用于超声参数识别的方法和系统与流程

本发明涉及超声参数识别的领域，并且更具体地涉及识别用于超声血液动力学分析的参数值的领域。

背景技术：

1、在超声诊断成像中，血管的典型血液动力学测量由熟练的超声医师执行，其中超声医师将超声图像平面定位为在血管的中间并且沿着其主轴线。通常，超声医师调整超声参数值，以便实现用于血液动力学分析的足够超声图像。

2、最近，已经实现了用于评估动脉血动力学的可穿戴超声贴片。这样的超声贴片被证明是可靠的、鲁棒的且非侵入性的。然而，由超声贴片执行的测量通常强烈依赖于贴片的位置(和重新定位)。如果操作者使用针对超声贴片的非最佳预设参数值，这可能证明是有问题的，导致差质量的数据流和血液动力学参数的不可靠评估。

3、实际上，超声贴片通常不链接到实时可视化系统。因此，操作者可能不会立即明白所选择的超声参数或超声贴片的放置是非最佳的。实际上，在没有用于可视化的系统的情况下，手动调谐超声参数通常是不可能的。

4、此外，已经表明，为了更可靠且鲁棒地自动评估动脉血动力学，超声贴片应当以特定角度穿过血管而被应用。然而，相对于动脉的这种成角度测量对超声图像的质量提出了更高的要求。特别地，动脉的边缘将折射超声波，并且可能不被完全呈现。因此，将需要应用针对超声贴片的更加具体的一组参数值以确保足够的超声图像质量。

技术实现思路

1、本发明由权利要求限定。

2、根据依据本发明的方面的示例，提供了一种用于识别用于超声血液动力学分析的增益参数值的计算机实施的方法，所述方法包括获得血管的b模式超声图像；确定全局b模式增益值，所述全局b模式增益值导致所述b模式超声图像的全局图像熵在目标熵范围内；识别根据所述全局b模式增益值产生的所述b模式超声图像的感兴趣区域；并且至少基于所述感兴趣区域的对比度噪声比来确定输出b模式增益值。

3、提出了一种用于确定b模式增益值的方法，其可以提供用于准确血液动力学分析的b模式超声图像。该方法可以首先确定具有足够熵的全局b模式增益值，并且然后可以在感兴趣区域中局部地细化该b模式增益值以实现令人满意的对比度噪声比。

4、具体地，为了确定感兴趣区域，在b模式超声图像中必须存在足够的信息。这通过首先确定在目标熵范围内提供b模式超声图像的全局b模式增益值来实现。一旦识别出感兴趣区域，就可以发生b模式增益的局部改善。这是基于感兴趣区域中的对比度噪声比。可以最大化对比度噪声比，从而确保感兴趣区域中的最佳图像质量。

5、输出b模式增益值可以用于获得对象的血管的b模式超声图像。这样的b模式超声图像可以促进准确、稳定且鲁棒的血液动力学分析。

6、换句话说，已经认识到，改变b模式增益值使得整个b模式超声图像表现出良好的总体平均质量可能不会为血液动力学分析提供最佳结果。在许多情况下，这导致血管区域的不良成像，因为周围组织的对比度将替代地被优化。更具体地，血管壁的特征(诸如内膜和中膜厚度)可能没有被足够好地解析。相反，通过改变b模式增益值使得图像被局部优化，可以提供血管的更稳定和准确的b模式超声图像以用于血液动力学分析。虽然这可能降低周围区域中的图像质量，但是已经认识到，对周围区域进行成像在很大程度上与血液动力学分析无关。

7、所提出的(一种或多种)方法可以自动且实时地执行。有利地，这消除了对熟练的操作者手动调谐参数值以获得对象的血管的超声图像的需要。在许多情况下，熟练的操作者不可能手动地调谐参数，因为反馈不可用。

8、在一些实施例中，所获得的b模式超声图像可以由初始b模式增益值产生，并且确定所述全局b模式增益值可以包括：计算所述b模式超声图像的所述全局图像熵；并且通过调整所述初始b模式增益值来确定所述全局b模式增益值，所述全局b模式增益导致所述b模式超声图像的所述全局图像熵在所述目标熵范围内。

9、通常，标准预设b模式增益值被应用于超声结果，这可能不适合于给定的对象和/或血管。在这种情况下，初始b模式增益值可以是该标准预设。通过从该初始b模式增益值进行调整，提供具有在目标熵范围内的全局图像熵的b模式超声图像的全局b模式增益值可以被找到，并且可以比从随机b模式增益值更快地被找到。

10、在一些实施例中，调整所述初始b模式增益值以确定所述全局b模式增益值可以包括以下中的一项：从所述初始b模式增益值增加所述全局b模式增益值，直到根据所述b模式增益值产生的所述b模式超声图像的所述全局图像熵在所述目标熵范围内；或者从所述初始b模式增益值减小所述全局b模式增益值，直到根据所述b模式增益值产生的所述b模式超声图像的所述全局图像熵在所述目标范围内。

11、以这种方式，可以逐渐改变b模式增益值，直到全局图像熵在目标熵范围内。通过从初始b模式增益值逐渐增加或减小b模式增益值，可以找到提供目标熵范围内的全局图像熵的最低和/或最高b模式增益值。

