БЛОК УПРАВЛЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ ИССЛЕДОВАНИЯМИ Российский патент 2023 года по МПК A61B8/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к блоку управления ультразвуковыми исследованиями (УЗИ) для конфигурирования визуализации ультразвуковых данных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ультразвуковое формирование изображений является широко распространенным методом. Одним из применений, представляющих особый интерес, является использование ультразвука для мониторинга и диагностики различных кардиологических состояний.

Последние достижения в области алгоритмов обработки изображений и разработки преобразователей сделали возможным непрерывный мониторинг. Непрерывный мониторинг дает множество новых клинических результатов исследования по сравнению с однократным сканированием. Он также предлагает преимущества по сравнению с другими методами мониторинга из-за его неинвазивности, отсутствия риска инфицирования и отсутствия какого-либо ионизирующего излучения.

Получение ультразвука может быть связано, например, с интеллектуальным анализом изображений и алгоритмами обработки сигналов. Такие системы становятся ценным инструментом для наблюдения за пациентами в местах оказания медицинской помощи.

Одним из особенно значимых применений непрерывного ультразвукового мониторинга может быть мониторинг сердечной гемодинамики, поскольку он дает возможность наблюдать сердечную динамику в режиме реального времени и неинвазивно. Он предлагает жизнеспособную альтернативу использованию катетера легочной артерии, инвазивного устройства, которое обеспечивает периодические измерения сердечного выброса и измерения желудочкового давления. Последнее становится все более непопулярным среди врачей из-за его инвазивного характера.

Мониторинг позволяет, например, контролировать определенные физиологические или анатомические параметры, связанные, например, с гемодинамикой, такие как сердечный выброс, размер или объем желудочков или другие параметры кровотока.

Интерпретация ультразвуковых изображений - более сложная задача, чем в случае других медицинских методов изображения. В частности, начинающие пользователи УЗИ могут быть ошеломлены количеством дополнительной информации, которую может предоставить УЗИ. В частности, прямая связь между данными захваченного ультразвукового изображения (например, сердца) и результирующим или релевантным физиологическим параметром (например, сердечным выбросом) определяется сложными алгоритмами обработки изображений. Это может затруднить для врача быстрое получение дополнительных сведений на основе ультразвуковых данных. Это может привести к упущению важнейших возможностей для превентивных действий. Это может иметь пагубные медицинские последствия.

Следовательно, требуется средство для интеллектуальной обработки полученных данных изображения для извлечения клинически более релевантной информации, относящейся к текущему состоянию пациента.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение определяется формулой изобретения.

Согласно примерам в соответствии с одним из аспектов изобретения обеспечен блок управления УЗИ для конфигурирования визуализации ультразвуковых данных, причем блок управления УЗИ выполнен с возможностью функциональной связи с дисплейным блоком, при этом указанный блок управления содержит:

модуль сбора данных, выполненный с возможностью получения данных ультразвукового изображения для данного субъекта от источника данных ультразвукового изображения;

модуль сбора результатов измерений, выполненный с возможностью получения одного или более результатов измерений физиологических параметров субъекта;

модуль визуализации, выполненный с возможностью, в ответ на наступление по меньшей мере одного заданного условия тревоги, определяемого по меньшей мере вхождением в заданный пороговый диапазон или выходом из него по меньшей мере одного из физиологических параметров:

идентифицировать релевантную анатомическую область в полученных данных ультразвукового изображения, относящихся к по меньшей мере одному физиологическому параметру;

определять режим визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока на основании по меньшей мере одного рассматриваемого физиологического параметра и специфического наступившего условия тревоги;

обрабатывать по меньшей мере подмножество полученных данных ультразвукового изображения для генерирования одного или более выходных кадров отображения, представляющих указанную релевантную анатомическую область, причем указанная область визуализирована в соответствии с указанным режимом визуализации, и генерировать управляющий выходной сигнал для управления дисплейным блоком для отображения указанных одного или более выходных кадров отображения.

Варианты осуществления изобретения позволяют представлять более релевантную информацию данных изображения за счет идентификации анатомической области и режима визуализации, наиболее релевантных для конкретного наблюдаемого физиологического параметра.

Таким образом, варианты осуществления изобретения, по существу, связывают или гармонизируют отслеживаемые клинические результаты измерений с представлением данных ультразвукового изображения так, чтобы данные изображения можно было обработать наиболее подходящим образом для визуального воспроизведения или представления отслеживаемых результатов измерений.

Кроме того, отображение конкретного параметра непосредственно инициируется вхождением отслеживаемого физиологического параметра в конкретный диапазон значений или выходом из него. Вхождение в диапазон значений или выход из него характеризует одно или более условий тревоги для пациента, гарантируя, что информация данных изображения, визуализированная для пользователя, в данный момент является наиболее клинически релевантной или срочной информацией.

Например, когда одна из вариаций параметра выходит за пределы заданного порогового значения или выходит за пределы нормального диапазона пороговых значений, блок управления может обеспечивать выделение зоны на дисплейной панели дисплейного блока, причем восстановленное изображение анатомической области, наиболее релевантное этому параметру при данном наступившем условии тревоги, будет отображено в этой зоне.

Заданное условие тревоги может быть определено либо вхождением в некоторый пороговый диапазон значений, либо выходом за пределы порогового диапазона значений. Например, может быть определен пороговый диапазон тревоги, вхождение в который указывает на опасный уровень параметра. Дополнительно или альтернативно, можно определить нормальный диапазон значений, выход за пределы которого указывает на опасный уровень параметра.

В некоторых примерах блок управления УЗИ может быть выполнен с возможностью реализации шага идентификации и/или выделения области или зоны пространства отображения на дисплейной панели дисплейного блока для отображения выходного кадра (выходных кадров) отображения. В некоторых примерах это может быть основано, по меньшей мере - частично, на определении или идентификации текущего выделения пространства отображения дисплейной панели (другим визуализируемым в данный момент объектам или информации). В некоторых примерах блок управления может быть выполнен с возможностью повторной оценки и/или повторного выделения пространства отображения для визуализируемых в данный момент информации или объектов, чтобы освободить место для визуализации (новых) выходных кадров отображения, подлежащих отображению.

В некоторых примерах блок управления УЗИ может быть выполнен с возможностью прекращения отображения конкретного ранее визуализированного и отображенного выходного кадра отображения, когда релевантный физиологический параметр, которому соответствуют ультразвуковые данные, отображаемые кадром отображения, выходит за пределы указанного заданного диапазона значений. Это дополнительно гарантирует, что на дисплейной панели в любой данный момент времени будет отображаться только самая релевантная информация.

Следует отметить, что хотя модуль сбора данных, модуль сбора результатов измерений и модуль визуализации указаны как отдельные объекты, их соответствующие функциональные возможности могут распределяться по-разному между одним или более компонентами. В некоторых примерах функциональные возможности различных модулей могут быть объединены и выполняться одним элементом, например, одним контроллером или процессором, или их функциональные возможности могут иным образом распределяться между одним или более элементами или компонентами. Альтернативно, функциональные возможности каждого модуля может реализовываться отдельным контроллером или процессором в блоке управления УЗИ.

Измерения физиологических параметров могут быть клиническими измерениями. Они могут включать в себя, например, жизненно важные признаки. Они могут включать гемодинамические измерения, в частности, в области сердца.

Получение результатов измерений физиологических параметров может включать в себя получение одного или более результатов измерений физиологических параметров, например, из данных ультразвукового изображения или на основании сигналов, принятых от других источников, таких как один или более датчиков физиологических параметров. Результаты измерений могут быть получены из выходных сигналов одного или более датчиков физиологических параметров, с которыми блок управления может быть коммуникативно связан при эксплуатации.

Данные ультразвукового изображения могут быть получены непосредственно от блока формирования ультразвукового изображения, например от блока ультразвукового преобразователя, например от ультразвукового зонда. Альтернативно, данные ультразвукового изображения могут быть получены от другого источника, например, опосредованно через монитор пациента или систему наблюдения, или сеть, с которой непосредственно связаны один или более блоков ультразвуковых преобразователей. В некоторых примерах данные ультразвукового изображения могут быть получены из хранилища данных.

Различные возможные режимы визуализации могут включать в себя одно или более из следующего:

специфический вид на релевантную анатомическую область в данных ультразвукового изображения,

наложение одного или более результатов измерений физиологических параметров на данные ультразвукового изображения,

наложение информации сегментации, полученной для данных ультразвукового изображения.

«Вид» в настоящем контексте может означать, например, пространственный вид или пространственную точку обзора. Блок визуализации, например, генерирует или строит изображение или визуальное представление, представляющее анатомическую область, как (или как будто) наблюдаемую, например, с конкретной точки обзора.

Вид может характеризоваться конкретным углом обзора или ориентацией и/или уровнем масштабирования вида. Вид может быть охарактеризован положением точки (например, виртуальной) обзора относительно анатомической области, из которой эта область наблюдается на построенном изображении.

Наложение результатов измерений физиологических параметров может быть наложением указанных результатов измерений на изображение, построенное, например, по данным ультразвукового изображения. Наложение результатов измерений физиологических параметров может содержать любую форму визуального наложения, представляющего один или более результатов измерения физиологических параметров. Наложение может представлять собой распределение одного или более результатов измерения физиологических параметров, по меньшей мере, по части идентифицированной анатомической области. В некоторых примерах наложение может представлять один или более результатов измерения физиологических параметров в текстовой форме или, например, в графической форме, например с помощью цветов, цветовых градиентов или контуров.

Любые из вышеуказанных примерных вариантов для режима визуализации могут быть объединены. Например, режим визуализации может иметь вид наложения информации сегментации, например, с помощью сетки, показывающей или описывающей структуру анатомической области, при этом информация сегментации улучшена путем представления одного или более результатов измерений физиологических параметров.

Так, в качестве одного из примеров, сетка, показывающая анатомическую структуру, по меньшей мере, части анатомической области, может быть улучшена или объединена с наложением, представляющим распределение механической деформации по указанной области. Например, наложенная структурная сетка может сочетаться или объединяться с цветовым градиентом или контурным представлением механической деформации в структурной области (например, стенках), представленной сеткой.

Специфический вид может, например, включать в себя вид, представляющий конкретную двумерную плоскость или срез через полученные данные ультразвукового изображения, причем плоскость имеет связанные с ней координаты плоскости и угол ориентации.

