Интерфейс ультразвукового исследования

Интерфейс ультразвукового исследования (URI) — это программный инструмент, загружаемый в диагностическое клиническое ультразвуковое устройство, который обеспечивает функциональность, выходящую за рамки типичных клинических режимов работы.

Обычный пользователь клинического ультразвукового исследования имеет доступ только к ультразвуковым данным в их окончательно обработанной форме, обычно к изображению в B-режиме в DICOM формате . Из соображений удобства использования устройства они также имеют ограниченный доступ к параметрам обработки, которые можно изменить. ^[1]^[2]^[3]

URI позволяет исследователю достигать разных результатов, либо получая изображение через различные промежутки времени в цепочке обработки, либо изменяя параметры обработки.

Типичная цепочка обработки приема в B-режиме

Типичная цепочка обработки цифровых ультразвуковых изображений для визуализации в B-режиме может выглядеть следующим образом:

Несколько аналоговых сигналов принимаются от ультразвукового преобразователя (передатчик/приемник, прикрепленный к пациенту).
Аналоговые сигналы могут проходить через один или несколько аналоговых режекторных фильтров и усилитель с переменным коэффициентом усиления (VCA).
Несколько аналого-цифровых преобразователей преобразуют аналоговый радиочастотный (РЧ) сигнал в цифровой РЧ-сигнал, дискретизируемый с заданной частотой (типичные диапазоны от 20 МГц до 160 МГц) и с заранее определенным числом битов (типичные диапазоны от 10 бит до 16 бит)
Формирование луча применяется к отдельным радиочастотным сигналам путем применения временных задержек и суммирования в зависимости от времени и преобразуется в один радиочастотный сигнал.
Радиочастотный сигнал проходит через один или несколько цифровых FIR- или IIR-фильтров для выделения наиболее интересных частей сигнала с учетом клинической операции.
Отфильтрованный радиочастотный сигнал проходит через детектор огибающей и сжимается в формате оттенков серого.

Несколько сигналов, обработанных таким способом, выстраиваются вместе, интерполируются и растрируются в читаемое изображение.

Доступ к данным

URI может обеспечивать доступ к данным на многих различных этапах цепочки обработки, в том числе:

Цифровые радиочастотные данные с предварительным формированием луча из отдельных каналов
Радиочастотные данные с формированием луча
Обнаруженные данные конверта
Интерполированные данные изображения

Если многие диагностические ультразвуковые устройства имеют режимы допплеровской визуализации для измерения кровотока, URI может также обеспечивать доступ к данным, связанным с доплеровским сигналом, которые могут включать в себя:

Демодулированные (I/Q) данные
БПФ Спектральные данные
Автокоррелированные данные цветного доплеровского картирования скоростей

Инструменты

URI может включать в себя множество различных инструментов, позволяющих исследователю более эффективно использовать устройство и собранные данные. Некоторые из этих инструментов включают в себя:

Пользовательские программы MATLAB для чтения и обработки данных сигналов и изображений.
Комплекты разработки программного обеспечения (SDK) для связи с URI, обработки сигналов и других специализированных режимов работы, доступных по URI.

Ссылки

^ Дики К., Люнг С., Захири Р., Пелисье Л. Гибкий исследовательский интерфейс для сбора клинических ультразвуковых изображений. Получение мультиспектральных изображений SPIE. Октябрь 2009 г.;7494(02)
^ Ролинг Р., Фунг В., Ладжеварди П. УЧЕНИК: Программируемая ультразвуковая платформа и библиотека интерфейса. МИККАИ. Ноябрь 2003 г.;(2879);424-431
^ Шамдасани В., Бае Ю, Сикдар С., Ю Ю.М., Карадайи К., Манагули Р., Ким Й. Исследовательский интерфейс программируемого ультразвукового сканера. Ультразвук. Июль 2008 г.;48(03);159–168.

[Dickie-1] Дики К., Люнг С., Захири Р., Пелисье Л. Гибкий исследовательский интерфейс для сбора клинических ультразвуковых изображений. Получение мультиспектральных изображений SPIE. Октябрь 2009 г.;7494(02)

[Rohling-2] Ролинг Р., Фунг В., Ладжеварди П. УЧЕНИК: Программируемая ультразвуковая платформа и библиотека интерфейса. МИККАИ. Ноябрь 2003 г.;(2879);424-431

[Shamdasani-3] Шамдасани В., Бае Ю, Сикдар С., Ю Ю.М., Карадайи К., Манагули Р., Ким Й. Исследовательский интерфейс программируемого ультразвукового сканера. Ультразвук. Июль 2008 г.;48(03);159–168.

[1]

[2]

[3]