CN103156638B - 超声成像系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为:“超声成像系统及方法”。一种超声成像系统(100),包括:适于扫描感兴趣的体积的探头(105);显示装置(118);用户接口(115);以及与探头(105)、显示装置(118)和用户接口(115)进行电子通信的处理器(116)。处理器(116)被配置成生成体积渲染图像,向体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案,以及在显示装置(118)上显示该体积渲染图像。处理器(116)被配置成生成与该体积渲染图像相交的平面的平面图像,向该平面图像应用依赖于深度的颜色方案,以及与体积渲染图像同时在显示装置(118)上显示该平面图像。

Description

超声成像系统及方法
发明领域
本公开一般性地涉及用于显示都根据相同的依赖于深度的方案着色的体积渲染图像和平面图像的超声成像系统和方法。
背景技术
传统的超声成像系统从患者处获得三维超声数据,并且然后能够从该三维超声数据生成和显示多种类型的图像。例如,传统的超声成像系统可以基于该三维超声数据生成和显示体积渲染图像和/或传统的超声成像系统可以从该三维超声数据生成一个或多个平面图像。体积渲染图像是从该三维超声数据渲染的表面的透视图,而平面图像是穿过包含在三维超声数据中的体积的平面的图像。用户将典型地使用体积渲染图像来得到器官或结构的概览,然后通过体积渲染图像查看切片的一个或多个平面图像以获取患者的解剖的关键部分的更详细的视图。从三维超声数据生成的平面图像非常类似于从诸如B-模式的常规的二维超声模式生成的图像,其中每一个像素被基于从对应于像素的患者中的位置接收到的超声信号的幅度来指派强度。
传统的超声成像系统典型地允许用户控制体积渲染图像的旋转和平移。以类似的方式,传统的超声成像系统允许用户通过平移和倾斜调整来控制在任何平面图像中的正在查看的平面的位置。此外,超声成像系统典型地允许用户放大特定结构以及潜在地查看多个平面图像,多个平面图像的每一个示出了穿过在三维超声数据中捕获的体积的不同平面。由于在传统的超声成像系统上可能进行的所有图像操作,用户容易在体积内变得迷失方向。在调整和旋转体积渲染图像和调整(包括平移、旋转和倾斜)平面图像之间,即使是有经验的临床医生也可能难以在操作和调整体积渲染图像和/或平面图像时相对于患者的解剖结构保持定向。
由于这些和其它原因,期望有用于生成和显示从三维超声数据生成的图像的改进的方法和系统。
发明内容
上述不足、缺点和问题在本文中得到解决,这将通过阅读和理解下面的说明书得到理解。
在一个实施例中,超声成像方法包括从三维超声数据生成体积渲染图像,其中所述体积渲染图像根据依赖于深度的颜色方案以至少两种颜色着色。所述方法包括显示所述体积渲染图像。所述方法包括从所述三维超声数据生成平面图像,其中所述平面图像根据与所述体积渲染图像相同的依赖于深度的颜色方案着色。所述方法还包括显示所述平面图像。
在另一个实施例中,超声成像方法包括从三维超声数据生成体积渲染图像和向所述体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案。所述方法包括在向所述体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案后显示所述体积渲染图像。所述方法包括生成与所述体积渲染图像相交的平面的平面图像,向所述平面图像应用依赖于深度的颜色方案,以及在向所述平面图像应用所述依赖于深度的颜色方案后显示所述平面图像。
在另一个实施例中,超声成像系统包括:适于扫描感兴趣的体积的探头;显示装置;用户接口;与所述探头、显示装置以及用户接口进行电子通信的处理器。所述处理器被配置成从三维超声数据生成体积渲染图像,向所述体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案,以及在所述显示装置上显示所述体积渲染图像。所述处理器被配置成生成与所述体积渲染图像相交的平面的平面图像,向所述平面图像应用所述依赖于深度的颜色方案,以及与所述体积渲染图像同时在所述显示装置上显示所述平面图像。
从附图及其详细描述,本发明的多种其它特征、目的和优点对本领域技术人员将会变得明显。
附图说明
图1是根据一个实施例的超声成像系统的示意图;
图2是根据一个实施例的可以用于生成体积渲染图像的几何形状的示意性表示;
图3是根据一个实施例的屏幕截图的示意性表示;以及
图4是示出了根据一个实施例的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,参考形成本描述的一部分并在其中以说明的方式示出可实施的特定实施例的附图。这些实施例被描述得足够详细以使本领域技术人员来实施实施例,可以理解的是,可以利用其它实施例,并可以进行逻辑、机械、电气和其它的变化而不脱离实施例的范围。因此,以下的详细描述不被视为限制本发明的范围。
