可以基于来自操作技师的操作控制)可以将该压力范围内中较大的压力确定为正式扫描时的压力,以较大限度地保障正式扫描地图像质量。
73.如上所述的,控制模块410用于在对待扫描组织进行初始加压时,逐渐地改变压力值,如果医生或技师可能为了保障图像质量或者对对象的承受能力做出了有误的判断或者没有及时停止加压操作,则使得施加至待扫描组织的压力可能超出对象的实际承受范围。
74.为了避免上述问题,本发明实施例的扫描控制装置还可以包括最大压力确定模块450,其用于基于输入的对象信息确定扫描组件对待扫描组织施加的最大压力,并且,控制模块410在对待扫描组织施加上述渐变的初始压力时,使得压力最大值不能超过由该最大压力确定模块450确定的最大压力,即,该初始压力的最大值小于或等于该最大压力。因此,控制模块410用于在对待扫描组织施加上述初始压力之前获取该最大压力。
75.在一个示例中,控制模块410可以用于接收经由压力传感器(其例如可以设置在扫描组件上)发送的扫描组件对待扫描组织的压力,并当该感应的压力值超过上述最大压力时,控制扫描组件从待扫描组织释放压力。
76.上述压力传感器可以设置在超声换能器320和球形接头112之间。
77.在一个示例中,最大压力确定模块450可以接收经由显示器110的用户界面342输入的待扫描对象的基本信息,并基于该基本信息分析该对象的待扫描部位所能承受的最大压力,即扫描组件对待扫描组织施加的最大压力。上述基本信息的录入通常是在扫描准备之前完成的。
78.在一个示例中,可以基于基本信息与最大压力之间的预设算法计算与每项基本信息关联的最大压力,然后对对象的多项基本信息分别赋予权重,并结合权重计算综合的最大压力评估结果。
79.在一个示例中,该多项基本信息可以包括年龄、性别、身高、体重、病史等。
80.在一个示例中,可以基于预先存储和更新的查找表来实现快速查找最大压力。
81.可选地,上述控制模块410还用于在该扫描组件对待扫描组织施加的初始压力超过最大压力时,控制扫描组件释放该初始压力,此时,例如可以重新从较小或最小的初始压力开始逐渐地加压。
82.以上描述了在对待扫描组织进行正式扫描之前控制扫描组件对待扫描组织进行
压迫并调整、确定压迫力/压力的实施例,本发明的实施例还可以进一步包括基于确定的压力执行正式扫描(超声诊断扫描)。
83.例如,控制模块410还可以基于在该压力范围内确定的压力对待扫描组织执行超声诊断扫描。此时,控制模块410可以与上述超声引擎318或控制单元350进行通信,或者,控制模块410至少部分地集成在超声引擎318中或者与控制单元350集成,以用于开启该正式扫描,并在正式扫描过程中使得扫描组件对待扫描组织的压力为上述由压力确定模块440确定的压力值。开启该正式扫描具体可以包括,例如激活扫描组件108中的超声换能器并控制其(例如透过膜118)沿待扫描组织的表面平移地滑动,例如从其所在的壳体的第一边滑动到与该第一边相对的第二边,以完成整个感兴趣区域的扫描。
84.控制模块410还可以用于接收基于由待扫描对象操作的急停信号以停止所述超声扫描,并控制该超声换能器从当前位置退回,以此避开疼痛点。在一个示例中,如果在正式扫描的过程中遇到紧急情况(例如突然疼痛难忍),待扫描对象可以通过例如上述的远程遥控器经由远程通信接口向控制模块410发送急停信号。当接收到该急停信号后,控制模块410可以控制超声换能器从当前位置退回,例如,沿其第一边到第二边的行进路线的反方向向第一边平移,这依然可以通过控制驱动装置330来实现。
85.如上所述的,本发明实施例的超声扫描控制装置可以设置在超声扫描组件108中,或者可以与扫描处理器310通信或集成,还可以至少部分地与超声引擎集成,在其它实施例中,该超声扫描控制装置还可以设置在超声成像系统的其它部件中,也可以是与超声成像系统独立的单独装置。
86.基于上述描述,本发明的实施例还可以提供一种超声成像系统,其包括诸如上述部件108的扫描组件以及控制器。
