用于检测肺实变的超声系统技术方案

本公开内容描述了被配置为通过确定超声图像帧内的感兴趣区域的均匀性特性来识别肺异常的超声成像系统和方法。系统能够包括：超声换能器，其被配置为采集响应于朝向肺部目标区域发射的超声脉冲的回波；与所述超声换能器耦合的处理器，所述处理器被配置为根据所采集的回波来生成图像帧并确定在所述图像帧中的在胸膜线以下的所述感兴趣区域的均匀性特性。所述处理器还可以被配置为基于所述均匀性特性的值来确定在所述感兴趣区域内是否存在肺异常，例如，肺实变。如果已经确定存在肺异常，则所述处理器能够生成针对所述肺异常的指示物，所述指示物可以被显示在与所述处理器通信的用户接口上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测肺实变的超声系统
本公开内容涉及用于识别肺异常(例如，肺实变)的自动化超声系统和方法。
技术介绍
肺实变是通常可压缩的肺组织区域中充满了液体而不是气体。肺实变的存在提供了对许多肺部疾病和异常(包括肺炎、肺癌、肺不张、急性呼吸窘迫综合症以及急性肺损伤)的常见指示物。因此，对这样的病症的早期诊断通常取决于对肺实变的可靠检测。先前存在的用于识别肺实变的技术包括胸部放射摄影(CXR)和胸部CT成像；然而，这两种技术均受到其有效性的限制。例如，CXR仅对识别中等和/或大的病变或实变(例如，1cm)有效，而胸部CT成像通常在护理现场(例如，床旁检查)不可用。另外，CXR和CT成像通常都与辐射水平和高成本相关联。其他技术(例如，视觉超声检查)可能需要操作者具有高水平的专业知识，并且其有效性可能取决于肺部病变内是否存在至少一种高回波特征，从而使其容易受到低灵敏度的影响，除非所监测的肺部病症已经至少进展到中等阶段。基于超声的诊断也可能基于操作者的主观性和经验而有很大不同。因此，需要用于识别肺实变的新技术来提高诊断多种肺部病症的简便性和准确性。US2016/239959A1提供了一种方法，该方法使用从B模式超声图像和M模式超声图像中提取的特征(包括来自B模式图像的A线、B线和来自M模式图像中的条形码、天空、海滨、海滩图案)来针对气胸、血胸和腹部出血识别患者的内伤。
技术实现思路
本公开内容描述了用于检测和表征包括肺实变在内的肺异常的自动化的、基于超声的系统和方法。为了便于描述，本文将描述肺实变检查，但是应当理解，根据所公开的方法还可以检测其他异常。这样的异常可以包括各种病变、胸腔积液、材料堆积、异常生长或肿块、肿瘤、体液积聚等。在实施例中，由于气胸的位置和特性，经由本文的系统可检测到的异常可以排除气胸，对于气胸需要截然不同的检测手段。具体实施方式涉及被配置为在超声扫描期间通过询问胸膜线以下的感兴趣区域并确定从中获得的超声图像帧的均匀性特性来识别肺异常的系统。在各种实施例中，系统能够包括超声换能器，该超声换能器被配置为：朝向包括肺的至少部分的感兴趣区域发射超声能量波束，并且接收响应于该波束的超声回波。与换能器耦合的处理器(例如，信号处理器)能够根据回波来生成图像帧。除非另外指明，否则在本文中使用的术语“图像帧”是指包括多个像素的图像，这多个像素中的每个像素对应于感兴趣区域中的不同空间点，或者换句话说，在本文中使用的术语“图像帧”是指表示感兴趣区域的快照的图像。例如，图像帧能够是任何种类的B模式图像，包括但不限于基本B模式图像、谐波B模式图像等。因此，图像帧不是M模式超声图像。众所周知，M模式被定义为着沿着选定的超声扫描线的超声波的时间运动显示。通常，M模式图像的每条横线表示由同一空间点反射的回波的时间变化。经由相同或不同的处理器，该系统能够继续自动识别图像帧内的胸膜线并定义在胸膜线以下的感兴趣区域(即，延伸到比胸膜线更大的解剖深度的区域)，在胸膜线处出现肺实变的频率较高。处理器还能够确定在感兴趣区域内的包括图像帧的像素的强度水平。通过使用所确定的强度水平，处理器能够确定体现感兴趣区域内的强度水平的变化的均匀性特性。能够以各种方式确定、表示和处理该变化。例如，处理器能够被配置为计算感兴趣区域内的平均强度水平，该平均强度水平能够被处理器用来确定与平均值的标准偏差。在另外的示例中，处理器能够被配置为通过执行对侧向隔开的图像像素之间的强度比较来生成感兴趣区域的空间相关图。由于图像强度的变化增加可能与出现肺实变的更大可能性相关联，因此处理器能够被配置为基于变化的程度来确认是否存在肺实变。例如，可以通过将阈值应用于均匀性特性来确定变化的程度。系统还能够包括用户接口，该用户接口可以具有显示屏，该显示屏被配置为接收各种用户输入并在超声扫描期间显示存在或不存在肺实变的指示物。