Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости



Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости
Способ и система компенсации усиления напряжения при создании изображений упругости

 


Владельцы патента RU 2491023:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС, Н.В. (NL)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам и устройствам создания изображений упругости. Способ заключается в передаче ультразвуковой энергии и приеме ее эхо-сигналов, обработке данных изображения из эхо-сигналов, связанных с приложенным усилием к физиологическому органу пациента, и получении функции компенсации напряжения, связанной с приложенным усилием. Функция компенсации напряжения выполнена с возможностью компенсации изменения напряжения, которое не вызвано изменением фактической жесткости в физиологическом органе пациента. Функцию применяют к данным изображения для создания изображения с компенсированным напряжением, что качественно подчеркивает различия в упругости в физиологическом органе пациента. Способ обеспечивается с использованием машиночитаемого носителя информации, на котором хранится исполняемая компьютером управляющая программа, и системы создания ультразвуковых изображений, содержащей зонд для передачи ультразвуковой энергии в физиологический орган пациента и приема эхо-сигналов, устройство отображения и процессор. При этом процессор выполнен с возможностью создания функции компенсации напряжения, основываясь на одном из следующего: вводах пользователя, основанных на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа, модели компенсации напряжения, созданной до обработки данных ультразвукового изображения, и части обработанных данных изображения. Использование изобретения позволяет облегчить распознавание различий между нормальной тканью и патологическими изменениями и компенсировать изменения напряжения, не вызванные фактическими изменениями жесткости ткани. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится, в целом, к системам создания изображений и, более конкретно, к способу и системе создания изображений упругости.

Создание изображений упругости состоит из стимулирования движения в биологической ткани и оценки реакции ткани, используя методы создания диагностических изображений. Создание изображений упругости может использоваться для выявления механических свойств ткани, таких как коэффициент Пуассона, модуль Юнга или других измерений жесткости. Результаты измерений могут обеспечивать массив данных, в которых места расположения в массиве соответствуют местам расположения на ткани в плоскости изображения. Массив данных может быть преобразован в полутоновую шкалу или в цветную карту, чтобы сформировать изображение. Создание изображений упругости может содержать сбор данных во время приложенного снаружи и изнутри движения или деформации ткани; оценку реакции ткани и предоставление изображения, представляющего свойства ткани.

Методы создания изображений упругости могут быть разбиты на две категории, основываясь на методах возбуждения ткани. Статические способы используют квазистатическое сжатие и оценку возникающего в результате напряжения ткани. При приложении силы жесткая ткань демонстрирует меньшее напряжение, чем более мягкая ткань. Таким образом, путем оценки напряжения ткани, вызванного сжатием, может быть получена информация о жесткости ткани. Оцененное напряжение может также использоваться для реконструкции модуля упругости ткани. Другая категория основана на стимулировании динамического возбуждения в ткани (динамический способ). При акустическом определении упругости к тканям прикладывают низкочастотную вибрацию (<1 кГц) и проверяют реакцию ткани. Другим подходом в этой категории является акустическая дистанционная пальпация, при которой силу акустического излучения прикладывают в локальной области ткани и оценивают результирующее смещение.

При создании изображений упругости регистрируют ультразвуковые данные до и после сжатия, чтобы определить осевые и боковые движения, используя способы корреляции. Определенные движения вдоль направления распространения ультразвука представляют карту осевых перемещений ткани и используются для определения карты осевых напряжений. Карта напряжений затем отображается как полутоновая шкала серого или цветокодированное изображение и называется эластограммой.

Однако усилие, приложенное во время создания изображений упругости, может быть неравномерным в пределах плоскости изображения. Это может привести к изображению напряжения с переменной плотностью по полю зрения даже для ткани с однородной жесткостью. Например, изображение напряжения может меняться в зависимости от глубины в однородной ткани за счет затухания усилия с увеличением глубины. Это может ввести в заблуждение пользователей, создавая впечатление, что изменение напряжения происходит из-за изменения жесткости ткани.

Таким образом, существует необходимость в способе и системе для того, чтобы компенсировать изменение напряжения, которое не вызвано фактическим изменением жесткости ткани. Существует также дополнительная необходимость в таком способе и системе, которые представляют изображения с более легко распознаваемыми различиями между нормальной тканью и патологическими изменениями. Существует также еще дополнительная необходимость в таком способе и системе, которые обеспечивают более легко распознаваемые локальные области аномального напряжения.

Раздел "Сущность изобретения" составлен в соответствии с §1.73 раздела 37 Кодекса законов США (C.F.R.), требующего изложения сущности изобретения, кратко указывающего характер и сущность изобретения. Этот раздел представляется с пониманием, что он не будет использоваться для толкования или ограничения объема или смысла формулы изобретения.

В одном примере варианта осуществления настоящего изобретения представлен способ создания изображений упругости. Способ может содержать этапы, на которых передают ультразвуковую энергию и принимают ее эхо-сигналы; обрабатывают данные изображения из эхо-сигналов, связанных с приложенным усилием к физиологическому органу пациента; получают функцию компенсации напряжения, связанную с приложенным усилием; применяют функцию компенсации напряжения к данным изображения, чтобы создать изображение с компенсированным напряжением; и представляют изображение с компенсированным напряжением.

В другом примере варианта осуществления обеспечивается машиночитаемый носитель информации, на котором хранится исполняемая компьютером управляющая программа. Исполняемая компьютером управляющая программа выполнена с возможностью предписания компьютерному устройству, в которое загружен машиночитаемый носитель информации, выполнять этапы, на которых: обрабатывают данные ультразвукового изображения, связанные с приложенным усилием к физиологическому органу пациента; создают функцию компенсации напряжения, связанную с приложенным усилием, основанную, по меньшей мере, на (i) вводах пользователя, основанных на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа, (ii) модели компенсации напряжения, созданной перед обработкой данных ультразвукового изображения, и (iii) по меньшей мере, части обработанных данных изображения; и применяют функцию компенсации напряжения к данным изображения, чтобы создать изображение с компенсированным напряжением.

