用于流体池检测和识别的声流制造技术

用于判定材料是否是流体的基于超声的声流依赖于各种准则中的任何一个或多个。范例是位移、速度(230)、时间或空间流速方差、渐进去相关、随时间的累积信号与背景比较的斜率或平直度以及针对相邻软组织的相对位移。基于回声反射性的区域识别是能与所述判定中的所述以上运动特性检测相组合的。流体池识别能根据所述区域受限的声流测试和超声衰减读数执行。来自所述区域(210)的候选能基于所检测的特定形状或身体器官来筛查。能够从由血管的识别造成的流检测排除自然流动(206)。在无需用户介入的情况下或者在识别怀疑区域的用户介入的情况下，针对每个FAST超声视图(202)或者针对所述整个流程的处理能自动地执行。

Acoustic flow for detection and identification of fluid pools

The ultrasonic flow of sound used to determine whether the material is fluid depends on any one or more of the various criteria. Examples are displacement, velocity (230), time or space velocity variance, progressive decorrelation, cumulative slope and flatness of accumulated signals over time, and relative displacements for adjacent soft tissues. Area recognition based on echo reflectivity is capable of being combined with the above detection of motion characteristics in said decision. The fluid pool identification can be performed in accordance with the region limited sound flow test and the ultrasonic attenuation reading. The candidate energy from the region (210) is screened based on the detected particular shape or body organ. Natural flow can be excluded from the flow detected by the identification of the blood vessel (206). In the case of no user intervention, or in identifying the user involved in the suspect region, for each FAST ultrasonic view (202), or for processing of the entire process, it can be automatically executed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于流体池检测和识别的声流
本专利技术涉及检测流体，并且更具体涉及通过使用声功率来检测流体。
技术介绍
创伤是全世界死亡的第六主要原因，占全部死亡率的10％，并且是具有重要的社会和经济成本的严重公共死亡问题。创伤是对由外力对活体组织造成的损伤，诸如：由例如来自暴力或事故的突发身体损伤所产生的身体损伤或冲击；或者常常在腹部创伤中看到的诸如由殴打造成的身体损伤或伤害。创伤常常被分为钝挫创伤和穿透创伤。钝挫创伤是影响腹内和骨盆结构的常见伤害，其中，肝和脾是最常受伤的器官。钝挫创伤是美国的创伤死亡的主要原因。存在两种出血：(a)内部出血，其中，血液从身体内的血管泄露；以及(b)外部出血，其要么通过像阴道、嘴、鼻、耳或肛门的自然开口要么通过皮肤中的破裂。通常，对于70千克(kg)的健康人而言，总血管内血容量是大约5升，并且心脏输出在静息时是70毫升(ml)每次或者大约5升每分钟。他/她可以失去总血容量的10-15％而没有严重医学困难。血池将仅在情况(a)下形成，其中血液仍然在人身体内部但是处在循环外部时是这种情况。存在用于血液池检测的数种方法，诸如：计算机断层摄影(CT)或磁共振成像(MRI)以及超声。CT是用于血池和活动性出血检测的黄金标准。然而，由于相对高的成本，使用CT/MRI监测动态过程是不切实际的。另外，CT需要使患者和临床医师暴露于致电离辐射。超声成像被广泛地用于血池检测。甚至20ml至50ml的小的量对于有经验的超声医生或超声医师是可见的。