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CN111629671A - 超声成像设备及控制超声成像设备的方法 - Google Patents

超声成像设备及控制超声成像设备的方法 Download PDF

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CN111629671A
CN111629671A CN201980009034.8A CN201980009034A CN111629671A CN 111629671 A CN111629671 A CN 111629671A CN 201980009034 A CN201980009034 A CN 201980009034A CN 111629671 A CN111629671 A CN 111629671A
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CN
China
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needle
image
ultrasound
display device
sectional image
Prior art date
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CN201980009034.8A
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高锺善
闵侅基
金成珍
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Samsung Medison Co Ltd
Original Assignee
Samsung Medison Co Ltd
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Abstract

因此，本公开的一方面在于提供一种通过提供包括从由超声成像设备获取的图像中选择的活检针的截面图像以及用于引导活检针的运动的引导线来准确且有效地诊断对象的超声成像设备以及控制该超声成像设备的方法。根据本公开的一个方面，一种超声成像设备包括：显示装置；探头，被配置为通过向对象的表面发射超声获取超声图像；以及控制器，被配置为确定在构成对象的超声图像的至少一个截面图像中是否包括针的图像，并在确定至少一个截面图像包括针对的图像时将包括针的图像的至少一个截面图像输出到显示装置。

Description

超声成像设备及控制超声成像设备的方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种用于通过使用超声来产生对象的内部的图像的超声成像设备。
背景技术
超声成像设备从对象的表面朝对象内部的目标区域辐射超声信号，然后采集反射的超声信号(超声回波信号)，以使用超声回波信号上的信息以非侵入性的方式获取软组织的断层图像或血流的图像。与其他诊断成像设备(诸如，X射线诊断设备、计算机断层扫描(CT)扫描仪、磁共振成像(MRI)设备和核医学诊断设备)相比，超声成像设备的尺寸相对较小并且便宜，实时显示图像，并且由于没有辐射暴露而具有高安全性。因此，超声成像设备已经广泛地用于心脏诊断、腹腔诊断、泌尿诊断和产科诊断。
超声成像设备包括超声探头和主体，其中，超声探头向对象发射超声信号并且接收由对象反射的超声回波信号以获取对象的超声图像，主体通过使用由超声探头接收的超声回波信号来产生对象的内部的图像。
另外，用户可通过使用超声探头和医用针来治疗人体内部的病变或从人体内部的病变采集样本。在这种情况下，用户需要确定用于精确治疗和诊断的针的准确位置。然而，关于直观地检测针的位置的技术的研究是不足的。特别地，当获取三维(3D)超声图像时，难以确定针的位置，并且需要开发引导用户以防止错误位置的穿透的技术。
发明内容
技术问题
因此，本公开的一个方面在于提供一种用于通过提供从由超声成像设备获取的图像中选择的包括活检针的截面图像以及用于引导活检针的运动的引导线来准确且有效地诊断对象的超声成像设备以及一种控制该超声成像设备的方法。
技术问题的解决方案