В дополнительном примере варианта осуществления обеспечивается система создания ультразвуковых изображений, которая может иметь зонд для передачи ультразвуковой энергии в физиологический орган пациента и приема эхо-сигналов, устройство отображения, и процессор, функционально соединенный с зондом и устройством отображения. Процессор может обрабатывать данные ультразвукового изображения, связанные с усилием, приложенным к физиологическому органу пациента. Процессор может создавать функцию компенсации напряжения, связанную с приложенным усилием, основываясь, по меньшей мере, на одном из: (i) вводах пользователя, основанных на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа, (ii) модели компенсации напряжения, созданной перед обработкой данных ультразвукового изображения, и (iii) по меньшей мере, части обработанных данных изображения. Процессор может применить функцию компенсации напряжения к данным изображения, чтобы создать изображение с компенсированным напряжением. Процессор может представить на устройстве отображения, по меньшей мере, одно из: изображения с компенсированным напряжением и инверсного изображения с компенсированным напряжением.

Технический результат заключается, без ограничения перечисленным, в представлении изображений, которые качественно подчеркивают различия в упругости в физиологическом органе тела. Технический результат дополнительно заключается, без ограничения перечисленным, в представлении изображений, которые подчеркивают различия между нормальной тканью и патологическими изменениями. Технический результат также дополнительно заключается, без ограничения перечисленным, в представлении изображений, которые подчеркивают локализованные области аномального напряжения.

Описанные выше и другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистами в данной области техники из последующего подробного описания, чертежей и приложенной формулы изобретения.

Фиг. 1 - схематическое изображение системы для создания изображения упругости в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 - схематическое изображение части системы, показанной на фиг. 1;

фиг. 3 - способ, который может использоваться системой, показанной на фиг. 1, для создания изображений упругости в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 - способ, который может использоваться системой, показанной на фиг. 1, для создания изображений упругости в соответствии с другим примером варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 - способ, который может использоваться системой, показанной на фиг. 1, для создания изображений упругости в соответствии с другим примером варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 - эластограмма, показывающая изображение с некомпенсированным напряжением ткани с включением жесткого элемента;

фиг. 7 - эластограмма, показывающая инверсию изображения с некомпенсированным напряжением, приведенного на фиг. 6;

фиг. 8 - изображение одного из многих примеров функций компенсации напряжения, созданных согласно системе или способам, показанным на фиг. 1-5;

фиг. 9 - эластограмма, показывающая пример изображения с компенсированным напряжением, созданного с использованием функции компенсации напряжения согласно фиг. 8;

фиг. 10 - эластограмма, показывающая инверсию изображения с компенсированным напряжением согласно фиг. 9;

фиг. 11 - изображение другого примера из многих функций компенсации напряжения, созданных в соответствии с системой или способами, показанными на фиг. 1-5;

фиг. 12 - эластограмма, показывающая пример изображения с компенсированным напряжением, созданного с использованием функции компенсации напряжения согласно фиг. 11.

Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на сбор данных и создание изображений тела, выполняемых устройством создания ультразвуковых изображений, основываясь на напряжении, исследуемом по отношению к физиологическому органу тела. Специалисты в данной области техники должны понимать, что примеры вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть применены к различным частям тела и различным физиологическим органам человека или животного, таким как ткань, органы и т.д, в том числе, печень. Приложенное усилие, приводящее в результате к исследуемому напряжению согласно настоящему изобретению, может быть внешним или внутренним по отношению к телу. Источник приложенного напряжения может меняться, создаваясь нажатием с помощью датчика, создаваясь отдельным устройством, создаваясь приложением волны, распространяющейся через ткань, или создаваясь самим телом, в том числе, артериальными пульсациями или дыхательными изменениями в пациенте. Количество и/или выбор времени приложения усилия также могут изменяться, в том числе, возможно периодически прикладываемое усилие, которое качественно исследуется в соответствии с примерами вариантов осуществления настоящего изобретения.

Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения могут обеспечивать более равномерное изображение напряжения, такое как для однородной ткани, по всему полю зрения ультразвуковой системы или его части, и могут подчеркивать различные физиологические отличия, такие как между нормальной тканью и патологическими изменениями. В одном варианте осуществления эластографическое изображение может быть создано путем нормализации изображения напряжения с помощью измененного или оцененного напряжения. Измененное или оцененное напряжение может быть создано пользователем и/или системой, как будет описано позже.

Исследуемое напряжение связано с усилием и модулем упругости ткани следующим образом:

напряжение(X,Y)=усилие(X,Y)/(модуль упругости(X,Y)) (1)

или, эквивалентно:

напряжение(X,Y)/усилие(X,Y)=1/(модуль упругости(X,Y))(2)

Для приложенного усилия может быть создано изменение или оценка усилия, SC(X,Y). Измененное усилие, SC(X,Y), может затем использоваться для создания оценки распределения модуля упругости следующим образом:

(1/модуль упругости(X,Y))∝(напряжение(X,Y)/SC(X,Y)) (3)

или, эквивалентно:

(модуль упругости(X,Y))∝(SC(X,Y)/напряжение(X,Y)) (4)

Настоящее изобретение предполагает, что изображение с компенсированным напряжением, созданное в соответствии с примером варианта осуществления настоящего изобретения, может обеспечить более однородный вид нормальной ткани, чем изображение с некомпенсированным напряжением, помогая выделять локальные места аномального напряжения. Качественные результаты, обеспечиваемые изображением с компенсированным напряжением согласно настоящему изобретению, могут быть применимы даже там, где измененное усилие SC(X,Y) значительно отклоняется от фактического распределения напряжения в ткани.