该指示物能够采取若干形式，例如，视觉提示和/或声音提示，只要该指示物被配置为将肺实变的存在传送给系统的操作者即可。根据一些示例，超声成像系统可以包括超声换能器，该超声换能器被配置为采集响应于朝向包括肺的目标区域发射的超声脉冲的回波。该系统还可以包括处理器，该处理器与超声换能器通信并且可以被配置为：根据回波来生成图像帧；确定在图像帧中的在胸膜线以下的感兴趣区域的均匀性特性；基于均匀性特性的值来确定在感兴趣区域内是否存在肺异常；如果已经确定存在肺异常，则生成指示物；并且在与处理器通信的用户接口上显示指示物。在一些示例中，处理器可以被配置为以图像强度的空间相关图和/或去相关图的形式量化均匀性特性。在一些实施例中，处理器可以被配置为通过比较图像帧内的个体像素对的图像强度值来确定空间相关图和/或去相关图，像素对侧向隔开定义的像素间隔。在一些实施方式中，处理器可以被配置为响应于在用户接口处接收到的用户输入而调整定义的像素间隔。在一些示例中，均匀性特性可以包括与平均图像强度的标准偏差。在一些实施例中，均匀性特性可以包括感兴趣区域内的总斑点大小和/或局部空间斑点大小。在一些实施方式中，肺异常可以是肺实变。根据这样的实施方式，处理器还可以被配置为将阈值应用于均匀性特性，其中，如果均匀性特性的值超过阈值，则确认存在肺实变。在一些示例中，用户接口还可以被配置为显示在感兴趣区域内存在的肺异常的数量、肺异常的位置、肺异常的类型、肺异常体积的变化，或其组合。在一些实施例中，用户接口可以被配置为在超声扫描期间生成并显示超声图像。在一些示例中，指示物可以包括叠映在超声图像内的肺异常上的图形叠加物。在一些实施方式中，用户接口还可以被配置为通过提供用于对超声换能器进行定向的指令来引导用户进行对患者的目标区域的超声扫描。在一些实施例中，处理器还可以被配置为在超声扫描期间确定到肺异常的扫描距离。在一些示例中，该指令可以基于先前对患者进行的超声扫描并且被存储在与处理器耦合的存储器中。根据本公开内容的方法可以涉及：由被操作性耦合到超声系统的换能器采集响应于被发射到目标区域中的超声脉冲的回波信号；根据超声回波来生成图像帧；确定在图像帧中的在胸膜线以下的感兴趣区域的均匀性特性；基于均匀性特性的值来确定在感兴趣区域内是否存在肺异常；如果已经确定存在肺异常，则生成指示物；并且在与处理器通信的用户接口上显示指示物。在一些示例中，该方法还可以涉及以图像强度的空间相关图的形式量化均匀性特性。在一些实施例中，以空间相关图的形式量化均匀性特性可以包括比较在图像帧内的个体像素对的图像强度值，像素对侧向隔开定义的像素间隔。在一些实施方式中，确定均匀性特性可以包括确定与平均图像强度的标准偏差。在一些实施方式中，确定均匀性特性可以包括确定感兴趣区域内的总斑点大小和/或局部空间斑点大小。在一些示例中，肺异常可以包括肺实变。根据这样的示例，该方法还可以涉及将阈值应用于均匀性特性。如果均匀性特性的值超过阈值，则可以确认存在肺实变。在一些实施例中，该方法还可以包括生成报告，该报告包括在感兴趣区域内存在的肺异常的数量、肺异常的位置、肺异常的类型、肺异常体积的变化，或其组合。在一些实施方式中，该方法还可以涉及通过提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声成像系统，包括：/n超声换能器，其被配置为采集响应于朝向包括肺的目标区域发射的超声脉冲的回波；/n处理器，其与所述超声换能器通信并且被配置为：/n根据所述回波来生成图像帧，所述图像帧中的每个像素对应于所述目标区域中的不同空间点；/n确定在所述图像帧中的在胸膜线以下的感兴趣区域的均匀性特性；/n基于所述均匀性特性的值来确定在所述感兴趣区域内是否存在肺异常；/n如果已经确定存在肺异常，则生成指示物；并且/n在与所述处理器通信的用户接口上显示所述指示物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180227 EP 18158739.5;20180110 CN PCT/CN2018/07201.一种超声成像系统，包括：
超声换能器，其被配置为采集响应于朝向包括肺的目标区域发射的超声脉冲的回波；
处理器，其与所述超声换能器通信并且被配置为：
根据所述回波来生成图像帧，所述图像帧中的每个像素对应于所述目标区域中的不同空间点；
确定在所述图像帧中的在胸膜线以下的感兴趣区域的均匀性特性；
基于所述均匀性特性的值来确定在所述感兴趣区域内是否存在肺异常；
如果已经确定存在肺异常，则生成指示物；并且
在与所述处理器通信的用户接口上显示所述指示物。