根据本公开的一个方面，一种超声成像设备，包括：显示装置；探头，被配置为通过向对象的表面发射超声获取超声图像；以及控制器，被配置为：确定在构成对象的超声图像的至少一个截面图像中是否包括针的图像，并且当确定至少一个截面图像包括针的图像时，将包括针的图像的至少一个截面图像输出到所述显示装置。
当针的位置改变时，所述控制器可将与改变的针的位置对应的包括针的图像的至少一个截面图像输出到所述显示装置
所述控制器可将包括针的图像的至少一个截面图像实时输出到所述显示装置。
当针插入到对象中时。所述控制器可产生从针的插入点到预定目标点的引导线，并且将引导线输出到所述显示装置，
所述控制器可导出针的图像与引导线之间的差，通过使用针的图像作为参考基于引导线的位置产生引导标记，并且将引导标记输出到所述显示装置。
所述控制器可基于在至少一个截面图像中包括的针的图像的延长线与预定目标点的位置之间的关系导出引导标记，并且将引导标记输出到所述显示装置。
所述控制器可实时跟踪在至少一个截面图像中包括的针的图像的位置，并且将与针的图像对应的至少一个截面图像输出到所述显示装置。
所述控制器可基于从过去的时间点到当前时间点的针的图像的位置导出在当前时间点之后的针的预测位置，导出包括针的预测位置的至少一个截面图像，并且将至少一个截面图像输出到所述显示装置。
当针插入到对象中时。所述控制器可控制包括包含针的图像的至少一个截面图像的对象的超声图像输出到所述显示装置。
根据本公开的一个方面，所述超声成像设备还可包括：感测装置，被配置为获取针的位置信息。
所述控制器可基于针的位置信息导出在至少一个截面图像中包括的针的图像。
所述超声探头可包括矩阵探头和三维(3D)探头中的至少一种。
根据本公开的一个方面，一种控制超声成像设备的方法，所述方法包括：通过向对象的表面发射超声获取超声图像，确定在构成超声图像的超声图像的至少一个截面图像中是否包括针的图像，以及当确定在至少一个截面图像中包括针的图像时，将包括针的图像的至少一个截面图像输出到显示装置。
根据本公开的一个方面，所述方法还可包括：当针的位置改变时，将与改变的针的位置对应的包括针的图像的至少一个截面图像输出到显示装置。
输出至少一个截面图像的步骤可包括：实时输出包括针的图像的至少一个截面图像。
根据本公开的一个方面，所述方法还可包括：当针插入到对象中时，产生从针的插入点到预定目标点的引导线。
根据本公开的一个方面，所述方法还可包括：导出针的图像与引导线之间的差，并且通过使用针的图像作为参考而基于引导线的位置产生引导标记。
输出至少一个截面图像的步骤还可包括：将引导标记输出到显示装置。
产生引导标记的步骤可包括：基于在至少一个截面图像中包括的针的ˋ图像的延长线与预定目标点之间的关系导出引导标记。
根据本公开的一个方面，所述方法还可包括：实时跟踪在至少一个截面图像中包括的针的图像的位置。
根据本公开的一个方面，还包括：基于从过去的时间点到当前时间点的针的图像的位置导出在当前时间点之后的针的预测位置，并且导出包括针的预测位置的至少一个截面图像。
输出至少一个截面图像的步骤还包括：当针插入到对象中时，输出包括具有针的图像的至少一个截面图像的超声图像。
根据本公开的一个方面，还包括：获取针的位置信息，
输出至少一个截面图像的步骤还可包括：基于针的位置信息输出在至少一个截面图像中包括的针的图像。
所述超声探头可包括矩阵探头和三维(3D)探头中的至少一种。
附图说明
图1是根据实施例的超声成像设备的透视图。
图2是超声成像设备的控制框图。
图3是详细地示出了超声成像设备的主体的配置的控制框图。
图4是示意性地示出根据实施例的超声成像设备的主体的配置的控制框图。
图5是示出根据公开的实施例的针N和超声探头的示图。
图6A和图6B是示出根据实施例的获取构成超声图像的截面图像的方法的示图。
图7是示出根据实施例的包括针N的图像I的超声图像的截面图像的示图。
图8A和图8B是示出根据实施例的在初始时间点的针N的图像I1的示图。
图9A和图9B是示出根据实施例的用于引导针N的引导线和引导标记的示图。
图10和图11是示出根据实施例的输出超声图像和用于引导针N的位置的图像的操作的示图。
图12至图14是根据实施例的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。本说明书并未描述本公开的实施例的所有元件，并且可省略关于本领域公知的内容的详细描述，或者可省略关于基本上相同的配置的冗余描述。说明书中使用的术语“单元”、“模块”、“构件”或“块”可使用软件或硬件组件来实现。根据实施例，还可使用元件来实现多个“单元”、“模块”、“构件”或“块”，并且一个“单元”、“模块”、“构件”或“块”可包括多个元件
在整个说明书中，当元件被称为“连接到”另一元件时，该元件可直接或间接地连接到另一元件，并且“间接地连接到”包括经由无线通信网络连接到另一元件。
此外，应当理解，术语“包括”或“具有”意在指示说明书中公开的元件的存在，而并不意在排除可存在或者可添加一个或更多个其他元件的可能性。
在整个说明书中，应当理解，当一个元件被称为在另一元件“上”时，一个元件可直接在另一元件上，或者在一个元件与另一元件之间也可存在中间元件。
术语“第一”、“第二”等用于将一个组件与其他组件区分开，因此，组件不受术语限制。
除非以单数形式使用的表达在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数形式使用的表达涵盖复数形式的表达。
在操作中使用的附图标记是为了描述方便而使用的，而并不意在描述操作的顺序，并且除非另有说明，否则操作可以以不同的顺序执行。
在下文中，将参照附图描述本公开的操作原理和实施例。
图1是根据实施例的超声成像设备的透视图。图2是超声成像设备的控制框图。图3是详细示出超声成像设备的主体的配置的控制框图。
参照图1，超声成像设备1包括：超声探头P，其被配置为向对象发送超声信号，从对象接收超声回波信号，并且将接收到的信号转换为电信号；以及连接到超声探头P的主体M，其包括输入装置540和显示装置550，并且显示超声图像。超声探头P可经由电缆5连接到超声成像设备的主体M以接收用于控制超声探头P所需的各种信号，或者将与由超声探头P接收的超声回波信号对应的模拟信号或数字信号发送到主体M。然而，超声探头P的示例不限于此，并且超声探头P还可使用能够经由形成在超声探头P与主体M之间的网络向主体M发送信号/从主体M接收信号的无线探头来实现。
电缆5的一端可连接到超声探头P，另一端可设置有连接器6以与主体M的插槽7结合或者与主体M的插槽7分离。主体M和超声探头P可通过使用电缆5来交换控制命令或数据。例如，当用户经由输入装置540输入关于聚焦深度、孔径的大小或形状、转向角等的信息时，该信息可经由电缆5发送到超声探头P并且用于发射装置100的发射波束形成/接收装置200的接收波束形成。可选地，当使用如上所述的无线探头实现超声探头P时，超声探头P经由无线网络而不是电缆5连接到主体M。在超声探头P经由无线网络连接到主体M的情况下，主体M和超声探头P还可交换上述控制命令或数据。如图2所示，主体M可包括控制器500、图像处理器530、输入装置540和显示装置550。
控制器500控制超声成像设备1的整体操作。具体地，控制器500通过产生用于分别控制超声成像设备1的组件(例如，图2中所示的发射装置100、T/R开关10、接收装置200、图像处理器530、显示装置550等)的控制信号来控制所述组件中的每个组件的操作。在图2和图3所示的超声成像设备1中，发射/接收波束形成器未被包括在主体M中而是被包括在超声探头P中。然而，发射/接收波束形成器也可被包括在主体M中而不是被包括在超声探头P中。
控制器500计算构成超声换能器阵列TA的多个超声换能器元件60的延迟分布，并且基于计算的延迟分布根据包括在超声换能器阵列TA中的多个超声换能器元件60中的每个超声换能器元件60与对象的焦点之间的差来计算时间延迟值。此外，控制器500根据该时间延迟值来控制发射/接收波束形成器以产生发射/接收信号。
此外，控制器500可通过根据经由输入装置540输入的用户的指令或命令而产生用于超声成像设备1的相应组件的控制命令来控制超声成像设备1。
图像处理器530基于由接收装置200聚焦的超声信号产生对象内部的目标区域的超声图像。
参照图3，图像处理器530可包括图像形成装置531、信号处理器533、扫描转换器535、存储装置537和体积绘制装置539。
图像形成装置531基于由接收装置200接收的超声信号产生对象内部的目标区域的相干二维(2D)或相干三维(3D)图像。
信号处理器533根据诸如亮度模式(B模式)和多普勒模式(D模式)的诊断模式将关于由图像形成装置531产生的相干图像的信息转换为超声图像信息。例如，当诊断模式设置为B模式时，信号处理器533执行模拟/数字(A/D)转换等，并且实时地产生用于B模式图像的超声图像信息。可选地，当诊断模式设置为D模式时，信号处理器533从超声信号提取关于相位变化的信息，计算关于与截面图像的每个点对应的血流的信息，诸如速度、功率和分布，并且实时地产生用于D模式图像的超声图像信息。
扫描转换器535将从信号处理器533接收的转换后的超声图像信息和存储在存储装置537中的转换后的超声图像信息转换为用于显示装置550的通用视频信号，并将转换后的信号发送到体积绘制装置539。
存储装置537暂时地或非暂时地存储由信号处理器533转换的超声图像信息。
体积绘制装置539基于从扫描转换器535接收的视频信号执行体积绘制，校正绘制的图像信息以产生最终结果图像，并将产生的结果图像发送到显示装置550。
输入装置540允许用户输入与超声成像设备1的操作相关的命令。用户可经由输入装置540输入或设置超声诊断启动命令、用于选择B模式、运动模式(M模式)、D模式、弹性成像模式(E模式)或3D模式的诊断模式选择命令、包括感兴趣区域(ROI)的大小和位置的ROI设置信息等。
B模式图像是指显示对象的内部的截面的图像，并且通过调制亮度将具有强回声信号的部分与具有弱回声信号的部分区分开。B模式图像是基于从数十至数百条扫描线获得的信息而产生的。
M模式是指表示截面图像(B模式图像)中的特定部分(M线)上的生物信息(例如，亮度信息)随时间变化的图像。通常，B模式图像和M模式图像同时显示在一个屏幕上，以允许用户通过比较和分析两种类型的数据来准确地进行诊断。
D模式图像是指通过从运动对象发出的声音的频率变化的多普勒效应而获得的运动对象的图像。使用多普勒效应的模式还可分类为功率多普勒成像(PDI)模式、彩色流(SFlow)模式和定向功率多普勒成像(DPDI)模式。
PDI模式图像是指表示多普勒信号的程度或结构的数量(血液中的红细胞的数量)的图像。在PDI模式中，由于对入射角的敏感度较低而不存在混叠信号，并且由噪声而引起的图像衰减减小了。此外，由于记录了反射的多普勒能量，因此PDI模式非常灵敏，能够以低速检测小血管和血流。
S Flow模式提供以二维分布表示多普勒信号的功率的功率图像(PDI)和以二维分布表示多普勒信号的速度的速度图像。血流图像不仅可实时地可视化血流，而且可表示从较大血管中的高速血流到较小血管中的低速血流的各种血流状态。
DPDI模式图像是指在PDI模式下以2D分布表示关于多普勒信号的方向的信息的方向性图像。因此，DPDI模式可比PDI模式更准确地检测关于血流的信息。此外，M模式图像可在D模式下产生。
E模式是指通过使用弹性成像来获取超声弹性成像图像的方法。在这方面，弹性成像是指针对这样的现象的分析：在诸如恶性肿块的硬结构中组织的弹性降低，因此该组织由于压力而变形的程度减小。超声弹性成像图像是指定量地表示组织的硬度的图像。特别地，E模式已经广泛地用于宫颈癌、乳腺癌或前列腺癌的诊断。
3D模式图像是指表示包括X值、Y值和Z值(其分别表示深度、宽度和高度)的几何构造或空间的图像，或者表示将立体感指示为3D形状或提供立体效果的一连串的图像。例如，用户可通过使用3D模式的立体效果来显示胎儿的面部形状，并且向胎儿的父母提供面部形状。
输入装置540可包括允许用户输入数据、指令和命令的各种装置，诸如键盘、鼠标、轨迹球、平板电脑或触摸屏模块。
显示装置550显示用于超声诊断所需的菜单或信息、在超声诊断处理期间获取的超声图像等。显示装置550显示由图像处理器530产生的对象内部的目标区域的超声图像。显示在显示装置550上的超声图像可以是B模式超声图像、E模式超声图像或3D超声图像。显示装置550可显示根据上述模式而获得的各种超声图像。
显示装置550可使用诸如阴极射线管(CRT)和液晶显示器(LCD)的各种已知显示器来实现。
根据实施例的超声探头P可包括如图2所示的换能器阵列TA、T/R开关10、发射装置100和接收装置200。换能器阵列TA设置在超声探头P的一端。超声换能器阵列TA是指多个超声换能器元件60的一维(1D)或2D阵列。当超声换能器阵列TA通过向其供应的脉冲信号或交流电进行振荡时，产生超声。产生的超声被发射到对象内部的目标区域。在这种情况下，由超声换能器阵列TA产生的超声也可被发射到对象内部的多个目标区域。换句话说，产生的超声可以是多聚焦的并且可被发射到多个目标区域。