然而，由于超声对自由流体的灵敏度随着所存在的流体的量而变化，因而对于无经验的用户而言，检测该小量的血池是困难的。尽管能够在获得多个视图时的一些情况中检测到与100ml一样少的流体，但是当存在500cc或更多时，检查是最灵敏的。血池检测对于创伤患者的床边诊断而言是非常重要的。然而，目前所使用的大多数临床方法是基于对超声图像的视觉观察，其是耗时的并且导致的结果是严重依赖操作者技能和经验。针对超声检查的主要问题是针对高级训练的需要并且其准确度是高度操作者相关的。尽管FAST(具有创伤中的超声检测的聚焦评估)协议往往使相对未受训练的用户在急诊室中对创伤患者的迅速检查的过程流分水岭化，但是大量的训练仍然是必要的并且上文所述的缺点仍然存在。声流能够被描述为归因于吸收和反射的由从声波到介质的能量传递所创建的声场中的流体的块体运动。授予Trahey的美国专利No.5487387涉及在固体肿块与充满流体的囊肿之间进行区分，因为癌肿瘤将包含固体肿块。然而，其还可以包含循环血液。Trahey在初步流程中利用低强度脉冲测试预识别的病灶以检测病灶内的血管血流。这避免了在流动实际上是血管并且肿瘤实际上存在时在后续实际测试中错误地检测到声流的情况。然后，在实际超声测试中，Trahey施加声功率以确定流体和运动的存在或不存在以及其方向，并且确定组织是否是固体的，使得能够对是否执行活检做出决策。为了检测固体是否存在，Trahey发送推动和跟踪脉冲的组合。Trahey通过跟踪脉冲的两路飞行时间比参考飞行时间是更长还是更短来确定是否存在声流。
技术实现思路
下文在本文中所提出的内容解决了以上关心的问题中的一个或多个。在本文中所提出的内容涉及评估远程地定位在超声介质中的材料是否是流体，并且评估所述流体是否是静止的。通过施加声流测试满足了该挑战。所述施加可以是选择性的并且能适于在诊断中、特别是在紧急创伤情况下辅助医学医师。在本文中所提出的内容的优点之一在于，患者的躯干或者诸如颅骨的身体的另一部分能够利用超声(其是相对便宜、快速、安全并且方便的成像模态)来针对血池进行扫描。在远程和危险区域中，超声作为成像模式具有便携性和紧致性的优点。超声脉冲被施加以诱发声流并且检测和测量身体组织的任何所造成的运动。另一有益方面是通过被用于声流的相对高功率的超声脉冲来限制总功率消耗。具体地，对B模式超声图像的高级图像处理能够被用于降低针对血池的搜索场。降低功率要求允许使用平板超声扫描器。这些对于医学紧急情况是非常便携的、可调动的并且实际的。在远程和危险区域中，高带宽通信信道的缺少使自含式系统成为实际要求。同样地，通过将搜索场降低到低回声区域内，避免了在池检测中的假阳性。另外，所降低的功率消耗允许局部地增加流助推力，以便改善血池检测的灵敏度。后者适于低功率和高功率系统。另外，B模式图像分辨率与仅使用流运动数据构建的参数图像的分辨率相比通常是相对高的。因此，回声反射性数据的使用对较高的分辨率的实现有贡献，这导致对来自内部出血的血池的较小体积的检测。作为增加的益处，能够高效地消除呼吸和心跳对声流检测的潜在不利影响。具体地，能够通过这些类型的背景运动来影响为了推断声流的存在而对组织位移的检测的依赖。运动门控或补偿是一种方案，但是使医学流程减慢。下文在本文中所提出的技术，作为针对B扫描超声图像内的怀疑区域的流体/血池识别，受如下步骤影响：(1)通过高级图像处理技术(例如，特征提取)来识别针对可能流体/血池的暗区域；(2)仅在这些检测到的可能暗区域上诱发声流(例如，如果所检测到的可能血池的数量是3，那么声流适于仅3个区域，通常适于所检测到的(一个或多个)区域中的每个区域的中间)；并且(3)在声流脉冲之后，立即跟随的跟踪相位识别针对暗的和周围背景软组织的特性参数。这些特性参数可以是：a)相对运动(例如：位移、速度、相关系数(CC))，b)湍流，即，流体速度的时空变化，c)超声衰减等。如果任何特性参数值超出其阈值，那么暗区域被标记为流体/血池，并且根据B扫描图像来确定流体/血池的边界。否则，所检测到的区域被认为是脂肪或者流体/血池之外的一些物质。由于通过推动操作的声流仅适于指定区域(即，暗区域)并且在指定方向上，所述声流在所述区域中产生比在背景软组织中能区分的更强的运动(呼吸运动是背景软组织的主要问题)。要么单个特性参数要么所提出的单个特性参数的组合能用在流体/血池识别中。如刚刚所提到的，下文在本文中所提出的技术经由流速的空间和/或时间变化来检测经受用于检测声流的声功率的组织中的湍流。所述湍流发生在液体中而不发生在固体物质中。因此，消除了针对运动门控和补偿的需要，并且以较大的速度和效率(在医学紧急情况中尤其重要)来执行血池检测。在本文中所提出的内容的一方面中，一种判定材料是否是流体的装置，包括用于判定超声介质中的材料是否是流体的超声图像采集系统。所述系统发出声波以引起在由来自所述波的能量的传递所创建的声场中的流体的块体运动。所述系统经由脉冲声功率在所述流体内诱发在空间和时间上变化的流速。响应于所述系统使所述材料经受所述声功率，声流分析处理器将速度的指示器和/或速度的时间方差和/或速度的空间方差计算作为针对所述材料的估计。