根据不同呼吸模式的超声图像采集优化制造技术

本发明专利技术提供了用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的方法、系统和计算机程序产品。一种用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的方法包括通过超声成像设备获取目标器官的超声图像。该方法进一步包括：将所获取的超声图像的属性与关联数据存储中的关联数据进行比较，该关联数据存储将先前所获取的目标器官不同图像的超声影像的属性与不同呼吸模式相关联。最后，该方法包括：根据比较确定所获取的超声图像中显现的呼吸模式；以及在超声成像设备中呈现所确定的模式。

【技术实现步骤摘要】
根据不同呼吸模式的超声图像采集优化
本专利技术涉及超声成像，更具体地涉及超声图像采集。
技术介绍
超声成像，又称超声波扫描术，是一种医学成像技术，该技术采用高频声波查看生物体内的三维结构。超声图像为实时捕获，因此超声图像还会显示人体内部器官的运动以及流过人体血管的血液和组织硬度。不同于X射线成像，超声成像不涉及电离辐射，从而能够延长超声成像的使用时间，而不会威胁组织或长时间辐射对内部器官造成损害。为了获取超声影像，在超声检查期间，通常将称为探头的换能器直接放置在皮肤上或身体开口内。探头耦合到图像生成电路，该图像生成电路包括适配于向探头传送信号并从探头接收信号的电路，并可以包括波束形成器，而合成孔径成像系统可以使用回顾性图像形成，减少了对波束形成和扫描转换功能的需求。将一层薄凝胶涂覆到皮肤上，使得超声波从探头透过凝胶介质传输到体内。超声图像是基于测量超声波自身体结构的反射而产生。超声信号的强度(以检测到的声波反射的幅度来衡量)以及声波穿过人体所费的时间提供了计算人体目标结构图像所需的信息。同样，“多普勒”效应也可以用于超声影像，以测量人体结构内流体(即血液)流动的速度和方向以及诸如心肌或瓣膜的组织运动的速度和方向。与其他重要的医学成像方法相比，超声为诊断医师和患者带来许多优势。首先，超声成像实时提供图像。同样，超声成像需要能够带到患者床边的便携式设备。另外，实际上超声成像设备的成本远低于其他医学成像设备，如上所述，它也不会使用到有害的电离辐射。即使如此，超声影像也并非毫无问题。就此而言，不同于大多数其他诊断成像模态，诸如X射线、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)等，超声成像取决于谨慎且动态地操纵应用于患者的手持式换能器。为了获得良好的结果，这种扫描过程要求训练有素的熟练用户。这些用户必须学习如何调整换能器在患者身上的位置和角度，以获得可用的图像。这些用户还必须了解如何针对不同的临床应用和目标定位患者。然而，这种定位可能极具挑战性，并且通常在检查期间必须以总体方式和微妙方式变化才能获得医学诊断可接受的视图。辅助定位，对于大量临床应用而言，超声扫描对象的呼吸可能在获取超声图像的质量中发挥关键作用。亦即，只要软组织与体内空气之间存在显现的阻抗失配，呼吸就会影响到超声图像。众所周知，超声路径中的空气是强反射体，可妨碍超声波的传输并产生混响伪影。这种效应可能在邻近肺部的解剖目标中最为明显，但也可能出现在其他部位，诸如发生肠道气体的肠道中。在靠近肺部的目标中，呼吸过程中肺部的扩张和收缩会使空气进出超声波束路径，从而随呼吸周期引起干扰。这样的另一效应是，随着肺部的膨胀和收缩将目标器官(诸如心脏)推到或拉到不同的位置，使心脏关于呼吸周期移动。这会导致目标移动进出超声波束，从而无法正确看到目标。即便呼吸不会直接将空气送入超声路径，这种效应也会成为问题。
技术实现思路
本专利技术实施例能够解决本领域关于超声成像的缺陷，并提供了新颖且非显而易见的根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的方法、系统和计算机程序产品。在本专利技术一实施例中，一种用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的方法包括：通过超声成像设备获取目标器官的一个或多个超声图像。所述方法进一步包括：将所获取的超声影像的属性与属性数据存储中的关联数据进行比较，该关联数据将先前所获取的目标器官不同图像的超声影像的属性与不同呼吸模式相关联。最后，所述方法包括：根据比较确定所获取的超声图像中显现的呼吸模式；以及譬如通过借助听觉方法或甚至触觉方法在成像设备的显示器中采用视觉显示模式，在超声成像设备中呈现所确定的模式。重点是，确定是基于所获取的超声影像的比较属性，而不是基于提供有关呼吸的数据的外部生理信号输入。该实施例的一方面，关联数据存储是训练为将不同的呼吸模式与相应的先前所获取的目标器官不同图像的超声影像相关联的深层神经网络。这样，可以向神经网络呈现所获取的超声图像，并可以返回所获取的超声图像与特定呼吸模式之间的相关概率。该实施例的另一方面，关联数据存储是将各个不同的图像与相应的呼吸模式相关联的表格。这样，可以执行逐像素图像比较，以产生分配给数据存储中的最高百分比匹配图像的特定呼吸模式。该实施例的又一方面，所述方法另外包括：确定所获取的超声图像的质量；识别所确定的呼吸模式中与目标器官超声影像的质量改进相关的变化；以及在超声图像采集设备的显示器中呈现所确定的模式的变化。该实施例的还一方面，所述方法另外包括：根据所获取的超声图像确定生理状况，诸如前瞻性异常或疾病；识别所确定的呼吸模式中与目标器官超声影像的质量改进相关的变化，以诊断前瞻性异常或疾病；以及在超声图像采集设备中呈现所确定的模式的变化。就此而言，该变化可以在设备的显示器中以视觉方式呈现，从设备的扬声器以听觉方式呈现，或者在设备的探头中以触觉方式呈现。在本专利技术另一实施例中，一种数据处理系统被配置用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化。所述系统包括：具有存储器和至少一个处理器的计算机；耦合到计算机的显示器；既耦合到计算机又耦合到显示器的图像生成电路；以及超声成像探头，其具有连接到图像生成电路的换能器。所述系统进一步包括在计算机的存储器中执行的超声图像采集优化模块。该模块包括程序代码，该程序代码由计算机的处理器执行时用以执行：通过超声成像设备获取目标器官的一个或多个超声图像；将所获取的超声图像的属性与数据存储中的数据进行比较，该数据将先前所获取的目标器官不同图像的超声影像的属性与不同呼吸模式相关联；根据比较确定所获取的超声图像中显现的呼吸模式；以及在超声成像设备中呈现所确定的模式。本专利技术的附加方面一部分将参阅下文的描述，一部分将从描述中显而易见，或可通过本专利技术的实践来了解。本专利技术的各方面将通过所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和获得。应当理解，上文的总体描述以及下文的具体描述皆仅作示例性和说明性，而不限制本专利技术要求保护的范围。附图说明附图并入说明书并构成说明书一部分，说明本专利技术的实施例，并结合
技术实现思路
来阐释本专利技术的原理。图中示出的实施例为目前优选，但应当理解，本专利技术不限于图示的精确布置和手段，图中：图1是根据不同呼吸模式的超声图像采集优化过程的示意图；图2是适配于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的数据处理系统的示意图；以及图3是示出根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的过程的流程图。具体实施方式本专利技术实施例提供了根据不同呼吸模式的超声图像采集优化。根据本专利技术一实施例，不同器官的不同图像与不同的呼吸模式相关联，包括关联数据存储中的吸气和呼气。就此而言，关联数据存储可以是将不同的图像与不同的呼吸模式相关联的图像表，也可以是训练为将每个不同的图像与相应一个不同的呼吸模式相关联的深层神经网络。此后，超声成像设备获取目标器官的超声影像，并将不同图像的特征与关联数据存储进行比较，以确定所获取图像的呼吸模式。然后，在超声成像设备中呈现呼吸模式，以协助超声成像设备的操作者获取目标器官的合适图像。可选地，确定所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的方法，所述方法包括：/n通过超声成像设备获取目标器官的一个或多个超声图像；/n将所获取的超声图像的属性与关联数据存储中的关联数据进行比较，所述关联数据将先前所获取的目标器官不同图像的超声影像的属性与不同呼吸模式相关联；/n根据比较确定所获取的超声图像中显现的呼吸模式；以及/n在所述超声成像设备中呈现所确定的模式。/n