由超声换能器阵列TA产生的超声可被对象内部的目标区域反射，然后返回到超声换能器阵列TA。超声换能器阵列TA接收在被目标区域反射之后返回的超声回波信号。当超声回波信号到达超声换能器阵列TA时，超声换能器阵列TA以与超声回波信号的频率对应的预定频率进行振荡，并且输出具有与振荡频率对应的频率的交流电。因此，超声换能器阵列TA可将接收的超声回波信号转换成电信号。由于超声换能器元件60中的每个超声换能器元件60通过接收超声回波信号来输出电信号，所以超声换能器阵列TA可输出多个通道的电信号。
超声换能器可使用采用磁性材料的磁致伸缩效应的磁致伸缩超声换能器、采用压电材料的压电效应的压电超声换能器、或者使用数百或数千个微机械加工薄膜的振荡接收超声的电容微机械加工超声换能器(cMUT)来实现。此外，能够根据电信号产生超声或者根据超声产生电信号的任何其他类型的换能器也可用作超声换能器。
例如，根据实施例的换能器元件60可包括压电振动器或薄膜。当从电源供应交流电时，压电振动器或薄膜根据供应的交流电以预定频率进行振动，并且根据振动频率产生具有预定频率的超声。相反，当具有预定频率的超声回波信号到达压电振动器或薄膜时，压电振动器或薄膜根据超声回波信号进行振动并且输出与振动频率对应的频率的交流电。
发射装置100将发射包施加到换能器阵列TA以控制换能器阵列TA向对象内部的目标区域发射超声信号。发射装置可包括发射波束形成器和脉冲发生器。
发射波束形成器110根据主体M的控制器500的控制信号产生发射信号模式，并将该发射信号模式输出到脉冲发生器120。发射波束形成器110基于由控制器500计算的构成换能器阵列TA的超声换能器元件60中的每个超声换能器元件60的时间延迟值来产生发射信号模式，并将产生的发射信号模式发送到脉冲发生器120。
接收装置200对由换能器阵列TA接收的超声回波信号执行预定处理并且执行接收波束形成。接收装置200可包括接收信号处理器和接收波束形成器。由换能器阵列TA转换的电信号被输入到接收信号处理器。接收信号处理器可在处理电信号或对电信号执行时间延迟处理之前放大从超声回波信号转换的电信号并且可根据深度调整增益或补偿衰减。更具体地，接收信号处理器可包括用于减少从超声换能器阵列TA接收的电信号的噪声的低噪声放大器(LNA)和用于根据输入信号控制增益值的可变增益放大器(VGA)。VGA可以是但不限于时间增益补偿器(TGC)，以根据距焦点的距离来补偿增益。
接收波束形成器对从接收信号处理器接收的电信号执行波束形成。接收波束形成器通过叠加增大从接收信号处理器接收的信号的强度。由接收波束形成器波束形成的电信号被A/D转换器转换成数字信号，并被发送到主体M的图像处理器530。当主体M包括A/D转换器时，由接收波束形成器波束形成的模拟信号也可被传送到主体M，并在主体M中被转换成数字信号。可选地，接收波束形成器可以是数字波束形成器。数字波束形成器可包括用于对模拟信号进行采样并存储采样信号的存储装置、用于控制采样周期的采样周期控制器500、用于调整采样大小的放大器、用于防止在采样之前混叠的抗混叠低通滤波器、用于选择期望频带的带通滤波器、用于在执行波束形成的同时增大采样率的插值滤波器、用于去除直流(DC)分量或低频带信号的高通滤波器等。
图4是示意性地示出根据实施例的超声成像设备的主体的配置的控制框图。
参照图4，超声成像设备包括针N、探头、显示装置550和控制器500。
针N可以是用于活检的针，以治疗人体内部的病变或从人体内部的病变采集样本。针N可在其附接到探头或与探头分离的状态下使用。
控制器500可通过使用针N的位置信息确定在构成对象的超声图像的至少一个截面图像中是否包括针N的图像，并在确定在至少一个截面图像中包括针的图像时将至少一个截面图像输出到显示装置550。
超声图像可包括对象的至少一个截面图像。根据实施例，控制器500可基于针N的位置信息和针N的特征点确定截面图像是否包括针的图像。
控制器500可基于针N的位置信息将包括针的图像的至少一个截面图像实时输出到显示装置550。
当针N插入到对象中时，控制器500可产生从针N的插入点到预定目标点的引导线，并将引导线输出到显示装置550。当用户旨在使针N到达对象内部的病变时，用户可将病变设置为目标点。另外，当用户将针N用于侵入性操作时，控制器500可产生从侵入性操作的起始点到病变的位置的引导线。稍后将详细描述产生引导线的方法。
控制器500可导出针N的位置与引导线之间的差，并通过使用针N的位置作为参考基于引导线的位置产生引导标记。
当引导线和针N彼此不一致时，引导标记可被实现为用于指示使引导线和针N对准的方向的标记。引导标记可使用箭头来实现。