图1是根据一个实施例的超声成像系统100的示意图。超声成像系统100包括将信号传送给传送波束形成器103的传送器102,传送波束形成器103又驱动换能器阵列106内的换能器元件104发出脉冲的超声信号到诸如患者(未示出)的结构内。探头105包括换能器阵列106、换能器元件104和探头/SAP电子器件107。探头105可以是电子4D(E4D)探头、机械3D探头或任何其它类型的能够采集三维超声数据的探头。探头/SAP电子器件107可以被用于控制换能器元件104的开关。探头/SAP电子器件107也可以用于将换能器元件104分组为一个或多个子孔径(sub-aperture)。可以使用换能器阵列的多种几何形状。脉冲的超声信号被从如血细胞或肌肉组织的体内结构反向散射,以产生返回到换能器元件104的回波。回波被换能器元件104转换成电信号或超声数据,并且电信号由接收器108接收。表示接收到的回波的电信号被传递经过输出超声数据或三维超声数据的接收波束形成器110。用户接口115可以被用来控制超声成像系统100的操作,包括控制患者数据的输入、改变扫描或显示参数等。
超声成像系统100还包括处理器116来处理超声数据并生成用于在显示装置118上显示的帧或图像。处理器116可包括一个或多个独立的处理部件。例如,处理器116可以包括中央处理单元(CPU)、微处理器、图形处理单元(GPU)或能够根据特定的逻辑指令处理输入的数据的任何其它的电子部件。具有包括GPU的处理器对于诸如体积渲染的计算密集型操作可以是有利的,体积渲染将在下文中更详细地描述。处理器116与探头105、显示装置118和用户接口115进行电子通信。处理器116可以是硬线连接到探头105、显示装置118和用户接口115,或者处理器116可以是通过包括无线通信的其它技术进行电子通讯。根据一个实施例,显示装置118可以是平板LED显示器。根据其它实施例,显示装置118可包括屏幕、监视器、投影仪、平板LED或平板LCD。
处理器116可适于根据超声数据上的多个可选择的超声方式来执行一个或多个处理操作。其它实施例可以使用多个处理器来执行多种处理任务。处理器116也可以适于以探头105控制超声数据的采集。在回波信号被接收到的扫描会话期间,超声数据可以实时处理。为了本公开的目的,术语“实时”被限定为包括没有故意的滞后或延迟而执行的处理。一个实施例可以以超过每秒20次的速率更新显示的超声图像。图像可以显示为实况图像的一部分。为了本公开的目的,术语“实况图像”被限定为包括在采集到额外的超声数据帧时更新的动态图像。例如,即使在图像正在基于先前采集的数据生成和正在显示实况图像时,也可采集超声数据。然后,根据一个实施例,在采集额外的超声数据时,按顺序地显示从更近期获取的超声数据产生的额外的帧或图像。附加地或可选地,超声数据可以在扫描会话期间暂时存储在缓冲器中并在实况或离线操作中以不到实时的方式进行处理。本发明的其它实施例可包括多个处理器(未示出)来处置处理任务。例如,第一处理器可被用来解调和抽取超声信号,而第二处理器可用于在显示图像前进一步处理数据。应意识到,其它实施例可以使用处理器的不同布置。
处理器116可以被用来从由探头105采集的三维超声数据生成诸如体积渲染图像或平面图像的图像。根据一个实施例,三维超声数据包括多个体素或体积元素。体素中的每一个基于对应于特定的体素的组织的声学特性被指派值或强度。
图2是根据一个实施例的可以用于生成体积渲染图像的几何形状的示意性表示。图2包括三维超声数据集150和视平面154。
参照图1和图2,处理器116可以根据多种不同的技术生成体积渲染图像。根据示范性实施例,处理器116可以通过射线投射技术从视平面154生成体积渲染图像。处理器116可以从视平面154向三维超声数据150投射多个平行射线。图2示出了对视平面154定界的射线156、射线158、射线160和射线162。应意识到,可以投射更多的射线以便将值指派给视平面154内的所有像素163。三维超声数据150包括体素数据,其中每个体素被指派一个值或强度。根据一个实施例,处理器116可以使用标准的“由前至后”的技术进行体积合成,以便为由射线相交而得的、视平面154中的每个像素指派值。每一个体素可基于在三维超声数据150中的信息被指派值和不透明度。例如,从作为从其观察图像的方向的前方开始,沿着射线的每个值可以乘以相应的不透明度。这产生了不透明度加权的值,该值然后沿各射线以由前至后的方向进行累计。对视平面154中的每个像素163重复这一过程,以便生成体积渲染图像。根据一个实施例,来自视平面154的像素值可显示为体积渲染图像。体积渲染算法可以被配置成使用提供从零不透明度(完全透明)到1.0(完全不透明)的逐渐过度的不透明度函数。在将值指派给在视平面154中的每一个像素163时,体积渲染算法可以因子化沿每一射线的体素的不透明度。例如,具有接近于1.0的不透明度的体素将阻止来自进一步沿着射线的体素的大部分贡献,而具有接近于零的不透明度的体素将允许来自进一步沿着射线的体素的大部分贡献。