[发明专利]从三维超声心动图数据对平面的自动探测

说明书

相关申请

本专利文件要求于2007年9月18日申请的临时美国专利申请序列 号60/937,217以及于2007年9月25日申请的60/974,935的在35U.S.C. §119(e)下的申请日的权益，其通过引用结合于此。

技术领域

本发明的实施例涉及医学诊断超声波成像。尤其是从代表容积的 超声心动图数据(echocardiographic data)中提取期望平面的视图。

背景技术

三维(3D)超声波成像系统被用于3D超声心动图显像。3D超声 心动图显像允许估计形态学和病理学。研究已表明，关于心脏的病理 生理学，3D分析比常规的二维(2D)视图分析提供更精确的信息，并 尤其有利于容积和射血分数(EF(ejection fraction))计算。但是， 3D容积数据的解释和定量分析比常规的二维(2D)超声心动图显像更 复杂并且更耗时。在3D容积数据中解剖学结构的探测可以实现更好的 分析，但可能由于复杂性而较少用于诊断。

标准视图被用于可视化心脏结构，并且是许多超声心动图检查的 起点。比如，在心尖四腔(A4C)观(apical four chamber view)中有 总共四个腔，也即左和右心室以及左和右心房。在心尖四腔(A3C) 观中有左心室、左心房和主动脉。在3D容积中，这些视图可以作为多 平面重格式化/重建(MPR)平面来进行重建。在3D容积中找到标准 2D平面可以增强用户间的一致性，并且可以用于调节用于更好图像质 量的获取参数。

尽管3D超声波心动图容积比2D超声心动图图像提供了更丰富的 关于心脏的信息，但是心脏在每个容积内可能以不同的定向位于不同 的位置。对于用户来说通过3D容积来搜索目标结构是耗时的。在常规 临床实践中使用3D超声心动图显像来定量分析心脏功能的主要障碍 是缺少使分析自动化所需的精确而稳健的探测方法。除了超声波操作 员的能力之外，其他因素，包括换能器选择、仪器设置、患者舒适性 和定位、扫描的配置、以及患者的呼吸方式可能影响用于分析的超声 波图像或数据的质量。这导致大的外观变化和不一致的图像质量，这 使自动探测任务更加困难。

发明内容

通过介绍，在下文所述的优选实施例包括用于从三维超声心动图 数据中探测平面的方法、计算机可读介质和系统。平面在容积中的位 置通过平移、定向(旋转)、和/或定标(scale)来确定。期望视图的 可能位置被探测，并且其他的可能位置被排除。顺序地通过平移、然 后旋转、以及然后定标来对可能位置进行分类。顺序的过程可以把所 需的计算限制为对期望视图的平面位置进行识别.为了进行分类，由 代表容积中的平面的数据来计算特征.这些平面的或其他的特征由机 器学习的分类器使用来探测一个或多个期望视图的位置。

在第一方面中，提供了用于从三维超声心动图数据中探测平面的 方法。一系列机器训练的分类器被应用于三维超声心动图数据.分类 器中的第一个用于在由三维超声心动图数据所代表的容积中来平移所 述平面。分类器中的第二个用于在所述容积中旋转所述平面.分类器 中的第三个用于在所述容积中来定标所述平面。根据所述第一、第二 和第三分类器的输出来探测所述平面的位置。根据所述平面的位置来 生成图像。

在第二方面中，计算机可读存储介质在其中已经存储了数据，所 述数据代表可由所编程的处理器执行的指令，用于在由三维超声心动 图数据所代表的容积中探测标准视图平面。所述存储介质包含用于为 所述容积中多个可能平面位置的每一个来计算特征的指令，其中所述 特征中的至少一个仅仅从代表所述容积中可能平面位置的数据中来计 算，利用相应的分类器根据所述特征来探测标准视图平面，并从标准 视图平面的数据来生成图像。