此外，控制器500可实时跟踪针N的位置，并将跟踪到的针N的位置输出到显示装置550。
另外，控制器500可基于从过去的时间点到当前时间点的针N的位置信息导出关于在当前时间点之后的针N的预测位置的信息。
控制器500还可导出包括关于针N的预测位置的信息的至少一个截面图像。
当针N插入对象中时，控制器500可控制包括具有针N的至少一个截面图像的对象的超声图像显示在显示装置550中。虽然控制器500在正常诊断期间将超声图像输出到显示装置550，但是当针N插入到对象中时，控制器500可用包括针N的图像改变现有图像。
此外，由于需要超声图像的至少一个截面图像来构成立体图像，所以超声探头可包括矩阵探头和3D探头中的至少一种。
控制器500可使用存储器(未示出)和处理器(未示出)来实现，其中，存储器存储关于用于控制超声成像设备的组件的操作的算法的数据或用于运行该算法的程序，处理器通过使用存储在存储器中的数据来执行前述操作。在这种情况下，存储器和处理器可被实现为单独的芯片。可选地，存储器和处理器可被实现为单个芯片。
另外，超声成像设备还可包括用于获取针N的位置信息的感测装置。针N可被磁化。感测装置可包括磁性传感器并且通过检测根据针N的位置而改变的磁场来导出针N的位置信息。该位置信息是指基于针N的实际位置的信息，并且可以是能够在没有限制的情况下通过使用磁场来确定针N的位置的任何信息。
可添加或删除与图2至图4中所示的超声成像设备的组件的性能对应的至少一个组件。此外，本领域技术人员将容易理解，可改变组件的相互位置以与系统的性能或结构对应。
另外，图2至图4所示的组件中每个组件可以是软件和/或硬件组件，诸如，现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。
图5是示出根据公开的实施例的针N和超声探头的示图。
图5示出了其中活检针N与安装在主探头中的针引导件NG结合的示例。针N可与针引导件NG结合。
针N的直径可比引导通道的直径小。如图5所示，针N可进入针引导件112的入口，沿着引导通道运动，并且通过出口从针引导件112伸出。将结合的活检针N插入到对象的内部中，并且可采集感兴趣区域的组织的样本。
图5示出了针N与探头P结合的构造。针N可以以如图5所示的附接到超声探头P的形式实现，但是也可以以与超声探头P分离的形式实现。
图6A和图6B是示出根据实施例的获取构成超声图像的截面图像的方法的示图。
参照图6A，示出了超声探头P、针N和对象。
探针P可设置为矩阵探头。矩阵探头可获取3D体积图像。此外，探头P可获取空间的体积数据。因此，用户可产生一个或更多个期望的截面图像PL1和PL2。由控制器产生的截面图像的角度不受限制。
此外，图6A示出了超声图像的一个横截面与针N一致。即，控制器可识别包括针的图像的至少一个截面图像PL1和PL2，并通过实时跟踪针N的位置来实时获取包括针的图像的超声图像的截面图像PL1和PL2。即，当针N的位置改变时，控制器可导出包括与改变的针N的位置对应的针的图像的至少一个截面图像PL1和PL2。
具体地，图6A示出了针N的位置从初始位置N1改变到后一位置N2的情况。尽管位置改变的类型不受限制，但是图6A示例性地示出了针N旋转的情况。在这种情况下，控制器可在构成超声图像的截面图像中选择与针N的位置对应的截面图像PL2。根据实施例，可将该截面确定为已经旋转以与针N的旋转对应的截面PL2。尽管参照图6A描述了针N旋转的情况，但是针N的位置改变不限于旋转。
参照图6B，示出了基于由超声探头获取的信号获取立体图像和截面图像的方法。立体图像的截面图像可在基于由超声探头获取的信号产生图像的过程中产生，并且超声图像可形成为截面图像的集合。控制器500还可在立体图像的截面图像中识别包括针N的图像。当控制器500确定截面图像是否包括针时，可使用由感测装置获取的针N的位置信息或关于图像中所包括的针N的特征点的信息。例如，当在多个截面图像V1至V6中截面图像V3包括针时，控制器500可控制将截面图像V3输出到显示装置550。
图7是示出根据实施例的包括针N的图像I的超声图像的截面图像的示图。
参照图7，在构成超声图像的至少一个截面图像中，如以上参照图6A和图6B所述示出了包括针N的图像I的截面图像。参照图6B(？)，导出多个截面图像V1至V6，并且从多个截面图像V1至V6中选择包括针N的图像I的截面图像V3。图7中所示的图像可被实现为选择的图像。