【技术特征摘要】
20200131 US 16/778,6051.一种用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的方法，所述方法包括：
通过超声成像设备获取目标器官的一个或多个超声图像；
将所获取的超声图像的属性与关联数据存储中的关联数据进行比较，所述关联数据将先前所获取的目标器官不同图像的超声影像的属性与不同呼吸模式相关联；
根据比较确定所获取的超声图像中显现的呼吸模式；以及
在所述超声成像设备中呈现所确定的模式。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述关联数据存储是训练为将不同的呼吸模式与相应的先前所获取的目标器官不同图像的超声影像相关联的深层神经网络。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述关联数据存储是将各个不同的图像与相应的呼吸模式相关联的表格。


4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定所获取的超声图像的质量；
识别所确定的呼吸模式中与目标器官超声影像的质量改进相关的变化；以及
在所述超声图像采集设备中呈现所确定的模式的变化。


5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
根据所获取的超声图像确定前瞻性生理状况；
识别所确定的呼吸模式中与目标器官超声影像的质量改进相关的变化，以诊断所述生理状况；以及
在所述超声图像采集设备中呈现所确定的模式的变化。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定是基于所获取的超声图像的比较属性，而不是基于提供有关呼吸的数据的外部生理信号输入。


7.一种配置用于根据不同呼吸模式进行超声图像采集优化的数据处理系统，所述系统包括：
计算机，其具有存储器和至少一个处理器；
显示器，其耦合到所述计算机；
图像生成电路，其耦合到所述计算机和所述显示器；
超声成像探头，其包括连接到所述图像生成电路的换能器；以及
在所述计算机的存储器中执行的超声图像采集优化模块，所述模块包括程序代码，所述程序代码由所述计算机的处理器执行时启用以执行：
通过超声成像设备获取目标器官的超声图像；
将所获取的超声图像的属性与关联数据存储中的关联数据进行比较，所述关联数据将先前所获取的目标器官不同图像的超声影像的属性与不同呼吸模式相关联；
根据比较确定所获取的超声图像中显现的呼吸模式；以及
在所述超声成像设备中呈现所确定的模式。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述关联数据存储是训练为将不同的呼吸模式与相应的先前所获取的目标器官不同图像的超声影像相关联的深层神经网络。


9....

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·G·坎农，尼古拉斯·波利弗特，查尔斯·卡迪厄，洪哈，基里安·科普塞尔，阿里·乔德里，恩里珀斯·帕拉朱利，
申请(专利权)人：卓康有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US