Специфический вид может быть определен, например, на основании относительной ориентации анатомической области, к которой относится измеренный физиологический параметр. Это может быть основано на ориентации этой области (например, внутренних стенок этой области) относительно направления кровотока через эту область.

Специфический вид может содержать трехмерное представление, по меньшей мере, части анатомической области, опционально, на основе построения сетки по полученным данным ультразвукового изображения.

Как отмечено выше, согласно одному или более примерам, блок управления может быть выполнен с возможностью генерирования управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком, чтобы прекратить отображение указанного выходного кадра (выходных кадров) отображения, когда указанное заданное условие тревоги перестанет выполняться.

Согласно одному или более примерам, модуль визуализации может быть выполнен с возможностью доступа к базе данных визуализации, содержащей для каждого из множества различных физиологических параметров: по меньшей мере одну релевантную анатомическую область и по меньшей мере один релевантный режим визуализации для каждого из одного или более условий тревоги для параметра. Релевантная анатомическая область может быть идентифицирована и/или режим визуализации может быть выбран на основании доступа к базе данных визуализации.

Альтернативно, в некоторых примерах идентификация релевантной анатомической области и/или выбор режима визуализации могут быть основаны на использовании алгоритма определения анатомической области и/или режима визуализации.

В некоторых примерах модуль сбора результатов измерений может быть выполнен с возможностью определения одного или более результатов измерений физиологических параметров на основании полученных данных ультразвукового изображения. Блок управления может содержать один или более алгоритмов или модулей для обработки данных ультразвукового изображения для определения результатов измерений физиологических параметров. В этом случае получение измерений физиологических параметров включает в себя определение результатов измерений.

В качестве неограничивающего примера результаты измерений физиологических параметров могут включать в себя одно или более из: ударного объема, сердечного выброса, желудочковой синхронности фракции выброса, общей или местной деформации, местного движения стенки.

Дополнительно или альтернативно, блок управления может быть функционально связан с одним или более датчиками физиологических параметров для получения, по меньшей мере, подмножества указанных результатов измерений физиологических параметров субъекта.

В качестве неограничивающего примера, датчики физиологических параметров могут включать в себя одно или более из следующего: датчиковое устройство ЭКГ (электрокардиограммы), датчик ФПГ (фотоплетизмограммы), датчик кровяного давления (например, манжета для измерения кровяного давления).

Модуль сбора данных может быть выполнен с возможностью рекуррентного получения данных ультразвукового изображения. Например, модуль сбора данных может получать данные ультразвукового изображения непрерывно или может получать данные изображения рекуррентно, например, через регулярные интервалы. Данные ультразвукового изображения могут быть получены на постоянной или непрерывной основе, например, в течение сеанса мониторинга.

Блок сбора результатов измерений может быть выполнен с возможностью непрерывного или рекуррентного получения результатов измерений физиологического параметра для одного или более физиологических параметров.

Блок управления УЗИ может быть выполнен с возможностью непрерывного или рекуррентного мониторинга полученных измерений физиологических параметров. Модуль визуализации может при эксплуатации иметь возможность непрерывной или рекуррентной повторной оценки того, какие ранее сгенерированные и отображенные выходные кадры отображения остаются отображаемыми на дисплейной панели дисплейного блока.

Блок управления УЗИ дополнительно может быть функционально соединен с блоком ультразвукового преобразователя, при этом модуль сбора данных выполнен с возможностью получения данных ультразвукового изображения с использованием блока преобразователя. Например, блок управления может быть выполнен с возможностью управления блоком преобразователя, получающим данные.

Альтернативно, сбором данных может управлять отдельный управляющий элемент, при этом с помощью блока управления в соответствии с настоящим изобретением получают данные посредством одновременной связи с выходным сигналом блока преобразователя или указанного управляющего элемента.

В одной предпочтительной группе вариантов осуществления блок управления может быть блоком управления для управления визуализацией ультразвуковых данных, представляющих область сердца и/или представляющих дыхательную область (то есть область, содержащую легкие или их часть).

В конкретных примерах блок управления может быть предназначен для управления визуализацией ультразвуковых кардиологических данных. Здесь областью применения является кардиологическая ультразвуковая визуализация и кардиологические или связанные с сердцем физиологические параметры, например гемодинамические параметры.

Модуль визуализации может быть выполнен с возможностью извлечения из полученных данных ультразвукового изображения подмножества данных, представляющих идентифицированную анатомическую область.

Примеры в соответствии с еще одним аспектом изобретения обеспечивают способ управления визуализацией ультразвуковых данных, содержащий:

получение данных ультразвукового изображения для данного объекта от источника данных ультразвукового изображения;

получение одного или более результатов измерений физиологических параметров для субъекта; и

в ответ на наступление по меньшей мере одного заданного условия тревоги, определяемого, по меньшей мере, вхождением в заданный пороговый диапазон или выходом из него по меньшей мере одного из физиологических параметров:

идентификацию релевантной анатомической области в полученных данных ультразвукового изображения, относящихся к по меньшей мере одному из физиологических параметров;

выбор режима визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока на основании по меньшей мере одного интересующего физиологического параметра и специфического наступившего условия тревоги;

обработку, по меньшей мере, подмножества полученных данных ультразвукового изображения для генерирования одного или более выходных кадров отображения, представляющих релевантную анатомическую область, причем указанная область визуализирована в соответствии с указанным режимом визуализации, и генерирование управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком для отображения выходных кадров отображения.

Варианты реализации и подробности каждого из вышеуказанных шагов могут быть поняты и интерпретированы в соответствии с пояснениями и описаниями, приведенными выше для аппаратного аспекта настоящего изобретения (то есть аспекта блока управления).

Любой из примеров, вариантов или признаков варианта осуществления или подробностей, раскрытых выше в отношении аппаратного аспекта настоящего изобретения (то есть в отношении блока управления), может соответствующим образом применяться в настоящем аспекте способа согласно изобретению или сочетаться или объединяться с ним.

В конкретных примерах различные возможные режимы визуализации могут включать в себя одно или более из следующего:

специфический вид на релевантную анатомическую область в данных ультразвукового изображения;

наложение одного или более результатов измерений физиологических параметров на данные ультразвукового изображения;

наложение информации сегментации, полученной для данных ультразвукового изображения.

В примерах согласно еще одному аспекту изобретения обеспечена ультразвуковая система, содержащая: блок ультразвукового преобразователя; и блок управления согласно любому примеру или варианту осуществления, приведенному выше или раскрытому ниже, или согласно любому пункту формулы изобретения в этой заявке, функционально связанный с блоком ультразвукового преобразователя, при этом модуль сбора данных блока управления выполнен с возможностью получения данных ультразвукового изображения с помощью блока ультразвукового преобразователя.

Блок ультразвукового преобразователя может содержать один или более ультразвуковых преобразователей, например, одну или более матриц преобразователей. Блок преобразователя может быть любым устройством, блоком или элементом, содержащим по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь.

Опционально, ультразвуковая система может дополнительно содержать дисплейный блок, причем дисплейный блок содержит дисплейную панель, при этом блок управления выполнен с возможностью передачи сгенерированных управляющих выходных сигналов в дисплейный блок.

Если предусмотрен дисплейный блок, то он может быть дисплейным блоком, уже содержащимся в самой ультразвуковой системе (т.е. для отображения полученных данных ультразвукового изображения при выполнении исследования). Альтернативно, дисплейный блок может быть дополнительным дисплейным блоком, предусмотренным в дополнение к дисплейному блоку, уже входящему в состав ультразвуковой системы.

Согласно одному или более примерам, блок управления может содержать соединительный вывод для подключения к внешнему дисплейному блоку в некоторых примерах. В некоторых примерах, блок управления может содержать соединительный вывод для подключения, например, к блоку или системе мониторинга пациента. Блок или система мониторинга пациента может принимать сгенерированные управляющие выходные сигналы и использовать управляющие выходные сигналы для представления визуализации полученных ультразвуковых данных, например, с помощью дисплейного блока, содержащегося в блоке или системе мониторинга пациента. Альтернативно, визуализация может отображаться с помощью отдельного дисплейного блока, который является отдельным, например, от любого существующего дисплейного блока, либо блока или системы мониторинга пациента, либо ультразвуковой системы.

В примерах согласно еще одному аспекту изобретения обеспечена система мониторинга пациента, содержащая: дисплейный блок, содержащий дисплейную панель; блок мониторинга пациента; и блок управления согласно любому примеру или варианту осуществления, изложенному выше или раскрытому ниже, или согласно любому пункту формулы изобретения в этой заявке, функционально связанный с блоком мониторинга пациента и дисплейным блоком и выполненный с возможностью передачи сгенерированных управляющих выходных сигналов дисплейному блоку.

Например, блок мониторинга пациента может быть выполнен с возможностью соединения или соединенным с одним или более устройствами для измерения или мониторинга физиологических параметров (например, показателей жизнедеятельности). Дисплейный блок может входить в состав блока мониторинга пациента или может быть дисплеем, отдельным от блока мониторинга пациента. Если предусмотрен отдельный дисплей, он может быть дополнением к дисплею, уже входящему в состав блока или системы мониторинга пациента в некоторых примерах, например, для специального отображения полученных ультразвуковых данных и сгенерированных результатов визуализации.

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, раскрываемые ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания изобретения и более ясного представления того, как его можно реализовать на практике, теперь рассмотрим, только в качестве примера, прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 в виде блок-схемы показан примерный блок управления УЗИ в соответствии с одним или более вариантами осуществления, при этом блок управления показан при эксплуатации функционально соединенным с блоком ультразвукового преобразователя и дисплейным блоком;

на фиг. 2 показано наступление примерного условия тревоги при выходе за пределы примерного порогового диапазона значений физиологических параметров;

на фиг. 3 показана блок-схема примерного способа в соответствии с одним или более вариантами осуществления;

на фиг. 4 в виде блок-схемы показана примерная ультразвуковая система в соответствии с одним или более вариантами осуществления; и

на фиг. 5 более подробно показана примерная ультразвуковая система.

ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение раскрывается с рассмотрением чертежей.

Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя и показывают примерные варианты осуществления устройства, систем и способов, предназначены только для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения объема изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройства, систем и способов согласно настоящему изобретению станут более понятными из следующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что чертежи являются схематичными и выполнены не в масштабе. Также следует понимать, что на всех чертежах для обозначения одинаковых или подобных частей используются одинаковые ссылочные позиции.