此外,在可视化表面时,可以进行阈值设定操作,其中体素的不透明度被基于阈值重新指派。根据一个示范性的阈值设定操作,具有在阈值附近的值的体素的不透明度可以设置为1.0,而具有低于阈值的值的体素不透明度的体素可以设置为零。这种类型的阈值设定(thresholding)消除了沿着射线的、除在阈值以上的第一个体素之外的任何体素的贡献。也可以使用其它类型的阈值设定方案。例如,可以使用不透明度函数,其中明显高于阈值的体素可以被设定为1.0(它是不透明的)和明显低于阈值的体素被设定为零(半透明)。然而,可以使用不透明度函数为具有接近于阈值的值的体素指派除零和1.0之外的不透明度。这一“过渡区”被用来减少在使用简单的二元阈值设定算法时可能发生的伪像。例如,可以使用将不透明度映射为值的线性函数,用在“过渡区”中的值对体素指派不透明度。根据其它实施例,可以使用从零到1.0渐进的其它类型的函数。
在一个示范性实施例中,可以使用梯度明暗处理(shading)来生成体积渲染图像,以便向用户呈现有关表面的深度的更好感知。例如,在三维超声数据150内的表面可以部分地通过去除低于或高于阈值的数据的阈值的使用来限定。接着,可以在每一射线和表面的相交处限定梯度。如前所述,从视平面154中的每个像素163到在数据集150中限定的表面跟踪射线。一旦在每一射线计算出梯度,处理器116(在图1示出)可以计算在对应于每个像素163的表面上的位置处的光反射,并基于梯度应用标准明暗处理法。根据另一个实施例,处理器116识别类似强度的连接的体素组,以从3D数据限定一个或多个表面。根据其它实施例,射线可以从单一的视点投射。
根据在本文中上面列出的生成体积渲染图像的所有的非限制性的例子,处理器116可以使用颜色来传达深度信息给用户。仍然参照图1,作为体积渲染过程的一部分,可以由处理器116填充深度缓冲器117。深度缓冲器117包含指派给体积渲染图像中的每个像素的深度值。深度值表示从该像素到在该特定像素内示出的体积内的表面的距离。深度值也可以限定为包括到第一体素的距离,到第一体素的距离是高于限定表面的阈值的值。每个深度值可以根据依赖于深度的方案与颜色值相关联。通过这种方式,处理器116可以生成根据依赖于深度的颜色方案着色的体积渲染图像。例如,体积渲染图像中的每个像素可以根据其从视平面154开始的深度(在图2中示出)着色。根据一个示范性的颜色方案,表示在诸如在相对浅的深度处的结构的第一多个深度处的表面的像素,可以以诸如青铜色的第一颜色描绘。表示在诸如较深的深度的第二多个深度处的表面的像素,可以以诸如蓝色的第二颜色描绘。可以使用第一颜色和第二颜色的变化的强度给观察者提供附加的深度线索。此外,根据一实施例,用于像素的颜色可以随深度增加而从青铜色平滑地渐进到蓝色。本领域技术人员应当意识到,根据其它实施例,可以使用许多其它的依赖于深度的颜色方案,包括使用不同的颜色和/或两种以上的不同颜色的那些方案。
仍然参考图1,超声成像系统100可以取决于超声数据的大小和空间分辨率以例如从5Hz到50Hz的帧速率连续地采集超声数据。然而,其它实施例可以以不同的速率采集超声数据。包括了存储器120来存储没有计划立即显示的、采集的超声数据的处理帧。超声数据帧以便于根据采集的顺序或时间对其进行检索的方式存储。如上所述,超声数据可以在实况图像的生成和显示期间被检索。存储器120可以包括任何已知的数据存储介质。
可选地,本发明的实施例可以利用对比剂实现。当使用包括微泡的超声对比剂时,对比成像生成在体内的解剖结构和血流的增强图像。在使用对比剂采集超声数据后,图像分析包括分离谐波和线性分量,增强谐波分量,并通过利用增强的谐波分量生成超声图像。通过使用合适的过滤器进行谐波分量从接收的信号中的分离。用于超声成像的对比剂的使用对本领域中的技术人员是众所周知的,因此将不进一步详细描述。
在本发明的各种实施例中,超声数据可以由其它的或不同的与模式相关的模块来处理。图像被存储,指示图像被采集在存储器中的时间的定时信息可以与每一个图像一起被记录。模块可以包括例如扫描转换模块,来执行从极坐标到直角坐标系转换图像帧的扫描转换操作。可以设置从存储器中读出图像并在患者身上进行程序时实时显示图像的视频处理器模块。视频处理器模块可以在从其读出和显示图像的图像存储器中存储图像。根据多个实施例,所示的超声成像系统100可以是控制台系统、基于车的系统或诸如手持式或膝上型系统的便携系统。
图3是根据一个实施例的可显示的屏幕截图300的示意性表示。根据示范性实施例,屏幕截图300被分为4个区域。在每一个区域,可以显示单个图像。屏幕截图300可以显示在诸如在图1中所示的显示装置118的显示装置上。
屏幕截图300包括体积渲染图像302、第一平面图像304、第二平面图像306和第三平面图像308。将在下文中更详细地描述图3。
