【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超声图像和相对“原始”超声信号分析，该分析被配置为允许数值诊断参数自动化计算，指示肺炎的可能存在和进展阶段，同时还区分covid-19型肺炎(即，由sars-cov-2病毒造成的)与也可以具体地并借助于相同方法个体化的其它肺炎类型。
技术介绍
1、由于其高灵敏度，胸部x射线和计算机断层扫描(ct)目前是用于诊断和监视患有普通肺炎(例如由coviv-19造成的肺炎(由sars-cov-2造成的冠状病毒疾病))的患者的首选成像技术。
2、但是，由于有限的可及性、高电离辐射剂量和高成本，胸部x射线和ct具有一些重要的局限性，这不允许它们用于筛查目的。而且，患有低氧血症和/或心力衰竭的患者可能难以接受ct检查，也难以将患者从重症监护室转移到ct系统，无论如何，由于相关的感染风险，保留重要的转移限制。
3、肺部超声在covid-19患者诊断和监视方面表现出良好的能力，类似于胸部ct，并且优于用于评估肺炎和/或成人呼吸窘迫综合征的标准胸部放射线照相。肺部超声可以克服主要的ct局限性，因为它可以带到患者家中或床边，它准确、无辐射、便宜，并且因此可以成为需要在家中或在重症监护室的危急情况下或者针对老年患者和特定类别(诸如孕妇和儿童)执行分诊(triage)的患者的首选成像方法。
4、已知(peng等人，“findings of lung ultrasonography of novel coronaviruspneumonia during the 2019-2020epidemic”-inte
5、-胸膜线增厚，具有不规则性，
6、-胸腔积液，
7、-多条垂直线，称为b线(或者也称为“肺彗星”)，其可以是局灶性、多灶性或汇合性；
8、-多个不同配置(模式)的结节区域(也称为“结节性区域”或“结节”)，包括小的多灶性结节区域和较宽的非跨小叶结节区域(也称为“小叶内”)、跨小叶结节区域(也称为“小叶间”)结节区域，具有可能的动态空气支气管征。
9、当肺通气程度降低并且空气被肺泡中的渗出物/炎症细胞取代时，观察到肺结节。因此，超声波束能够穿透实质，突出显示具有与肝脏模式结构(肺肝化)相似的超声模式结构的“结节”。在b超中，肺实质结节与以下现象相关联：
10、-一个或多个胸膜线中断；
11、-胸膜线中断下一个或多个均匀的低回声区域(类似于肝组织)的存在；
12、-低回声区域的最深边缘上和/或低回声区域内部的点状和/或线状高回声区域(称为“空气支气管征”)；
13、-具有“级联”效果的拉长的白色区域，该区域从高回声区域延伸到b模式图像的底部。
14、-上述效果根据疾病的严重性被放大，因为为了简单起见并作为示例在下表中进行了示意，该表详细描述了超声图像上肺结节的不同阶段的方面：
15、
16、而且，在covid-19肺炎的恢复阶段，在超声图像上还有可能观察到：
17、-“a线”出现(基本上水平的线，或者垂直于由探头发射的超声波束的传播方向，并且基本上与胸膜线平行)。
18、在图1中，示出了一名确诊患有covid-19肺炎的患者的一些肺部超声图像。
19、在上面的两个图像中，可以观察到典型的垂直宽伪影，这些伪影从胸膜线或小的胸膜下结节开始。垂直伪影的起点并不是点状。在下面的图像中，观察到胸膜线如何被更可见的结节中断。观察到，从这些结节开始，垂直宽伪影与白肺区域重叠。图2中示出了与确诊患有冠状病毒肺炎的患者相关的进一步超声图像。
20、在信号分析技术的不同应用领域(wo2012/156937)中，已知使用与骨组织相关的频谱分析来评估骨质疏松症的存在。无论如何，应用于骨组织的超声原理并不直接适用于肺部超声，因此wo2012/156937中描述的方法也不能直接应用于肺部超声的情况。事实上，已知在肺部超声的情况下，在超声图像上提供了一系列伪影，这使得此类文献中描述的时域中的分割对于个体化显著的感兴趣区域不是高效的。而且，在骨组织的情况下，感兴趣区域的rf信号直接源自由骨组织的给定区域生成的超声信号反向散射，因此对这些信号的特点的研究可以导致确定组织部分的特定特点在对应的图像部分中被可视化。代替地，在肺部超声的情况下，超声图像上可见的标记的大部分与“伪影”对应。
21、例如，a线是由胸膜和探头表面之间反弹的超声信号的多次反射生成的(位于图像的底部的a线并不与位于肺部深处的解剖结构对应，但始终与胸膜反射对应)；进而，b线是由于胸膜下方(间隙中)存在水并且它们在图像上的出现实际上是由超声信号在空气界面处水中连续反弹而生成的(在这种情况下，到达图像的底部的b线的存在也并不表示位于图像的对应区域的解剖结构，而是由位于靠近胸膜的水体积中多次反射的信号生成的)。
22、因此，在肺部的情况下，需要进行rf信号分析来准确且定量地表征图像上可见的标记的特点(通过专家的眼睛)，特别是与骨组织(以及与肺不同的其它软组织)的情况相比，rf信号特点与位于由相同rf信号获得的图像的部分处解剖区域的特点之间的对应关系完全丢失。
23、技术问题
24、根据现有技术，肺部超声的使用有各种局限性，如bouhemad等人在“clinicalreview:bedside lung ultrasound in critical care practice”，crit care 2007年；11(1)：205中所解释的那样。
25、在初诊中，在任何肺炎或间质性肺疾病中都可以观察到不规则的b线或结节模式，甚至与covid-19不相关，而且即使对于熟练的医疗操作人员来说，也几乎不可能仅基于主观图像分析来区分各种疾病类型。
26、肺部超声还要求医疗操作人员接受至少六周的简单应用的强化训练，以便让他获取所需的知识和技能；而且，目前，还没有从图像中得出的定量指标，因此诊断仍然是定性类型并且其可靠性在很大程度上取决于操作者的专业知识。
27、在肺部的情况下，与其它情况不同，rf信号分析不给出借助于相同的rf信号分析量化的疾病或生理状况的标记特点的定位的空间信息。
28、专利技术的目的
29、因此，本专利技术的目的是一种用于超声图像和相关未滤波的超声信号(所谓的“原始”或“射频”超声信号)分析的方法，该方法允许获得肺组织状况的定量评估。本专利技术还提供了一种包括计算部件的超声设备，在该计算部件上加载了被配置为执行这种方法的计算机程序。
