超聲成像設(shè)備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施例涉及一種超聲成像設(shè)備及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲成像設(shè)備從對象（例如，人體）的皮膚表面向?qū)ο蟮奶囟ú课话l(fā)射超聲信號， 并接收從對象的特定部位反射的超聲信號（即，超聲回聲信號），從而基于與超聲回聲信號 有關(guān)的信息來非侵入式地獲取關(guān)于軟組織的斷層圖像或關(guān)于血管的圖像。
[0003] 與包括X射線成像設(shè)備、計算機斷層（CT)掃描儀、磁共振成像（MRI)設(shè)備和射線 照相診斷系統(tǒng)的其它的成像設(shè)備相比，超聲成像設(shè)備是一種具有較小尺寸的廉價的設(shè)備， 能夠?qū)崟r顯示圖像，并且由于不存在使患者被暴露于輻射（諸如，X射線）下的風(fēng)險，所以 具有較高的安全性。由于這些優(yōu)點，超聲成像設(shè)備廣泛地用于診斷心臟、胸部、腹部、泌尿器 官、子宮等。
[0004] -般而言，超聲成像設(shè)備包括用于容納超聲成像設(shè)備的主要組件的主體、用于發(fā) 送并接收超聲波的超聲采集器、通過其用于操作超聲成像設(shè)備的命令被輸入的包括各種開 關(guān)和按鍵的控制面板以及用于將超聲診斷的結(jié)果顯示為圖像的顯示器。
[0005] 超聲成像設(shè)備對對象執(zhí)行超聲波造影術(shù)的方法如下。首先，操作者用他/她的一 只手握住超聲波采集器，在使超聲波采集器與對象的皮膚表面保持接觸的同時移動超聲采 集器，并用另一只手對控制面板進行操作以執(zhí)行超聲波造影術(shù)。通過顯示器實時顯示通過 超聲波造影術(shù)獲得的超聲圖像，使得操作者能夠診斷對象的狀態(tài)。
[0006] 然而，由于通過超聲波造影術(shù)獲得的超聲圖像由于超聲成像設(shè)備的物理特性的原 因而成為單色圖像，所以在真實地表示對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面存在限制。為了克服所述限制， 已經(jīng)開發(fā)了基于任意地選擇的顏色來產(chǎn)生三維（3D)彩色超聲圖像的方法。然而，由于圖像 不是基于對象的真實的顏色，所以所述方法仍具有圖像的真實性低的問題。具體而言，在產(chǎn) 生胎兒的3D超聲圖像時，所述方法導(dǎo)致比在產(chǎn)生心臟、胸部等的圖像時的真實性更低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問題
[0008] 因此，本發(fā)明一方面提供了一種用于通過參照對象的半透明特性或?qū)ο蟮亩鄬咏M 織已被反映給的紋理圖像來執(zhí)行渲染而產(chǎn)生真實的三維（3D)圖像的超聲成像設(shè)備，以及 所述超聲成像設(shè)備的控制方法。
[0009] 本發(fā)明的額外的方面部分地將在隨后的描述中被闡述，部分地將從所述描述中變 得清楚，或者可通過本公開的實踐而被獲知。
[0010] 技術(shù)方案
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種超聲成像設(shè)備，包括：超聲采集器，被配置為采集來自 對象的超聲波；體數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被配置為基于所述超聲波來產(chǎn)生體數(shù)據(jù)；圖像處理器，被配 置為參照紋理圖像對體數(shù)據(jù)執(zhí)行體繪制，其中，對象的半透明特性和多層組織被反映給所 述紋理圖像的每個紋素。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超聲成像設(shè)備，包括：超聲采集器，被配置為采集來 自對象的超聲波；體數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被配置為基于所述超聲波來產(chǎn)生體數(shù)據(jù)；圖像處理器，被 配置為參照紋理圖像對體數(shù)據(jù)執(zhí)行體繪制，其中，對象的半透明特性被反映給所述紋理圖 像的每個紋素。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超聲成像設(shè)備，包括：超聲采集器，被配置為采集來 自對象的超聲波；體數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被配置為基于所述超聲波來產(chǎn)生體數(shù)據(jù)；圖像處理器，被 配置為參照紋理圖像對體數(shù)據(jù)執(zhí)行體繪制，其中，對象的多層組織被反映給所述紋理圖像 的每個紋素。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超聲成像設(shè)備的控制方法，包括：采集來自對象的超 聲波；基于所述超聲波來產(chǎn)生體數(shù)據(jù)；參照紋理圖像對體數(shù)據(jù)執(zhí)行體繪制，其中，對象的半 透明特性和多層組織被反映給所述紋理圖像的每個紋素。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超聲成像設(shè)備的控制方法，包括：采集來自對象的超 聲波；基于所述超聲波來產(chǎn)生體數(shù)據(jù)；參照紋理圖像對體數(shù)據(jù)執(zhí)行體繪制，其中，對象的半 透明特性被反映給所述紋理圖像的每個紋素。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超聲成像設(shè)備的控制方法，包括：采集來自對象的超 聲波；基于所述超聲波來產(chǎn)生體數(shù)據(jù)；參照紋理圖像對體數(shù)據(jù)執(zhí)行體繪制，其中，對象的多 層組織被反映給所述紋理圖像的每個紋素。
[0017] 有利效果
[0018] 根據(jù)如上所述的超聲成像設(shè)備及其控制方法，能夠獲得以下的效果。