另外，尽管可存在包括针N的多个截面图像，但是考虑到针N的位置和针N的特征点，控制器500可将用于检测针N的位置而被优化的图像输出到显示器550。此外，控制器500可识别多个截面图像以观测针N的位置，并将截面图像输出到显示装置550。
另外，尽管图6A、图6B和图7示出了根据实施例的输出截面图像的操作，但是该操作不限于此，只要可通过将由超声探头扫描的体积转换为截面图像来识别针N的位置即可。
图8A、图8B、图9A和图9B是用于描述根据实施例的引导针N的位置的操作的示图。
图8A和图8B是示出根据实施例在初始时间点的针N的图像I1的示图。
参照图8A，控制器500指示用户插入到对象中的针N的初始位置L1。
参照图8B，控制器500可在显示装置550上显示针N的初始位置I1。标记针N的初始位置I1的方法不受特别限制。用户可经由输入装置设置目标点G。超声成像设备的控制器500可基于先前存储的信息设置目标点G。此外，可将初始位置I1与目标点G一起显示或者单独显示。由于上面已经描述了由控制器执行的识别包括针N的截面图像的操作，因此将不再重复其详细描述。
图9A和图9B是示出根据实施例的用于引导针N的引导线和引导标记的示图。
图9A是概念性地示出用户插入到对象中的针的示图。图9B是示出显示在显示装置550上的针的图像的示图。
参照图9B，用于改变图8B所示的针N的初始位置L1的引导线GL和引导标记GM。当确定针N的初始插入点时，控制器500可显示从插入点到目标点G的针的路径，即，引导线GL。此外，控制器500可导出引导线GL以及由用户控制的针N的位置L1与L2之间的差。此外，控制器500可产生引导标记GM以使该差最小化。根据实施例，可将引导标记GM形成为箭头。此外，控制器500可控制引导标记GM位于使针N的当前位置与先前形成的引导线GL一致的位置处。由于被控制器500确定为用于诊断对象的合适位置的针N的位置不同于图9B中的针N的初始位置I1，所以控制器500可控制引导标记GM显示在用于使针N的位置与引导线GL一致的对应位置处。此外，也可以在相同截面上执行针N的位置改变(从L1到L2)。然而，该实施例不限于此，并且针N的位置改变还可包括基于针N的接近角度的旋转位置改变。
图10和图11是示出根据实施例的输出超声图像和用于引导针N的位置的图像的操作的示图。
参照图10，根据实施例的显示装置550显示超声图像D1、指示针N的当前位置的截面图像D2以及包括引导线的另一截面图像D3。由于同时显示了用户使用超声探头诊断对象的图像和包括针N的图像，所以控制器500可显示对象内部的针N的当前位置，从而允许用户识别位置。此外，如果需要，则可将用于引导针N的引导线或引导标记叠加在图像上。另外，可如上所述针对该操作执行在构成超声图像的截面图像中识别包括针N的截面图像的处理。
参照图11，显示装置550显示超声图像D11、指示针N的当前位置IR的截面图像D12以及示出关于针N的预测位置IE的信息的另一截面图像D13。
可基于从过去的时间点到执行测量的当前时间点的位置信息导出关于预测位置的信息。控制器500可基于从过去的时间点到当前时间点的针N的位置信息或由感测装置获取的针的运动导出在当前时间点之后的针N的位置信息。例如，在针N接近对象的情况下，控制器500可基于针N的当前速度和接近角度导出关于在当前时间点之后的针N的预测位置的信息。此外，由于控制器500将关于预测位置的信息与关于针N的当前位置的信息一起提供给用户，所以当在当前条件下移动针N时，用户可直观地识别待定位的针N的位置。
另外，图10和图11中示出的图像仅仅是根据本公开的图像布置的示例，并且将图像输出到显示装置550以显示针N的位置或引导针N的示例不限于此。
图12至图14是根据实施例的流程图。
参照图12，超声成像设备可获取超声图像(1001)。在构成获取的超声图像的截面图像中，可识别包括针的图像的截面图像(1002)。可输出包括针的图像的截面图像(1003)。
参照图13，感测装置可获取针N的位置信息(1011)。控制器500可基于针N的位置信息选择包括针N的截面图像(1012)。控制器500可输出选择的截面图像(1013)。
参照图14，可基于前述方法选择包括针的图像的截面图像(1021)。可基于针N的位置产生引导线(1022)。此外，控制器500可产生用于使针N的当前位置与引导线一致的引导标记(1023)。控制器500可将产生的引导线和引导标记输出到显示装置550(1024)。
另外，前述实施例可以以存储可由计算机执行的指令的记录介质的形式来体现。该指令可以以程序代码的形式存储，并且在被处理器执行时通过创建程序模块来执行所公开的实施例的操作。记录介质可被实施为计算机可读记录介质。
计算机可读记录介质包括存储可由计算机读取的指令的所有类型的记录介质，诸如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁带、磁盘、闪存和光学数据存储装置。
尽管已经示出和描述了本公开的一些实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本公开的范围被限定在权利要求及其等同物中。

Claims (15)

1.一种超声成像设备，包括：
显示装置；
探头，被配置为通过向对象的表面发射超声获取超声图像；以及
控制器，被配置为：确定在构成对象的超声图像的至少一个截面图像中是否包括针的图像，并且在确定至少一个截面图像包括针的图像时，将包括针的图像的至少一个截面图像输出到所述显示装置。
2.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，当针的位置改变时，所述控制器将与改变的针的位置对应的包括针的图像的至少一个截面图像输出到所述显示装置。
3.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，所述控制器将包括针的图像的至少一个截面图像实时地输出到所述显示装置。
4.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，当针插入到对象中时，所述控制器产生从针的插入点到预定目标点的引导线，并且将引导线输出到所述显示装置。
5.根据权利要求3所述的超声成像设备，其中，所述控制器导出针的图像与引导线之间的差，通过使用针的图像作为参考基于引导线的位置产生引导标记，并且将引导标记输出到所述显示装置。
6.根据权利要求4所述的超声成像设备，其中，所述控制器基于在至少一个截面图像中包括的针的图像的延长线与预定目标点的位置之间的关系导出引导标记，并且将引导标记输出到所述显示装置。
7.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，所述控制器实时跟踪在至少一个截面图像中包括的针的图像的位置，并且将与针的图像对应的至少一个截面图像输出到所述显示装置。
8.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，所述控制器基于从过去的时间点到当前时间点的针的图像的位置导出在当前时间点之后的针的预测位置，导出包括针的预测位置的至少一个截面图像，并且将至少一个截面图像输出到所述显示装置。
9.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，当针插入到对象中时，所述控制器控制包括包含针的图像的至少一个截面图像的对象的超声图像输出到所述显示装置。
10.根据权利要求1所述的超声成像设备，还包括：
感测装置，被配置为：获取针的位置信息，其中，所述控制器基于针的位置信息导出在至少一个截面图像中包括的针的图像。
11.根据权利要求1所述的超声成像设备，其中，所述超声探头包括矩阵探头和三维(3D)探头中的至少一种。
12.一种控制超声成像设备的方法，所述方法包括：
通过向对象的表面发射超声获取超声图像，
确定在构成超声图像的超声图像的至少一个截面图像中是否包括针的图像，以及
当确定在至少一个截面图像中包括针的图像时，将包括针的图像的至少一个截面图像输出到显示装置。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当针的位置改变时，将与改变的针的位置对应的包括针的图像的至少一个截面图像输出到显示装置。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，输出至少一个截面图像的步骤包括：实时输出包括针的图像的至少一个截面图像。
15.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：当针插入到对象中时，产生从针的插入点到预定目标点的引导线。
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