Изобретением обеспечивается блок управления УЗИ для настройки визуализации ультразвуковых данных с использованием дисплейного блока. Блок управления выполнен с возможностью сбора данных ультразвукового изображения и для автоматического управления визуализацией наиболее релевантных частей и видов данных на основании текущих уровней ряда различных отслеживаемых физиологических параметров. В частности, в ответ на вхождение одного из физиологических параметров в заданный диапазон значений (например, соответственно представляющий тревожное или нормальное условие для пациента) или выход из него, блок управления определяет в данных изображения наиболее подходящую анатомическую область для представления измененного физиологического параметра и наиболее эффективный режим визуализации (например, вид) для представления или демонстрации этой анатомической области в данных изображения. Генерируют один или более кадров отображения, которые показывают анатомическую область, визуализированную в соответствии с выбранным режимом визуализации. Выходной сигнал управления генерируется для управления дисплейной панелью для отображения одного или более кадров отображения.

Таким образом, варианты осуществления изобретения обеспечивают содействие, помогающее врачу оценивать физиологическое состояние пациента и принимать врачебные решения. Блок управления особенно полезен в применениях с непрерывным ультразвуковым мониторингом, когда может быть сложно за короткий промежуток времени идентифицировать наиболее подходящую часть собранных ультразвуковых данных для просмотра и наиболее полезный вид из этой части. Варианты осуществления изобретения автоматически отображают для врача релевантную часть данных ультразвукового изображения в эффективном режиме визуализации, основанном на самых последних результатах физиологических измерений, отражающих текущее состояние пациента.

Таким образом, варианты осуществления могут обеспечивать автоматическое инициирование определенных режимов ультразвуковой визуализации, которые инициируются, например, при изменении физиологического состояния пациента.

Примерный блок 12 управления в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения показан в виде схематической блок-схемы на фиг. 1. Блок 12 управления, показанный в процессе эксплуатации, функционально соединен с внешней дисплейной панелью 24, блоком 26 ультразвукового преобразователя и одним или более вспомогательными датчиками 28 физиологических параметров. Согласно одному из аспектов, блок управления предусмотрен отдельно и может быть функционально связан с указанными внешними блоками или устройствами. Согласно другому аспекту блок управления может быть предусмотрен в сочетании с одним или более указанными внешними устройствами: в этом случае компоновка может представлять собой ультразвуковую систему. Теперь рассмотрим сам блок управления.

Блок 12 управления УЗИ предназначен для конфигурирования визуализации ультразвуковых данных. Блок управления может быть функционально связан с блоком 24 отображения.

Блок 12 управления УЗИ содержит модуль 12 сбора данных, выполненный с возможностью получения данных ультразвукового изображения для данного субъекта от источника данных ультразвукового изображения в виде (в этом примере) блока 26 ультразвукового преобразователя. Модуль сбора данных для этой цели может быть функционально связан с блоком 26 ультразвукового преобразователя. На фиг. 1 блок преобразователя показан с такой функциональной связью.

Блок управления УЗИ дополнительно содержит модуль 18 сбора данных, выполненный с возможностью получения одного или более результатов измерений физиологических параметров пациента. Результаты измерений физиологических параметров можно получить разными способами.

В некоторых примерах один или более результатов измерений физиологических параметров могут быть определены на основании данных ультразвукового изображения, полученных модулем 16 сбора данных. Например, когда получены ультразвуковые кардиологические данные, по данным изображения можно определить один или более гемодинамических параметров. Для результатов измерений, определяемых по УЗИ, расчет параметров, например, может быть основан на сегментации и/или на другом анализе изображения, выполняемом на полученном трехмерном объеме.

Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, подмножество результатов измерений физиологических параметров может быть получено с использованием одного или более функционально связанных датчиков физиологических параметров. Модуль 18 сбора данных показан функционально связанным с компоновкой из одного или более вспомогательных датчиков 28 физиологических параметров. Датчики физиологических параметров могут включать в себя, в качестве неограничивающего примера, одно или более из: датчика фотоплетизмографии (ФПГ), датчика ЭКГ, датчика сердечного ритма и датчика артериального давления.

Блок 12 управления УЗИ дополнительно содержит модуль 20 визуализации. Модуль визуализации выполнен с возможностью осуществления ряда шагов для визуализации ультразвуковых данных, полученных в ответ на наступление по меньшей мере одного заданного условия тревоги. Условие тревоги определяется, по меньшей мере, вхождением в заданный пороговый диапазон или выходом из него по меньшей мере одного из физиологических параметров, результаты измерений которых собирают.

Блок 12 управления УЗИ (например, модуль сбора результатов измерений или модуль визуализации блока управления) может отслеживать значения физиологических параметров на постоянной или непрерывной основе и определять, когда уровень каждого параметра входит в заданный диапазон для этого параметра или выходит из него.

Заданное условие тревоги может определяться либо вхождением в некоторый пороговый диапазон значений, либо выходом из него. Например, можно определить пороговое тревожное значение, прохождение которого указывает на опасный уровень параметра. Дополнительно или альтернативно может быть определен нормальный диапазон значений, выход из которого указывает на опасный уровень параметра.

Предпочтительно, для каждого физиологического параметра существует заданное условие тревоги, определяемое, по меньшей мере, заданным диапазоном значений исследуемого параметра.

В ответ на наступление указанного по меньшей мере одного заданного условия тревоги, определяемого по меньшей мере вхождением в заданный пороговый диапазон или выходом из него по меньшей мере одного из физиологических параметров, результаты измерения которого собирают, модуль 20 визуализации сначала обеспечивает идентификацию релевантной анатомической области в полученных данных ультразвукового изображения, относящихся к по меньшей мере одному из физиологических параметров. В некоторых примерах это может быть основано на использовании базы данных или справочной таблицы, в которой перечислены релевантные анатомические области для каждого физиологического параметра. Более подробно этот вариант будет описан ниже. В других примерах это может быть основано на использовании алгоритма для определения подходящей анатомической области.

После этого модуль 20 визуализации обеспечивает определение режима визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока на основании по меньшей мере одного исследуемого физиологического параметра и специфического наступившего условия тревоги.

Режим визуализации относится к конкретному способу или режиму представления или воспроизведения идентифицированной анатомической области, запечатленной в данных ультразвукового изображения. Он может включать в себя специфический вид на анатомическую область, запечатленную в данных ультразвукового изображения, например конкретный угол или положение точки обзора, с которой видно эту область. Например, это может включать в себя конкретную плоскость разреза через полученный объем ультразвукового изображения, имеющую соответствующие координаты плоскости и ориентацию. Он может включать в себя трехмерное воспроизведение по меньшей мере части анатомической области, опционально, на основе построения сетки по полученным данным ультразвукового изображения. Другие примеры режимов визуализации будут рассмотрены ниже.

Режим визуализации выбирается на основании по меньшей мере одного рассматриваемого физиологического параметра и специфического наступившего условия тревоги. В некоторых примерах можно выбрать один режим визуализации, когда значение попадает в один диапазон, и выбрать другой режим, когда значение попадает в другой диапазон. В некоторых примерах для выбора режима визуализации можно использовать базу данных или справочную таблицу.

После выбора режима визуализации модуль 20 визуализации способен обрабатывать, по меньшей мере, подмножество полученных данных ультразвукового изображения для генерирования одного или более выходных кадров отображения, представляющих релевантную анатомическую область, при этом область визуализируется в соответствии с режимом визуализации.

Затем модуль 20 визуализации способен генерировать управляющий выходной сигнал для управления дисплейным блоком 24 для отображения одного или более выходных кадров отображения.

Генерирование кадров отображения, представляющих анатомическую область, может включать в себя извлечение из полученных данных ультразвукового изображения подмножества данных, представляющих идентифицированную анатомическую область. Например, это может быть выполнено, например, на основании сегментации полученных данных ультразвукового изображения, например, сегментации, основанной на анатомической модели.

Следует отметить, что хотя в рассмотренном выше примере по фиг. 1 модуль сбора данных, модуль сбора результатов измерений и модуль визуализации показаны как отдельные компоненты в блоке 12 управления УЗИ, это не является существенным. Соответствующие им функциональные возможности могут по-разному распределяться между одним или более компонентами. Например, в некоторых примерах функциональные возможности различных модулей могут быть объединены и выполняться одним элементом, например, одним контроллером или процессором, или их функциональные возможности могут быть распределены иным образом между одним или более элементами или компонентами. Альтернативно, функциональные возможности каждого модуля могут реализовываться с помощью отдельного контроллера или процессора в блоке управления УЗИ.

Один из примеров процедуры, реализуемой блоком управления, проиллюстрирован на фиг. 2. На графике показан пример полученного измерительного сигнала для фракции выброса (ось у) в зависимости от времени (ось х), полученного модулем 18 сбора данных. Фракция выброса может быть определена, например, на основании полученных данных ультразвукового изображения, представляющих сердце, в одном из примеров полученных модулем 16 сбора данных.

На примерном графике на фиг. 2 показан пример заданного порогового диапазона 46 значений. Заданное условие тревоги в этом примере определяется выходом из этого диапазона значений. Диапазон 46 значений представляет собой нормальный диапазон фракции выброса. Заданный диапазон 46 значений проходит между верхней пороговой границей 42 (80% в этом примере) и нижней пороговой границей 44 (45% в этом примере). Эти конкретные числа являются только примерными и никоим образом не ограничивают концепцию в целом или физиологический параметр фракции выброса.

Параметр фракции выброса отслеживается, например, непрерывно во времени. Как показано, в определенный момент времени параметр выходит за пределы заданного нормального диапазона значений, выполняя заданное условие тревоги для пациента. Модуль визуализации в этом примере способен реагировать на это наступление условия тревоги путем выполнения набора шагов для визуализации вышеуказанных полученных ультразвуковых данных.

В частности, сначала в полученных ультразвуковых данных идентифицируют релевантную анатомическую область, относящуюся к параметру фракции выброса. Например, в этом случае релевантная анатомическая область может быть как левым, так и правым желудочком, а также митральным клапаном. Затем определяют режим визуализации для визуализации желудочков и области митрального клапана наилучшим образом для иллюстрации параметра фракции выброса при данном конкретном наступившем условии тревоги (в данном случае -при низкой фракции выброса). В этом примере, например, на основе просмотра базы данных или справочной таблицы, или применения логики или алгоритма обработки, режим визуализации может быть определен в соответствии (в качестве примера) с представлением двумерной плоскости, проходящей через область сердца, с представлением желудочков и митрального клапана, и с координатами плоскости и углом, ориентированным для отображения двухкамерного вида по длинной оси этой анатомической области.