[0019] 通過在將對象的半透明特性和多層組織反映給體數(shù)據(jù)之后對體數(shù)據(jù)進行渲染，可 以控制并產(chǎn)生真實圖像，使得該圖像看起來接近于對象的真實結(jié)構(gòu)。
[0020] 具體而言，在婦科診斷中使用超聲成像設(shè)備時，超聲成像設(shè)備可真實地顯示胎兒 的圖像，這導(dǎo)致孕婦和她的家人的情緒穩(wěn)定性和精神滿足感的提高。
【附圖說明】
[0021] 從以下結(jié)合附圖對實施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其它的方面將變得清楚 和更容易被理解，其中：
[0022] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的超聲成像設(shè)備的透視圖；
[0023] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的超聲成像設(shè)備的控制配置的框圖；
[0024] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像處理器的控制配置的框圖；
[0025] 圖4示出在對象位于光源和視點之間的情況下光源被定位為面向視點時的光路；
[0026] 圖5示出包括關(guān)于對象的半透明特性和多層組織的信息的紋理圖像的示例；
[0027] 圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的在采樣時對對象相對于視點的位置重新 排列的處理的示圖；
[0028] 圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算與每個樣本相應(yīng)地紋理圖像的像素 的位置的方法的示圖；
[0029] 圖8A、圖8B和圖8C是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算相對于視點的從表面 到每個樣本的深度的方法的示圖；
[0030] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算相對于視點的從對象的表面到每個樣本的深 度的方法的流程圖；
[0031] 圖10A、圖10B和圖10C是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算相對于光源的從表 面到每個樣本的深度的方法的示圖；
[0032] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算相對于光源的從對象的表面到每個樣本的深 度的方法的流程圖；
[0033] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的針對體繪制方法的渲染算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034] 現(xiàn)在將詳細參照示例在附圖中被示出的本發(fā)明的實施例，其中，同樣的附圖標號 始終指示同樣的元件。
[0035] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的超聲成像設(shè)備的透視圖。參照圖1，超聲成像設(shè)備可 包括主體100、超聲采集器110、輸入單元150、主顯示單元160和子顯示單元170。
[0036] 在主體100的一側(cè)，可設(shè)置一個或更多個插孔145。連接到線纜130的插頭可與插 孔144中的一個插孔在物理上耦合。
[0037] 在主體100的底部，可設(shè)置用于使超聲成像設(shè)備移動的多個腳輪（未示出）。多個 腳輪可用于將超聲成像設(shè)備固定在特定位置處并用于使超聲成像設(shè)備沿著特定方向移動。
[0038] 超聲采集器110接觸對象的皮膚表面，并可發(fā)送或接收超聲波。更具體而言，超聲 采集器110用于將從主體100接收的發(fā)送信號（即，超聲信號）輻射到對象的內(nèi)部，接收從 對象的特定的部位反射的超聲回聲信號，并將超聲回聲信號傳送到主體100。超聲采集器 110可被連接到線纜130的一端，電纜130的另一端可被連接到插頭140。被連接到線纜 130的另一端的插頭140可與主體145的插孔145中的一個插孔在物理上耦合。
[0039] 輸入單元150用于接收用于指示超聲成像設(shè)備的操作的命令。例如，可通過輸入 單元150輸入模式選擇命令（諸如，幅度模式（A模式）、亮度模式（B模式）或運動模式（M 模式））或超聲波造影術(shù)開始命令?？赏ㄟ^有線/無線通信將通過輸入單元輸入的命令傳 送到主體100。
[0040] 輸入單元150可包括鍵盤、腳踏開關(guān)和腳踏板中的至少一項。鍵盤可通過硬件來 實施，并可被布置在主體100的上部。鍵盤可包括開關(guān)、按鍵、操縱桿和軌跡球中的至少一 項。如另一示例，鍵盤可在軟件上被實施為圖形用戶界面（GUI)。在這種情況下，可通過子 顯示單元170或主顯示單元160來顯示鍵盤。腳踏開關(guān)或腳踏板可被設(shè)置在主體100的下 部，操作者可使用腳踏板來控制超聲成像設(shè)備的操作。
[0041] 用于容納超聲采集器110的超聲采集器保持器120可被設(shè)置為與輸入單元150相 鄰?？稍O(shè)置一個或更多個超聲采集器保持器。操作者可將超聲采集器110放入超聲采集器 保持器120以便在他/她不使用超聲成像設(shè)備時安全地保存超聲采集器110。
[0042] 子顯示單元170可被安裝在主體100中。圖1示出子顯示單元170被設(shè)置在輸入 單元150的上部的情況。子顯示單元170可顯示與超聲成像設(shè)備的操作相關(guān)的應(yīng)用。例如， 子顯示單元170可顯示針對超聲波造影術(shù)的菜單或指南。子顯示單元170可被實施為陰極 射線管（CRT)或液晶顯示器（IXD)。
[0043] 主顯示單元160也可被安裝在主體100中。圖1示出主顯示單元160位于子顯示 單元170的上方的情況。主顯示單元160可顯示通過超聲波造影術(shù)獲取的超聲圖像。主顯 示器160可與子顯示器170同樣地被實施為CRT或IXD。在圖1中，主顯示單元160可與主 體100被集成