所述处理器基于所述估计执行所述判定。在另一方面中，一种液池识别装置，包括上文所提到的超声图像采集系统。所述装置还包括：a)图像分割模块，其被配置用于基于经受声波的材料的超声图像中证明的回声反射性来识别在所述图像中描绘的区域；以及b)用户接口，其中，所述装置被设计用于经由所述接口来接收用户输入以用于对所述区域的识别；基于对应的回波反射性或所接收的输入检测在所述装置进行区分的区域中发生的运动的特性；并且在判定区域是否是液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置用于判定超声介质中的材料(324)是否是流体的装置，包括：超声图像采集系统，其被配置用于发出声波(316)以引起在由来自所述波的能量的传递所创建的声场中的所述流体的块体运动，所述系统还被配置用于经由声功率在所述流体中诱发空间地并且时间地变化的流速；以及声流分析处理器，其被配置用于响应于所述系统使所述材料经受所述声功率来计算速度(230)、速度的时间方差和速度的空间方差中的至少一个的指示器以作为针对所述材料的估计，并且所述声流分析处理器被配置用于基于所述估计的所述判定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 US 62/037,1941.一种被配置用于判定超声介质中的材料(324)是否是流体的装置，包括：超声图像采集系统，其被配置用于发出声波(316)以引起在由来自所述波的能量的传递所创建的声场中的所述流体的块体运动，所述系统还被配置用于经由声功率在所述流体中诱发空间地并且时间地变化的流速；以及声流分析处理器，其被配置用于响应于所述系统使所述材料经受所述声功率来计算速度(230)、速度的时间方差和速度的空间方差中的至少一个的指示器以作为针对所述材料的估计，并且所述声流分析处理器被配置用于基于所述估计的所述判定。2.根据权利要求1所述的装置，所述处理器被配置用于将所述指示器与参考幅度相比较(S810)并且被配置用于基于所述比较的结果来执行所述判定。3.根据权利要求1所述的装置，所述指示器是所述空间方差(236)的指示器。4.根据权利要求3所述的装置，所述波在横向于横向方向的轴向方向(232)上传播以用于所述诱发，所述估计表示在所述横向方向中的所述空间方差。5.根据权利要求1所述的装置，被配置用于计算与所述流速相对应的速度矢量，并且关于所述矢量的幅度和方向、随机性量度(426)，所述判定基于所述量度。6.根据权利要求1所述的装置，所述指示器是所述时间方差的指示器。7.根据权利要求1所述的装置，还被配置为经由所述系统用于所述计算：发射用于所述诱发的多个推动脉冲(338)，并且跟随所述推动脉冲来发射多个跟踪脉冲，并非所有所述跟踪脉冲在相同方向上被发射。8.根据权利要求1所述的装置，还包括如下中的至少一项：a)图像分割模块，其被配置用于检测和限定在包括所述材料的身体的超声图像中所描绘的低回声区域(210)；以及b)用户接口，其中，所述装置被配置用于经由所述接口来接收用于对所述区域的限定的用户输入。9.根据权利要求1所述的装置，所述处理器在包括所述材料的身体的图像上进行操作，所述装置被配置用于识别在所述图像中的血管(206)并且用于识别在所述身体中的液体的静止池，对所述池的所述识别包括所述判定，对所述池的所述识别考虑对所述血管的所述识别。10.一种流体池识别装置，包括：超声图像采集系统，其被配置用于发出声波以引起在由来自所述波的能量的传递所创建的声场中的流体的块体运动(332)；如下中的至少一项：a)图像分割模块，其被配置用于基于在经受所述波的材料的超声图像中证明的回声反射性来识别在所述图像中所描绘的区域；以及b)用户接口，其中，所述装置被配置用于经由所述接口来接收用于对在所述图像中所描绘的所述区域的识别的用户输入；声流分析处理器，其被配置用于基于对应的回声反射性或所接收的所述输入来检测发生在所述装置进行区分的区域中的运动的特性；以及流体池识别处理器，其被配置用于在判定区域是否是流体池的过程中考虑对应的所述识别或所述接收的结果连同所述检测的结果。11.根据权利要求10所述的装置，所述识别还基于与所证明的所述回声反射性的图案相对应的形状(212)。12.根据权利要求10所述的装置，所述判定还基于由存在预定特定形状的所述模块造成的确定(S748)。13.根据权利要求10所述的装置，包括所述图像分割模块，所述区分基于回声反射性(S716)，所述考虑基于所述识别。14.根据权利要求13所述的装置，所述判定(S740-S764、S810、S816、S826、S844、S846、S854、S864)动态地响应于所述识别和所述检测。15.根据权利要求10所述的装置，被配置用于在所述图像(402)中识别血管并且被配置用于使得所述系统将所述波聚焦远离所述血管。16....

【专利技术属性】
技术研发人员：王守罡，B·I·拉朱，周诗未，徐泾平，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL