СПОСОБ, АППАРАТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЦЕЛЕВОГО УЧАСТКА В ТКАНИ И НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ
TISSUE TARGET AREA LOCATING METHOD, EQUIPMENT, DEVICE AND A DATA CARRIER

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к технической области ультразвукового детектирования, в частности, к способу, аппарату и устройству для определения местоположения целевого участка в ткани и носителю данных.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[0002] В настоящее время при измерении характеристик затухания сигнала в ткани необходимо определить местоположение целевого участка в ткани. Если для примера взять сканирование печени, то кровеносные сосуды, желчный проток и почки, а также желудочно-кишечный тракт вблизи печени в изображении печени могут создавать помехи для сигналов. На предшествующем уровне техники местоположение целевого участка не может адаптивно определяться в режиме реального времени, а детектированное изображение ткани содержит различную мешающую информацию, не относящуюся к целевому участку, что приводит к неэффективности детектирования.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0003] Настоящим изобретением предложен способ, аппарат и устройство для определения местоположения целевого участка в ткани и носителю данных, которые используются для устранения недостатков предшествующего уровня техники, которые заключаются в том, что местоположение целевого участка не может адаптивно определяться в режиме реального времени, а детектированное изображение ткани содержит различную мешающую информацию, не относящуюся к целевому участку, что приводит к неточности результата детектирования целевого участка.
[0004] Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен способ определения местоположения целевого участка в ткани, предусматривающий:
[0005] получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области с использованием ультразвукового зонда;
[0006] идентификацию интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов;
[0007] определение того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и
[0008] удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию.
[0009] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен аппарат для определения местоположения целевого участка в ткани, включающий в себя:
[0010] измерительный модуль, выполненный с возможностью получения ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области с использованием ультразвукового зонда;
[0011] модуль идентификации участков, выполненный с возможностью идентификации интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов; и
[0012] модуль обработки данных о местоположении, выполненный с возможностью:
[0013] определения того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и
[0014] удаления помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию.
[0015] Согласно еще одному из аспектов настоящего изобретения предложено устройство для определения местоположения целевого участка в ткани, содержащее:
[0016] память, процессор и компьютерную программу, хранящуюся в памяти и исполняемую процессором, при этом:
[0017] процессор реализует способ определения местоположения целевого участка в ткани, описанный выше, при прогоне компьютерной программы.
[0018] Согласно еще одному из аспектов настоящего изобретения предложен машиночитаемый носитель данных, содержащий хранящиеся в нем команды, при этом:
[0019] компьютерная программа реализует способ определения местоположения целевого участка в ткани, описанный выше, при ее исполнении процессором.
[0020] Согласно способу, аппарату и устройству для определения местоположения целевого участка в ткани, а также носителю данных, которые предложены настоящим изобретением, обеспечивается получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области с использованием ультразвукового зонда; идентифицируются интерферирующие участки и целевой участок в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов; определяется, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и выполняется удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию. Таким образом, помеховые сигналы могут быть удалены при небольших размерах интерферирующих участков. Соответственно, обеспечивается возможность адаптивного определения местоположения целевого участка, а сигналы, из числа которых удалены помеховые сигналы, могут быть использованы для обработки сигналов и извлечения информации, относящейся к целевому участку, благодаря чему повышается точность и робастность анализа сигнала, относящегося к целевому участку, и повышается точность результата детектирования.
Краткое описание фигур
[0021] На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ определения местоположения целевого участка в ткани согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
[0022] На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ определения местоположения целевого участка в ткани согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
[0023] На фиг. 3 показана структурная схема аппарата для определения местоположения целевого участка в ткани согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения; и
[0024] На фиг. 4 показана структурная схема устройства для определения местоположения целевого участка в ткани согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0025] На указанных чертежах проиллюстрированы конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, которые более подробно будут описаны ниже. При этом предполагается, что чертежи и текстовое описание никоим образом не ограничивают объем идеи заявленного изобретения, а лишь иллюстрируют его инновационную идею для специалистов в данной области техники посредством ссылки на конкретные варианты осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[0026] Ниже будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения, примеры реализации которых проиллюстрированы на чертежах. Когда в последующем описании дается ссылка на чертежи, то следует иметь в виду, что одинаковые номера позиций на разных чертежах обозначают идентичные или схожие элементы, если не указано иное. Примеры реализации, описанные в последующих иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения, не отображают все возможные примеры реализации, согласующиеся с заявленным изобретением. Точнее говоря, они приведены исключительно в качестве примеров реализации аппарата и способа, согласующихся с определенными аспектами настоящего изобретения, как это детализировано в прилагаемой формуле.
