用于超声成像的解剖学对准的多平面重建视图的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种系统和方法，该系统和方法提供与3D超声心动图图像数据集的一个或多个2D MPR视图相邻的3D解剖模型的自动对准和同向显示。3D模型与所显示的3D和2D图像对准地呈现，以提供3D体积和2D平面视图中的每一个相对于3D模型和相对于彼此的取向的指示。3D模型可包括关于感兴趣的解剖特征的标签或信息，以使用户能够容易地可视化2D平面视图相对于3D模型中的解剖特征的布置。当与2D视图或3D模型交互时，2D视图和3D解剖模型将同时改变取向，其中3D模型中的2D平面的表示对应于2D图像移动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
用于超声成像的解剖学对准的多平面重建视图的系统和方法

技术介绍

[0001]本文所公开的主题的实施方案涉及医学成像，并且更具体地涉及超声成像设备向执业医师的显示。
[0002]超声成像系统通常包括施用到患者身体的超声探头和可操作地联接到该探头的工作站或设备。探头可由系统的操作者控制，并且被配置为传输和接收由工作站或设备处理成超声图像的超声信号/图像数据。工作站或设备可通过显示设备示出或显示超声图像。对于超声图像的显示，超声成像系统利用由探头获得的图像数据/数据集来生成由探头成像的结构的多个图像。
[0003]在这些类型图像的一个示例中，图像数据/数据集是可被渲染成3D体积的三维(3D)图像数据集，该3D体积用于生成被呈现给超声成像系统的用户的成像结构的多个平面的图像。用于产生这些平面图像的过程涉及多平面重建(MPR)，并且通过提供与3D体积相关联的多个平面来允许3D图像数据集的有效显示，该多个平面通常是三(3)个正交2D平面。如图1所示，3D体积1000在不同的位置以不同的取向被切片，以在MPR显示器1004中形成与3D体积1000一起呈现的2D平面视图或图像1002。
[0004]然而，当使用MPR时，无论是在3D静态图像中还是在4D超声心动图图像上，为了导航并观察感兴趣的成像结构的期望区域，使得3D体积和平面图像以运动的方式呈现在显示器上，通常难以理解2D平面切片相对于3D体积和/或患者的实际解剖结构的位置和取向。
[0005]因此，期望开发一种用于改进MPR显示器中提供的3D和2D图像的可视化和在其中导航的成像系统和方法。