参照图4,示出了根据一个实施例的一个流程图。各个框表示可以根据方法400执行的步骤。附加的实施例可以执行以不同的顺序示出的步骤和/或附加的实施例可以包括在图4中未示出的附加的步骤。方法400的技术效果是已根据依赖于深度的颜色方案着色的体积渲染图像的显示,以及已根据同一依赖于深度的颜色方案着色的平面图像的显示。将根据一个示范性实施例描述方法400,其中该方法由图1的超声成像系统100的处理器116实施。本领域的技术人员应意识到,根据其它实施例,可以使用不同的超声成像系统来实现方法400的步骤。此外,根据其它实施例,方法400可由可访问由单独的超声成像系统采集的三维超声数据的工作站执行。
现在参照图1、图3和图4,在步骤402,处理器116访问三维超声数据。根据一个实施例,三维超声数据可以在由探头105采集数据时被实时访问。根据其它实施例,处理器116可以访问来自存储器或存储装置的三维超声数据。在步骤404,处理器116从三维超声数据产生体积渲染图像。在步骤406,处理器116对体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案,以对体积渲染图像着色。处理器116可以基于与每一个像素相关联的深度对体积渲染图像的像素着色。每一个像素的深度信息可以位于深度缓冲器117内。因此,处理器116可以访问深度缓冲器117,以确定在每一个像素中表示的结构的深度。例如,表示在离开视平面的第一深度范围内的结构的像素可以被指派第一颜色,表示在第二深度范围内的结构的像素可以被指派与第一颜色不同的第二颜色。如果由像素表示的结构是在离开视平面的第一深度范围内,那么处理器116可以指派第一颜色给像素。另一方面,如果由像素表示的结构是在离开视平面的第二深度范围内,那么处理器116可以指派第二颜色给像素。根据一个实施例,第一深度范围可以比第二深度范围浅。
在步骤408,处理器116在显示装置118上显示诸如体积渲染图像302的体积渲染图像。应该注意的是,体积渲染图像302是在处理器116已在步骤406对体积渲染图像应用了依赖于深度的颜色方案之后显示。因而,在体积渲染图像302中的像素根据在每一个像素中表示的结构的深度着色。在图3中,由第一颜色着色的区域由单阴影线表示,而由第二颜色着色的区域由交叉阴影线表示。根据一个示范性实施例,体积渲染图像302描绘了患者的心脏的体积渲染。二尖瓣和三尖瓣在体积渲染图像302中是可见的。根据一个实施例,以第一颜色着色(由单阴影线描绘)的所有的区域表示更接近于视平面的结构,并因此更接近于在显示装置118处观看的观察者。同时,以第二颜色着色(由交叉阴影线描绘)的所有的区域表示离视平面和观察者更远的结构。根据依赖于深度的颜色方案对体积渲染图像着色使观察者更容易解释和理解在体积渲染图像中表示的结构的相对深度。如果没有某种类型的依赖于深度的颜色方案,观察者可能难以确定在体积渲染图像中示出的结构是处于比在体积渲染图像中示出的其它结构更深还是更浅的深度。
仍然参考图1、图3和图4,在步骤410,处理器116从在步骤402期间访问的三维超声数据生成平面图像。根据一个实施例,平面图像可以是诸如在图3的第一平面图像304中示出的心脏的四腔视图。对描述的其余部分,将根据其中平面图像是第一平面图像304的示范性实施例来描述方法400。应意识到,根据其它实施例,平面图像可以描绘不同的平面。第一平面图像304与体积渲染图像302相交。
接着,在步骤412,处理器116向第一平面图像304的一部分应用依赖于深度的颜色方案。处理器116通过应用用以对体积渲染图像302着色的同一依赖于深度的颜色方案来对第一平面图像304着色。换言之,在对体积渲染图像302和第一平面图像304着色时,相同的颜色与相同的深度范围相关联。如体积渲染图像302那样,阴影线和交叉阴影线分别表示着色了第一颜色和第二颜色的第一平面图像304的区域。根据一个实施例,只有第一视见区(viewport)309内的第一平面图像304的部分根据依赖于深度的颜色方案着色。例如,处理器116可以访问深度缓冲器117,以确定与第一平面图像中的每一个像素相关联的结构的深度。然后,处理器116可以基于用于对体积渲染图像着色的同一依赖于深度的颜色方案对第一平面图像着色。也就是说,处理器116可以对示出在第一深度范围内的结构的像素指派相同的第一颜色,并且处理器116可以对示出在第二深度范围内的结构的像素指派相同的第二颜色。第一视见区309图形地示出了用于生成体积渲染图像302的数据的体积的范围。换言之,第一视见区309示出了在第一平面图像304中示出的平面和从其生成体积渲染图像302的体积的相交。根据一个实施例,用户可以通过用户接口115操作第一视见区309,以改变用于生成体积渲染图像302的数据的大小和/或形状。例如,用户可以使用鼠标或用户接口115的轨迹球来移动第一视见区309的角或线,以便改变用于生成体积渲染图像302的体积的大小和/或形状。根据一个实施例,处理器116可以响应于如通过第一视见区309的调整所指示的体积大小或形状的变化,生成和显示更新的体积渲染图像。可以显示更新的体积渲染图像来取代更新的体积渲染图像302。例如,如果用户改变第一视见区309使得第一视见区309在大小上更小,则将使用更小的数据的体积再生成体积渲染图像。同样,如果用户改变第一视见区309使得第一视见区309在大小上更大,则将基于更大的数据的体积生成更新的体积渲染图像。根据一个实施例,更新的体积渲染图像可以在用户调整第一视见区309时实时生成和显示。这使得用户可以快速地看到由第一视见区309的调整导致的体积渲染图像的变化。用于生成体积渲染图像的三维超声数据集的大小和分辨率以及处理器116的速度将确定可能以多快的速度来生成和显示更新的体积渲染图像。更新的体积渲染图像可以根据与体积渲染图像302和第一平面图像304相同的依赖于深度的颜色方案进行着色。