[0027] Термины «первый», «второй» и т.д., упомянутые в настоящем документе, используются исключительно в описательных целях, и не должны рассматриваться как предполагающие или указывающие на относительную значимость или в неявном виде указывающие на количество обозначенных технических признаков. В описании последующих вариантов осуществления настоящего изобретения фраза «множество чего-либо» означает два или более, если специально не оговорено иное.
[0028] Эти несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных ниже, могут комбинироваться друг с другом, и в некоторых вариантах осуществления идентичные или схожие концепции или стадии могут повторно не раскрываться. Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже в привязке к чертежам.
[0029] Первый вариант осуществления настоящего изобретения
[0030] На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ определения местоположения целевого участка в ткани согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Этим вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ определения местоположения целевого участка в ткани, предназначенный для устранения недостатков предшествующего уровня техники, которые заключаются в том, что местоположение целевого участка не может адаптивно определяться в режиме реального времени, а детектированное изображение ткани содержит различную мешающую информацию, не относящуюся к целевому участку, что приводит к неточности результата детектирования целевого участка.
[0031] Как показано на фиг. 1, предложенный способ предусматривает выполнение конкретных стадий, описанных ниже.
[0032] Стадия S101: получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области;
[0033] Для испускания детектирующих волн в область тканей детектируемого объекта и приема ультразвуковых эхо-сигналов, генерируемых детектирующими волнами, проходящими через разные ткани в области тканей, используется ультразвуковой зонд.
[0034] На этой стадии получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области обеспечивается с использованием ультразвукового зонда.
[0035] Стадия S102: идентификация интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов;
[0036] Ультразвуковой параметр, по меньшей мере, включает в себя и может представлять собой один или несколько следующих параметров: пик рассеяния, плотность отраженных рассеянных сигналов, характеристика распределения отраженных рассеянных сигналов, величина отражения и распределение значений отражения. Кроме того, ультразвуковым параметром могут также служить другие параметры, которые способны воспроизводить разные характеристики отражения или передачи разных тканей в детектирующих волнах, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0037] В этом варианте осуществления настоящего изобретения целевым участком может быть любая область тканей в организме человека, которая может быть детектирована с использованием способа ультразвукового детектирования. Интерферирующие участки могут включать в себя интерферирующие участки, соответствующие одной или нескольким тканям. Целевой участок и интерферирующие участки могут варьироваться применительно к разным сценариям.
[0038] Например, если в качестве примера взять сканирование печени, то целевым участком может быть область печени, а интерферирующие участки могут включать в себя кровеносные сосуды и желчный проток вблизи печени, почки, желудочно-кишечный тракт и другие ткани и органы вблизи печени, интерферирующая область в виде акустической тени ребер, интерферирующая область в виде газа в легких или желудочно-кишечном тракте и тому подобное.
[0039] Кроме того, когда целевым участком является щитовидная железа, интерферирующими участками могут служить кровеносные сосуды, трахея, пищевод, мышечная ткань и тому подобное; когда целевым участком является молочная железа, интерферирующими участками могут служить мышцы, жировая ткань и тому подобное; когда целевым участком является селезенка, интерферирующими участками могут служить легкие, ребра, желудочно-кишечный тракт, кровеносные сосуды и тому подобное; а когда целевым участком является специфическая мышечная ткань или группа мышц, интерферирующими участками могут служить мышцы в других окружающих позициях, ближайшая жировая ткань, ближайшая кость и тому подобное.
[0040] Применительно к разным сценариям целевой участок и интерферирующие участки могут варьироваться, и этот вариант осуществления настоящего изобретения конкретным образом не ограничивает целевой участок и интерферирующие участки, соответствующие целевому участку.
[0041] Поскольку ткани обладают разными характеристиками отражения или передачи, воспроизводимыми детектирующими волнами, ультразвуковые эхо-сигналы, соответствующие пороговым значениям характеристических параметров различных тканей, могут быть разделены в зависимости от значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов детектирующих волн с целью определения целевого участка или интерферирующих участков, соответствующих каждой ткани.
[0042] Например, когда амплитуда отражения ультразвуковых эхо-сигналов в определенной области превышает пороговую величину С, а амплитуды верхнего и нижнего сигналов являются равномерными, например, отношение среднеквадратичного отклонения к среднеарифметическому значению изменений амплитуды отражения локальных участков верхней и нижней границ в этой области меньше заданного отношения (например, заданное отношение может составлять 200%), эти сигналы считаются сигналами кровеносных сосудов; когда амплитуда отражения ультразвуковых эхо-сигналов в определенной области меньше пороговой величины D, считается, что имеются помехи в виде акустической тени от ребер; или же, когда характеристики рассеяния ткани отображают, что сигналы обладают характеристиками сигналов, которые отражаются газом в легких или желудочно-кишечном тракте множество раз, считается, что имеются помехи от легких или желудочно-кишечного тракта. Пороговая величина С может быть задана специалистом в данной области техники на основании характеристик отражения кровеносных сосудов, воспроизводимыми детектирующими волнами, или на основании опыта, а пороговая величина D может быть задана специалистом в данной области техники на основании характеристик отражения ребер, воспроизводимыми детектирующими волнами, или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0043] Стадия S103: определение того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет;
[0044] После определения интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области можно рассчитать размеры каждого интерферирующего участка детектируемой области на ультразвуковом изображении.
[0045] В этом варианте осуществления настоящего изобретения для определения того, можно ли сразу отбросить помеховые сигналы, соответствующие интерферирующим участкам, используется заданное условие. Этим заданным условием может служить следующее: меньше ли отношение интерферирующих участков к целевому участку, чем пороговая величина коэффициента помех; меньше ли отношение интерферирующих участков к детектируемой области, чем пороговая величина общего соотношения; меньше ли площадь интерферирующих участков, чем пороговая величина интерферирующей площади; или иное условие подобного рода.
[0046] Пороговая величина коэффициента помех, пороговая величина общего соотношения и пороговая величина интерферирующей площади могут быть заданы специалистом в данной области техники на основании фактического сценария применения или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе. Например, значения пороговой величины коэффициента помех могут лежать в диапазоне [5%, 20%].
[0047] Кроме того, заданное условие может быть задано специалистом в данной области техники на основании фактического сценария применения или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0048] Стадия S104: удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию.
[0049] Если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, а удаление помеховых сигналов по-прежнему никак не влияет на окончательную обработку сигналов целевого участка, то помеховые сигналы могут быть удалены на основании детектированного положения интерферирующих участков, и сигналы, из числа которых удалены помеховые сигналы, могут быть использованы для последующей обработки сигналов и извлечения информации, относящейся к целевому участку, что повышает точность и робастность анализа сигналов, относящихся к целевому участку, а также повышает точность результата детектирования.
[0050] В необязательном варианте предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, то во время расчета сигналы из интерферирующих участков, могут сразу удаляться из ультразвуковых эхо-сигналов, и они не будет учитываться в последующем процессе расчета.
[0051] В необязательном варианте предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, то во время расчета, после удаления сигналов, отраженных от интерферирующих участков, из ультразвуковых эхо-сигналов, сигналы из интерферирующих участков могут быть также восстановлены с их преобразованием в равномерные сигналы методом интерполяции на основании сигналов, отраженных от других участков, отличных от интерферирующих участков, перед выполнением последующего процесса расчета.
[0052] Способ восстановления сигналов из конкретных участков с помощью сигналов, окружающих эти конкретные участки, путем применения метода интерполяции может быть реализован с использованием любого подобного метода предшествующего уровня техники, что в рамках этого варианта осуществления настоящего изобретения далее по тексту повторно не описывается.
[0053] В другом примере реализации этого варианта осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, то сигналы из интерферирующих участков также могут быть сразу отброшены.
[0054] Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивается получение ультразвуковых эхо-сигналов, поступающих из детектируемой области, с помощью ультразвукового зонда; идентифицируются интерферирующие участки и целевой участок в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов; определяется, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и выполняется удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию. Таким образом, помеховые сигналы могут быть удалены при небольших размерах интерферирующих участков. Соответственно, обеспечивается возможность адаптивного определения местоположения целевого участка, а сигналы, из числа которых удалены помеховые сигналы, могут быть использованы для обработки сигналов и извлечения информации, относящейся к целевому участку, что повышает точность и робастность анализа сигналов, относящихся к целевому участку, а также повышает точность результата детектирования.
[0055] Второй вариант осуществления настоящего изобретения
[0056] На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ определения местоположения целевого участка в ткани согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. На основе первого варианта осуществления настоящего изобретения в этом варианте осуществления предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию, то ультразвуковому зонду выдается команда на коррекцию его положения для получения ультразвуковых эхо-сигналов из обновленной детектируемой области, после чего выполняется обработка данных для оценки. Как показано на фиг. 2, этот способ предусматривает выполнение конкретных стадий, описанных ниже.
[0057] Стадия S101: получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области;
[0058] Для испускания детектирующих волн в область тканей детектируемого объекта и приема ультразвуковых эхо-сигналов, генерируемых детектирующими волнами, проходящими через разные ткани в области тканей, используется ультразвуковой зонд.
