用于自动检测游离腹内空气的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于检测游离腹内空气的方法和系统。特别地，本发明专利技术涉及一种用于检测游离腹内空气的(例如计算机实施的)方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动检测游离腹内空气的方法和系统
[0001]本专利技术涉及一种用于检测游离腹内空气的方法和系统。
[0002]本专利技术属于医学成像领域，其用于创建身体内部的视觉表示以用于临床分析和医学干预。在医学成像中，通过使用诸如计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MR)、超声(US)等成像方式，可获取并显示表示患者或受试者内部结构的3D图像数据和2D图像数据。如今，从扫描患者或受试者获取的图像数据的数字格式可用，并且适于进行数字处理、分析和修改。
[0003]急症/创伤成像是医学成像的一个重要课题，因为相关临床路径的时间危急性要求与扫描工作流程紧密结合的解决方案。
[0004]在腹部急症成像领域，对气腹(即游离腹内空气)的标识，其是可能需要立即手术的潜在危急情况，具有很高的临床意义。如果有可能基于CT扫描自动检测这种情况，则这些患者可自动优先于其他被怀疑为不太危急的患者而被读取。此外，如果这种检测直接在采集工作场所执行，则还能使扫描仪自动通知用户这类危急的发现。这类系统将是实现智能CT扫描仪的愿景的关键组件。
[0005]腹膜是一层紧紧地包裹着大部分腹部器官的膜。腹膜的褶皱形成了腹内空间，即腹膜腔。在诊断严重腹痛的患者期间，标识腹膜腔内的空气(气腹)对于放射科医生来说是一项重要且时间危急的任务。气腹最常见的非手术原因是内脏穿孔。更准确地说，游离腹内空气指示中空器官的破裂，主要是胃肠道的破裂。这类破裂是外科急症，需要立即干预以防止腹膜腔内的污染[9,10]。由于穿孔本身通常不能用急症护理中常用的成像方式直接识别，因此空气充当了替代的放射学的标志。计算机断层扫描(CT)被认为是区分腔外和腔内气体的标准[1,5,9]。然而，取决于游离腹内空气的位置和数目(从接近肠壁的亚厘米气泡到在腹膜腔内自由移动的大量气泡)，对其进行诊断是挑战性的，并且不明显的病例可能会被遗漏，特别是在最初没有怀疑气腹的情况下。此外，其他病例可占据急症读取工作列表的较高优先级位置，导致容易标识的气腹病例被忽视，直到后期才被读取扫描结果，此时患者可能已经面临严重后果。自动检测算法对这两种情况均有用[13]，即对可能偶然发现的气腹病例进行标识以及优先读取(分诊)。虽然先前的工作已经解决了在胸部X射线上检测气腹的问题[7]，但是还没有在CT扫描上自动检测游离腹内空气的方法。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供用于检测游离腹内空气的改进方法和系统。
[0007]这个目的通过根据独立权利要求的本专利技术来实现。
[0008]在下文中，根据本专利技术的解决方案将针对系统和方法进行描述。本文中的元件、特征、优势或替代实施例可分配给其他要求保护的对象，反之亦然。换句话说，提供系统的权利要求可用在方法的上下文中描述或要求保护的特征来改进，反之亦然。在前一种情况下，该方法的功能性特征由提供系统的目标单元来体现。此外，结合特定示例性实施例描述的元件、特征、优势或替代实施例可按其最一般的术语分配给本专利技术。
[0009]以其最通用的术语，本专利技术涉及一种用于提供输出数据的方法，优选地是计算机实施的方法。本专利技术的方法以最通用的术语包括以下步骤
[0010]‑
例如经由第一接口接收输入数据，
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通过对输入数据应用算法操作来生成输出数据，
[0012]‑
例如经由第二接口提供输出数据。
[0013]以其最通用的术语，本专利技术进一步涉及一种系统，包括
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第一接口，被配置用于接收输入数据，
[0014]‑
第二接口，被配置用于提供输出数据，
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计算单元，被配置用于将算法操作应用于输入数据，其中输出数据被生成。
[0016]所述计算单元可选地可以包括用于执行单独的算法操作的多个计算单元。所述多个计算单元可作为计算单元的独立的、连接的子单元来提供，或者备选地可作为一个集成的计算单元来提供。
[0017]以其最通用的术语，本专利技术进一步涉及一种包括指令的计算机程序，当该程序由计算机执行时，该指令使计算机实行本专利技术的方法。
[0018]以其最通用的术语，本专利技术进一步涉及包括指令的计算机可读介质，该指令当由计算机执行时，使计算机实行本专利技术的方法。
[0019]大多数前述单元可完全或部分地以软件模块的形式在合适的控制设备或处理系统的处理器中实施。很大程度上以软件的实施方式的优势在于，即使已经在使用的控制设备和/或处理系统也可通过软件更新容易地升级，以便以根据本专利技术至少一个实施例的方式工作。
