超声自扫描指导视频的生成的制作方法

本发明涉及超声成像领域，更具体而言，涉及生成超声自扫描指导视频，以供用户(其不是熟练的超声技师)进行后续的诊断超声成像。

背景技术：

1、随着医学诊断朝向由客观且可度量地获取的证据支持发展，对医生的技术援助(尤其是在医学成像模式上的技术援助)的需求和依赖日益增加。医学成像检查数量的增加面临着越来越大的挑战，首先是在足够熟练地执行检查并解读其结果的操作人员和医生的可用性方面。其次，尽管成像技术套件几乎完全商品化，但在护理服务的巨大劳动力成本方面，财务压力也在增加。

2、这已导致许多曾经严格在高专业护理中执行的任务依从于较便宜的场境，从熟练工人在家中包扎伤口到在低成本国家中远程读取放射图像。在超声成像中，使用不熟练工人的挑战传统上在于获取和解读图像所需的高水平的知识和专长。

技术实现思路

1、在非专业环境中和没有专业护理人员的情况下进行医学诊断检查的探索越来越多，例如在家庭或三级护理和康复中心中。现在存在极其便携的超声成像硬件，其在技术和后勤上支持“自扫描”和类似的使用场景。然而，对于这种模式，获取和解读图像所需的高水平的知识和专长是在非专业环境中使用的障碍。当扫描由不熟练用户(例如，患者本人或家庭成员等)执行时，获得具有令人满意的诊断价值的图像存在相当大的挑战。本发明人已确定：(a)在实现非专业人员执行超声检查的过程中，真实的、详细的、任务特定和患者特定的培训将是必要；(b)个性化视频指导是执行此类培训的优选方式；以及(c)此类内容的创建应具有成本效益和时间效率，并使对超声技师的日常专业任务的干扰最小化。本发明提供了一种用于自动生成患者特定的训练视频材料以供患者进行自扫描的方法。

2、虽然所有其他医学成像设备仍然有过于昂贵和/或太大的占用空间，且是固定的以在诊所和医生办公室外使用，但对于超声(us)成像而言，现在存在极其便携的硬件，其在技术和后勤上支持“自扫描”和类似的使用场景。飞利浦的是这一趋势的完美代表。

3、产品的体积小巧将支持增加产量，并可能伴随着降低每次销售利润。如果能够克服由此产成的人员短缺的瓶颈，那么医疗保健中超声检查的更高技术能力可能会带来更好的护理，例如，能够实现更频繁的后续成像检查。实现这一目标的一种方法是扩大可以进行超声检查的人员范围，方法是提高更多人达到所需的技能标准或降低标准，或两者的结合。

4、通过提供自动生成的、个性化的(即，任务特定和患者特定的)指导视频，该指导视频总结了专家扫描的最关键的步骤，本发明扩大了可以使用超移动设备(如)进行超声检查的人员范围，以便包括非专业人员(包括患者自己)。本发明消除了对不熟练人员进行超声扫描以便查看和解读超声图像(需要大量技能的任务)的需求。

5、在本发明中，由熟练的超声技师在临床环境中进行的初始超声成像扫描被用于生成超声自扫描指导视频。使用自扫描指导视频，不熟练用户无需评估图像，而可以简单地复制临床过程以便在非临床环境中执行后续的超声成像扫描。实际上，可以不需要向用户/患者展示在过程期间获得的实际超声图像，因为不熟练用户无法准确地解读图像。因此，指导视频可仅显示如何(自我)进行超声扫描(即，移动和设置)，而没有实际显示扫描图像。

6、根据本发明的第一方面，提供了一种用于生成超声自扫描视频的方法。该方法包括在初始超声成像扫描期间，捕获界标位置、超声探头的带有时间戳的跟踪数据以及带有时间戳的用户交互，其中用户交互包括关键帧的识别。该方法还包括使用界标位置、跟踪数据、识别出的关键帧以及时间戳，规划从界标到与关键帧相对应的超声探头位置的探头移动路径。在规划探头移动路径之后，生成超声自扫描指导视频，该视频显示界标和到与关键帧相对应的探头位置的规划的探头移动路径。

