[发明专利]用于使用超声来探测气泡的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声成像，具体地涉及用于使用超声来探测气泡的方法和装置。

背景技术

创伤是在美国45岁以下的男人和女人死亡的主要原因，并且是所有年龄死亡的第四总体原因。创伤也具有对健康护理系统的重大经济影响，占超过所有急诊科访视的三分之一，并且导致在直接医疗护理成本中每年超过800亿美元，例如，在2007年，创伤超过180 000人死亡，并且腹部损伤促成大量的这些死亡。

气腹是其中自由气泡或少量的自由气体或空气被陷入腹腔内但未包含在空腔脏器中的情况。在建立准确的诊断中识别异常腹内气泡或收集可以是极其重要的。由于其与平X射线放射摄影相比较的高的准确度和优越性，越来越多的证据支持超声成像是用于诊断具有异常空气/气体模式的气腹的非常有用的工具。声像空气能够被概述为包括两种类别：生理空气或正常空气；以及病理空气或异常空气。生理空气是在胃肠道和肺中的空气(投射到腹腔中的空气)。

除了超声或护理点之外，超声广泛用于急诊医学以用于初步筛选，并且使得能够选择患有严重腹腔积血的血流动力学上不稳定的创伤患者以立即手术。对腹腔内自由空气或腹腔内气泡的探测非常有助于对急腹症和创伤患者的床边诊断。尽管不以直接的方式，对气泡的探测可以支持医生在(a)住院前环境，(b)急诊室中的初始评估，以及(c)在一些处置之后的随访中来评估是否具有来自钝性腹部创伤或来自急腹症的异常气泡。

气泡的声像外观归因于在软组织与气泡(空气)的接口处的总超声反射(强反射器)。该反射伴随有在气泡与超声探头之间的超声的混响。因此，气泡的声像图像通常显现为具有被称为“暗淡阴影”的远端伪影混响回波的高幅度回波(在图像中的亮区)；小混响伪影具有特征彗尾外观。利用标准腹部换能器小气泡可以示出很少或没有远端混响伪影。用于探测在钝性腹部创伤之后的腹腔内自由空气的最佳探头位置在纵向方向上处在右中线上腹部区域中。

Muradali等人的(“A specific sign of pneumoperitoneum on sonography:enhancement of the peritoneal stripe”，AJR，1999年，第173卷：第1257至1262页)研究了来自动物模型的气腹标志，然后其在已经经历腹腔镜检查的患者中得到确认。在超声图像中的气泡的这种特征被称为腹膜条纹标志的增强(EPSS)。患有急性腹痛的六百个连续患者的最近的前瞻性研究进一步确认了该EPSS。EPSS具有100％的敏感度、99％的特异性、87.5％的阳性预测值和100％的阴性预测值。因此，EPSS被推荐为可靠且准确的声像标志以用于通过视觉观察对气腹的诊断。

如果气泡相当大，即足够大以产生腹膜条纹标志的增强(EPSS)，基于超声成像的传统气泡探测很有效。无经验的用户花费很长时间来从超声图像中识别这种标志(EPSS)。即使急诊医师知道用于探测在钝性腹部创伤之后的腹腔内自由空气的最佳探头位置在纵向方向上处在右中线上腹部区域中，他们实际上很难在大约5分钟的检查时间识别整个腹部的所有气泡。

总之，更大的气泡可以显现为具有甚至可以掩盖下面的腹部器官的远端混响和暗淡阴影伪影或彗尾伪影的明亮高回声条带或线。较小的气泡能够显现为明亮强调焦点，而在肠腔内没有衰荡伪影和阴影，但是在图像内可能不具有混响。对于诊断腹腔内自由空气，超声成像优于胸部X-射线；能够通过超声探测到腹腔内自由空气的小至1ml到2ml的数量。然而，在疑难患者状况下的紧急情形中即使对于有经验的声像医师，对腹腔内自由空气的探测可能很难。

因此，现有气泡探测方法中的大多数基于示出在正常软组织与气泡之间的比较的B-模式超声图像的视觉观察。这样的现有方法是耗时的，并且准确度非常依赖于操作员的经验。

发明内容

因此，提供用于探测在感兴趣区域(ROI)中的气泡的改进的方法和装置或系统将是有利的。

根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种用于探测气泡的超声系统。所述超声系统包括：超声探头，其用于朝向ROI发射超声脉冲并采集沿着多条扫描线从ROI反射的超声回波信号；获得单元，其用于获得沿着所述多条扫描线中的每条扫描线的针对多个深度中的每个深度的所述超声回波信号的第二谐波分量；以及导出单元，其用于导出所述第二谐波分量的中心频率随着深度的变化。术语“深度”是指超声信号的穿透深度。术语“扫描线”还被称为在超声成像领域中的“接收线”。