[0059] На этой стадии получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области обеспечивается с использованием ультразвукового зонда.
[0060] Стадия S102: идентификация интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов;
[0061] Ультразвуковой параметр включает в себя и может представлять собой один или несколько следующих параметров: пик рассеяния, плотность отраженных рассеянных сигналов, характеристика распределения отраженных рассеянных сигналов, величина отражения и распределение значений отражения. Кроме того, ультразвуковым параметром могут также служить другие параметры, которые способны воспроизводить разные характеристики отражения или передачи разных тканей в детектирующих волнах, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0062] В этом варианте осуществления настоящего изобретения целевым участком может быть любая область тканей в организме человека, которая может быть детектирована с использованием способа ультразвукового детектирования. Интерферирующие участки могут включать в себя интерферирующие участки, соответствующие одной или нескольким тканям. Целевой участок и интерферирующие участки могут варьироваться применительно к разным сценариям.
[0063] Например, если в качестве примера взять сканирование печени, то целевым участком может быть область печени, а интерферирующие участки могут включать в себя кровеносные сосуды и желчный проток вблизи печени, почки, желудочно-кишечный тракт и другие ткани и органы вблизи печени, интерферирующая область в виде акустической тени ребер, интерферирующая область в виде газа в легких или желудочно-кишечном тракте и тому подобное.
[0064] Кроме того, когда целевым участком является щитовидная железа, интерферирующими участками могут служить кровеносные сосуды, трахея, пищевод, мышечная ткань и тому подобное; когда целевым участком является молочная железа, интерферирующими участками могут служить мышцы, жировая ткань и тому подобное; когда целевым участком является селезенка, интерферирующими участками могут служить легкие, ребра, желудочно-кишечный тракт, кровеносные сосуды и тому подобное; а когда целевым участком является специфическая мышечная ткань или группа мышц, интерферирующими участками могут служить мышцы в других окружающих позициях, ближайшая жировая ткань, ближайшая кость и тому подобное.
[0065] Применительно к разным сценариям целевой участок и интерферирующие участки могут варьироваться, и этот вариант осуществления настоящего изобретения конкретным образом не ограничивает целевой участок и интерферирующие участки, соответствующие целевому участку.
[0066] Поскольку ткани обладают разными характеристиками отражения или передачи, воспроизводимыми детектирующими волнами, ультразвуковые эхо-сигналы, соответствующие пороговым значениям характеристических параметров различных тканей, могут быть разделены в зависимости от значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов детектирующих волн с целью определения целевого участка или интерферирующих участков, соответствующих каждой ткани.
[0067] В частности, на этой стадии интерферирующие участки и целевой участок в детектируемой области идентифицируются на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов и пороговых значений характеристических параметров целевой ткани и интерферирующих тканей.
[0068] Пороговое значение характеристического параметра каждой ткани используется для обозначения характеристик ткани в части отражения или передачи сигналов, и оно может быть задано специалистом в данной области техники на основании большого количества экспериментальных результатов, а также на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0069] Например, когда амплитуда отражения ультразвуковых эхо-сигналов в определенной области превышает пороговую величину С, а амплитуды верхнего и нижнего сигналов являются равномерными, например, отношение среднеквадратичного отклонения к среднеарифметическому значению изменений амплитуды отражения локальных участков верхней и нижней границ в этой области меньше заданного отношения (например, заданное отношение может составлять 200%), эти сигналы считаются сигналами кровеносных сосудов; когда амплитуда отражения ультразвуковых эхо-сигналов в определенной области меньше пороговой величины D, считается, что имеются помехи в виде акустической тени от ребер; или же, когда характеристики рассеяния ткани отображают, что сигналы обладают характеристиками сигналов, которые отражаются газом в легких или желудочно-кишечном тракте множество раз, считается, что имеются помехи от легких или желудочно-кишечного тракта. Пороговая величина С может быть задана специалистом в данной области техники на основании характеристик отражения кровеносных сосудов, воспроизводимыми детектирующими волнами, или на основании опыта, а пороговая величина D может быть задана специалистом в данной области техники на основании характеристик отражения ребер, воспроизводимыми детектирующими волнами, или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0070] Стадия S103: определение того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет;
[0071] После определения интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области можно рассчитать размеры каждого интерферирующего участка детектируемой области на ультразвуковом изображении.
