[发明专利]利用超声成像的脂肪层识别

说明书

本公开描述了成像系统，其被配置为识别图像帧内的特征并通过实施图像质量调节来改善帧。超声成像系统能够包括换能器，其被配置为响应于朝向目标发射的超声脉冲采集回波信号。系统还能够包括被配置为显示图像的用户接口和被配置为识别图像内的一个或多个特征的一个或多个处理器。处理器能够使接口显示与特异于所识别的特征的至少两个图像质量操作相关联的元素。第一图像质量操作能够包括对换能器设置的手动调节，第二图像质量操作能够包括对从包括所识别的特征的参考帧导出的所识别的特征的自动调节。处理器能够接收对一个或多个元素的用户选择，并且应用操作来修改图像。

技术领域

本公开涉及用于经由超声成像来识别诸如脂肪层的特征并且基于所识别的特征来修改图像的超声系统和方法。具体实施方式涉及被配置为从超声图像识别并去除脂肪层和相关联的图像伪影，从而提高图像质量的系统。

背景技术

当扫描具有中等到很厚脂肪层的患者时，尤其是在扫描腹部区域时，超声成像可能是具有挑战性的。脂肪导致声音衰减增加，并且由于相对于其他软组织，声波通常以的不同的速度行进通过脂肪组织，因此传播通过脂肪组织的超声射束通常变为散焦的，一种被称为相位偏离的效应。更具体地，基于声脉冲的飞行时间，例如，超声回波信号从特定解剖学点行进到每个换能器接收元件所花费的时间长度，或者所发射的超声信号从换能器到达某些解剖点所花费的时间长度，通过向每个换能器元件施加特定的延迟来实现超声射束聚焦。基于不正确的声速假设的射束成形可能导致不正确的距离-时间关系计算，例如，这可能生成散焦超声射束，其特征是宽的主射束和高的旁瓣。当对腹部脂肪层进行成像时，这种散焦可能会频繁发生，声波通常仅以约1450m/s的速度通过脂肪层行进，这个速度比通常其中声波以约1540m/s行进的大多数周围组织慢得多。因此，包含脂肪层的区域(如腹部)的图像通常包含不想要的伪影，并且总体上质量较差。旨在校正或最小化由脂肪导致的图像伪影的现有技术实施起来过于复杂并且常常无效。因此，需要能够减少或消除由脂肪层导致的图像退化的新的超声系统，以改善对脂肪层下面的解剖学目标的成像和评估。

发明内容

本公开描述了用于识别和定位超声图像内的至少一个特征(如脂肪层)的超声系统和方法。在一些范例中，能够通过实施神经网络来识别特征。还能够自动或手动确定特征的各种测量值，如所识别的脂肪层的厚度，并在图形用户接口上显示对特征的各种测量值的指示。系统能够生成已注释的超声图像，在所述超声图像中，标记或突出显示特征(例如脂肪层)，以用于进一步评估，从而警告用户注意特征以及任何相关的偏差。系统还能够基于所识别的特征来生成并显示对换能器设置的至少一种推荐的手动调节，使得实施所述调节能够去除由特征导致的偏差或图像伪影。在一些实施例中，还能够实施第二神经网络，其被训练为从超声图像自动去除或修改所识别的特征。通过从具体图像去除特征，第二神经网络能够生成缺少特征和由特征导致的相关联的图像伪影的修正图像。然后能够显示相对于原始图像具有增强的质量的修正图像，以进行分析。所公开的系统和方法适用于广泛的成像协议，但是在扫描诸如腹部区域的脂肪含量高的解剖区域时可以是特别有利的，在所述腹部区域处，由脂肪诱发的伪影导致的图像劣化可能是最严重的。尽管相对于脂肪层识别和相关联的图像修改描述了范例系统和方法，但是应当理解，本公开不限于脂肪层应用，根据本文所公开的原理能够识别、修改和/或去除各种解剖特征和/或图像伪影。

根据本公开的一些范例，超声成像系统可以包括：超声换能器，其被配置为响应于朝向目标区域发射的超声脉冲来采集回波信号，以及图形用户接口，其被配置为显示来自根据超声回波生成的至少一个图像帧中的超声图像。所述系统还能够包括与超声换能器和图形用户接口通信的一个或多个处理器。所述处理器能够被配置为识别图像帧内的一个或多个特征，并且使图形用户接口显示与特异于所识别的特征的至少两个图像质量操作相关联的元素。第一图像质量操作能够包括对换能器设置的手动调节，并且第二图像质量操作能够包括对从包括所识别的特征的参考帧导出的所识别的特征的自动调节。所述处理器还可以被配置为接收对由图形用户接口显示的元素中的至少一个的用户选择，并且应用与用户选择相对应的图像质量操作来修改图像帧。