由于第一平面图像304根据与体积渲染图像302相同的依赖于深度的颜色方案进行着色,用户很容易理解位于第一平面图像304中的结构中的精确位置。例如,由于以第一颜色(在图3中以单阴影线表示)表示的结构比以第二颜色(在图3中以交叉阴影线表示)表示的结构更接近于视平面,所以用户能够容易地看到第一平面图像304相对于体积渲染图像302的位置。例如,第一平面图像304包括在第一视见区309内的第一颜色(阴影部分)和第二颜色(交叉阴影线)二者。这些颜色与体积渲染图像302中使用的颜色是相同的。这样,通过看在第一平面图像304中的颜色,用户有可能快速和准确地确定在第一平面图像304中表示的平面相对于体积渲染图像302的方向。此外,通过同时查看第一平面图像304和体积渲染图像302二者,用户可以依赖于颜色来帮助肯定地识别在任一图像之内的一个或多个关键结构。
在步骤414,显示平面图像。平面图像可包括第一平面图像304。根据一个示范性实施例,第一平面图像304可以与在图3中描绘的体积渲染图像同时显示在显示装置118上。
图3包括第二平面图像306和第三平面图像308。根据一个实施例,第二平面图像306和第三平面图像308可以通过对每一个不同的平面迭代地重复方法400的步骤410、412和414来生成。第二平面图像包括第二视见区310,第三平面图像包括第三视见区312。根据一个实施例,第二平面图像306可以是长轴视图,第三平面图像308可以是短轴视图。在第一平面图像304中示出的四腔视图、长轴视图和短轴视图都是在心血管超声中使用的标准视图。然而,本领域技术人员应意识到,根据其它实施例,可以使用其它视图。此外,其它实施例可以一次显示不同数目的平面图像。例如,一些实施例可以显示三个以上的平面图像,而其它实施例可以显示少于三个的平面图像。此外,一次显示的平面图像的数目可以是用户可选择的特征。根据一个实施例,用户可以选择平面图像的数目和平面的方向。根据一个实施例,用户可以以与前面关于第一视见区309所描述的方式相同的方式操作第二视见区310和第三视见区312。例如,第二视见区310和第三视见区312可以指示用于生成体积渲染图像302的数据的部分。用户可以调整第二视见区310或第三视见区312的位置,以改变用于生成体积渲染图像302的三维超声数据的部分。此外,应该注意的是,根据一个实施例,在视见区(309,310,312)内的图像的部分都根据用于对体积渲染图像着色的同一依赖于深度的颜色方案进行着色。根据其它实施例,所有的第一平面图像304、所有的第二平面图像306和所有的第三平面图像308可以根据同一依赖于深度的颜色方案进行着色。
本书面说明书使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使本领域的任何技术人员实践本发明,包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求书限定,并可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果其它示例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构性元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构部件,则意于这样的其它示例是在权利要求的范围内。
部件列表
图1
100超声成像系统
102传送器
103传送波束形成器
104换能器元件
105探头
106换能器阵列
107探头/SAP电子器件
108接收器
110接收波束形成器
115用户接口
116处理器
117深度缓冲器
118显示装置
120存储器
图2
150三维超声数据
154视平面
156射线
158射线
160射线
162射线
163像素
图3
300屏幕截图
302体积渲染图像
304第一平面图像
306第二平面图像
308第三平面图像
309第一视见区
310第二视见区
312第三视见区
图4
400方法
402访问三维超声数据
404从三维超声数据生成体积渲染图像
406向体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案
408显示体积渲染图像
410从三维超声数据生成平面图像
412向平面图像应用依赖于深度的颜色方案
414显示平面图像。

Claims (10)

1.一种超声成像系统(100),包括:
适于扫描感兴趣的体积的探头(105);
显示装置(118);
用户接口(115);以及
与所述探头(105)、所述显示装置(118)和所述用户接口(115)进行电子通信的处理器(116),
其中所述处理器(116)被配置成:
从三维超声数据生成体积渲染图像;
向所述体积渲染图像应用依赖于深度的颜色方案;
在所述显示装置(118)上显示所述体积渲染图像;
生成与所述体积渲染图像相交的平面的平面图像;
向所述平面图像应用所述依赖于深度的颜色方案;以及
与所述体积渲染图像同时在所述显示装置(118)上显示所述平面图像。
2.根据权利要求1所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)配置成根据所述依赖于深度的颜色方案指派第一颜色给表示在第一多个深度处的结构的像素,并指派第二颜色给表示第二多个深度处的结构的像素。
3.根据权利要求1所述的超声成像系统(100),其中所述依赖于深度的颜色方案包括指派给表示更接近视平面的结构的像素的第一颜色,以及指派给表示离所述视平面更远的结构的像素的第二颜色。
4.根据权利要求1所述的超声成像系统(100),其中所述平面图像包括与所述体积渲染图像相交的平面的图像。
5.根据权利要求1所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)被配置成在显示装置(118)上同时显示平面图像和体积渲染图像二者。
6.根据权利要求5所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)进一步被配置成在平面图像上显示视见区,其中所述视见区至少部分限定用于生成体积渲染图像的体积。
7.根据权利要求5所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)被配置成只在视见区内根据所述依赖于深度的颜色方案对所述平面图像着色。
8.根据权利要求1所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)被配置成响应于用户以所述用户接口(115)调整视见区的形状而实时生成和显示更新的体积渲染图像。
9.根据权利要求1所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)被配置成生成根据所述依赖于深度的颜色方案着色的第二平面图像。
10.根据权利要求9所述的超声成像系统(100),其中所述处理器(116)被配置成与所述平面图像和所述体积渲染图像同时在所述显示装置(118)上显示所述第二平面图像。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101009782B1 (ko) * 2008-10-28 2011-01-19 (주)메디슨 와이드 모드를 갖는 초음파 진단 시스템 및 그 제어 방법
KR101329748B1 (ko) 2012-03-07 2013-11-14 삼성메디슨 주식회사 영상 처리 장치 및 방법
JP6427486B2 (ja) * 2013-04-12 2018-11-21 株式会社日立製作所 超音波診断装置及び超音波三次元画像作成方法
KR101851221B1 (ko) 2013-07-05 2018-04-25 삼성전자주식회사 초음파 영상 장치 및 그 제어 방법
EP2863363A1 (en) 2013-09-30 2015-04-22 Samsung Medison Co., Ltd. Method and apparatus for generating three-dimensional image of target object
KR102377530B1 (ko) * 2013-09-30 2022-03-23 삼성메디슨 주식회사 대상체의 3차원 영상을 생성하기 위한 방법 및 장치
KR20150064937A (ko) 2013-12-04 2015-06-12 삼성전자주식회사 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법
WO2015170304A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Koninklijke Philips N.V. Imaging systems and methods for positioning a 3d ultrasound volume in a desired orientation
KR101580956B1 (ko) * 2014-06-23 2015-12-30 포항공과대학교 산학협력단 소나 이미지 에뮬레이터 및 이를 이용한 소나 이미지 예측 방법
JP6640444B2 (ja) * 2014-09-30 2020-02-05 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラム
US9763644B2 (en) * 2015-03-27 2017-09-19 Clarius Mobile Health Corp. System and method for connecting and controlling wireless ultrasound imaging system from electronic device
US10380786B2 (en) 2015-05-29 2019-08-13 General Electric Company Method and systems for shading and shadowing volume-rendered images based on a viewing direction
KR102578754B1 (ko) * 2015-06-12 2023-09-15 삼성메디슨 주식회사 초음파 이미지 디스플레이 방법 및 이를 위한 장치
EP3106096B1 (en) * 2015-06-12 2020-02-19 Samsung Medison Co., Ltd. Method and apparatus for displaying ultrasound images
US10282888B2 (en) * 2016-01-28 2019-05-07 Biosense Webster (Israel) Ltd. High definition coloring of heart chambers
WO2017186518A1 (en) * 2016-04-26 2017-11-02 Koninklijke Philips N.V. 3d image compounding for ultrasound fetal imaging
WO2018094688A1 (zh) * 2016-11-25 2018-05-31 中国科学院深圳先进技术研究院 透视物体内部结构的透视方法及系统
US10489969B2 (en) * 2017-11-08 2019-11-26 General Electric Company Method and system for presenting shaded descriptors corresponding with shaded ultrasound images
US11647989B2 (en) * 2018-09-11 2023-05-16 Philips Image Guided Therapy Corporation Devices, systems, and methods for multimodal ultrasound imaging
US10803612B2 (en) * 2018-09-25 2020-10-13 General Electric Company Method and system for structure recognition in three-dimensional ultrasound data based on volume renderings
US11399806B2 (en) * 2019-10-22 2022-08-02 GE Precision Healthcare LLC Method and system for providing freehand render start line drawing tools and automatic render preset selections
CN112704513A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 四维超声成像方法、设备、系统和存储介质
US11113898B2 (en) * 2019-12-20 2021-09-07 GE Precision Healthcare LLC Half box for ultrasound imaging
US20220061803A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for generating ultrasound probe guidance instructions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101061962A (zh) * 2006-04-27 2007-10-31 通用电气公司 用于自动多平面成像超声系统的用户接口
CN101331406A (zh) * 2005-12-15 2008-12-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 实时3d体绘制图像的更快速率