[0072] В этом варианте осуществления настоящего изобретения для определения того, могут ли быть сразу удалены помеховые сигналы, соответствующие интерферирующим участкам, используется заданное условие. Этим заданным условием может служить следующее: меньше ли отношение интерферирующих участков к целевому участку, чем пороговая величина коэффициента помех; меньше ли отношение интерферирующих участков к детектируемой области, чем пороговая величина общего соотношения; меньше ли площадь интерферирующих участков, чем пороговая величина интерферирующей площади; или иное условие подобного рода.
[0073] В частности, один из практически возможных вариантов определения того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет, может быть реализован следующим образом:
[0074] определение того, меньше ли отношение интерферирующих участков к целевому участку, чем пороговая величина коэффициента помех, или нет, и если отношение интерферирующих участков к целевому участку меньше пороговой величины коэффициента помех, то определяется, что размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию; или же, если отношение интерферирующих участков к целевому участку больше или равно пороговой величине коэффициента помех, то определяется, что размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию.
[0075] Пороговая величина коэффициента помех может быть задана специалистом в данной области техники на основании фактического сценария применения или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе. Например, значения пороговой величины коэффициента помех могут лежать в диапазоне [5%, 20%].
[0076] Другой практически возможный вариант определения того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет, носящий необязательный характер, может быть реализован следующим образом:
[0077] определение того, меньше ли площадь интерферирующих участков, чем пороговая величина интерферирующей площади или нет, и если площадь, занятая интерферирующими участками в детектируемой области, меньше пороговой величины интерферирующей площади, то определяется, что размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию; или же, если площадь, занятая интерферирующими участками в детектируемой области, больше или равна пороговой величине интерферирующей площади, то определяется, что размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию.
[0078] Пороговая величина интерферирующей площади может быть задана специалистом в данной области техники на основании фактического сценария применения или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0079] Еще один практически возможный вариант определения того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет, носящий необязательный характер, может быть реализован следующим образом:
[0080] определение того, меньше ли отношение интерферирующих участков к детектируемой области, чем пороговая величина общего соотношения, и если отношение интерферирующих участков к детектируемой области меньше, чем пороговая величина общего соотношения, то определяется, что размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию; а если отношение интерферирующих участков к детектируемой области больше или равно пороговой величине общего соотношения, то определяется, что размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию.
[0081] Пороговая величина общего соотношения может быть задана специалистом в данной области техники на основании фактического сценария применения или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0082] Кроме того, заданное условие может быть задано специалистом в данной области техники на основании фактического сценария применения или на основании опыта, что конкретным образом не ограничивается этим вариантом осуществления настоящего изобретения в настоящем документе.
[0083] На этой стадии предусмотрено, что если по результатам определения размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, то это указывает на то, что интерферирующие участки характеризуются достаточно малыми размерами, и выполняется стадия S104 для непосредственного удаления помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам.
[0084] На этой стадии предусмотрено, что если по результатам определения размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию, то это указывает на то, что интерферирующие участки характеризуются большими размерами, и выполняются стадии S105 и S106 для автоматической коррекции положения ультразвукового зонда, после чего выполняется стадия S101 для получения ультразвуковых эхо-сигналов из новой детектируемой области с использованием ультразвукового зонда, и повторно определяется местоположение целевого участка в ткани.
[0085] Стадия S104: удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию.
[0086] Если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются малыми размерами, а удаление интерферирующих участков по-прежнему никак не влияет на окончательную обработку сигналов целевого участка, то помеховые сигналы могут быть удалены на основании детектированного положения интерферирующих участков, и сигналы, из числа которых удалены помеховые сигналы, могут быть использованы для последующей обработки сигналов и извлечения информации, относящейся к целевому участку, что повышает точность и робастность анализа сигналов, относящихся к целевому участку, а также повышает точность результата детектирования.
[0087] В необязательном варианте предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, то во время расчета сигналы из интерферирующих участков могут сразу удаляться из ультразвуковых эхо-сигналов, и они не будет учитываться в последующем процессе расчета.
[0088] В необязательном варианте предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, то во время расчета, после удаления сигналов, отраженных от интерферирующих участков, из ультразвуковых эхо-сигналов, сигналы, отраженные от интерферирующих участков, могут быть также восстановлены с их преобразованием в равномерные сигналы методом интерполяции на основании сигналов, отраженных от других участков, отличных от интерферирующих участков, перед выполнением последующего процесса расчета.
[0089] Способ восстановления сигналов с конкретных участков с помощью сигналов, окружающих эти конкретные участки, путем применения метода интерполяции может быть реализован с использованием любого подобного метода предшествующего уровня техники, что в рамках этого варианта осуществления настоящего изобретения далее по тексту повторно не описывается.