87.该控制器被用于执行以下操作:在参考扫描中控制该扫描组件对待扫描组织施加逐渐增大的初始压力,基于不同初始压力下的参考图像确定压力范围,以及,基于远程发送的压力调节信号在该压力范围内调节该初始压力,以作为正式扫描时扫描组件对待扫描组织的压力。
88.上述的参考扫描可以包括在正式扫描之前调节上述压力的过程中对待扫描组织进行扫描并产生图像数据的过程,该参考扫描中,扫描组件108能够沿竖直方向朝向或远离待扫描组织运动以增加或减少其对待扫描组织的压力,并且扫描组件中的超声换能器相对于其壳体是静止的。
89.上述的正式扫描用于在扫描组件的壳体相对于待扫描组织被静止地设置时,通过平移滑动的超声换能器对待扫描组织进行平移扫描并产生图像数据的过程。
90.可选地,上述控制器还可以基于待扫描对象的基本信息确定待扫描组织能承受的最大压力,并在该参考扫描中控制扫描组件对待扫描组织施加的初始压力不超过该最大压力。
91.可选地,该超声成像系统可以包括压力传感器,其用于感应并向控制器发送扫描组件施加至待扫描组织的压力,该控制器还用于判断该压力传感器发送的压力是否超过基于对象的基本信息确定的最大压力,如果是,控制扫描组件从待扫描组织释放压力。
92.可选地,该控制器还可以判断调节后的初始压力下的参考图像是否满足图像质量要求,如果调节后的初始压力下的参考图像满足图像质量要求,将调节后的初始压力确定
为执行上述正式扫描时扫描组件对待扫描组织施加的压力。
93.基于以上描述,本发明的实施例可以提供一种超声扫描控制流程的示例。该示例的流程图如图5所示。
94.在步骤s51中,接收对象的基本信息。该基本信息是经由显示器110的用户界面输入到超声成像系统中的。
95.在步骤s52中,基于对象的基本信息确定对象的待扫描组织能承受的最大压力。
96.在步骤53中,响应基于操作员操作的控制信号控制扫描组件开始对对象的待扫描组织施加初始压力。本步骤中,该操作可以包括对设置在超声成像系统的任一部件上的控制按钮的操作,也可以包括直接对支撑臂106的按压操作。该操作被触发后,可以经由控制模块(例如模块410)逐渐地以较小的步级增大该初始压力。
97.在步骤s54中,通过压力传感器感应扫描组件对待扫描组织的压力是否超过该最大压力。如果检测结果为“是”,释放该压力并返回步骤s51重新执行压力控制。如果检测结果为“否”,执行步骤s55。
98.步骤s55可以和步骤s53大致同步地执行,在步骤s55中,基于深度学习网络判断在步骤s53中施加的不同初始压力下的第一超声图像的图像质量是否满足要求。如果判断结果为“是”,记录其对应的初始压力,如果判断结果为“否”,可以丢弃该图像。
99.在步骤s56中,基于记录的初始压力确定压力范围。
100.在步骤s57中,基于来自对象的压力调节信号对当前的初始压力进行微调,并执行步骤s58。
101.在步骤s58中,基于深度学习网络判断微调后的压力下产生的第二超声图像是否满足要求。如果判断结果为“是”,执行步骤s59,如果判断结果为“否”,返回步骤s57。如果没有接收到对象的压力调节信号,认为当前未经调节的压力是对象能够接受的,则可以从步骤s56直接跳到步骤s58,并且,在步骤s58中,将未经调节的压力作为上述“微调后的压力”,并判断其是否满足要求,如果判断结果为“是”,执行步骤s59,如果判断结果为“否”,返回步骤s57。
102.在步骤s59中,判断当前压力是否已经达到上述压力范围的最大值或最小值,如果判断结果为“否”,执行步骤s60,如果判断结果为“是”,停止相应的增大压力操作或减小压力操作并返回步骤s57。
103.在步骤s60中,基于微调的压力或者未经过微调的压力执行正式的超声扫描。在执行步骤s60之前,可以基于对象的多次微调操作反复执行步骤s57-s59,再根据下一次的调节信号再次直至操作者确认最终调节的压力能够适用于正式扫描。例如,在步骤s57-s59的任一进程中重新接收到了压力调节信号,则可以中断当前进程,重新从步骤s57开始执行微调操作。为了安全考虑,也可以不进行中断,而是根据多次接收的调节信号循环地执行s57-s59。直至调节后的压力被确认。该确认可以通过例如控制按钮来实现。