12、在一些实施例中，所获得的b模式超声图像可以由初始b模式增益值产生，并且确定所述全局b模式增益值可以包括：绘制根据所述初始b模式增益值产生的所述b模式超声图像的图像熵的累积直方图；通过调整所述初始b模式增益值来确定所述全局b模式增益值，使得根据所述全局b模式增益产生的所述b模式超声图像的所述图像熵的对数平均值在所述目标熵范围内。

13、用于确定可以提供具有目标熵范围内的全局图像熵的b模式超声图像的全局b模式增益值的直接且有效的方法是绘制累积直方图。该方法可以被实时地执行，因为它快速且计算成本低。

14、在一些实施例中，所述目标熵范围可以是所述累积直方图的对数平均值的范围，所述对数平均值的范围被选择为使得能够检测对应的b模式超声图像的颈总动脉cca。

15、通过选择对数平均值的范围使得可以检测cca，可以确定适合于提供其中感兴趣区域可以被快速且一致地识别的b模式超声图像的全局b模式增益值。

16、在一些实施例中，识别所述感兴趣区域可以包括：获得与根据所述全局b模式增益值产生的所述b模式超声图像相对应的彩色/能量多普勒数据；基于所获得的彩色/能量多普勒数据来识别根据所述全局b模式增益值产生的所述b模式超声图像中的所述血管；并且基于所述血管的直径和所述血管的方向来确定所述感兴趣区域。

17、确定感兴趣区域的一种方法是通过利用彩色/能量多普勒数据来选择相关血管。该彩色/能量多普勒数据可以与b模式超声图像一起获得，并且因此可以不需要附加的计算来获得，从而节省时间和处理能力。然后，根据血管方向和直径，可以确定感兴趣区域。该感兴趣区域可以是稳定且准确的，最终导致改善的输出b模式增益值。

18、在一些实施例中，确定所述输出b模式增益值可以包括：计算由所述全局b模式增益值产生的所述b模式超声图像的所述感兴趣区域的所述对比度噪声比；并且通过调整所述全局b模式增益值以导致所述感兴趣区域的所述对比度噪声比的增加来确定所述输出b模式增益值。

19、全局b模式增益值可以提供可以充当用于局部图像改善的起点的b模式超声图像。具体地，可以确定该b模式超声图像的感兴趣区域中的对比度噪声比，并且相应地调整b模式增益值以增加对比度噪声比。因此，可以获得感兴趣区域中的改善的b模式超声图像，从而导致更准确的血液动力学分析。

20、在一些实施例中，确定所述输出b模式增益值可以包括：识别导致所述感兴趣区域中的最大化的对比度噪声比的所述输出b模式增益值的值。

21、以这种方式，可以识别最适合于个体对象和感兴趣血管的输出b模式增益。该增益值可以用于获得b模式超声图像，其中血液动力学分析可以是准确且稳定的。

22、在一些实施例中，计算所述对比度噪声比可以是基于所述感兴趣区域中的与所述血管的组织壁相对应的像素的平均强度与所述感兴趣区域中的与背景区域相对应的像素的平均强度之间的差异，并且计算所述对比度噪声比还可以基于所述感兴趣区域的所述背景区域中的像素的强度的方差。

23、特别地，与背景区域相比，血管壁的像素强度应当被最大化，以便提高血液动力学分析的准确性。然而，背景区域中的像素的强度的方差也应当减小。通常，与壁相关联的像素的强度变化是有用的，以便捕获感兴趣特征。因此，壁像素的强度变化不被包括在噪声项中。以这种方式，使用输出b模式增益值采集的b模式超声图像对于血液动力学分析可能更有用。

24、在一些实施例中，所述方法还包括检查所述输出b模式增益值、由所述输出b模式增益值产生的所述b模式超声图像的全局图像熵是否在所述目标熵范围内。

25、通过进一步检查输出b模式增益值可以用于产生具有足够熵的b模式超声图像，可以实现准确度改善的血液动力学分析。

26、根据本发明的另一方面，提供了一种包括计算机程序指令或代码的计算机程序产品，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述计算机程序指令或代码适于实施用于识别用于超声血液动力学分析的增益参数值的方法。

27、根据本发明的又一方面，提供了一种用于识别用于超声血液动力学分析的增益参数值的控制系统，所述控制系统包括：接口，其被配置为获得血管的b模式超声图像；熵分析单元，其被配置为确定全局b模式增益值，所述全局b模式增益值导致所述b模式超声图像的全局图像熵在目标熵范围内；图像分析单元，其被配置为识别根据所述全局b模式增益值产生的所述b模式超声图像的感兴趣区域；以及对比度分析单元，其被配置为基于所述感兴趣区域的对比度噪声比来确定输出b模式增益值。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种用于对象的超声血液动力学分析的系统，所述系统包括：根据本发明的方面的用于识别增益参数值的控制系统；以及超声监测器，其被配置为以由所述控制系统确定的输出b模式增益值来采集所述对象的血管的b模式超声图像。

29、通过在功能上将控制系统连接到超声监测器，超声监测器的b模式增益值可以由控制系统确定并且用于实时地直接控制超声监测器。

30、在一些实施例中，所述超声监测器可以包括可穿戴超声传感器或超声贴片。

31、通常，与典型的超声监测器相比，可穿戴超声监测器具有更少的侵入性和不舒适。因此，可以在经历血液动力学分析的同时改善对象舒适度。

32、在一些实施例中，所述超声监测器包括一维超声阵列。

33、本发明的这些和其他方面将参考下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。