Со ссылкой на чертежи и, в частности, на фиг. 1, показана система создания ультразвуковых изображений в соответствии с одним примером варианта осуществления изобретения, в целом обозначенная ссылочной позицией 10. Система 10 может выполнить создание ультразвуковых изображений частей тела пациента 50, таких как орган или ткань 150, и может содержать процессор или другое управляющее устройство 100, зонд или датчик 120 и устройство 170 отображения. Система 10 может содержать устройство 125 приложения усилия для создания и приложения усилия к телу 50. Устройство 125 приложения усилия может быть устройством, используемым снаружи и/или изнутри, и может обеспечивать приложение усилия к интересующей области многими различными способами, в том числе, с помощью волнового распространения энергии или механически создаваемых сил.

Обращаясь дополнительно к фиг. 2, процессор 100 может содержать различные компоненты для создания ультразвуковых изображений и может использовать различные методы создания изображений, такие как те, которые касаются сбора, анализа и представления данных. Например, процессор 100 может содержать орган управления функцией напряжения или привод 205, чтобы регулировать функцию компенсации напряжения, как будет описано ниже. Процессор 100 может также содержать орган управления компенсацией усиления во времени или привод 210 и орган управления компенсацией усиления в боковом направлении или привод 215, а также другие ультразвуковые компоненты, такие как передатчик/приемник, формирователь луча, эхо-процессор и видеопроцессор. Настоящее изобретение также предполагает объединение одного или более из этих компонентов.

В одном варианте осуществления ультразвуковой зонд 120 может содержать линейную матрицу элементов 225 ультразвуковых датчиков, которые передают и принимают ультразвуковую энергию, находясь под управлением формирователя луча. Например, формирователь луча может управлять выбором времени приведения в действие элементов 225 матрицы датчиков, активируя генераторы импульсов датчиков передатчика/приемника в соответствующее время. В другом варианте осуществления зонд 120 может быть датчиком матричного массива, который обеспечивает направляемый и фокусируемый ультразвуковой луч.

Устройство 170 отображения, такое, которое действует с помощью видеопроцессора, может затем использоваться для представления изображения, созданного процессором 100. Системой 100 могут быть использованы различные другие компоненты и методы, чтобы создавать, передавать и принимать ультразвуковую энергию, а также для того, чтобы обрабатывать принятую ультразвуковую энергию. Компоненты и методы системы 10 позволяют представление изображения напряжения в двумерном или трехмерном виде на устройстве 170 отображения для интересующей области тела 50. В одном варианте осуществления система 10 может также содержать запоминающее устройство, такое как запоминающее устройство CINELOOP®. Например, запоминающее устройство может хранить данные, обработанные системой 10, чтобы формировать первое изображение напряжения или поток изображений, так чтобы последовательные изображения напряжения или потоки изображений могли быть созданы из него. Другие компоненты и/или методы также могут использоваться с процессором 100, такие как процессор автоматического обнаружения границ, который может определять и графически перекрывать анатомические границы в отношении представленных изображений. Настоящее изобретение также предполагает использование других компонентов и/или методов в дополнение или вместо описанных выше компонентов системы 10.

Дополнительно, со ссылкой на фиг. 3, пример способа работы с системой 10 показан и, в целом, представлен ссылочной позицией 300. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что возможны и другие варианты осуществления, не показанные на фиг. 3, не отступающие от объема формулы изобретения, описанной ниже, в том числе содержащие обследование других частей тела.

Способ 300 может начинаться с этапа 302, на котором данные изображения собираются системой 10, например, путем передачи и приема ультразвуковой энергии или импульсов зондом 120 в комбинации с приложенным усилием в интересующей области. Как описано выше, приложенное усилие может обеспечиваться многими источниками, в том числе, приложением давления на уровне кожи тела, используя зонд 120 датчика или самим телом, то есть, кардиальными пульсациями или дыхательными изменениями. На этапе 304 напряжение, возникающее в результате приложенного усилия, может быть определено из собранных данных.

На этапе 306 система 10 может контролировать ввод пользователя для регулировки функции компенсации напряжения, выполняемой клиническим врачом или другим пользователем, такой как вращение или другая регулировка органа 205 управления функцией компенсации напряжения. Если регулировка функции компенсации напряжения обнаружена, то затем на этапе 308 может быть создана или как-либо иначе отрегулирована функция компенсации напряжения. В одном варианте осуществления функция компенсации напряжения может первоначально быть установлена на единицу, так чтобы изображение напряжения было первоначально представлено как изображение с некомпенсированным напряжением.

Регулировка функции компенсации напряжения может быть величиной функции компенсации напряжения, зависимой от глубины. Настоящее изобретение также предполагает регулировку функции компенсации напряжения, зависящей от бокового положения и/или угла места. В одном варианте осуществления клинический врач или другой пользователь может регулировать функцию компенсации напряжения, основываясь на ожидаемых результатах, например, посредством регулировки до тех пор, пока ткани или другой физиологический орган с ожидаемыми однородными свойствами не проявит себя, по существу, однородным образом на представленном изображении. В другом варианте осуществления регулировка функции компенсации напряжения может быть основана на субъективной точке видения клинического врача или другого пользователя изображения в реальном времени или потока изображений и известного физиологического органа в локализованной области изображения так, чтобы качественное изображение могло быть представлено относительно других областей изображения, которые не имеют однородных свойств.

Настоящее изобретение предполагает регулировку функции компенсации напряжения, выполняемую в различные моменты времени. Например, регулировка может производиться в реальном времени, как описано выше, или собранные данные могут быть представлены в цикле и клинический врач может выполнять регулировку во время представления цикла, например, во время или вскоре после обследования пациента.

Функция компенсации напряжения может быть применена к определенным данным напряжения или к любому последующему определению напряжения, как на этапе 310. На этапе 312 может быть представлено изображение с компенсированным напряжением, например, на устройстве 170 отображения. На этапе 314 после того, как в соответствии с пожеланием была отрегулирована функция компенсации напряжения, основываясь на известных или ожидаемых локализованных результатах и представленном изображении с компенсированным напряжением, может быть представлена эластограмма или другая распечатка, такая как другие данные, созданные на основе изображений с компенсированным напряжением.

