【技术实现步骤摘要】
一种自动创伤重点超声评估的方法和系统
[0001]本专利技术涉及急诊医学
，尤其涉及一种自动创伤重点超声评估的方法和系统。
技术介绍
[0002]创伤的重点超声评估(focused assessment with sonography in trauma,FAST)，是急重症医师快速床旁评估急性胸腹部闭合性损伤患者病情最重要的工作。传统FAST检查主要利用超声快速判断腹腔有无游离积液，而扩展的eFAST检查内容扩展到胸腔、心包的检测。在创伤救治时，eFAST能快速回答3个主要问题：1.有无心包积液(血)；2.腹腔内有无游离液体(血)；3.有无血胸。
[0003]正常胸腹腔含有少量的生理性液体以利于胸腹腔内器官自由滑动，病理状态下液体过量聚集，患者体位，病理性液体来源、性质、聚集时间和解剖变异程度等决定着超声探查下腹腔游离液体的部位。游离液体多聚集于重力依赖区，超声图像上显示为无回声区域。
[0004]一般来讲，超声图像上所有的游离性液体包括腹水、血液、胆汁、尿液和淋巴液均显示为黑色。血凝块和分隔性积液尤其是脓液，因蛋白质含量较高常显示为更强的回声，空腔脏器破裂后的固体碎片回声不均匀。
[0005]2017年美国急诊医师协会(ACEP)总结eFAST在创伤中救治的优势：
①
快速甄别有生命威胁的创伤如气胸、血胸或心脏压塞。
②
辅助决定是否做其他影像检查如X线片或CT。
③
指导是否直接进手术室或转院到更高级别的创伤中心。
④>无放射性损害，能重复、动态地评估创伤患者[中华急诊医学杂志2020年1月第29卷第1期Chin J Emerg Med,January 2020,Vol.29,No.1]。
[0006]eFast是针对急危重症患者提供的有目的、快速、有效的超声评估，其检查结果能为医生做出或调整临床诊疗决策提供依据。但是在实际操作中，由于病人处于医学紧急情况，外伤患者病情危重且复杂，部分患者外伤后昏迷或被动体位，不能有效配合检查，从而导致临床医生对病人的超声评估往往不够全面；而且临床医生结合临床经验判断患者的病情通常具有主观性，难免会存在偏差。因此，亟需一种客观、快速、有效的自动eFast评估方法，抓住危重外伤患者救治的“黄金时段”，从而最大限度地降低外伤患者的病死率。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种自动创伤重点超声评估的方法和系统，可以很好地和现有超声系统结合，满足临床医生快速准确评估急性胸腹部闭合性损伤，有效开展后续诊断和救治。
[0008]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种自动创伤重点超声评估的系统，包括：
[0010]数据采集模块，用于接收与人体组织相关的超声回波信号，通过模数转换器采样接收的超声回波信号并形成数据流，将形成的数据流传输至信号处理模块；
[0011]信号处理模块，与所述数据采集模块连接，用于接收数据流，将接收到的数据流解调到基频，并将解调到基频的数据流对应的信号通过低通滤波器和对数压缩处理，得到处理后的信号；
[0012]数据传输模块，与所述信号处理模块连接，用于将得到的处理后的信号传输至eFast辅助诊断模块和超声成像模块中；
[0013]eFast辅助诊断模块，与所述数据传输模块连接，用于接收处理后的信号，并采用超声图像的纹理特征的人工智能分析算法将处理后的信号对应的超声图像按照液体的游离程度分为微量、少量、中量和大量，得到诊断结果；
[0014]超声成像模块，与所述数据传输模块连接，用于接收处理后的信号，并对处理后的信号对应的超声图像进行扫描转换、数字增益补偿、动态范围调节以及图像域的后处理，得到处理后的超声图像；
[0015]结果输出模块，分别与所述eFast辅助诊断模块、超声成像模块连接，用于将eFast辅助诊断模块得到的诊断结果和超声成像模块得到的处理后的超声图像进行融合，得到超声图像相对应的评估检查结果。
[0016]进一步的，所述eFast辅助诊断模块具体包括：
[0017]分割模块，用于将超声图像分割为若干个子块，每个子块独立为一个训练样本；
[0018]初始化模块，用于初始化训练样本的权值分布，得到第一次迭代的每个样本权值D1；
[0019]迭代模块，用于进行多次迭代，得到弱分类器；其中每次迭代中使用权值D
m
训练样本集进行学习，m表示迭代次数；
[0020]组合模块，用于当迭代完成后，组合弱分类器为强分类器；
[0021]分类模块，用于根据强分类器将超声图像按照游离液体程度分为微量、少量、中量和大量，进而判断损伤的严重程度。
[0022]进一步的，所述初始化模块中初始化训练样本的权值分布，得到第一次迭代的每个样本权值；
[0023]初始化权值w
1i
表示为：
[0024][0025]其中，N表示训练样本的图像；
[0026]第一次迭代的每个样本权值，表示为：
[0027]D1＝(w
11
,w
12
,...,w
1i
,...,w
1N
)
[0028]其中，D1表示第一次迭代的每个样本权值。
[0029]进一步的，所述迭代模块中进行多次迭代，得到弱分类器，其中弱分类器的话语权表示为：
[0030][0031]其中，weight
m
表示弱分类器的话语权；e
m
表示上一次迭代中的误差函数值。
[0032]进一步的，所述组合模块中的强分类器，表示为：
[0033][0034]其中，f(x)表示强分类器；G
m
(x)表示弱分类器对样本x的分类，M表示最大迭代次数，sign表示符号函数。
[0035]进一步的，所述结果输出模块中的评估检查结果包括各检查部位图像的分类浏览、各检查部位是否有游离液体、各个部位游离液体的综合评定、支持临床医生进行游离液体的容积测量。
[0036]进一步的，所述数据采集模块中接收与人体组织相关的超声回波信号，表示为：
[0037]f
rx
＝0.8*f
tx
[0038]其中，f
rx
表示超声回波信号带宽；f
tx
表示超声探头发射频率。
[0039]进一步的，所述eFast辅助诊断模块中超声图像的纹理特征包括基于灰度共生矩阵的特征和基于灰度直方图的特征。
[0040]相应的，还提供一种自动创伤重点超声评估的方法，包括：
[0041]S1.接收与人体组织相关的超声回波信号，通过模数转换器采样接收的超声回波信号并形成数据流；
[0042]S2.接收数据流，将接收到的数据流解调到基频，并将解调到基频的数据流对应的信号通过低通滤波器和对数压缩处理，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种自动创伤重点超声评估的系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于接收与人体组织相关的超声回波信号，通过模数转换器采样接收的超声回波信号并形成数据流，将形成的数据流传输至信号处理模块；信号处理模块，与所述数据采集模块连接，用于接收数据流，将接收到的数据流解调到基频，并将解调到基频的数据流对应的信号通过低通滤波器和对数压缩处理，得到处理后的信号；数据传输模块，与所述信号处理模块连接，用于将得到的处理后的信号传输至eFast辅助诊断模块和超声成像模块中；eFast辅助诊断模块，与所述数据传输模块连接，用于接收处理后的信号，并采用超声图像的纹理特征的人工智能分析算法将处理后的信号对应的超声图像按照液体的游离程度分为微量、少量、中量和大量，得到诊断结果；超声成像模块，与所述数据传输模块连接，用于接收处理后的信号，并对处理后的信号对应的超声图像进行扫描转换、数字增益补偿、动态范围调节以及图像域的后处理，得到处理后的超声图像；结果输出模块，分别与所述eFast辅助诊断模块、超声成像模块连接，用于将eFast辅助诊断模块得到的诊断结果和超声成像模块得到的处理后的超声图像进行融合，得到超声图像相对应的评估检查结果。2.根据权利要求1所述的一种自动创伤重点超声评估的系统，其特征在于，所述eFast辅助诊断模块具体包括：分割模块，用于将超声图像分割为若干个子块，每个子块独立为一个训练样本；初始化模块，用于初始化训练样本的权值分布，得到第一次迭代的每个样本权值D1；迭代模块，用于进行多次迭代，得到弱分类器；其中每次迭代中使用权值D
m
训练样本集进行学习，m表示迭代次数；组合模块，用于当迭代完成后，组合弱分类器为强分类器；分类模块，用于根据强分类器将超声图像按照游离液体程度分为微量、少量、中量和大量，进而判断损伤的严重程度。3.根据权利要求2所述的一种自动创伤重点超声评估的系统，其特征在于，所述初始化模块中初始化训练样本的权值分布，得到第一次迭代的每个样本权值；初始化权值w
1i
表示为：其中，N表示训练样本的图像；第一次迭代的每个样本权值，表示为：D1＝(w
11
,w
12
,...,w
1i
,...,w
1N
)其中，D1表示第一次迭代的每个样本权值。4.根据权利要求2所述的一种自动创伤重点超声评估的系统，其特征在于，所述迭代模块中进行多次迭代，得到弱分类器，其中弱分类器的话语权表示为：
其中，weight
m
技术研发人员：朱连华，吴洁，鹿祥鹏，
申请(专利权)人：聚融医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。