CN101454806A (zh) * 2006-05-31 2009-06-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用深度加权彩色化的体绘制方法和装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3015727B2 (ja) * 1996-05-21 2000-03-06 アロカ株式会社 超音波診断装置
JP2003325513A (ja) * 2002-05-16 2003-11-18 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
US6825838B2 (en) * 2002-10-11 2004-11-30 Sonocine, Inc. 3D modeling system
DE10253617B4 (de) * 2002-11-15 2005-06-30 Siemens Ag Verfahren zur Darstellung eines ineinem Volumendatensatz abgebildeten Objektes
US20040109014A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-10 Rovion Llc Method and system for displaying superimposed non-rectangular motion-video images in a windows user interface environment
EP1847222B1 (en) * 2005-02-09 2011-04-13 Hitachi Medical Corporation Ultrasonographic device and ultrasonographic method
KR100948047B1 (ko) * 2006-06-29 2010-03-19 주식회사 메디슨 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법
DE102007008767B3 (de) * 2007-02-22 2008-07-24 Tomtec Imaging Systems Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von 3D Bilddatensätzen auf 2D Bildern
US7912264B2 (en) * 2007-08-03 2011-03-22 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-volume rendering of single mode data in medical diagnostic imaging
US8090168B2 (en) * 2007-10-15 2012-01-03 General Electric Company Method and system for visualizing registered images
JP5525930B2 (ja) * 2010-06-23 2014-06-18 株式会社日立メディコ 三次元超音波画像を生成表示する超音波診断装置
US20120306849A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 General Electric Company Method and system for indicating the depth of a 3d cursor in a volume-rendered image

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101331406A (zh) * 2005-12-15 2008-12-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 实时3d体绘制图像的更快速率
CN101061962A (zh) * 2006-04-27 2007-10-31 通用电气公司 用于自动多平面成像超声系统的用户接口
CN101454806A (zh) * 2006-05-31 2009-06-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用深度加权彩色化的体绘制方法和装置

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Publication number Publication date
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JP2013119035A (ja) 2013-06-17

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