[0090] В другом примере реализации этого варианта осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, т.е. интерферирующие участки характеризуются небольшими размерами, то сигналы из интерферирующих участков также могут быть сразу отброшены.
[0091] Стадия S105: определение угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда на основании распределения положений интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области и оптимального распределения положений целевого участка в детектируемой области во время детектирования целевого участка в библиотеке данных, если размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию.
[0092] Если размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию, то это указывает на то, что интерферирующие участки характеризуются большими размерами, и удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, сильно повлияет на результат детектирования целевого участка. В этом варианте осуществления настоящего изобретения положение ультразвукового зонда адаптивно корректируется на стадиях S105 и S106.
[0093] В этом варианте осуществления настоящего изобретения ультразвуковые эхо-сигналы, получаемые при ультразвуковом детектировании каждого участка в ткани в соответствии с множеством разных углов и положений, заранее сохраняются в библиотеке данных.
[0094] На этой стадии ультразвуковые эхо-сигналы из детектируемой области сравниваются с ультразвуковыми эхо-сигналами, хранящимися в библиотеке данных, в соответствии с заданной моделью с тем, чтобы можно было определить оптимальное распределение положений целевого участка в детектируемой области во время детектирования целевого участка в библиотеке данных, а также углов и расстояний отклонения распределения положений интерферирующих участков и целевого участка в текущей детектируемой области. Таким образом, может быть определен угол и расстояние отклонения текущего положения ультразвукового зонда относительно оптимального положения зонда, и дополнительно может быть определен угол и расстояние коррекции ультразвукового зонда.
[0095] Стадия S106: индикация угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда.
[0096] После определения угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда эти показатели индицируются.
[0097] К примеру, по завершении индикации угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда положение ультразвукового зонда может быть автоматически отрегулировано на основании указанной информации. В частности, на контроллер ультразвукового зонда может быть передана управляющая команда, которая включает в себя угол и расстояние коррекции ультразвукового зонда, чтобы контроллер ультразвукового зонда отрегулировал ультразвуковой зонд для коррекции его положения в соответствии с этим углом и расстоянием.
[0098] К примеру, по завершении индикации угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда на основании указанной информации оператор может скорректировать ультразвуковой зонд.
[0099] Стадии S105 и S106, описанные выше, являются практически возможными вариантами реализации выдачи команд на ультразвуковой зонд для коррекции его положения. После коррекции положения ультразвукового зонда, т.е. после выполнения стадии S101 со всеми следующими за ней стадиями, ультразвуковой зонд используется для получения ультразвуковых эхо-сигналов из обновленной детектируемой области, после чего выполняется оценочная обработка данных с целью повторного определения местоположения целевого участка.
[00100] В этом варианте осуществления настоящего изобретения для текущей детектируемой области предусмотрено, что когда размеры интерферирующих участков в детектируемой области не соответствуют заданному условию, положение ультразвукового зонда может постепенно корректироваться для постепенного уменьшения размеров интерферирующих участков в новой детектируемой области до тех пор, пока размеры интерферирующих участков в детектируемой области не будут удовлетворять заданному условию. На этой стадии могут быть сразу удалены помеховые сигналы, соответствующие интерферирующим участкам, так как интерферирующие участки характеризуются достаточно малыми размерами.
[00101] Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения за счет постепенной коррекции положения ультразвукового зонда размеры интерферирующих участков в новой детектируемой области постепенно уменьшаются до тех пор, пока размеры интерферирующих участков в детектируемой области не будут удовлетворять заданному условию, и на этой стадии могут быть сразу удалены помеховые сигналы, соответствующие интерферирующим участкам, так как интерферирующие участки характеризуются достаточно малыми размерами. Таким образом, обеспечивается возможность адаптивного определения местоположения целевого участка, и повышается точность определения местоположения целевого участка, что повышает точность результата детектирования целевого участка.
[00102] Третий вариант осуществления настоящего изобретения
[00103] На фиг. 3 показана структурная схема аппарата для определения местоположения целевого участка в ткани согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Аппарат для определения местоположения целевого участка в ткани, предложенный настоящим изобретением, может выполнять процесс обработки данных в рамках способа определения местоположения целевого участка в ткани. Как показано на фиг. 3, аппарат 30 для определения местоположения целевого участка в ткани включает в себя: измерительный модуль 301, модуль 302 идентификации участков и модуль 303 обработки данных о местоположении.
[00104] В частности, измерительный модуль 301 выполнен с возможностью получения ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области с использованием ультразвукового зонда.
[00105] Модуль 302 идентификации участков выполнен с возможностью идентификации интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов.
[00106] Модуль 303 обработки данных о местоположении выполнен с возможностью:
[00107] определения того, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и удаления помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию.
