[发明专利]自动化超声成像系统与方法

说明书

本发明详细描述了一个可以根据目标反射的原始及处理过的回波自动调节成像参数的超声成像系统及成像方法。自动调节是通过闭环负反馈控制系统迭代实现的。根据接收到的原始或处理过的超声回波计算的成像性能评估参数与代表期望最优成像性能的性能评估参数阈值比较，所得量化误差被用来计算对成像参数的调节。系统最终达到最优成像效果或者在达到最大迭代次数后终止迭代。

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，更具体地说，涉及一种自动化超声成像系统与方法。

背景技术

当今，医疗超声技术的市场正快速从传统的放射科、心脏科、妇产科等专业科室转向更多的诸如急诊、麻醉、肌骨等新兴临床应用领域，医疗超声设备的全球年销售额已超过60亿美元，年复合增长率达到约8.5％。与CT，核磁共振，X光成像系统相比，超声设备具有价格低廉及使用安全的优势。近几年来，超声设备快速进入县，镇，村一级的诊所，并且全球超声厂家不断针对发展中国家开发适用于偏僻诊所或非中心地区的系统。其中，新兴市场销售的超声仪器台数已接近总销售的30％，复合年增长率超过12％，针对于农村诊所的超声市场更是以超过20％的速率快速增长。这一发展趋势给超声市场首先带来的是超声仪器使用用户的改变。有别于经过专门培训的超声医生或医疗超声技师，新兴的超声临床应用市场用户主要是从未或只经过很少培训的非超声专业各科临床医生。对于这些非超声专科的医生，传统超声仪器相对复杂和专业的操作控制成为他们进行诊断的主要障碍。

作为一种机械波，超声在组织中的传播受到多种因素的影响。例如人体不同组织如皮肤、肌肉、脂肪、骨头等对超声波的散射和衰减程度有很大不同。超声波在上述不同组织中传播的速度也不相同，等等。这些因素使得超声波在人体组织中的传播受病人个体及同一个体不同部位的影响很大，因此不同个体及不同部位成像的效果有很大差别。传统的超声成像设备通常因此有一个包括大量控制键的操作面板，以允许医生在检查不同体格病人时调节超声的发射和接收参数，得到该病人体格下较好的图像效果。在困难病人，尤其是超声比较难以穿透的肥胖病人情况下，医生常常需要做很多调节，比如在B模式下需要调节发射频率，调节发射聚焦深度和聚焦范围，调节对比度，调节各深度下的增益等等，又比如在彩色血流模式下除了前述B模式下的调节，还需调节彩色血流的脉冲重复频率，壁滤波器的截止频率等等控制参数，这就需要医生对超声的物理特性及其与人体的相互作用非常了解，同时熟练掌握拥有多个(比如，大于20个)控制键的超声设备的成像控制调节。即使是熟练的超声医生，有时甚至也要花费5-10分钟来做参数调节，才能达到想要的效果。对于非超声专科的一般临床医生，由于缺乏系统的培训，对超声物理特性了解很少，又不熟悉复杂的超声操作面板控制，调节就更加困难。很多时候即使花费大量时间仍可能无法得到可供诊断的图像。因此提供在不同病人体格下不需要医生自己调节成像参数的自动化超声成像系统，对于一般临床医生甚至超声医生，都有非常大的临床意义。

针对上述问题，目前超声公司有许多尝试。比如，许多高端超声成像系统设置了针对不同病人体格的预设参数。比如，预设参数通常分为：困难病人，正常病人和容易病人三种。医生可以根据病人体格胖廋选择相应预设选项。然而，由于缺乏病例和所用人群样本有限，这些预设参数在很多情况下并不能满足要求，尤其是当病人的病理情况是超声公司未曾参考过的情况下，医生往往得不到满意的结果。又比如，有些超声公司试图采用超声从人体反射回来的信息调整参数。其中已进入应用的一例是调整基于深度的增益。这项调整相对简单和容易，但是，如前所说，超声成像系统有很多参数，远不止增益一项，如何将这种调节方式扩展到整个超声成像系统的应用中，对于传统超声成像设备根据医生的参数调节进行成像的单向系统架构而言，成为不可实现的奢求。因此，虽然超声领域领先的企业都开始超声成像智能化方向市场的拓展，致力于将超声成像技术向非超声诊断科外的新兴临床应用领域及发展中国家非中心城市地区飞速扩展，超声成像的自动化、智能化仍然没有质的飞跃。

发明内容

1.发明要解决的技术问题