7、根据本发明的示例性实施例，用户交互还包括超声探头设置，并且自扫描训练视频还指示超声探头设置。

8、根据本发明的示例性实施例，捕获界标位置和超声探头的跟踪数据包括记录初始超声成像扫描的视频并从视频中提取界标位置和超声探头位置数据。

9、根据本发明的示例性实施例，捕获用户交互包括从日志文件中提取用户交互数据。

10、根据本发明的示例性实施例，捕获用户交互包括记录用户界面的视频并从视频中提取用户交互。

11、根据本发明的示例性实施例，生成超声自扫描训练视频的步骤包括在初始超声成像扫描期间记录的视频图像。

12、根据本发明的示例性实施例，视频图像被编辑成用于显示跟随从界标到与关键帧相对应的位置的规划路径的超声探头。

13、根据本发明的示例性实施例：在与关键帧相对应的每个位置周围识别关键区域，以便补偿跟踪的不准确性；并且生成超声自扫描训练视频的步骤包括创建跟随从界标到与关键帧对应的位置的规划路径的超声探头的动画。

14、根据本发明的示例性实施例，生成超声自扫描训练视频的步骤包括用于复制探头设置的图形或听觉指令。

15、根据本发明的示例性实施例，生成超声自扫描训练视频的步骤还包括用于在超声扫描仪开启的情况下执行超声自扫描之前，在超声扫描仪关闭时对规划路径进行一次或多次练习的图形或听觉指令。

16、指导视频的建议用途是鼓励用户不仅观看它，而且还尽可能严格地遵循指令，手持设备并定位进行几次空运行练习，以便在超声设备实际开启的情况下进行最后一次运行。因此。根据示例性实施例，生成超声自扫描指导视频的步骤还包括：配置超声自扫描指导视频，以便获得自扫描超声探头的跟踪数据；以及将自扫描探头的位置指示标记叠加在自扫描超声指导视频上，以便向不熟练用户提供反馈。

17、根据本发明的第二方面，提供了一种计算机程序产品，包括机器可读介质，该机器可读介质上编码有机器可执行的指令程序，当该指令程序被处理器执行时，该指令程序执行以下步骤：

18、在初始超声成像扫描期间，捕获界标位置、超声探头的带有时间戳的跟踪数据以及带有时间戳的用户交互，其中用户交互包括关键帧的识别；

19、使用界标位置、跟踪数据、识别出的关键帧以及时间戳，规划从界标到与关键帧相对应的超声探头位置的路径；

20、生成显示界标和到与关键帧对应的探头位置的规划路径的超声自扫指导视频。

21、根据本发明的第三方面，提供了一种用于生成超声自扫描训练视频的系统。该系统包括：处理器；和存储器，其被可操作地连接到处理器并且在其上编码有计算机可执行的程序代码，该程序代码被配置成用于：接收跟踪数据，该跟踪数据识别超声成像过程中超声探头相对于解剖结构界标的位置和定向(orientation)；从日志文件中接收交互数据并从交互数据中识别关键帧；规划从界标到与每个关键帧相对应的位置的路径；以及生成显示界标和到与每个关键帧相对应的位置的规划路径的超声自扫描训练视频。

22、根据本发明的示例性实施例，该系统还包括：超声探头和摄像头，其中探头和摄像头被可操作地连接到处理器；其中摄像头被配置成用于在初始扫描期间捕获解剖结构界标的位置和超声探头的位置；并且计算机可执行的程序代码还被配置成用于：控制超声探头以传播和接收超声信号并从超声探头接收超声图像数据；以及接收来自摄像头的视频流，识别视频图像流上的界标，确定超声探头相对于解剖结构界标的位置，并提供超声探头相对于解剖结构界标的位置作为跟踪数据。

23、根据本发明的示例性实施例，该系统还包括：超声探头和安装在超声探头上的跟踪传感器。探头和跟踪传感器被可操作地连接到处理器。跟踪传感器被配置成用于在初始扫描期间生成捕获解剖结构界标的位置和超声探头的位置的跟踪数据。计算机可执行的程序代码还被配置成用于：控制超声探头以传播和接收超声信号并从超声探头接收且从跟踪传感器接收跟踪数据，并确定超声探头相对于解剖结构界标的位置。

24、在本文中使用时，术语“关键帧”应表示限定过渡部(transition)的起点和终点的图像，即为了诊断目的提供患者特征的优选视图的图像。

25、在本文中使用时，术语“动画”应表示通过计算机进行的对电子图像的操控，以便创建运动图像。