[00108] Аппарат согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения может быть, в частности, использован для реализации варианта осуществления способа согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, описанному выше, и его конкретные функции далее по тексту повторно не описываются.
[00109] Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивается получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области с использованием ультразвукового зонда; идентифицируются интерферирующие участки и целевой участок в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов; определяется, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и выполняется удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию. Таким образом, помеховые сигналы могут быть удалены при небольших размерах интерферирующих участков. Соответственно, обеспечивается возможность адаптивного определения местоположения целевого участка, а сигналы, из числа которых удалены помеховые сигналы, могут быть использованы для обработки сигналов и извлечения информации, относящейся к целевому участку, благодаря чему повышается точность и робастность анализа сигнала, относящегося к целевому участку, и повышается точность результата детектирования.
[00110] Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения
[00111] На основе третьего варианта осуществления настоящего изобретения, описанного выше, в этом варианте осуществления модуль обработки данных о местоположении выполнен с дополнительной возможностью:
[00112] выдачи команды ультразвуковому зонду на коррекцию его положения для получения ультразвуковых эхо-сигналов из обновленной детектируемой области, если размеры интерферирующих участков не соответствует заданному условию, и выполнения обработки данных для оценки.
[00113] В необязательном варианте модуль идентификации участков выполнен с дополнительной возможностью:
[00114] идентификации интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов и пороговых значений характеристических параметров целевой ткани и интерферирующих тканей.
[00115] В необязательном варианте модуль обработки данных о местоположении выполнен с дополнительной возможностью:
[00116] определения угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда на основании распределения положений интерферирующих участков и целевого участка в детектируемой области и оптимального распределения положений целевого участка в детектируемой области во время детектирования целевого участка в библиотеке данных; и индикации угла и расстояния коррекции ультразвукового зонда.
[00117] В необязательном варианте модуль обработки данных о местоположении выполнен с дополнительной возможностью:
[00118] определения того, меньше ли отношение интерферирующих участков к целевому участку, чем пороговая величина коэффициента помех, или нет; определения того, что размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, если отношение интерферирующих участков к целевому участку меньше пороговой величины коэффициента помех; или определения того, что размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию, если отношение интерферирующих участков к целевому участку больше или равно пороговой величине коэффициента помех.
[00119] В необязательном варианте модуль обработки данных о местоположении выполнен с дополнительной возможностью:
[00120] определения того, меньше ли площадь интерферирующих участков, чем пороговая величина интерферирующей площади, или нет; определения того, что размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию, если площадь, занятая интерферирующими участками в детектируемой области, меньше пороговой величины интерферирующей площади; или определения того, что размеры интерферирующих участков не соответствуют заданному условию, если площадь, занятая интерферирующими участками в детектируемой области, больше или равна пороговой величине интерферирующей площади.
[00121] В этом варианте осуществления настоящего изобретения ультразвуковой параметр включает в себя один или несколько следующих параметров:
[00122] пик рассеяния, плотность отраженных рассеянных сигналов, характеристика распределения отраженных рассеянных сигналов, величина отражения и распределение значений отражения.
[00123] Аппарат согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения может быть, в частности, использован для реализации варианта осуществления способа согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, описанному выше, и его конкретные функции далее по тексту повторно не описываются.
[00124] Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения за счет постепенной коррекции положения ультразвукового зонда размеры интерферирующих участков в новой детектируемой области постепенно уменьшаются до тех пор, пока размеры интерферирующих участков в детектируемой области не будут удовлетворять заданному условию, и на этой стадии могут быть сразу удалены помеховые сигналы, соответствующие интерферирующим участкам, так как интерферирующие участки характеризуются достаточно малыми размерами. Таким образом, обеспечивается возможность адаптивного определения местоположения целевого участка, и повышается точность определения местоположения целевого участка, что повышает точность результата детектирования целевого участка.
[00125] Пятый вариант осуществления настоящего изобретения
[00126] На фиг. 4 показана структурная схема устройства для определения местоположения целевого участка в ткани согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 4, устройство 40 для определения местоположения целевого участка в ткани содержит: процессор 401, память 402 и компьютерную программу, хранящуюся в памяти 402 и исполняемую процессором 401, при этом:
[00127] процессор 401 реализует способ определения местоположения целевого участка в ткани согласно любому из вариантов осуществления способа, описанных выше, при выполнении компьютерной программы, хранящейся в памяти 402.
