一种甲状腺全自动超声智能扫描方法及平台

1.本发明属于智能医疗装备领域，具体涉及一种甲状腺全自动超声智能扫描方法及平台。


背景技术：

2.随着常规超声在临床上的普遍运用，甲状腺结节在临床上已变得越来越常见。然而，大部分甲状腺结节是良性的，仅不足10％的结节为恶性。目前甲状腺筛查已纳入常规体检，当发现甲状腺结节时，超声医师需要给临床医生提供基本的影像学资料：如甲状腺结节的数目、大小、位置、性质以及有无淋巴结转移等等，是随访观察还是fna(针吸细胞学活检)或手术。但是实际工作中，我们发现对于很多的患者，超声医师给不了较为准确的建议。同一患者在不同的医院、不同的医师扫描时，检查结果也存在很大的区别，这不仅给临床医生带来困惑，也让患者更为揪心。有些临床医生的认识存在偏差，对于怀疑恶性的结节一律切除，给患者带来不必要的经济负担和身体负担。
3.在临床医学上存在ct、mri、pet等影像手段，这些影像对甲状腺乃至颈部结构的分辨率还不够；并且由于大量的良性甲状腺结节需要长期随访，而放射线又是诱发结节出现或增大的因素，因此超声是长期随访的首选手段，降低医院以及患者经济上的压力。
4.超声检测甲状腺产生影像资料，在检测过程中由于患者的个体差异，其表现在胖瘦、颈部长短、甲状腺大小、甲状软骨突起程度等都不一样，因此颈部表面皮肤深浅不一。超声检测需要将超声探头需要贴合皮肤后才能够显示深层结构，面对不同患者或者颈部的不同位置显示清晰程度有差异。不同的扫描方向、角度、对结节的辨认等对影像医生的依耐性太高，会造成人为失误造成影像显示不全以及影像显示位置错误等现象发生。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种甲状腺全自动超声智能扫描方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.第一方面，本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法，提供智能皮肤贴合装置、自动扫描机械臂和探头，所述智能皮肤贴合装置的一面贴合在皮肤上，另一面与探头耦合贴合，探头通过自动扫描机械臂连接在超声波仪器上，所述甲状腺全自动超声智能扫描方法包括：
7.通过自动扫描机械臂控制探头在智能皮肤贴合装置与皮肤贴合的贴合面上移动直至正中线上，并采集初始图像；
8.其中，智能皮肤贴合装置贴合在甲状腺部位区域；
9.根据初始图像中的较为固定的第一生物特征，设定定位标志；
10.利用定位标志，控制探头沿着预设的扫描轨迹对甲状腺部位区域进行自动扫描，获得全自动图像；
11.按照规定的第二生物特征对全自动图像进行自动分割，获得区分不同生物特征区
域的分割图像；
12.对分割图像的甲状腺、甲状腺结节的形态和大小进行自动测量，以及根据甲状腺以及甲状腺结节的形态以及大小形成评估结果填入初步影像报告提供给医师，以使医师审阅所述初步影像报告，并自由调取所有影像图像中的一个或多个，决定是否对所述初步影像报告进行修改。
13.可选的，所述智能皮肤贴合装置包括：皮肤耦合面、中间层和探头耦合面；
14.其中，皮肤耦合面由可变形特殊材料构成，可与患者皮肤紧密贴合，所述皮肤耦合面分布有压力传感器；所述中间层由不阻碍超声波的材料构成，所述探头耦合面为固定的平面，探头可在探头耦合面自由移动。
15.可选的，所述自动扫描机械臂为自动移动、抓持探头的机械臂，所述自动扫描机械臂抓持探头在探头耦合面相接触，并在探头耦合面的任意方向移动。
16.可选的，所述第一生物特征包括血管、肌及肌间隙、软骨的结构特征，所述第二生物特征为状腺、结节、淋巴结、血管的结构特征。
17.可选的，在所述按照规定的第二生物特征对全自动图像进行自动分割，获得区分不同生物特征区域的分割图像之后，所述一种甲状腺全自动超声智能扫描方法还包括：
18.对分割图像进行三维重建，形成三维空间图像，并在所述三维空间图像上对病灶位置进行空间定位。
19.可选的，所有影像图像包括：
20.初始图像、全自动影像、分割图像以及标注病灶位置的三维空间图像。