[0020]术语“单元(unit)”可用术语“电路(circuit)”或“模块(module)”代替。术语“单元”可指执行代码的处理器硬件(共享的、专用的或成组的)和存储由处理器硬件执行的代码的存储器硬件(共享的、专用的或成组的)，或者是它们的一部分或包括它们。
[0021]这些单元可在一个控制单元中实施，并且每个单元可包括一个或多个接口电路。另选地，这些单元可在非本地系统中实施，例如在网络中。在一些示例中，接口电路可包括连接到局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定单元的功能性可分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在另一个示例中，服务器(也称为远程或云)模块可代表客户端模块完成一些功能性。
[0022]特别地，本专利技术涉及一种用于检测游离腹内空气的(例如计算机实施的)方法，包括：
[0023]‑
例如经由第一接口接收输入数据，所述输入数据包括患者的腹部区域的医学成像数据集
[0024]‑
应用经训练的函数，其中输出数据被生成，
[0025]‑
例如经由第二接口提供输出数据。
[0026]一般而言，经训练的函数模仿人类与其他人类思维相关联的认知功能。特别地，通过基于训练数据的训练，经训练的函数能够适应新的环境，并且能够检测和外推模式。
[0027]一般而言，经训练的函数的参数可借助于训练来调整。特别地，可使用监督训练、半监督训练、非监督训练、强化学习和/或主动学习。此外，可使用表征学习(另一个术语是“特征学习(feature learning)”)。特别地，经训练的函数的参数可通过若干个训练步骤迭代地调整。
[0028]特别地，经训练的函数可包括神经网络、支持向量机、决策树和/或贝叶斯网络，和/或经训练的函数可基于k
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均值聚类、Q
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学习、遗传算法和/或关联规则。特别地，神经网络可为深度神经网络、卷积神经网络或卷积深度神经网络。此外，神经网络可为对抗式网
络、深度对抗式网络和/或生成对抗式网络。
[0029]输出数据可包括指示游离腹内空气的存在或不存在的医学成像数据集的标志或指示。这类标志或指示可包括视觉标记或听觉标记。输出数据可进一步包括用于在基于医学成像数据集或从医学成像数据集得到的所显示图像中突出显示包括游离腹内空气的图像区域的标记。输出数据可包括在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测游离腹内空气的方法，包括：
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接收输入数据，所述输入数据包括患者的腹部区域的医学成像数据集，
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应用经训练的函数，其中所述输出数据被生成，
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例如经由第二接口提供所述输出数据，其中所述经训练的函数在包括腹部区域的多个医学成像数据集的训练数据上被训练，其中包含游离腹内空气的图像区域被标注。2.根据权利要求1所述的方法，其中对包含游离腹内空气的图像区域的所述标注包括手动放置标记，所述标记指示游离腹内空气区域内的位置。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述医学成像数据集包括3D成像数据，并且其中所述3D成像数据被细分成预选大小的多个图像分块。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述经训练的函数用于确定所述多个图像分块中的任何给定图像分块是否包含游离腹内空气。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经训练的函数基于卷积神经网络或深度神经网络。6.一种用于根据权利要求1至5中任一项所述的方法来检测游离腹内空气的系统或设备，包括
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第一接口，被配置用于接收输入数据，
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第二接口，被配置用于提供输出数据，
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计算单元，被配置用于应用经训练的函数，其中所述输出数据被生成。7.一种包括指令的计算机程序，当所述程序由计算机执行时，所述指令实行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。8.一种计算机可读介质，包括当由计算机执行时实行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的指令。9.一种用于提供用于检测游离腹内空气的经训练的函数的方法，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：海莱乌根措夫特医院，
类型：发明
国别省市：