[00128] Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивается получение ультразвуковых эхо-сигналов из детектируемой области с использованием ультразвукового зонда; идентифицируются интерферирующие участки и целевой участок в детектируемой области на основании значений ультразвуковых параметров ультразвуковых эхо-сигналов; определяется, соответствуют ли размеры интерферирующих участков заданному условию или нет; и выполняется удаление помеховых сигналов, соответствующих интерферирующим участкам, из ультразвуковых эхо-сигналов, если размеры интерферирующих участков соответствуют заданному условию. Таким образом, помеховые сигналы могут быть удалены при небольших размерах интерферирующих участков. Соответственно, обеспечивается возможность адаптивного определения местоположения целевого участка, а сигналы, из числа которых удалены помеховые сигналы, могут быть использованы для обработки сигналов и извлечения информации, относящейся к целевому участку, благодаря чему повышается точность и робастность анализа сигнала, относящегося к целевому участку, и повышается точность результата детектирования.
[00129] Кроме того, одним из вариантов осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен машиночитаемый носитель данных с хранящейся в нем компьютерной программой, причем компьютерная программа реализует способ определения местоположения целевого участка в ткани согласно любому из вариантов осуществления способа, описанных выше, при ее выполнении процессором.
[00130] Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления, предложенных настоящим изобретением, раскрытый аппарат и способ могут быть реализованы иначе. Например, описанные выше варианты осуществления аппарата носят исключительно иллюстративный характер. К примеру, разделение модулей является разделением лишь по логическим функциям, и на практике могут быть реализованы иные варианты разделения. Например, множественные модули или компоненты могут быть объединены или интегрированы в другую систему; или же некоторые признаки могут быть отброшены или не исполняться. Кроме того, проиллюстрированная или описанная взаимная связь или прямая связь или коммуникационное соединение может представлять собой непрямое соединение или коммуникационное соединение, которое реализуется через определенные интерфейсы, устройства или модули в электрической, механической или иной форме.
[00131] Модули, описанные как отдельные компоненты, могут быть физически отделены или не отделены друг от друга; а компоненты, представленные как модули, могут представлять собой или не представлять собой физические модули, т.е. они могут располагаться в одном месте, или же они могут быть распределены среди множества сетевых модулей. Некоторые или все модули могут выбираться в зависимости от фактических потребностей для достижения цели технического решения в рамках конкретного варианта осуществления настоящего изобретения.
[00132] Кроме того, различные функциональные модули в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один модуль обработки данных, или же каждый из модулей может представлять собой физически отдельный модуль, или же два или более модуля могут быть сведены в единый интегрированный модуль. Указанный интегрированный модуль может быть реализован в виде аппаратных средств или в виде аппаратных средств, к которым добавляется функциональный программный модуль.
[00133] Указанный интегрированный модуль, реализованный в виде функционального программного модуля, может храниться в машиночитаемом носителе данных. Указанный функциональный программный модуль хранится в носителе данных, и он содержит ряд команд, инициирующих выполнение вычислительным устройством (например, персональным компьютером, сервером или сетевым устройством) или процессором некоторых стадий способа согласно каждому варианту осуществления настоящего изобретения. Указанным носителем данных может служить: USB-флеш-накопитель, внешний жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), магнитный диск, оптический диск или иные различные запоминающие устройства, выполненные с возможностью хранения программных кодов.
[00134] Специалистам в данной области техники понятно, что для удобства и краткости описания указанное разделение функциональных модулей приведено исключительно для примера, а на практике указанные функции могут при необходимости выполняться разными функциональными модулями, т.е. внутренняя структура аппарата разделена на разные функциональные модули для выполнения всех или части описанных выше функций. В отношении конкретных рабочих процессов, выполняемых описанным выше аппаратом, следует обратиться к соответствующим стадиям, выполняемым в рамках описанных выше вариантов осуществления способа, которые повторно не описываются в настоящем документе.
[00135] Специалисты в данной области техники могут без труда разработать другие варианты осуществления настоящего изобретения после ознакомления с описанием и практического применения изобретения, раскрытого в настоящем документе. Предполагается, что настоящее изобретение охватывает любые изменения, варианты использования или адаптации заявленного изобретения, которые следуют общему принципу настоящего изобретения и включают в себя общеизвестные сведения или стандартные технические средства известного уровня техники, которые не раскрыты настоящим изобретением. Представленное описание и варианты осуществления настоящего изобретения должны рассматриваться исключительно как носящие иллюстративный характер, а истинный объем и сущность заявленного изобретения определяются последующей формулой.
[00136] Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретной структурой, описанной выше и показанной на чертежах, и в него могут быть внесены различные модификации и изменения без отступления от объема заявленного изобретения. Объем настоящего изобретения ограничен лишь прилагаемой формулой.