21.第二方面，本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描平台，所述甲状腺全自动超声智能扫描平台用于实现第一方面的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法。
22.本发明的有益效果：
23.1、本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法，对于甲状腺结节及颈部淋巴结的扫描具有高度的稳定性，不受患者状态和不同医生水平的影响。本发明可以解决传统超声缺乏标准化扫查手法的缺陷，降低了对医师操作手法及诊断水平依赖过高的问题。
24.2、本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法，没有任何放射线或者有毒、有害物质，对患者来说极为安全，可以反复应用，适合于长期跟踪。
25.3、本发明的提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法，扫描速度快，智能皮肤贴合装置贴合患者皮肤后，可以迅速自动扫描、出报告，节省患者和医生的时间。
26.4、本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法，能够精准定位，可以三维重建，为临床医师尤其是外科医师提供病灶的立体空间定位，轻松实现患者不同时间扫描图像的精确匹配。
27.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
28.图1是本发明实施例提供的智能皮肤贴合装置的结构示意图；
29.图2是本发明实施例提供的智能皮肤贴合装置的皮肤耦合面示意图；
30.图3是本发明实施例提供的皮肤耦合面接触患者颈部皮肤后的智能调节示意图；
31.图4是本发明的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法的流程示意图。
具体实施方式
32.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
33.本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法，提供智能皮肤贴合装置、自动扫描机械臂和探头，参考图1，图1为智能皮肤贴合装置的结构示意图。所述智能皮肤贴合装置的一面贴合在皮肤上，另一面与探头耦合贴合，探头通过自动扫描机械臂连接在超声波仪器上。所述智能皮肤贴合装置包括：皮肤耦合面、中间层和探头耦合面。
34.参考图2，图2为智能皮肤贴合装置的皮肤耦合面示意图。皮肤耦合面由可变形特殊材料构成，可与患者皮肤紧密贴合，所述皮肤耦合面分布有压力传感器；所述中间层由不阻碍超声波的材料构成，所述探头耦合面为固定的平面，探头可在探头耦合面自由移动。
35.参考图3，图3为皮肤耦合面接触患者颈部皮肤后的智能调节示意图。中间层和探头耦合面没有明显的特殊。中间层是液体或介质，其可以承受一定的张力，抵消皮肤耦合面压力的变化。探头耦合面为固定的平面，能够和探头贴合紧密。所述自动扫描机械臂为自动移动、抓持探头的机械臂，所述自动扫描机械臂抓持探头在探头耦合面相接触，并在探头耦合面的任意方向移动。
36.参考图4，本发明的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法包括：
37.步骤1，通过自动扫描机械臂控制探头在智能皮肤贴合装置与皮肤贴合的贴合面上移动直至正中线上，并采集初始图像；
38.其中，智能皮肤贴合装置贴合在甲状腺部位区域；
39.在使用本发明的方法时，首先将探头先放置正中线上，采集图像，传输后台确认各定位标志后，探头以这些定位标志作为参考，按照既定的程序进行移动扫描，同步传输到人工智能后处理平台。
40.可以理解，由于智能皮肤贴合装置贴合在甲状腺部位区域，无需没有任何放射线或者有毒、有害物质，对患者来说极为安全，可以反复应用，适合于长期跟踪。
41.步骤2，根据初始图像中的较为固定的第一生物特征，设定定位标志；
42.其中，所述第一生物特征包括血管、肌及肌间隙、软骨的结构特征。