104.在步骤s61中,判断是否接收到急停控制信号,如果判断结果为“是”,执行步骤s61。
105.在步骤s61中,控制超声成像系统的停止执行当前的扫描。
106.在步骤s62中,控制超声换能器从当前位置退回,并返回步骤s52。
107.图6示出了本发明一个实施例的超声扫描控制方法的流程图,如图6所示,该方法
包括步骤s610、s620、s630以及s640。
108.在步骤s610中,控制扫描组件对对象的待扫描组织施加初始压力。在步骤s620中,获取不同初始压力下的第一超声图像。在步骤s630中,基于不同初始压力下的第一超声图像确定压力范围。在步骤s640中,在该压力范围内确定执行超声诊断扫描时所述扫描组件对该待扫描组织的压力。
109.可选地,步骤s630包括:基于训练的深度学习网络判断所述第一超声图像是否满足图像质量要求;以及,基于满足图像质量要求的第一超声图像对应的初始压力确定所述压力范围。
110.可选地,步骤s640包括:接收基于由所述对象操作的压力调节信号以调节当前的初始压力;获取调节后的压力下的第二超声图像;以及,判断所述第二超声图像是否满足图像质量要求,如果所述第二超声图像满足图像质量要求,将调节后的压力确定为执行超声诊断扫描时所述扫描组件对所述待扫描组织的压力。
111.进一步地,基于训练的深度学习网络判断所述第二超声图像是否满足图像质量要求。
112.可选地,步骤s640包括:如果调节后的压力达到所述压力范围的最小值,控制所述扫描组件停止降低对所述待扫描组织的压力;以及,如果调节后的压力达到所述压力范围的最大值,控制所述扫描组件停止升高对所述待扫描组织的压力。
113.其它实施例中,该方法还可以包括以下步骤:当所述第二超声图像不满足图像质量要求或者所述调节后的压力达到所述压力范围的最大值或最小值时,发出相应的提示信号。
114.在其它实施例中,步骤s610之前还可以包括:基于接收的对象基本信息确定所述扫描组件对所述待扫描组织施加的最大压力;其中,所述初始压力的最大值小于或等于所述最大压力。
115.在其它实施例中,该方法还可以包括以下步骤:接收由压力传感器反馈的所述扫描组件对所述待扫描组织的压力值是否超过所述最大压力,如果判断结果为“是”,控制所述扫描组件释放所述初始压力。如果判断结果为“否”,执行步骤s630。
116.在其它实施例中,该方法还可以包括以下步骤:基于在所述压力范围内确定的压力对所述待扫描组织执行超声诊断扫描;以及,接收基于由所述对象操作的急停信号以停止所述超声诊断扫描。
117.该方法还可以进一步包括以下步骤:基于该急停信号控制所述超声换能器从当前位置退回。
118.本发明的实施例还可以提供一种计算机可读存储介质,其包括存储的计算机程序,其中,在该计算机程序被运行时执行权利要求上述任一实施例的方法。该计算机程序,例如可以存储在存储器314或360中。
119.本发明一方面通过基于不同压力下的超声图像确定压力范围,使得最终确定的扫描时的压力在图像能够接受的范围内,避免由于压力设置不当引起图像质量问题。
120.另一方面,基于患者信息确定最大压力,避免基于精要判断的压力设置不当问题,同时最大限度地保障图像质量。
121.另一方面,基于对象操作来在图像接受的压力范围内调节压力,同时兼顾图像质
量和用户安全、友好度等。
122.另一方面,通过深度学习网络判断对应压力下地图像质量是否满足要求,避免调节的压力不符合图像要求造成的效率低的问题,并且由此得到压力的调节范围比较准确,避免过压或压力不够。
123.提供以上具体的实施例的目的是为了使得对本发明的公开内容的理解更加透彻全面,但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应理解,还可以对本发明做各种修改、等同替换和变化等等,只要这些变换未违背本发明的精神,都应在本发明的保护范围之内。
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