Со ссылкой на фиг. 1-2 и 4, показан пример способа работы с системой 10, в целом, представленный ссылочной позицией 400. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что возможны другие варианты осуществления, не показанные на фиг. 4, не отступающие от объема описанной ниже формулы изобретения, в том числе, обследование других частей тела. Например, возможные варианты способа 400 показаны пунктирными линиями.

Способ 400 может начаться с этапа 402, на котором данные изображения собираются системой 10, например, путем передачи и приема ультразвуковой энергии или импульсов зондом 120 в комбинации с приложенным усилием в интересующей области. На этапе 404 напряжение, возникшее в результате приложенного усилия, может быть определено из данных, которые были собраны, иным образом извлечены.

На этапе 406 может быть получена и применена к собранным данным модель функции компенсации напряжения. Модель функции компенсации напряжения может быть создана или как-либо иначе получена, используя многочисленные методы. Например, модель функции компенсации напряжения может быть смоделирована математически, установлена эмпирически во время оптимизации с одними и теми же или другими пациентами, используя физиологические органы с известными свойствами, и/или измерена на однородном имитирующем ткань фантоме или другой физической модели для конкретного физиологического органа, который должен отображаться. Модель функции компенсации напряжения может затем быть сохранена и применена к последующим обследованиям с созданием изображений для тех же самых или других пациентов. В одном варианте осуществления выбор модели, которая должна применяться, может основываться на ряде факторов, таких как тип обследуемого физиологического органа, возраст пациента и т.д.

Функция компенсации напряжения может быть создана или как-либо иначе отрегулирована, основываясь на априорной модели функции компенсации напряжения, как на этапе 408. В одном варианте осуществления функция компенсации напряжения может первоначально быть установлена на единицу, так что изображение напряжения первоначально представляется как изображение с некомпенсированным напряжением. В другом варианте осуществления система 10 на этапе 409 может контролировать регулировку функции компенсации напряжения клиническим врачом или другим пользователем, например, путем вращения или иной регулировкой органа 205 управления функцией компенсации напряжения. Если регулировка функции компенсации напряжения обнаружена, то тогда функция компенсации напряжения, определенная из априорной модели, может соответственно регулироваться.

Функция компенсации напряжения может применяться к определенным данным напряжения или к любому последующему определению напряжения, как на этапе 410. На этапе 412 изображение с компенсированным напряжением может быть представлено, например, на устройстве 170 отображения. На этапе 414 после того, как представлено изображение с компенсированным напряжением, могут быть представлены эластограмма или другая распечатка, такая как другие данные, созданные на основе изображения с компенсированным напряжением.

Со ссылкой на фиг. 1-2 и 5 показан пример способа работы с системой 10, в целом, представленный ссылочной позицией 500. Для специалиста в данной области техники должно быть очевидно, что возможны и другие варианты осуществления, не изображенные на фиг. 5, не отступающие от объема формулы изобретения, описанной ниже, в том числе, обследование других частей тела. Для примеров, возможные варианты способа 500 показаны пунктирными линиями.

Способ 500 может быть начат с этапа 502, на котором данные изображения собираются системой 10, например, путем передачи и приема ультразвуковой энергии или импульсов зондом 120 в комбинации с приложенным усилием в интересующей области. На этапе 504 напряжение, являющееся результатом приложенного усилия, может быть определено из данных, которые были собраны или иным образом извлечены.

На этапах 505 и 506 собранные данные могут использоваться для создания функции компенсации напряжения. Например, функция компенсации напряжения может создаваться, основываясь на среднем напряжении, вычисленном как функция глубины. Установка функции компенсации напряжения, основанной на среднем напряжении как функции глубины, приводит к нормализованной функции напряжения.

Созданная кривая, представляющая функцию компенсации напряжения, может быть сглажена на этапе 507 так, чтобы не было никаких резких изменений направления. В одном варианте осуществления ввод пользователя на этапе 508 или априорная модель, как на этапе 509, или и то и другое могут также использоваться при создании или какой-либо иной регулировке функции компенсации напряжения.

Функция компенсации напряжения может быть применена к определенным данным напряжения или к любому последующему определению напряжения, как на этапе 510. На этапе 512 изображение с компенсированным напряжением может быть представлено, например, на устройстве 170 отображения, в том числе, в реальном времени или в поточном цикле. На этапе 514 после того, как было представлено изображение с компенсированным напряжением, может быть представлена эластограмма или другая распечатка, такая как другие данные, созданные, основываясь на изображении с компенсированным напряжением.

Способ 500 предполагает и другие методы и алгоритмы, используемые для создания функции компенсации напряжения из собранных данных, в том числе методы компенсации усиления в боковом направлении. В одном варианте осуществления два или более метода, описанные в отношении способов 300, 400 и 500, могут быть применены для создания изображения с компенсированным напряжением.

На фиг. 6 показано изображение с некомпенсированным напряжением, которое имеет твердое включение с модулем упругости, приблизительно в три раза большим, чем у окружающей ткани, внутри, по существу, однородной фоновой ткани. В этом примере приложенное усилие создавалось посредством вдавливания датчика с линейной матрицей в направлении глубины в ткань, имитирующую фантом или модель, но результаты применимы для приложения к реальной ткани. Как можно видеть в прямоугольном выделении на фиг. 6, даже в однородной ткани, окружающей включение, напряжение меняется в зависимости от глубины благодаря зависящему от глубины изменению приложенного усилия. На фиг. 7 приведена математическая инверсия изображения с некомпенсированным напряжением, показанного на фиг. 6, и снова отмечены большие изменения напряжения, даже в областях схожих свойств ткани.