43.值得说明的是：本发明可以运行在一个服务器上，该服务器配备有甲状腺全自动超声智能扫描系统的控制中心，通过接受的各种图像进行分析。本发明包括：颈部自动定位、标准化扫描轨迹控制、全自动图像分割及三维重建、智能评估和自动报告生成以及医师修改审定。
44.本发明步骤2主要实现颈部自动定位，即根据超声探头快速中线扫描一次的结果，根据血管、肌及肌间隙、软骨等较为固定的结构设定定位标志。
45.步骤3，利用定位标志，控制探头沿着预设的扫描轨迹对甲状腺部位区域进行自动扫描，获得全自动图像；
46.本步骤3主要完成标准化扫描轨迹控制，即利用各定位标志，预设几个扫描轨迹，根据患者不同定位的显示情况自动选择扫描顺序，获得全自动图像。
47.步骤4，按照规定的第二生物特征对全自动图像进行自动分割，获得区分不同生物特征区域的分割图像；
48.其中，所述第二生物特征为状腺、结节、淋巴结、血管的结构特征。
49.本发明还可以在步骤5之前对分割图像进行三维重建，形成三维空间图像，并在所述三维空间图像上对病灶位置进行空间定位。
50.本步骤4主要完成全自动图像分割，过程为：将接受到的全自动图像进行自动分割，甲状腺、结节、淋巴结、血管等结构自动分开，结构分割好后，就可以通过各位二维图像的分割区域进行三维重建，并用不同颜色显示如同结构，将病灶位置进行精准的空间定位。
51.步骤5，对分割图像的甲状腺、甲状腺结节的形态和大小进行自动测量，以及根据甲状腺以及甲状腺结节的形态以及大小形成评估结果填入初步影像报告提供给医师，以使医师审阅所述初步影像报告，并自由调取所有影像图像中的一个或多个，决定是否对所述初步影像报告进行修改。
52.其中，所有影像图像包括：初始图像、全自动影像、分割图像以及标注病灶位置的三维空间图像。
53.本步骤主要完成智能评估和自动报告生成，由于前期中心对大量的图像进行训练，因此中心可以对自动分割后的图像进行良恶性评估，甲状腺、结节等的形态和大小进行自动测量，根据结果自动填入到影像报告模板中；之后医师修改审定，医生审阅初步出来的报告，能够调取任意原始图像和后处理图像，对报告进一步修改。
54.值得说明的是：使用提供智能皮肤贴合装置、自动扫描机械臂和探头进行任意方向的全自动扫描，实现对不同患者的甲状腺进行自动扫描，采集信息，能够克服不同患者胖瘦、皮肤状态、呼吸等因素的影响，不受不同医生主观因素的干预，从而提高甲状腺诊断的准确性。
55.本发明还提供一种甲状腺全自动超声智能扫描平台，所述甲状腺全自动超声智能扫描平台用于实现一种甲状腺全自动超声智能扫描方法。
56.本发明提供的一种甲状腺全自动超声智能扫描方法计平台，将智能皮肤贴合装置的一面贴合在皮肤上，另一面与探头耦合贴合，探头通过自动扫描机械臂连接在超声波仪器上，通过颈部自动定位、标准化扫描轨迹控制、全自动图像分割及三维重建、智能评估和自动报告生成以及医师修改审定可以迅速自动扫描、出报告，节省患者和医生的时间。对于甲状腺结节及颈部淋巴结的扫描具有高度的稳定性，不受患者状态和不同医生水平的影响。本发明能够精准定位，可以三维重建，为临床医师尤其是外科医师提供病灶的立体空间定位，轻松实现患者不同时间扫描图像的精确匹配。本发明可以解决传统超声缺乏标准化扫查手法的缺陷，降低了对医师操作手法及诊断水平依赖过高的问题。
57.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
58.尽管在此结合各实施例对本技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本技术过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(compri步骤ing)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。
59.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在
不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。