2.根据权利要求1所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为以图像强度的空间相关图的形式量化所述均匀性特性。


3.根据权利要求2所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为通过比较所述图像帧内的个体像素对的图像强度值来确定所述空间相关图，所述对侧向隔开定义的像素间隔。


4.根据权利要求3所述的超声成像系统，其中，所述处理器被配置为响应于在所述用户接口处接收到的用户输入而调整所述定义的像素间隔。


5.根据权利要求1-4中的任一项所述的超声成像系统，其中，所述均匀性特性包括与平均图像强度的标准偏差和/或所述感兴趣区域内的总斑点大小。


6.根据权利要求1-5中的任一项所述的超声成像系统，其中，所述肺异常是肺实变，并且其中，所述处理器还被配置为对所述均匀性特性应用阈值，其中，如果所述均匀性特性的所述值超过所述阈值，则确认存在肺实变。


7.根据权利要求1-6中的任一项所述的超声成像系统，其中，所述用户接口还被配置为显示在所述感兴趣区域内存在的肺异常的数量、所述肺异常的位置、所述肺异常的类型、肺异常体积的变化，或其组合。


8.根据权利要求1-7中的任一项所述的超声成像系统，其中，所述用户接口被配置为在超声扫描期间生成并显示超声图像，其中，所述指示物包括叠映在所述超声图像内的所述肺异常上的图形叠加物。


9.根据权利要求1-8中的任一项所述的超声成像系统，其中，所述用户接口还被配置为通过提供用于对所述超声换能器进行定向的指令来引导用户进行对患者的所述目标区域的超声扫描，并且其中，优选地，所述指令基于先前对所述患者进行的超声扫描并被存储在与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泾平，B·I·拉朱，A·M·加德斯，
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