Затем модуль визуализации обрабатывает данные ультразвукового изображения для создания одного или более выходных кадров отображения, представляющих такой вид этой анатомической области, и генерирует выходной управляющий сигнал для управления дисплейным блоком 24 для отображения этих одного или более выходных кадров отображения.

Физиологические параметры, полученные модулем 18 сбора данных, могут включать в себя параметры, полученные из данных ультразвукового изображения (и/или изображения или другую информацию, полученную из них), и/или могут быть основаны на других результатах измерений физиологических параметров, полученных без использования ультразвука, например, полученных с использованием одного или более подключенных внешних датчиков 28.

Параметры, полученные с помощью ультразвука, могут включать в себя, в качестве неограничивающего примера, один или более параметров, относящихся к сердцу, например - гемодинамические параметры, например - сердечный выброс, ударный объем, объем левого желудочка, давление в левом желудочке или любой другой связанный с сердцем параметр, или другой параметр. Другие параметры, которые могут быть получены, включают в себя, например, механическую деформацию в анатомической области или на разных ее участках, представленных в данных ультразвукового изображения, например, механическую деформацию на разных участках желудочка и/или клапана.

Результаты измерений физиологических параметров, полученные без помощи ультразвука, могут включать в себя, в качестве неограничивающего примера, одно или более из: результатов фотоплетизмографических (ФПГ) измерений, результатов измерений датчиком ЭКГ, частоты сердечных сокращений и артериального давления.

Как отмечалось выше, модуль 20 визуализации выполнен с возможностью определения режима визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока. Различные режимы визуализации могут соответствовать разным характеризующим атрибутам способа представления или отображения данных ультразвукового изображения.

Как отмечалось выше, режим визуализации может, согласно некоторым примерам, соответствовать специфическому виду на релевантную анатомическую область в данных ультразвукового изображения, где это может быть конкретной выбранной двумерной плоскостью или срезом трехмерного объема, захваченного в ультразвуковых данных, или это может быть конкретной угловой и/или пространственной точкой обзора для просмотра конкретной трехмерной части данных, соответствующей исследуемой анатомической области. Эта трехмерная часть может быть извлечена или идентифицирована для визуализации, например, с помощью процедуры сегментации, применяемой к данным, и способной обеспечивать возможность идентификации различных анатомически релевантных признаков и областей.

Дополнительно или альтернативно, режим визуализации может включать в себя наложение на данные ультразвукового изображения (например, на одно или более изображений, визуализированных по указанным данным), представляющих идентифицированную анатомическую область одного или более результатов измерений физиологических параметров. Под этим подразумевается наложение текстового или графического контента, представляющего значения или уровни одного или более полученных результатов измерений физиологических параметров.

Например, если релевантный параметр, превышающий пороговое тревожное значение, был сердечным выбросом, то релевантная анатомическая область может быть идентифицирована как митральный клапан и верхушка левого желудочка. Вид этой части сердца может быть выбран и визуализирован из полученных данных изображения, и, кроме того, значение сердечного выброса в режиме реального времени может быть наложено на изображение (изображения), представляющее идентифицированную область сердца. Далее выходной кадр изображения будет содержать специфический вид на анатомическую область и наложенное на него специфическое значение физиологического параметра.

Для получения дополнительной информации могут быть наложены дополнительные параметры, отличающиеся от параметра, непосредственно связанного с анатомической областью. Например, в некоторых примерах могут быть наложены значения механической деформации на различных участках или в различных зонах анатомической области.

Как отмечалось выше, информация о физиологических параметрах может быть наложена либо в текстовой форме, либо в другой, например - графической или наглядной форме. Например, механическое напряжение может быть представлено полярной диаграммой, или диаграммой «бычий глаз», или другим графиком.

Режим визуализации может дополнительно или альтернативно включать в себя наложение информации сегментации, полученной для данных ультразвукового изображения. Например, релевантные анатомические области или признаки в визуализированной области данных ультразвукового изображения могут быть помечены или выделены (например, цветом блока или выделенными краями).

В некоторых примерах режим визуализации может включать в себя наложение полученной структурной сетки, соответствующей анатомической структуре в данных ультразвукового изображения. Это может быть получено, например, снова с использованием сегментации. Например, контур желудочка, соответствующий внешней граничной стенке левого или правого желудочка, может быть наложен на изображение релевантного желудочка, как представлено в данных ультразвукового изображения.

Как обсуждалось выше, определение режима визуализации для визуализации релевантной анатомической области основывается, по меньшей мере, частично на конкретном наступившем условии тревоги. В некоторых примерах он может быть основан, по меньшей мере частично, на конкретном диапазоне значений, в который попадает релевантный параметр.

В некоторых примерах блок управления может быть выполнен с возможностью выбора одного режима визуализации в случае первого диапазона рассматриваемого физиологического параметра и второго, другого режима визуализации для второго диапазона физиологического параметра.

В некоторых примерах блок управления может быть выполнен с возможностью непрерывного отображения данных ультразвукового изображения, представляющих заданную анатомическую область. Однако блок управления может быть выполнен с возможностью визуализации этого в соответствии с нормальным или стандартным режимом визуализации, когда физиологический параметр находится в пределах некоторого заданного нормального или стандартного диапазона значений. Блок управления может быть дополнительно выполнен с возможностью визуализации указанных данных изображения иным образом, например с другой пространственной точкой обзора или с выделенными или увеличенными определенными признаками в случае, если значение превышает или опускается ниже некоторого заданного критического порогового значения.

Таким образом, процедура, выполняемая модулем визуализации, основана на определении адаптированной визуализации (например, вида) полученных данных ультразвукового изображения на основании подмножества одного или более полученных или отслеживаемых результатов измерений физиологических параметров. Выбор конкретного режима визуализации может частично основываться на знании полного набора физиологических параметров, которые регистрируются блоком сбора результатов измерений.

Шаги визуализации, выполняемые блоком визуализации, могут состоять из двух частей. Первая: определение конкретного режима визуализации для визуализации анатомической области в данных ультразвукового изображения, например -конкретной адаптации, применяемой к релевантной части данных ультразвукового изображения (например, выбор плоскости изображения, наложение информации о параметрах или сегментации, наложение дополнительной ультразвуковой информации, такой как деформация или цвет). Вторая часть может быть средством, с помощью которого достигается этот режим визуализации, например инструментом, который применяется для его реализации. Инструменты могут включать в себя сегментацию (например, для извлечения релевантной области объема данных ультразвукового изображения) и/или инструменты или процессоры построения изображений (для построения конкретного вида анатомической области, например - двумерной плоскости или трехмерной перспективы).

В качестве одного примера, одним полученным физиологическим параметром может быть сердечный выброс. Если сердечный выброс снижается ниже определенного порогового значения, это означает, что левый желудочек не перекачивает достаточное количество крови. В этом случае, например, левый желудочек может быть определен как релевантная анатомическая область. Например, можно выбрать режим визуализации как двухкамерный вид этой области по длинной оси с фокусом на левом желудочке. Для этого митральный клапан и верхушка левого желудочка могут быть автоматически сегментированы из полученного трехмерного ультразвукового объема, а вид анатомической области в этом объеме может быть выбран в качестве плоскости сечения (плоскости двумерного изображения), которая содержит эти два признака.

В качестве примера в Таблице 1 ниже приведен набор примерных физиологических параметров, один или более из которых может получать и отслеживать модуль 18 сбора результатов измерений из одного или более примерных вариантов осуществления. Для каждого физиологического параметра указан соответствующий заданный «нормальный» диапазон значений параметра. Таким образом, в этой примерной таблице заданным условием тревоги по каждому физиологическому параметру является выход из указанного заданного диапазона нормальных значений. В таблице также указано конкретное условие тревоги для каждого параметра. Также для каждого параметра указана релевантная анатомическая область, относящаяся к данному физиологическому параметру. Также для каждого параметра указаны один или более возможных подходящих режимов визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области. Они могут включать соответствующий вид двумерной плоскости и соответствующий трехмерный вид.

Перечень, представленный в Таблице 1, не является исчерпывающим и представлен только в иллюстративных целях. Кроме того, в Таблице 1 в качестве иллюстрации перечислены только кардио-параметры, связанные с конкретным выполнением ультразвуковой кардио-визуализации. Однако концепция изобретения не ограничивается кардио-визуализацией, и при визуализации других областей тела можно отслеживать и анализировать другие параметры.

В приведенной выше таблице синхронность желудочков может относиться к разнице по времени или к отсутствию синхронности сокращений в разных желудочках сердца (желудочковая диссинхрония) или может относиться, например, к синхронизации активаций и сокращений разных сегментов стенки ЛЖ (внутрижелудочковая диссинхрония). Примерный параметр TsMax в Таблице 1 относится к максимальным различиям по времени до пикового систолического сокращения миокарда (Ts-max) между любыми двумя сегментами левого желудочка.

В таблице 1 рассматривается параметр разницы между сердечным выбросом правого желудочка (ПЖ) и левого желудочка (ЛЖ). Здесь режим визуализации может зависеть от того, какой из желудочков демонстрирует недостаточность, и это определяется на основании того, какой желудочек демонстрирует изменение с течением времени соответствующего сердечного выброса. Какой бы желудочек ни показывал изменяющийся с течением времени сердечный выброс (в то время как другой остается, например, статическим), режим визуализации может включать вид этого (изменяющегося) желудочка и может показывать желудочек в два разных момента времени, соответствующие разным значениям сердечного выброса для данного желудочка.

В Таблице 1 рассматривается отек легких. На УЗИ легких линия А представляет собой горизонтальный артефакт, означающий нормальную поверхность легких. Линия В является артефактом, напоминающим хвост кометы, и означает субплевральный интерстициальный отек. Чем больше В-линий присутствует на ультразвуковом изображении легкого, тем серьезнее это состояние. Например, нормальный диапазон для В-линий может быть меньше одной зоны легкого, демонстрирующей наличие В-линий.