技术实现思路

[0006]在本公开中，由利用MPR的超声成像系统提供的3D和2D图像与图像中表示的解剖结构的对准的3D模型一起呈现。该系统和方法提供与3D超声心动图数据集的一个或多个2D MPR视图相邻的3D解剖模型的自动且可选的实时(即，以运动的方式或以电影视图的方式)对准和同向显示。3D模型与所显示的3D和2D图像中的每一个对准地呈现，以向用户提供3D体积和2D平面视图中的每一个相对于3D模型和相对于彼此的取向的指示。在3D模型中表示每个2D平面视图以清楚地识别2D平面视图相对于被成像的解剖结构的取向。在查看每个2D平面视图和相关联的3D模型时，用户然后可以立即并且直观地理解/确定当前显示的数据的取向，该当前显示的数据可以是实时的或者是从相关联的电子存储位置调用的。此外，3D模型通过提供与所显示的视图相关的已知解剖参考，来在使用3D体积和/或2D平面视图的3D数据集的导航方面辅助用户。
[0007]该系统和方法采用经由3D图像数据集提供的解剖信息，来创建在3D超声心动图数据中辅助导航用户的详细解剖3D模型。显示包括与MPR视图对准地呈现的3D模型，其中2D MPR视图的平面在3D模型内表示。3D模型可在其中另外包括关于感兴趣的解剖特征的其他标签或信息，以便使用户能够容易地可视化2D平面视图相对于在3D模型中识别出的解剖特征的布置。3D模型也可包括与图像的其他方面相关的信息，诸如探头的表示，以便辅助用户
定向探头以获得感兴趣的结构的改进或最佳图像。
[0008]在与MPR视图交互时，当用户操纵MPR视图时，MPR视图和3D解剖模型将同时改变取向，或者通过3D与2D图像的旋转，或者通过3D模型中的2D平面的表示对应于2D图像移动。另外，当用户与3D模型交互时，对应的3D或2D图像将根据3D模型的取向或2D平面视图的位置和取向的改变而移位，例如平移和/或旋转。这样，该系统和方法使用相关联的3D模型向用户提供关于2D图像的取向的准确信息。
[0009]根据本公开的一个方面，一种超声成像系统包括：探头，该探头用于获得关于待成像结构的3D图像数据集；处理器，该处理器可操作地连接到探头并被配置为从3D图像数据集生成3D体积和至少一个2D图像；和显示器，该显示器可操作地连接到处理器以在显示器上呈现3D体积和至少一个2D图像，其中处理器被配置为使3D解剖模型与3D体积配准，并且显示与至少一个2D图像对准的3D解剖模型。
[0010]根据本公开的另一方面，一种用于显示与使用超声成像系统提供的超声图像对准的三维(3D)解剖模型的方法，该方法包括以下步骤：用超声成像系统获得3D图像数据集；从3D图像数据集生成3D体积和至少一个二维(2D)图像；使3D解剖模型与3D体积配准；以及显示与至少一个2D图像对准的3D解剖模型。
[0011]应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0012]通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本专利技术，其中以下：
[0013]图1是用于超声成像系统的多平面重建视图的现有技术显示器的图示。
[0014]图2是根据一个实施方案的超声成像系统的示意图。
[0015]图3是根据一个实施方案的具有对准的3D模型的多平面重建视图的示例性显示器的图示。
[0016]图4是根据一个实施方案的3D模型与多平面重建视图的配准和对准的方法的图示。
[0017]图5是根据一个实施方案的具有对准的和标记的3D模型的多平面重建视图的示例性显示器的图示。
[0018]图6是根据另一个实施方案的具有静态3D模型的多平面重建视图的示例性显示器的图示。
具体实施方式
[0019]当结合附图阅读时，将更好地理解前述
技术实现思路
以及以下对本专利技术的某些实施方案的详细描述。如本文所用，以单数形式叙述且以词语“一”或“一个”开头的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地说明此类排除。此外，对本专利技术的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除
非明确地相反说明，否则“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该性质的其他此类元件。
[0020]以下描述涉及超声成像的各种实施方案。具体地，提供了用于借助三维(3D)模型来可视化超声图像上的交叉信息的系统和方法。可使用诸如图2中描绘的超声成像系统的超声成像系统来获取三维(3D)超声数据集，该超声成像系统类似于在名称为“Systems And Methods For Displaying Intersections On Ultrasound Images”的美国专利申请公布US2018/0344290中公开的超声成像系统，该专利申请公布全文明确地以引用方式并入本文以用于所有目的，并且可用于经由多平面重建(MPR)来创建3D体积和/或一个或多个2D平面切片，以在与被成像解剖结构的3D模型相关联的超声成像系统的显示器上呈现。例如，诸如图3、图4和图6中描绘的图形用户界面的图形用户界面可包括每个MPR 3D/2D图像的3D模型的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于显示与所提供的超声图像对准的三维(3D)解剖模型的方法，所述方法包括以下步骤：
‑
获得3D图像数据集；
‑
从所述3D图像数据集生成3D体积和至少一个二维(2D)图像；
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使3D解剖模型与所述3D体积配准；以及
‑
显示与所述至少一个2D图像对准的所述3D解剖模型。2.根据权利要求1所述的方法，其中显示与所述至少一个2D图像对准的所述3D模型的所述步骤包括：示出沿所述至少一个2D图像在所述3D模型中的位置切片的所述3D模型。3.根据权利要求1所述的方法，其中显示与所述至少一个2D图像对准的所述3D模型的所述步骤包括：用图标示出所述至少一个2D图像在所述3D模型中的位置。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括以下步骤：使所述图标或所述至少一个2D图像中的一者对应于所述图标或所述至少一个2D图像中的另一者的旋转而旋转。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：使所述3D模型或所述至少一个2D图像中的一者对应于所述3D模型或所述至少一个2D图像中的另一者的旋转而旋转。6.根据权利要求1所述的方法，其中显示与所述至少一个2D图像对准的所述3D模型的所述步骤包括：
‑
选择所述3D模型中的感兴趣的结构；以及
‑
识别所述至少一个2D图像中的所述结构。7.根据权利要求6所述的方法，其中识别所述至少一个2D图像中的所述结构的所述步骤包括：提供所述至少一个2D图像中的所述结构的轮廓。8.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述3D模型中的所述感兴趣的结构的所述步骤包括：识别所述3D模型中的所述感兴趣的结构。9.根据权利要求8所述的方法，其中识别所述3D模型中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲德瑞克，
申请(专利权)人：通用电气精准医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：