30、本专利技术还提供了一种用于肺部超声图像和相关未滤波的超声信号的分析方法，该方法被配置为计算至少一个定量诊断参数，指示肺部疾病的可能存在及其临床阶段，无论其是由sars-cov-2病毒还是由任何其它原因造成。
31、根据另一个目标，本专利技术提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计算指示肺炎阶段的诊断参数的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于所述回归器是将诊断参数的数值与数值的集合相关联的回归函数，该数值的集合表征与在步骤(310)处个体化的每一个感兴趣区域相关的频谱和与相同类型的感兴趣区域相关并与其疾病发展阶段已知的患者相关的频谱的相关性：
3.根据权利要求1所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于通过使用回归神经网络来计算所述诊断参数，其中在输入中向回归神经网络提供相关性参数值(Cor1a,...，Cor1e,...，Cor4a，Cor4e)，并且回归神经网络在输出中提供诊断参数值。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处胸膜线是连续的并且一条或多条A线可见，那么胸膜与第一条A线之间的图像的部分被视为ROI。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处胸膜线是连续的并且A线不可见，则胸膜与时域中信号相对于由
6.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处对胸膜线进行个体化，该胸膜线是不连续的并且A线和B线都不可见，考虑多个ROI，每个ROI与胸膜连续的束对应，则对于其中每个ROI，胸膜与时域中信号相对于由胸膜反射产生的峰振幅具有至少等于5％的振幅的深度之间的图像的部分被视为ROI。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处对胸膜线进行个体化，该胸膜线是不连续的并且至少B线可见，考虑多个ROI，则：
8.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处个体化至少结节，则除了尚未个体化的ROL之外，还考虑与和每个结节相关的区域一致的更多ROI。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，对于每种类型的感兴趣区域，所述多个参考频谱(或模型)包括：
10.根据权利要求8或9所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(450)处，提取与原始超声信号相关的多个频谱，原始超声信号与包含在每个ROI中的超声图像的多个相应片段对应，该方法的特征在于在步骤(450)之后且在步骤(470)之前，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在点(470)处，通过在整个频率范围上计算在点(450)处提取出的每个频谱与和患有不同发展阶段的肺炎的患者相关的所述参考频谱之间的相关性系数来进行所述比较。
12.根据权利要求7至11中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，表征所述至少一个频谱与所述参考频谱的相关性的所述多个参数包括表示在点(460)处计算的ROI的所述平均频谱与所述参考频谱中的每个参考频谱的相关性系数，
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，对于在点(450)处提取出的每个频谱，计算与所述参考频谱中的每个参考频谱的相关性系数，
14.一种超声设备，包括其上加载有计算机程序的计算部件，该计算部件被配置为执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种计算指示肺炎阶段的诊断参数的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于所述回归器是将诊断参数的数值与数值的集合相关联的回归函数，该数值的集合表征与在步骤(310)处个体化的每一个感兴趣区域相关的频谱和与相同类型的感兴趣区域相关并与其疾病发展阶段已知的患者相关的频谱的相关性：
3.根据权利要求1所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于通过使用回归神经网络来计算所述诊断参数，其中在输入中向回归神经网络提供相关性参数值(cor1a,...，cor1e,...，cor4a，cor4e)，并且回归神经网络在输出中提供诊断参数值。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处胸膜线是连续的并且一条或多条a线可见，那么胸膜与第一条a线之间的图像的部分被视为roi。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处胸膜线是连续的并且a线不可见，则胸膜与时域中信号相对于由胸膜反射产生的峰振幅具有至少等于5％的振幅的深度之间的图像的部分被视为roi。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(310)处，如果在步骤(300)处对胸膜线进行个体化，该胸膜线是不连续的并且a线和b线都不可见，考虑多个roi，每个roi与胸膜连续的束对应，则对于其中每个roi，胸膜与时域中信号相对于由胸膜反射产生的峰振幅具有至少等于5％的振幅的深度之间的图像的部分被视为roi。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的用于计算诊断参数的方法，其特征在于，在步骤(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡西亚洛，
申请(专利权)人：艾麦迪克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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