Для смещения межжелудочковой перегородки, рассматриваемого в вышеприведенной Таблице 1, нормальный диапазон смещения обычно зависит от контекста и может варьироваться в зависимости от пациента и клинического контекста. В некоторых примерах врач может определить диапазон (например, путем ввода нормального диапазона в систему с помощью средств пользовательского интерфейса) для каждого пациента, или нормальный диапазон может быть определен или вычислен на основании клинической контекстной информации о пациенте, такой как диапазон измеренных значений одного или более других физиологических параметров пациента.

Выше рассматривается параметр регионарного движения стенки. Нормальный диапазон для этого параметра (в количественном выражении) обычно зависит от факторов, специфичных для пациента, а также зависит от контекста. В некоторых примерах нормальный диапазон для пациента может быть задан врачом. В качестве одного примера, нормальный диапазон может быть задан пользователем на основании пользовательской функции деформации, такой как интегрированное отклонение контрольных точек от оси координат.

Выше были упомянуты различные возможные виды, проходящие через область сердца. Ссылка на вид по длинной оси может относиться, например, к парастернальному виду по длинной оси. Длинная ось сердца соединяет верхушку и митральный клапан. Ссылка на двухкамерный вид по длинной оси относится просто к хорошо известному апикальному двухкамерному виду (который, естественно, включает указанную длинную ось).

Следует понимать, что в контексте настоящей заявки термин «физиологические параметры» включает в себя параметры, связанные с состоянием здоровья пациента, которые используются практикующими врачами для оценки состояния здоровья пациента и его изменения стечением времени.

Определить, какой режим визуализации следует использовать, можно разными способами.

Согласно одной группе примеров модуль визуализации может быть выполнен с возможностью доступа к базе данных визуализации, в которой для каждого из множества различных физиологических параметров приведены: по меньшей мере одна релевантная анатомическая область и по меньшей мере один соответствующий режим визуализации для каждого из одного или более условий тревоги для параметра. Затем, на основании доступа к базе данных визуализации, можно определить релевантную анатомическую область и выбрать режим визуализации.

База данных может храниться локально, например, в локальной памяти, или может храниться удаленно, например, во внешнем хранилище данных, таком как внешний или удаленный компьютер или сервер. Блок управления может содержать средство связи с указанным внешним или удаленным хранилищем данных, например средство сетевой связи. Это может осуществляться через Интернет-подключение или напрямую через сетевое подключение, проводное или беспроводное, например, Wi-Fi.

База данных может включать данные, например, аналогичные показанным в вышеприведенной Таблице 1, при этом для каждого из набора физиологических параметров приведены по меньшей мере одна релевантная анатомическая область и подходящий режим визуализации для каждого из одного или более различных условий тревоги (определяемых вхождением в некоторый заданный диапазон значений или выходом из него).

База данных может иметь разные формы. Например, в некоторых простых случаях может быть предусмотрена простая справочная таблица. Альтернативно может использоваться более сложная структура данных, например, содержащая несколько таблиц и/или связанных полей. Специалистам известны и очевидны различные средства структурирования данных.

В альтернативных примерах может использоваться алгоритм для определения того, какой режим визуализации использовать.

В некоторых примерах один алгоритм может использоваться для генерирования или получения результата измерения физиологического параметра, при этом отдельный алгоритм используется для получения или генерирования соответствующего режима визуализации из полного объема трехмерного изображения. Связь результата первого алгоритма со вторым алгоритмом может осуществляться с использованием справочной таблицы или, альтернативно, может осуществляться с помощью дополнительного алгоритма, причем дополнительный алгоритм определяет, например, линейную или нелинейную взаимосвязь между ними.

Согласно одному или более примерам определение того, какой режим визуализации следует применить, может быть основано на дополнительно полученных или сохраненных медицинских данных пациента или информации о нем. Например, в некоторых случаях у пациента может быть заранее диагностированное или распознанное отклонение от нормы в одной анатомической области (например, в определенной области сердца). В соответствии с одним или более примерами, модуль визуализации может быть выполнен с возможностью обращаться к дополнительному источнику информации о пациенте и на основании отклонения от нормы в указанной данной области определять вид для визуализации полученных данных ультразвукового изображения, который охватывает или совмещен с областью, имеющей отклонения. Это всего лишь один пример.

Хотя в вышеописанных примерах каждое условие тревоги определяется вхождением одного физиологического параметра в диапазон значений или выходом из него, в дополнительных примерах условие тревоги может определяться с учетом различных диапазонов для нескольких параметров. Например, условие тревоги может быть выполнено только после выхода из нормального диапазона одного параметра и вхождения в некоторый опасный диапазон другого параметра.

В одном или более примерах разные условия тревоги могут быть определены с учетом разных диапазонов значений для одного и того же физиологического параметра, например предупредительно-тревожный диапазон и критический тревожный диапазон, при этом в каждом случае более подходящими будут разные режимы визуализации.

В некоторых примерах блок управления может быть выполнен с возможностью генерирования управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком, чтобы прекратить отображение указанного выходного кадра (кадров) отображения, как только указанное заданное условие тревоги перестанет поддерживаться.

Альтернативно, блок управления может быть выполнен с возможностью генерирования управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком, чтобы изменять режим визуализации визуализируемой анатомической области, как только указанный по меньшей мере один из физиологических параметров выйдет за пределы указанного заданного диапазона значений. Например, специальный режим визуализации для случая, когда пациент находится в критическом состоянии, может быть изменен после того, как пациент выйдет из этого критического состояния, чтобы вернуться к стандартному или нормальному режиму визуализации.

В некоторых примерах блок управления УЗИ может быть выполнен с возможностью реализации шага идентификации и/или распределения области или зоны пространства отображения на дисплейной панели дисплейного блока для отображения выходного кадра (выходных кадров) отображения. В некоторых примерах это может быть основано, по меньшей мере - частично, на определении или идентификации текущего распределения пространства отображения панели дисплея (другим визуализированным в данный момент объектам или информации). В некоторых примерах блок управления может быть выполнен с возможностью повторной оценки и/или перераспределения пространства отображения для визуализируемых в данный момент информации или объектов, чтобы освободить место для визуализации (новых) выходных кадров отображения, подлежащих отображению.

В некоторых примерах блок управления УЗИ может быть выполнен с возможностью прекращать отображение конкретного ранее визуализированного и отображаемого выходного кадра отображения, когда релевантный физиологический параметр, которому соответствуют ультразвуковые данные, отображаемые на дисплее, выйдет за пределы указанного заданного диапазона значений. Это дополнительно гарантирует, что на дисплейной панели в любой данный момент времени будет отображаться только самая релевантная информация.

Согласно одному или более вариантам осуществления, для каждого набора физиологических параметров может иметься заданный «стандартный» или «нормальный» режим визуализации для визуализации ультразвуковых данных, соответствующих этому параметру, когда параметр находится в пределах некоторого нормального диапазона значений и один или более сигнальных режимов или аномальных режимов визуализации для варианта реализации, когда параметр не находится в нормальном диапазоне значений (или находится в сигнальном диапазоне значений).

В некоторых примерах «стандартный» режим визуализации может определяться пользователем (например, врачом) с помощью средств пользовательского интерфейса. В некоторых примерах стандартный режим визуализации может соответствовать конкретному виду данных ультразвукового изображения, представляющих релевантную анатомическую область. Стандартный вид может, в качестве неограничивающего примера, включать в себя: 4-камерный вид по длинной оси, 2-камерный вид по длинной оси, вид по короткой оси, вид только ЛЖ или любой другой релевантный вид.

Как отмечалось выше, согласно одному или более вариантам осуществления, блок управления может быть выполнен с возможностью переключения между стандартным режимом визуализации для визуализации данных ультразвукового изображения релевантной анатомической области для каждого физиологического параметра и одним или более измененными или пользовательскими тревожным или аномальными режимами визуализации. Переключение может быть основано на выполнении релевантных условий тревоги для различных сигнальных режимов.

Однако исходный «стандартный» режим визуализации часто может быть полезен для врача. Следовательно, согласно одному или более вариантам осуществления, блок управления может быть выполнен с возможностью реализации одновременного представления ультразвуковых данных в двух или более режимах визуализации (например, на двух или более видах), где один вид изменяется на основании результатов измерений, полученных с помощью ультразвука («пользовательский» режим визуализации), а другой вид (другие виды) сохраняются в соответствии с заданными стандартными настройками вида.

В соответствии с любым вариантом осуществления настоящего изобретения, блок управления может быть выполнен с возможностью управления визуализацией данных кардиологического ультразвукового исследования. Здесь областью применения является кардиологическая ультразвуковая визуализация и кардиологические или связанные с сердцем физиологические параметры, например, гемодинамические параметры.

Например, в случае, когда база данных визуализации используется для выбора режима визуализации, указанная база данных визуализации может содержать релевантные анатомические области и/или режимы визуализации, по меньшей мере, для множества различных физиологических параметров, относящихся к кардиологии. Аналогично, в случае, когда алгоритм используется для выбора режима визуализации, алгоритм может быть алгоритмом, обеспечивающим получения релевантного режима визуализации для ультразвуковых данных, представляющих область сердца.

В соответствии с предпочтительным набором вариантов осуществления, модуль сбора данных может быть выполнен с возможностью непрерывного получения данных ультразвукового изображения.

Блок сбора результатов измерений может быть выполнен с возможностью непрерывного получения результатов измерений физиологических параметров для одного или более физиологических параметров.

Блок 12 управления УЗИ (например, модуль 18 сбора результатов измерений блока управления) может быть выполнен с возможностью непрерывного мониторинга получаемых результатов измерений физиологических параметров.

Модуль 20 визуализации может быть выполнен с возможностью непрерывного обновления выходных кадров отображения в соответствии со свежеполученными данными ультразвукового изображения, чтобы обеспечить возможность представления обновленных изображений на дисплейном блоке 24.

В некоторых примерах модуль 20 визуализации может быть выполнен с возможностью в процессе работы непрерывно вновь и вновь оценивать, какие ранее сгенерированные и отображаемые выходные кадры отображения оставлять отображенными на дисплейной панели дисплейного блока.

Примеры в соответствии с еще одним аспектом изобретения обеспечивают способ управления визуализацией ультразвуковых данных. Примерный способ 50 в соответствии с одним или более вариантами осуществления этого аспекта изобретения показан в виде блок-схемы на фиг. 3.

Способ 50 включает в себя получение 52 данных ультразвукового изображения для данного субъекта от источника данных ультразвукового изображения.

Способ 50 дополнительно включает в себя получение 54 результатов измерений одного или более физиологических параметров субъекта.

Способ 50 дополнительно включает в себя: в ответ на наступление 56 по меньшей мере одного заданного условия тревоги, определяемого, по меньшей мере, вхождением в заданный диапазон пороговых значений или выходом из него по меньшей мере одного из физиологических параметров:

идентификацию (58) релевантной анатомической области в полученных данных ультразвукового изображения, относящихся к по меньшей мере одному физиологическому параметру;

выбор (60) режима визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока на основании по меньшей мере одного рассматриваемого физиологического параметра и специфического наступившего условия тревоги; и

обработку (62) по меньшей мере подмножества полученных данных ультразвукового изображения для генерирования одного или более выходных кадров отображения, представляющих релевантную анатомическую область, причем указанная область визуализирована в соответствии с указанным режимом визуализации, и генерирование управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком для отображения одного или более выходных кадров отображения.

Варианты реализации и подробности каждого из вышеуказанных шагов можно понять и интерпретировать в соответствии с пояснениями и описаниями, приведенными выше в отношении аппаратного аспекта настоящего изобретения (аспект блока 12 управления).

Любой из примеров, вариантов или признаков варианта осуществления или любые подробности, раскрытые выше в отношении аппаратного аспекта настоящего изобретения (в отношении блока 12 управления), можно применить, объединить или включить с соответствующими изменениями в настоящий аспект способа согласно изобретению.

Наступление 56 условия тревоги может, в соответствии с примерами, содержать шаг проверки того, было ли выполнено или наступило ли условие тревоги, или может содержать непрерывный процесс мониторинга возникновения любого из набора заданных условий тревоги. Если при выполнении такого шага проверки никакое условие тревоги не наступило, то в примерах шаг проверки может повторяться циклически, или в некоторых примерах способ может возвращаться к начальному шагу 52 получения данных ультразвукового изображения и снова начинаться с указанного начального шага.

Примеры в соответствии с еще одним аспектом изобретения обеспечивают систему мониторинга пациента, содержащую:

дисплейный блок 24, при этом дисплейный блок содержит дисплейную панель; блок мониторинга пациента; и

блок управления 12 в соответствии с любым примером или вариантом осуществления, раскрытым выше или излагаемым ниже, или в соответствии с любым пунктом формулы изобретения в настоящей заявке, при этом блок управления функционально связан с блоком мониторинга пациента и дисплейным блоком, и выполнен с возможностью передачи генерируемых управляющих выходных сигналов на дисплейный блок.

В некоторых примерах блок мониторинга пациента может содержать дисплейный блок, например, дисплейный блок может быть компонентом блока мониторинга пациента. Блок мониторинга пациента может содержать контроллер, выполненный с возможностью приема входных сигналов от одного или более датчиков мониторинга пациента для одного или более пациентов и для представления информации, соответствующей полученным сигналам, на дисплейной панели дисплейного блока. В других примерах дисплейный блок может быть отдельным от блока мониторинга пациента. В некоторых примерах дисплейный блок может быть отдельным дисплейным блоком, например, предусмотренным в дополнение к дисплейному блоку, уже входящему в состав блока или системы мониторинга пациента.

В некоторых примерах блок мониторинга пациента может быть выполнен с возможностью связи или связанным с одним или более устройствами для измерения или мониторинга физиологических параметров (например, показателей жизнедеятельности).

Примеры в соответствии с еще одним аспектом изобретения обеспечивают ультразвуковую систему. Примерная ультразвуковая система 70 в соответствии с одним или более вариантами осуществления этого аспекта изобретения показана на фиг.4.

Ультразвуковая система 70 содержит блок 26 ультразвукового преобразователя.

Ультразвуковая система 70 дополнительно содержит блок управления 12, причем блок управления соответствует любому примеру или варианту осуществления, раскрытому выше или изложенному ниже, или любому пункту формулы изобретения в настоящей заявке.

Блок 12 управления функционально связан с блоком 26 ультразвукового преобразователя. Модуль 16 сбора данных (не показан) блока 12 управления выполнен с возможностью получения данных ультразвукового изображения с помощью блока 26 ультразвукового преобразователя.

В настоящем примере система дополнительно содержит дисплейный блок 24, функционально связанный с блоком 12 управления. Блок управления выполнен с возможностью передачи каждого генерируемого управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком на связанный с ним дисплейный блок.

Блок 26 ультразвукового преобразователя может содержать один или более ультразвуковых преобразователей, например, одну или более матриц преобразователей. Блок преобразователя может быть любым устройством, блоком или элементом, содержащим по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь. В примерах блок ультразвукового преобразователя может содержать ультразвуковой зонд.

Варианты реализации и подробности каждого из признаков вышеуказанной системы могут быть поняты и интерпретированы в соответствии с пояснениями и описаниями, приведенными выше в отношении аспекта блока 12 управления согласно настоящему изобретению.

Любой из примеров, вариантов или признаков варианта осуществления или любые подробности, раскрытые выше в отношении блока 12 управления, можно применить, или объединить, или включить с соответствующими изменениями в настоящий системный аспект изобретения.

В качестве дополнительного, более подробного пояснения, теперь, со ссылкой на фиг.5, будет приведено более подробное описание всей работы примерной ультразвуковой системы.

Система содержит матричный датчик 104 преобразователя, который имеет матрицу 106 преобразователей для передачи ультразвуковых волн и приема эхо-информации. Матрица 106 преобразователей может содержать преобразователи CMUT (емкостные микромеханические ультразвуковые преобразователи); пьезоэлектрические преобразователи, изготовленные из таких материалов, как PZT (цирконат-титанат свинца) или PVDF (поливинилиденфторид); или преобразователи по любой другой подходящей технологии. В этом примере матрица 106 преобразователей представляет собой двумерную матрицу преобразователей 108, способных сканировать либо двумерную плоскость, либо трехмерный объем исследуемой области. В другом примере матрица преобразователей может быть ID (идентификационной) матрицей.

Матрица 106 преобразователей связана с микроформирователем 112 пучка, который управляет приемом сигналов преобразовательными элементами. Микроформирователи пучков способны, по меньшей мере частично, формировать пучок сигналов, принимаемых субматрицами, обычно называемыми «группами» или «пэтчами» преобразователей, как раскрыто в патентах США 5,997,479 (Savord и др.), 6,013,032 (Savord) и 6,623,432 (Powers и др.).

Следует отметить, что микроформирователь пучка, как правило, является опциональным. Кроме того, система включает в себя переключатель 116 передачи/приема (T/R), с которым может быть связан микроформирователь 112 пучка, и который переключает матрицу между режимами передачи и приема и защищает основной формирователь 120 пучка от передаваемых сигналов высокой энергии в случае, когда микроформирователь пучка не применяется, а матрицей преобразователей управляет непосредственно основной формирователь пучка системы. Передачу ультразвуковых пучков от матрицы 106 преобразователей направляет контроллер 118 преобразователя, связанный с микроформирователем пучка посредством T/R-переключателя 116, а также с основным формирователем пучка передачи (не показан), который может принимать входные сигналы от действий пользователя с пользовательским интерфейсом или панелью управления 138. Контроллер 118 может включать в себя схему передачи, предназначенную для управления преобразовательными элементами матрицы 106 (либо напрямую, либо через микроформирователь пучка) во время режима передачи.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, панель 138 управления может отсутствовать, а контроллер 118 может быть непосредственно связан с блоком управления 12, чтобы контроллер принимал инструкции ввода от блока управления 12. Таким образом, работу панели 138 управления в этой примерной системе можно упростить благодаря блоку управления УЗИ согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

В типовой последовательности построчного построения изображения система формирования пучка в зонде может работать следующим образом. Во время передачи формирователь пучка (который, в зависимости от реализации, может быть микроформирователем пучка или основным формирователем пучка системы) активирует матрицу преобразователей или субапертуру матрицы преобразователей. Субапертура может быть одномерной линией преобразователей или двумерным участком преобразователей в более крупной матрице. В режиме передачи фокусировкой и наведением ультразвукового пучка, генерируемого матрицей или субапертурой матрицы, управляют, как раскрыто ниже.

После приема обратнорассеянных эхо-сигналов от субъекта, принятые сигналы подвергают формированию пучка приема (как раскрыто ниже), чтобы выровнять принятые сигналы, и, в случае использования субапертуры, указанную субапертуру затем сдвигают, например, на один преобразовательный элемент. Затем активируют сдвинутую субапертуру, и процесс повторяют до тех пор, пока не будут активированы все преобразовательные элементы матрицы преобразователей.

Для каждой линии (или субапертуры) общий принятый сигнал, используемый для формирования соответствующей строки конечного ультразвукового изображения, будет суммой сигналов напряжения, измеренных преобразовательными элементами данной субапертуры в течение периода приема. Результирующие линейные сигналы после процесса формирования луча, раскрытого ниже, обычно называются радиочастотными (РЧ) данными. Каждый линейный сигнал (набор РЧ-данных), генерируемый различными субапертурами, затем подвергается дополнительной обработке для генерирования строк конечного ультразвукового изображения. Изменение амплитуды линейного сигнала в зависимости от времени будет вносить свой вклад в изменение яркости ультразвукового изображения в зависимости от глубины, при этом пике высокой амплитудой будет соответствовать яркому пикселю (или совокупности пикселей) в конечном изображении. Пик, появляющийся около начала линейного сигнала, будет представлять эхо от неглубокой структуры, тогда как пики, постепенно появляющиеся позже в линейном сигнале, будут представлять эхо от структур на увеличивающейся глубине внутри субъекта.

Одна из функций, которыми управляет контроллер 118 преобразователя, - это направление, в котором пучки наводят и фокусируют. Пучки могут наводиться прямо вперед (перпендикулярно) относительно матрицы преобразователей или под разными углами для более широкого поля обзора. Наведением и фокусировкой передающего пучка можно управлять в зависимости от времени срабатывания преобразовательного элемента.

В общем сборе ультразвуковых данных можно выделить два способа: визуализация плоской волны и визуализация с «наведением пучка». Эти два способа отличаются наличием формирования пучка в режимах передачи (формирование изображения с «наведением пучка») и/или приема (формирование изображения плоской волны и формирование изображения с наведением пучка).