На фиг. 8 показано изображение, представляющее функцию компенсации напряжения, которое может быть создано системой 10, основываясь на среднем напряжении как функции глубины. На фиг. 9 показано изображение с компенсированным напряжением, созданное системой 10, основываясь на функции компенсации напряжения, показанной на фиг. 8. Ткань, которая имеет однородные свойства и окружает твердое включение, представляется более однородной, привлекая внимание к включению. В этом примере включение кажется в 2-3 раза более твердым, чем окружающая ткань в изображении, тогда как фактическая жесткость в три раза больше окружающей ткани.

На фиг. 10 показана математическая инверсия изображения с компенсированным напряжением, показанного на фиг. 9. Ткань, окружающая жесткое включение, представляется на более однородном уровне, обеспечивая лучший контраст с включением.

На фиг. 11 показано изображение, представляющее другой пример функции компенсации напряжения, которая может быть создана системой 10, которая изменяется как в осевом, так и поперечном направлении, так чтобы быть двумерной. На фиг. 12 показано изображение с компенсированным напряжением, созданное системой 10, основываясь на функции компенсации напряжения, показанной на фиг. 11.

Система 10 может обеспечивать качественное создание изображений напряжения, основываясь на ряде методов, в том числе, управлении пользователем компенсации напряжения как функции глубины, бокового положения и/или угла места; компенсации напряжения как функции глубины, основываясь на ранее определенных функциях компенсации, хранящихся в системе; и/или адаптивной компенсации изображений напряжения для учета неравномерного приложения усилия по двумерному или трехмерному полю зрения, используя данные, собранные во время обследования. Описанные здесь методология и система применимы к изображениям с компенсированным напряжением при создании двумерных или трехмерных изображений.

Эластограммы могут содержать не только изображения напряжений, но также и другие результаты измерений, связанные с упругостью ткани (например, отношение напряжений между нормальной и патологически измененной тканями, коэффициент Пуассона). Изображения с компенсированным напряжением, созданные в соответствии с системами и способами настоящего изобретения, не могут быть представлены пользователям напрямую и должны быть дополнительно обработаны для создания эластограмм.

Настоящее изобретение предполагает функцию компенсации напряжения, основанную на одном или более из следующих источников: вводе пользователя (с помощью органов управления); априорных данных/модели; текущих и прежних значениях данных напряжения. Кроме того, способы примеров вариантов осуществления могут содержать представление данных напряжения для отображения (в виде изображения и/или графики) и/или запоминающего устройства/экспорта. В одном варианте осуществления может дополнительно выполняться обработка данных, содержащая сглаживание, преобразование со сжатием, (например, 1/компенсированное напряжение, Fn (компенсированное напряжение) и т.д.), постоянство во времени и любая их комбинация. Создание изображений, выполняемое здесь, может содержать другие методы для данных двумерных или трехмерных изображений или и тех и других.

Изобретение, содержащее этапы методологий, описанные выше, может осуществляться аппаратурным обеспечением, программным обеспечением или комбинацией аппаратурного и программного обеспечений. Изобретение может осуществляться централизованным образом в одной компьютерной системе или распределенным образом, где различные элементы распределяются по нескольким взаимосвязанным компьютерным системам. Любой вид компьютерной системы или другого устройства, выполненного с возможностью осуществления описанных здесь способов, является приемлемым. Типичной комбинацией аппаратурного и программного обеспечений может быть универсальная компьютерная система с компьютерной программой, которая, будучи загруженной и выполняемой, управляет компьютерной системой таким образом, что она выполняет описанные здесь способы.

Изобретение, содержащее этапы описанных выше методологий, может быть внедрено в компьютерный программный продукт. Компьютерный программный продукт может содержать машиночитаемый носитель информации, на котором записана компьютерная программа, содержащая исполняемую компьютером управляющую программу для указания компьютерному устройству или системе на компьютерной основе выполнять различные процедуры, процессы и способы, описанные здесь. Компьютерная программа в настоящем контексте означает любое выражение на любом языке, управляющую программу или запись набора команд, служащих для предписания системе, имеющей возможность обработки информации, выполнять конкретную функцию либо непосредственно, либо после выполнения одного из двух или обоих условий: a) перевода на другой язык, управляющую команду или запись; б) воспроизведения в другой физической форме.

Чертежи вариантов осуществления, описанные здесь, предназначены обеспечивать общее понимание структуры различных вариантов осуществления и они не предназначены служить окончательным описанием всех элементов и признаков устройств и систем, которые могли бы использовать описанные здесь структуры. После рассмотрения приведенного выше описания специалистам в данной области техники должны быть очевидны многие другие варианты осуществления. Другие варианты осуществления могут использоваться и быть получены из этих вариантов осуществления так, чтобы структурные и логичные замены и изменения могли быть выполнены, не отходя от объема настоящего раскрытия. Чертежи также являются просто демонстративными и не могут быть вычерчены в масштабе. Определенные соотношения на них могут быть преувеличены, тогда как другие могут быть преуменьшены. Соответственно, описание и чертежи должны рассматриваться скорее в иллюстративном, а не в ограничительном смысле.

Таким образом, хотя здесь были описаны и продемонстрированы конкретные варианты осуществления, следует понимать, что любая структура, направленная на достижение той же самой цели, может служить заменой для конкретных показанных вариантов осуществления. Настоящие описание предназначено охватывать любые и все модификации или изменения различных вариантов осуществления. Комбинации описанных выше вариантов осуществления и других вариантов осуществления, не описанных здесь конкретно, должны быть очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения упомянутого выше описания. Поэтому подразумевается, что раскрытие не должно ограничиваться конкретно раскрытым вариантом(-ами) осуществления как наилучшим, предлагаемым для выполнения настоящего изобретения, а изобретение будет содержать все варианты осуществления, попадающие в пределы объема приложенной формулы изобретения.

Раздел "Реферат" составлен в соответствии с § 1.72(b) раздела 37 Кодекса законов США (C.F.R.), требующего наличия реферата, который позволит читателю быстро выяснить характер технического решения. Он представляется с пониманием, что он не будет использоваться для интерпретации или ограничения объема или смысла формулы изобретения.

1. Способ создания изображений упругости, содержащий этапы, на которых:
передают ультразвуковую энергию и принимают ее эхо-сигналы;
обрабатывают данные изображения из эхо-сигналов, связанных с приложенным усилием к физиологическому органу пациента;
получают функцию компенсации напряжения, связанную с приложенным усилием, причем функция компенсации напряжения выполнена с возможностью компенсации изменения напряжения, которое не вызвано изменением фактической жесткости в физиологическом органе пациента;
применяют функцию компенсации напряжения к данным изображения, чтобы создать изображение с компенсированным напряжением; и
представляют изображение с компенсированным напряжением, причем изображение с компенсированным напряжением качественно подчеркивает различия в упругости в физиологическом органе пациента.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором регулируют функцию компенсации напряжения, основанную на вводах пользователя, при этом вводы пользователя основаны на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором определяют функцию компенсации напряжения, основываясь на модели компенсации напряжения, созданной до выполнения создания изображения упругости.

4. Способ по п.3, в котором модель компенсации напряжения создана, основываясь, по меньшей мере, на одном из (i) математической модели, (ii) данных, измеренных на физической модели, и (iii) данных, полученных при создании изображения упругости другого физиологического органа.

5. Способ по п.4, в котором другой физиологический орган является физиологическим органом другого пациента и в котором другой физиологический орган обладает, по существу, однородными свойствами.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором определяют функцию компенсации напряжения, основанную, по меньшей мере, на части обработанных данных изображения.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором создают прилагаемое усилие посредством нажима датчиком на пациента в области физиологического органа, при этом датчик передает ультразвуковую энергию и принимает эхо-сигналы.

8. Способ по п.1, дополнительно содержащий, по меньшей мере, два из этапов, заключающихся в том, что:
(а) регулируют функцию компенсации напряжения, основываясь на вводах пользователя с помощью вводов пользователя, основанных на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа, (б) определяют функцию компенсации напряжения, основываясь на модели компенсации напряжения, созданной до выполнения создания изображений упругости, и (в) определяют функцию компенсации напряжения, основываясь, по меньшей мере, на части обработанных данных изображения.

9. Машиночитаемый носитель информации, на котором хранится исполняемая компьютером управляющая программа, причем исполняемая компьютером управляющая программа выполнена с возможностью предписания вычислительному устройству, в которое загружен машиночитаемый носитель информации, выполнять этапы, на которых:
обрабатывают данные ультразвукового изображения, связанные с приложенным усилием к физиологическому органу пациента;
создают функцию компенсации напряжения, связанную с приложенным усилием, основываясь, по меньшей мере, на одном из (i) вводах пользователя, основанных на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа, (ii) модели компенсации напряжения, созданной до обработки данных ультразвукового изображения, и (iii), по меньшей мере, части обработанных данных изображения, при этом функция компенсации напряжения выполнена с возможностью компенсации изменения напряжения, которое не вызвано изменением фактической жесткости в физиологическом органе пациента; и
применяют функцию компенсации напряжения к данным изображения, чтобы создать изображение с компенсированным напряжением, при этом изображение с компенсированным напряжением качественно подчеркивает разницу в упругости в физиологическом органе пациента.

10. Машиночитаемый носитель информации по п.9, дополнительно содержащий исполняемую компьютером управляющую программу, предписывающую вычислительному устройству представлять, по меньшей мере, одно из изображения с компенсированным напряжением или инверсного изображения с компенсированным напряжением.

11. Машиночитаемый носитель информации по п.9, в котором модель компенсации напряжения создана на основе, по меньшей мере, одного из (i) математической модели, (ii) данных, измеренных на физической модели, и (iii) данных, полученных при создании изображений упругости другого физиологического органа.

12. Машиночитаемый носитель информации по п.11, в котором другой физиологический орган является физиологическим органом другого пациента и в котором другой физиологический орган обладает, по существу, однородными свойствами.

13. Машиночитаемый носитель информации по п.9, в котором функцию компенсации напряжения создают на основе двух или более из следующего: (а) вводов пользователя, (б) модели компенсации напряжения и (в) по меньшей мере, части обработанных данных изображения.

14. Система (10) создания ультразвуковых изображений, содержащая:
зонд (120) для передачи ультразвуковой энергии в физиологический орган (150) пациента (50) и приема эхо-сигналов;
устройство (170) отображения и
процессор (100), функционально соединенный с зондом и устройством отображения,
при этом процессор обрабатывает данные ультразвукового изображения, связанные с приложенным усилием к физиологическому органу пациента, процессор создает функцию компенсации напряжения, связанную с приложенным усилием, основываясь, по меньшей мере, на одном из следующего: (i) вводах пользователя, основанных на ожидаемых результатах, связанных с частью физиологического органа, (ii) модели компенсации напряжения, созданной до обработки данных ультразвукового изображения, и (iii) по меньшей мере, части обработанных данных изображения, причем функция компенсации напряжения выполнена с возможностью компенсации изменения напряжения, которое не вызвано изменением фактической жесткости в физиологическом органе пациента,
процессор применяет функцию компенсации напряжения к данным изображения, чтобы создать изображение с компенсированным напряжением, причем изображение с компенсированным напряжением качественно подчеркивает различия в упругости в физиологическом органе пациента, и
процессор представляет на устройстве отображения, по меньшей мере, одно из: изображения с компенсированным напряжением и инверсного изображения с компенсированным напряжением.

15. Система (10) по п.14, дополнительно содержащая орган (205) управления функцией компенсации, причем приведение в действие органа управления функцией компенсации регулирует величину функции компенсации напряжения.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике. .
Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, и может быть использовано для лечения доброкачественной гиперплазии предстательной железы. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно с системам и способам формирования изображений при диагностике биообъектов. .

Изобретение относится к медицине, рефлексотерапии, мануальной терапии и массажу и может быть использовано для объективной диагностики состояния канально-меридиональной системы человека при патологии внутренних органов и опорно-двигательного аппарата.

Изобретение относится к медицине, а именно нейрохирургии, ультразвуковой диагностике. .

Изобретение относится к средствам магнитно-резонансного сканирования и визуализации. .

Изобретение относится к способам и устройствам трехмерной ультразвуковой визуализации и терапии. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам оптимизации ультразвуковых изображений. .
Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и предназначено для диагностики степени тяжести хронической плацентарной недостаточности. .
Изобретение относится к медицине, а именно к андрологии детского возраста, и предназначено для диагностики нарушений полового развития у мальчиков. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам диагностической визуализации ультразвуком. Способ заключается во введении средства усиления контрастности в отслеживаемую ткань, получении, во время периода действия средства, опорного 3D CEUS объема и информации слежения и изображения в реальном времени отслеживаемой ткани, формировании мультипланарной реконструкции изображения (MPR) с контрастным усилением (CEUS) для одного из полученных изображений в реальном времени, отображении полученного изображения в реальном времени, показывающего инструмент в пределах требуемой части, и соответствующего изображения MPR CEUS для интервенционной навигации после истечения периода действия усиления контрастности. Во втором варианте способа изображение MPR CEUS пространственно регистрируется с соответствующими полученными изображениями в реальном времени. В третьем варианте выполнения способа формируют проекцию максимальной интенсивности (MIP) как функцию, по меньшей мере, полученного 3D CEUS объема и информации слежения и изображений в реальном времени и отображают ее с инструментом в пределах требуемой части. Система содержит ультразвуковой сканер, выполненный с возможностью ввода средства усиления контрастности в отслеживаемую ткань, получения опорного 3D CEUS объема и информации слежения и формирования соответствующей мультипланарной реконструкции изображения (MPR) с контрастным усилением (CEUS), и устройство отображения, соединенное с ним для отображения полученных изображений в реальном времени. Использование изобретения позволяет повысить точность наведения при интервенционных процедурах без необходимости изменения хода работы или переключения на другой режим визуализации. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области медицины, а именно к хирургии. Для прогнозирования выживаемости больных с неорганными забрюшинными опухолями после радикальных хирургических вмешательств, проводят множественный линейный регрессионный анализ. При наличии 3-й степени злокачественности FNCLCC, круглоклеточном варианте гистологического строения опухоли с гигантскими клетками; кратности рецидива более двух и объема кровопотери во время операции более 60%, прогнозируют летальный исход в ранний послеоперационный период. Способ позволяет прогнозировать отдаленную выживаемость больных с неорганными забрюшинными опухолями после радикальных хирургических вмешательств в ранний послеоперационный период.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии. Пациентам первым этапом проводят ультразвуковое исследование через переднюю брюшную стенку при имеющемся наполнении мочевого пузыря. Вторым этапом производят ретроградное наполнение мочевого пузыря через уретральный катетер раствором фурацилина под динамическим трансректальным ультразвуковым контролем до адекватного наполнения мочевого пузыря. Оценивают состояние внутренней поверхности слизистой мочевого пузыря и внешних контуров при постепенном расправлении стенок. Выявляют наличие опухолевых образований, их количество, уточняют истинные размеры, локализацию и распространенность. Изучают эхо-структуру. Далее проводят допплерографию в режимах цветового и энергетического допплеровского картирования для дифференциальной диагностики образований мочевого пузыря: новообразование, конкремент, хроническое воспаление, сгусток крови. Кроме того, выявляют подвижность и взаиморасположение стенок мочевого пузыря относительно соседних органов малого таза и внутриполостных новообразований. Способ позволяет оценивать инвазивные процессы в зоне непосредственного расположения опухоли в просвете мочевого пузыря и спаечно-инфильтративные изменения в паравезикальной клетчатке, а также возможность диагностирования наличия опухолевых образований размерами до 1,0 см и более. 3 ил., 1 пр.
Изобретение относится к офтальмологии, а также к челюстно-лицевой и пластической хирургии, и предназначено для диагностики типа рубцевания век и периорбитальной области после травматического и асептического повреждения век и периорбитальной области. Проводят ультразвуковое исследование зоны интереса. Вычисляют толщину века и акустическую плотность кожи и мягких тканей. При толщине века более 0,5 см, акустической плотности кожи 90 и более усл.ед., акустической плотности мягких тканей более 41 усл.ед. диагностируют келоидный рубец. При толщине менее 0,45 см, акустической плотности кожи 45-75 усл.ед., акустической плотности мягких тканей менее 35 усл.ед. диагностируют нормотрофический рубец. При толщине 0,45-0,5 см, акустической плотности кожи 41-70 усл.ед., акустической плотности мягких тканей менее 40 усл.ед диагностируют гипертрофический рубец. При толщине менее 0,45 см, величине акустической плотности кожи 71-89 усл.ед., акустической плотности мягких тканей 41 и более усл.ед. диагностируют атрофический рубец. Способ позволяет провести диагностику типа рубцов век и периорбитальной области для выбора своевременной и адекватной тактики лечения. 4 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к дерматоонкологии, и может быть использовано при лечении актинического кератоза. Для этого выявляют очаги заболевания с последующим проведением их УЗ-исследования и анализа дермы. При наличии в дерме гипоэхогенной зоны, занимающей от 5% до 30% всей толщины дермы, проводят аппликации жидким азотом с текстильным наконечником. При выявлении гипоэхогенной зоны, занимающей от 30% до 70% всей толщины дермы, проводят аппликации жидким азотом с медным наконечником или фотодипамическую терапию с аппликационным нанесением фотосенсибилизатора. При выявлении гипоэхогенной зоны занимающей от 70% до всей толщины дермы, проводят фотодинамическую терапию с аппликационным нанесением фотосенсибилизатора. Способ позволяет наиболее точно выбрать тактику лечения данной патологии на основании не только клинических проявлений заболевания, но и за счет учета пролиферативных способностей клеток, что исключает необходимость проведения биопсии ткани. 3 ил., 4 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к ультразвуковым исследованиям в онкологии, и может быть использовано при ультразвуковой диагностике локальных рецидивов рака яичников. Проводят комплексное ультразвуковое исследование органов брюшной полости, забрюшинного пространства и малого таза. Оценивают размеры рецидивных опухолей рака яичников, качественные и количественные показатели внутриопухолевого кровотока по данным ЦДК и ЭДК, распространенность вторичных метастатических изменений в печени, сальнике, заднем своде, по брюшине. Способ позволяет выявить рецидивные опухоли рака яичников и оценить в динамике качественные и количественные показатели опухолевой гемодинамики для определения индивидуальной чувствительности к проводимой терапии и выбора необходимой тактики лечения. 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к способам диагностирования метастатического поражения сторожевого лимфатического узла при раке щитовидной железы. Проводят ультразвуковое исследование формы, размера и эхоструктуры ткани ЩЖ, опухолевого узла ЩЖ, а также шейных (регионарных) ЛУ. При помощи У3-датчика с функцией эластографии измеряют плотность или степень деформации выявленного ранее узлового образования ЩЖ, а также каждого из регионарных ЛУ. В случае совпадения показателей плотности или степени деформации соответственно одного из регионарных лимфоузлов с плотностью или степенью деформации патологического очага щитовидной железы рассчитывают коэффициент жесткости лимфоузла как соотношение плотности данного лимфоузла к плотности одного из неизмененных лимфоузлов или как соотношение степени деформации одного из неизмененных лимфоузлов к степени деформации данного лимфоузла. Значение коэффициента жесткости лимфоузла ≥3 позволяет сделать вывод, что данный лимфоузел является метастатически пораженным. Способ позволяет выявить наличие или отсутствие сторожевого ЛУ, что является решающим фактором для определения объема операции и выработки тактики лечения. 1 пр.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковым диагностическим системам формирования изображений. Устройство содержит зонд, выполненный с возможностью передачи ультразвуковых волн в сердце и приема ответных эхо-сигналов, процессор изображений, реагирующий на эхо-сигналы, выполненный с возможностью производить последовательность изображений миокарда в течение, по меньшей мере, части сердечного цикла, анализатор движения миокарда, реагирующий на последовательность изображений, который определяет движение множества сегментов миокарда, процессор задействования, реагирующий на движение сегментов, который производит индикатор совокупного участия множества сегментов в процентном отношении от полного смещения миокарда во время сердечного цикла и относительных промежутков времени участия сегментов в движении миокарда относительно процентного отношения от полного смещения во время сердечного цикла, и дисплей, соединенный с процессором задействования, который отображает индикатор. Использование изобретения позволяет повысить эффективность и точность идентификации потери синхронности при движении миокарда. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и ультразвуковой диагностике. При исследовании в В-режиме определяют косвенные признаки воспаления: толщину подкожной клетчатки, наличие отека, наличие инфильтрата, наличие жидкостных скоплений. Проводят исследование местного венозного кровотока в венах поверхностного слоя брюшной стенки. В режиме цветового допплеровского картирования и энергетического допплеровского картирования определяют диаметр сосудов. При цветном дуплексном сканировании определяют изменения качественных и количественных показателей местного кровотока: дыхательной фазности кровотока, Vmax см/с не менее чем в 3 венах поверхностного слоя брюшной стенки с расчетом среднего значения Vmax. Сравнивают ультразвуковую картину на стороне операции с интактной зоной. Интактной зоной считают зону в области брюшной стенки, расположенную на расстоянии 10 см и более от раны. При наличии одного и более косвенных признаков воспаления, наличии дыхательной фазности кровотока, увеличении диаметра сосудов на 50% и более, увеличении средних значений Vmax на 30% и более диагностируют наличие инфекции области хирургического вмешательства в стадии воспалительного инфильтрата. При наличии одного и более косвенных признаков воспаления, увеличении диаметра сосудов на 50% и более, снижении средних значений Vmax на 35% и более, отсутствии дыхательной фазности кровотока диагностируют наличие инфекции области хирургического вмешательства в стадии нагноения раны. Способ позволяет более качественно и точно диагностировать наличие инфекции области хирургического вмешательства и стадию развития воспалительного процесса за счет дополнительного определения изменений качественных и количественных показателей местного венозного кровотока. 1 з.п. ф-лы, 2 прим.

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и может быть использовано для комплексного лечения шеечной беременности. Для этого проводят эмболизацию маточных артерий и внутриартериальное введение метотрексата, с последующей эвакуацией плодного яйца вакуум-экскохлеатором под контролем трансабдоминального ультразвукового исследования. Эмболизацию маточных артерий осуществляют микросферами Embosphere® и HepaSphere™. Внутриартериальное введение метотрексата осуществляют со стороны преимущественного кровоснабжения плодного яйца в дозе 25 мг с частицами эмболизата микросферами HepaSphere™. Способ обеспечивает полную блокировку кровоснабжения плодного яйца за счёт более дистальной и надёжной эмболизации, адресного воздействия метотрексата на ткань трофобласта, что, в свою очередь, позволяет сократить сроки проведения вакуум-аспирации плодного яйца в 2 раза, полностью исключить возможность развития угрожающего жизни кровотечения при эвакуации плодного яйца, уменьшить побочные эффекты лечения, сохранить репродуктивную функцию и жизнь пациенток. 3 ил., 2 пр.
Наверх