Рассмотрим сначала функцию фокусировки: активируя все преобразовательные элементы одновременно, матрица преобразователей генерирует плоскую волну, которая расходится по мере прохождения сквозь субъекта. В этом случае пучок ультразвуковых волн остается несфокусированным. Вводя зависящую от положения временную задержку для активации преобразователей, можно заставить волновой фронт пучка сходиться в требуемой точке, называемой фокусной зоной. Фокусная зона определяется как точка, в которой поперечная ширина пучка меньше половины ширины передаваемого пучка. Таким образом улучшается поперечное разрешение конечного ультразвукового изображения.

Например, если временная задержка вызывает последовательную активацию преобразовательных элементов, начиная с самых крайних элементов и заканчивая центральным элементом (центральными элементами) матрицы преобразователей, на заданном расстоянии от датчика будет сформирована фокусная зона в соответствии с центральным элементом (центральными элементами). Расстояние от фокусной зоны до зонда будет меняться в зависимости от временной задержки между каждым последующим циклом срабатывания преобразовательного элемента. После того, как пучок пройдет фокусную зону, он начнет расходиться, образуя область дальнепольной визуализации. Следует отметить, что для фокусных зон, расположенных близко к матрице преобразователей, ультразвуковой пучок будет быстро расходиться в дальней зоне, что приведет к артефактам ширины пучка на конечном изображении. Как правило, ближнее поле, расположенное между матрицей преобразователей и фокусной зоной, показывает мало подробностей из-за большого перекрывания ультразвуковых пучков. Таким образом, изменение расположения фокусной зоны может привести к значительным изменениям качества конечного изображения.

Следует отметить, что в режиме передачи может быть определен только один фокус, если ультразвуковое изображение не разделено на несколько фокусных зон (каждая из которых может иметь различный фокус передачи).

Кроме того, после приема эхо-сигналов изнутри субъекта можно осуществить процесс, обратный вышеописанному процессу, чтобы осуществить фокусировку приема. Иначе говоря, входящие сигналы могут приниматься преобразовательными элементами и подвергаться электронной временной задержке перед передачей в систему для обработки сигналов. Самый простой пример этого называется формированием пучка с задержкой и суммой (delay-and-sum beamforming). Можно динамически регулировать фокусировку приема матрицы преобразователей в зависимости от времени.

Рассмотрим теперь функцию наведения пучка: путем правильного применения временных задержек к преобразовательным элементам можно придать требуемый угол ультразвуковому пучку, когда он выходит из матрицы преобразователей. Например, при активации преобразователя на первой стороне матрицы преобразователей, за которым следуют остальные преобразователи в последовательности, заканчивающейся на противоположной стороне матрицы, волновой фронт пучка будет наклонен ко второй стороне. Величина угла наведения относительно нормали матрицы преобразователей зависит от величины временной задержки между последующими активациями преобразовательного элемента.

Кроме того, можно фокусировать наводимый пучок, при этом общая временная задержка, применяемая к каждому преобразовательному элементу, является суммой временных задержек фокусировки и наведения. В этом случае матрица преобразователей называется фазированной решеткой.

В случае CMUT-преобразователей, которые требуют напряжения смещения постоянного тока для их активации, чтобы управлять регулятором 145 смещения постоянного тока матрицы преобразователей можно подключить контроллер 118 преобразователя. Регулятор 145 смещения постоянного тока задает напряжение (напряжения) смещения постоянного тока, прикладываемые к элементам CMUT-преобразователя.

Для каждого преобразовательного элемента в матрице преобразователей аналоговые ультразвуковые сигналы, обычно называемые данными канала, поступают в систему по каналу приема. В канале приема из данных канала с помощью микроформирователя 112 пучка получают частично сформированные в пучок сигналы и затем передают их в основной формирователь 120 пучка приема, где частично сформированные в пучок сигналы от отдельных пэтчей преобразователей объединяются в полностью сформированный в пучок сигнал, называемый радиочастотными (РЧ) данными. Формирование пучка, выполняемое на каждом шаге, может осуществляться, как раскрыто выше, или может включать в себя дополнительные функции. Например, основной формирователь 120 пучка может иметь 128 каналов, каждый из которых принимает частично сформированный в пучок сигнал от пэтча, состоящего из десятков или сотен преобразовательных элементов преобразователя. Таким образом, сигналы, принимаемые тысячами преобразователей матрицы преобразователей, могут эффективно влиять на единый сформированный в пучок сигнал.

Сформированные в пучок сигналы приема подают на сигнальный процессор 122. Сигнальный процессор 122 может обрабатывать принятые эхо-сигналы различными способами, такими как: полосовая фильтрация; децимация; Разделение I и Q компонентов; и разделение гармонических сигналов, которое действует для разделения линейных и нелинейных сигналов, что позволяет идентифицировать нелинейные (высшие гармоники основной частоты) эхо-сигналы, возвращаемые тканью и микропузырьками. Сигнальный процессор также может выполнять дополнительное улучшение сигнала, такое как уменьшение спеклов, объединение сигналов и устранение шума. Полосовой фильтр в сигнальном процессоре может быть следящим фильтром, полоса пропускания которого скользит от более высокой полосы частот к более низкой полосе частот по мере того, как эхо-сигналы принимаются с увеличивающейся глубины, тем самым подавляя шум на более высоких частотах с больших глубин, т.е. обычно лишенных анатомической информации.

Формирователи пучка для передачи и приема реализуются на разном оборудовании и могут иметь разные функции. Конечно, формирователь пучка приемника выполняют с учетом характеристик формирователя пучка передачи. На фиг. 5 для простоты показаны только формирователи 112, 120 пучка приемника. В полной системе также будет цепь передачи с микроформирователем пучка передачи и основным формирователем пучка передачи.

Функция микроформирователя 112 пучка состоит в обеспечении начальной комбинации сигналов, чтобы уменьшить число трактов аналоговых сигналов. Обычно это выполняется в аналоговой области.

Окончательное формирование луча выполняется в основном формирователе 120 пучка и, как правило, после оцифровки.

Каналы передачи и приема используют одну и ту же матрицу 106 преобразователей, которая имеет фиксированную полосу частот. Однако ширина полосы, которую занимают импульсы передачи, может меняться в зависимости от используемого формирования пучка передачи. Канал приема может захватывать всю полосу пропускания преобразователя (что является классическим подходом) или, используя полосовую обработку, он может извлекать только полосу пропускания, которая содержит требуемую информацию (например, гармоники основной гармоники).

Затем РЧ-сигналы могут быть поданы на процессор 126 В-режима (т.е. режима яркости или режима двумерного изображения) и доплеровский процессор 128. Процессор 126 В-режима выполняет определение амплитуды принятого ультразвукового сигнала для построения изображения структур организма, например, тканей органов и кровеносных сосудов. В случае построчного построения изображения каждая строка (пучок) представлена соответствующим радиочастотным сигналом, амплитуда которого используется для генерирования значения яркости, которое будет присвоено пикселю изображения в В-режиме. Точное местоположение пикселя в изображении определяется местоположением соответствующего измерения амплитуды вдоль радиочастотного сигнала и номером строки (пучка) радиочастотного сигнала. Изображения таких структур в В-режиме могут быть сформированы в режиме гармонического или основного изображения или комбинации обоих, как раскрыто в патенте США 6,283,919 (Roundhill и др.) и в патенте США 6,458,083 (Jago и др.) Доплеровский процессор 128 обрабатывает отдельные во времени сигналы, возникающие от движения ткани и кровотока, для обнаружения движущихся веществ, таких как поток клеток крови в поле изображения. Доплеровский процессор 128 обычно включает в себя стеночный фильтр с параметрами, заданными для пропускания или отклонения эхо-сигналов, возвращаемых от выбранных типов материалов в теле.

Структурные сигналы и сигналы движения, создаваемые В-режимными и доплеровскими процессорами, подаются на скан-конвертер 132 и многоплоскостной переформатировщик 144. Скан-конвертер132 упорядочивает эхо-сигналы в пространственном соотношении, с которым они были приняты, в требуемый формат изображения. Иначе говоря, скан-конвертер действует для преобразования РЧ-данных из цилиндрической системы координат в декартову систему координат, подходящую для отображения ультразвукового изображения на дисплее 140 изображения. В случае формирования изображения в В-режиме яркость пикселя при заданной координата пропорциональна амплитуде радиочастотного сигнала, принятого от этого местоположения. Например, скан-конвертер может преобразовать эхо-сигнал в формат двумерного (2D) сектора или пирамидальное трехмерное (3D) изображение. Скан-конвертер может накладывать структурное изображение в В-режиме с цветами, соответствующими движению в точках поля изображения, где заданный цвет получают по скоростям, измеренным на основании доплеровского эффекта. Комбинированное структурное изображение в В-режиме и цветное доплеровское изображение отображает движение ткани и кровоток в поле структурного изображения. Многоплоскостной переформатировщик будет преобразовывать эхо-сигналы, полученные от точек в общей плоскости в объемной области тела, в ультразвуковое изображение этой плоскости, как раскрыто в патентах США 6,443,896 (Detmer). Объемный рендерер 142 преобразует эхо-сигналы набора трехмерных данных в проецируемое трехмерное изображение, наблюдаемое из данной базовой точки, как раскрыто в патенте США 6,530,885 (Entrekin и др.).

Двумерные или трехмерные изображения передаются из скан-конвертера 132, многоплоскостного переформатировщика 144 и объемного рендерера 142 в процессор 130 изображений для дальнейшего улучшения, буферизации и временного хранения для опционального отображения на дисплее 140 изображения. Процессор формирования изображений может быть выполнен с возможностью удаления из конечного ультразвукового изображения определенных артефактов изображения, таких как: акустическое затенение, например, обусловленное сильным аттенюатором или рефракцией; позднейшее усиление, например, обусловленное слабым аттенюатором; артефакты реверберации, например, когда в непосредственной близости расположены сильно отражающие граничные поверхности тканей; и так далее. Кроме того, процессор изображений может быть выполнен с возможностью обработки определенных функций уменьшения спеклов, чтобы улучшить контраст конечного ультразвукового изображения.

Помимо использования для формирования изображений, значения кровотока, обеспечиваемые доплеровским процессором 128, и информация о структуре ткани, обеспечиваемая процессором 126 В-режима, передаются в процессор 134 количественной оценки. Процессор количественной оценки обеспечивает результаты измерений различных условий потока, таких как объемный расход кровотока в дополнение к структурным результатам измерений, таким как размеры органов и срок беременности. Процессор количественной оценки может принимать входной сигнал от пользовательской панели 138 управления, например, как точку в анатомии изображения, где нужно выполнить измерение.

Выходные данные из процессора количественной оценки передаются в графический процессор 136 для воспроизведения графиков измерений и значений с изображением на дисплее 140, а также для вывода звука из дисплейного устройства 140. Графический процессор 136 также может генерировать графические наложения для отображения с ультразвуковыми изображениями. Эти графические наложения могут содержать стандартную идентифицирующую информацию, такую как имя пациента, дата и время изображения, параметры формирования изображения и т.п. Для этих целей графический процессор может принимать входной сигнал от пользовательского интерфейса 138 или от блока 12 управления согласно варианту осуществления. Пользовательский интерфейс также может быть связан с контроллером 118 передачи для управления генерированием ультразвуковых сигналов от матрицы 106 преобразователей и, следовательно, изображений, создаваемых матрицей преобразователей и ультразвуковой системой. Функция управления передачей контроллера 118 - это только одна из выполняемых функций. Контроллер 118 также учитывает режим работы (например, по указанию действующего связанного блока 12 управления) и соответствующую требуемую конфигурацию передатчика и конфигурацию полосы пропускания в аналого-цифровом преобразователе приемника. Контроллер 118 может быть машиной состояний с фиксированными состояниями.

Пользовательский интерфейс также может быть связан с многоплоскостным переформатировщиком 144 для выбора плоскостей и управления плоскостями множества многоплоскостных переформатированных (MPR) изображений, которые могут использоваться для выполнения количественных измерений в поле изображения MPR-изображений.

Как рассматривалось выше, в вариантах осуществления используется блок 12 управления. Блок управления может включать в себя контроллер или может быть контроллером. В различных других вариантах осуществления и примерах, рассмотренных выше, используется контроллер.

Контроллер может быть реализован множеством способов, с программным и/или аппаратным обеспечением, для выполнения различных требуемых функций. Процессор является одним из примеров контроллера, который использует один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) для выполнения требуемых функций. Однако контроллер может быть реализован с использованием процессора или без него, а также может быть реализован как комбинация специализированного аппаратного обеспечения для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров и связанных схем) для выполнения других функций.

Примеры компонентов контроллера, которые могут использоваться в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия, включают в себя, но не ограничиваются ими, обычные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).

В различных реализациях процессор или контроллер могут быть связаны с одним или более носителями данных, такими как энергозависимая и энергонезависимая компьютерная память, такая как RAM, PROM, EPROM и EEPROM. Носители данных могут быть закодированы с помощью одной или более программ, которые при выполнении на одном или более процессорах и/или контроллерах выполняют требуемые функции. Различные носители данных могут быть закреплены в процессоре или контроллере или могут быть переносными, так что одну или более хранящихся на них программ можно загрузить в процессор или контроллер.

Модификации раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом применении заявленного изобретения на основе изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или шаги, а употребление признака в единственном числе (неопределенный артикль «а» или «an» в оригинале заявки на английском языке) не исключает множественность. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, указанных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные признаки раскрыты во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих признаков не может быть эффективно использована. Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель данных или твердотельный носитель, поставляемый вместе с другим аппаратным обеспечением или как его часть, но также может распространяться по-другому, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны толковаться как ограничение его объема.

Группа изобретений относится к медицине. Блок управления ультразвуковыми исследованиями (УЗИ) для конфигурирования визуализации ультразвуковых данных с применением в процессе работы дисплейного блока. Блок управления выполнен с возможностью получения данных ультразвукового изображения и автоматического управления визуализацией наиболее релевантных частей и видов данных на основании текущих уровней ряда различных отслеживаемых физиологических параметров. В частности, в соответствии с вхождением в заданный диапазон значений (например, представляющий тревожное или нормальное условие, относящееся к пациенту) или выходом из него одного из физиологических параметров, блок управления определяет наиболее подходящую анатомическую область в данных изображения для представления измененного физиологического параметра и наиболее эффективный режим визуализации (например, вид) для представления или демонстрации этой анатомической области в данных изображения. Генерируют один или более кадров отображения, которые показывают анатомическую область, визуализируемую в соответствии с выбранным режимом визуализации. Чтобы управлять дисплейной панелью, генерируют управляющий выходной сигнал для отображения одного или более кадров отображения. Применение данной группы изобретений позволит извлекать из ультразвуковых изображений клинически более релевантную информацию, относящуюся к текущему состоянию пациента. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Блок (12) управления ультразвуковыми исследованиями (УЗИ) для конфигурирования визуализации ультразвуковых данных, причем блок управления УЗИ выполнен с возможностью функциональной связи с дисплейным блоком (24), при этом блок управления содержит:

модуль (16) сбора данных, выполненный с возможностью получения данных ультразвукового изображения для данного субъекта от источника данных ультразвукового изображения;

модуль (18) сбора результатов измерений, выполненный с возможностью получения одного или более результатов измерений физиологических параметров субъекта;

модуль (20) визуализации, выполненный с возможностью, в ответ на наступление по меньшей мере одного заданного условия тревоги, определяемого по меньшей мере вхождением в заданный пороговый диапазон или выходом из такого диапазона по меньшей мере одного из физиологических параметров:

идентифицировать релевантную анатомическую область в полученных данных ультразвукового изображения, относящихся к по меньшей мере одному физиологическому параметру;

определять режим визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока на основании по меньшей мере одного рассматриваемого физиологического параметра и наступившего условия тревоги;

обрабатывать по меньшей мере подмножество полученных данных ультразвукового изображения для генерирования одного или более выходных кадров отображения, представляющих указанную релевантную анатомическую область, причем указанная область визуализирована в соответствии с указанным режимом визуализации, и генерировать управляющий выходной сигнал для управления дисплейным блоком для отображения указанных одного или более выходных кадров отображения.

2. Блок (12) управления УЗИ по п. 1, в котором различные возможные режимы визуализации включают в себя одно или более из следующего:

вид на релевантную анатомическую область в данных ультразвукового изображения;

наложение одного или более результатов измерений физиологических параметров на данные ультразвукового изображения;

наложение информации сегментации, полученной для данных ультразвукового изображения.

3. Блок (12) управления УЗИ по п. 2, в котором указанный вид включает в себя вид, представляющий определенную двумерную плоскость через полученные данные ультразвукового изображения, причем плоскость имеет связанные координаты плоскости и угол ориентации.

4. Блок (12) управления УЗИ по п. 2, в котором указанный вид содержит трехмерное представление по меньшей мере части анатомической области, опционально, на основе построения сетки по полученным данным ультразвукового изображения.

5. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-4, в котором блок управления выполнен с возможностью генерирования управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком (24), чтобы прекратить отображение указанного выходного кадра отображения или выходных кадров отображения после прекращения выполнения заданного условия тревоги.

6. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-5, в котором модуль визуализации выполнен с возможностью доступа к базе данных визуализации, содержащей для каждого из множества различных физиологических параметров: по меньшей мере одну релевантную анатомическую область и по меньшей мере один релевантный режим визуализации для каждого из одного или более условий тревоги для указанного параметра,

при этом предусмотрена возможность идентификации релевантной анатомической области и выбора режима визуализации на основе доступа к указанной базе данных визуализации.

7. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-6, в котором модуль (18) сбора результатов измерений выполнен с возможностью получения одного или более результатов измерений физиологических параметров на основании полученных данных ультразвукового изображения.

8. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-7, в котором блок управления выполнен с возможностью функциональной связи с одним или более датчиками (28) физиологических параметров для получения по меньшей мере подмножества указанных результатов измерений физиологических параметров субъекта.

9. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-8, в котором модуль (16) сбора данных выполнен с возможностью рекуррентного получения данных ультразвукового изображения.

10. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-9, причем блок управления УЗИ дополнительно выполнен с возможностью функциональной связи с блоком (26) ультразвукового преобразователя, при этом модуль (16) сбора данных выполнен с возможностью получения данных ультразвукового изображения с использованием указанного блока преобразователя.

11. Блок (12) управления УЗИ по любому из пп. 1-10, в котором блок управления предназначен для управления визуализацией ультразвуковых данных, представляющих область сердца и/или область, содержащую легкие или их часть.

12. Способ (50) управления визуализацией ультразвуковых данных, представляющих область сердца и/или область, содержащую легкие или их часть, содержащий:

получение (52) данных ультразвукового изображения для данного субъекта от источника данных ультразвукового изображения;

получение (54) одного или более результатов измерений физиологических параметров субъекта; и

в ответ на наступление (56) по меньшей мере одного заданного условия тревоги, определяемого, по меньшей мере, вхождением в заданный пороговый диапазон или выходом из такого диапазона по меньшей мере одного из физиологических параметров:

идентификацию (58) релевантной анатомической области в полученных данных ультразвукового изображения, относящихся к по меньшей мере одному из физиологических параметров;

выбор (60) режима визуализации для визуализации идентифицированной анатомической области на дисплейной панели дисплейного блока на основании по меньшей мере одного рассматриваемого физиологического параметра и наступившего условия тревоги;

обработку (62) по меньшей мере подмножества полученных данных ультразвукового изображения для генерирования одного или более выходных кадров отображения, представляющих указанную релевантную анатомическую область, причем указанную область визуализируют в соответствии с указанным режимом визуализации, и генерирование управляющего выходного сигнала для управления дисплейным блоком для отображения указанных одного или более выходных кадров отображения.

13. Способ (50) по п. 12, в котором различные возможные режимы визуализации включают в себя одно или более из следующего:

вид на релевантную анатомическую область в данных ультразвукового изображения;

наложение одного или более результатов измерений физиологических параметров на данные ультразвукового изображения;

наложение информации сегментации, полученной для данных ультразвукового изображения.

14. Ультразвуковая система (70) для исследования области сердца и/или области, содержащей легкие или их часть, содержащая:

блок (26) ультразвукового преобразователя; и

блок (12) управления по любому из пп. 1-11, функционально связанный с блоком ультразвукового преобразователя, и модуль (16) сбора данных блока управления, выполненный с возможностью получения данных ультразвукового изображения с помощью блока ультразвукового преобразователя.

15. Система мониторинга области сердца пациента и/или области, содержащей легкие или их часть, содержащая:

дисплейный блок (24), причем дисплейный блок содержит дисплейную панель;

блок мониторинга пациента; и

блок (12) управления по любому из пп. 1-11, функционально связанный с блоком мониторинга пациента и дисплейным блоком и выполненный с возможностью передачи генерируемых управляющих выходных сигналов на дисплейный блок.