CN115299986A - 一种超声成像设备及其超声检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的超声成像设备及其超声检查方法，启动实验检查流程，其用于指引用户完成多个目标对象的扫图任务并得到目标对象的超声图像的测量结果；基于用户的操作得到实验检查流程的操作序列信息；操作序列信息预先关联有一组超声参数；获取目标对象的标识并基于标识为目标对象新建扫图任务；根据操作序列信息关联的超声参数对目标对象进行扫图，得到目标对象的超声图像帧；对目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果；多个目标对象得到了测量结果后，将部分或全部的目标对象的标识以及测量结果汇总后导出。可见，本发明提供的实验检查流程适合大批量的科研用超声检查，检查效率高。

Description

一种超声成像设备及其超声检查方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声成像设备及其超声检查方法。

背景技术

针对科研应用，设计的时候往往是N组动物(多组对照)，一组动物动辄几十只上百只，使用超声仪器观察心脏、腹部等，需要一只只的打图，每只动物的数据要单独记录、存储、分析，最后所有数据放到一起做统计、比较。但实验动物由于有时间要求，一般要求在几天内甚至一两天内就要对所有动物检查完，因此做彩超时往往只能先集中把所有动物的图打好，然后再在后面做测量等后处理操作，再将所有动物的数据进行汇总。所以，实验动物打超声图像，由于实验动物数量多，导致不仅超声仪器操作的时间长，而且打图结束后，对所有图像的后处理时间、数据统计处理的时间也很长。

发明内容

本发明主要提供一种超声成像设备及其超声检查方法，旨在提高超声检查的效率。

一实施例提供一种超声检查方法，包括：

接收用于启动实验检查流程的指令，响应于所述指令，启动所述实验检查流程；所述实验检查流程用于指引用户完成多个目标对象的扫图任务并得到目标对象的超声图像的测量结果；

基于用户的操作得到所述实验检查流程的操作序列信息；所述操作序列信息预先关联有一组超声参数；

获取目标对象的标识；

基于所述标识为所述目标对象新建扫图任务；

根据所述操作序列信息关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到所述目标对象的超声图像帧；

对所述目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果；

多个目标对象得到了测量结果后，将部分或全部的目标对象的标识以及测量结果汇总后导出。

一实施例提供的所述方法中，所述用于启动实验检查流程的指令包括：用于将工作模式切换到实验模式的指令。

一实施例提供的所述方法中，所述获取目标对象的标识，包括：

识别目标对象的标签得到所述目标对象的标识；或者，

接收用户输入的目标对象的标识。

一实施例提供的所述方法中，所述识别目标对象的标签得到目标对象的标识，包括：

识别麻醉诱导盒中的目标对象的标签，得到所述目标对象的标识。

一实施例提供的所述方法中，所述识别目标对象的标签得到目标对象的标识之后，还包括：

结束上一目标对象的扫图任务。

一实施例提供的所述方法中，所述操作序列信息包括：目标动物类型、目标检查部位、目标切面和图像后处理目标方式中的多个。

一实施例提供的所述方法中，所述基于用户的操作得到所述实验检查流程的操作序列信息，包括：

在显示界面上显示设置页面，供用户选定所述实验检查流程的操作序列信息，基于用户在所述设置页面的选定操作，得到用户选定的操作序列信息；或者，

对用户操作超声成像设备执行初始目标对象的扫图任务的过程进行记录，得到该过程中用到的操作序列信息，将该操作序列信息作为所述实验检查流程的操作序列信息。

一实施例提供的所述方法中，所述根据所述操作序列信息关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到所述目标对象的超声图像帧，包括：

打图步骤、根据所述目标动物类型、目标检查部位和目标切面关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到实时的超声影像；

冻结步骤、接收冻结指令，响应于所述指令冻结所述超声影像；

选帧和存图步骤、接收用于从冻结的所述超声影像中选定一帧超声图像的指令，响应于所述指令，将选定的超声图像保存为所述目标切面的超声图像帧；或者，对冻结的所述超声影像中的每帧超声图像进行质量评估，得到每帧超声图像的质量指标，将质量指标最高的超声图像保存为所述目标切面的超声图像帧。

一实施例提供的所述方法中，所述操作序列信息包括的目标切面有多个，所述根据所述操作序列信息关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到所述目标对象的超声图像帧，还包括：

保存所述目标切面的超声图像帧之后，返回所述打图步骤对下一个目标切面进行打图，经过冻结步骤以及选帧和存图步骤之后保存下一个目标切面的超声图像帧；以此循环，直到保存有所有的目标切面的超声图像帧。

一实施例提供的所述方法中，还包括：

对冻结的所述超声影像中的每帧超声图像进行质量评估，得到每帧超声图像的质量指标，将质量指标最高的超声图像显示在显示界面上供用户选定。

一实施例提供的所述方法中，所述对所述目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果，包括：

对所述目标切面的超声图像帧进行质量评估，得到所述目标切面的超声图像帧的质量指标；

判断所述质量指标是否高于预设的质量阈值，若是则对所述目标切面的超声图像帧进行测量，得到测量结果；否则，输出用于提示超声图像质量不达标的提示信息。

一实施例提供的所述方法中，在所述质量指标不高于预设的质量阈值时，还包括：

接收用于重新打图的指令，响应于所述指令，返回所述打图步骤重新对目标切面进行打图，经过冻结步骤以及选帧和存图步骤之后重新保存目标切面的超声图像帧；或者，

接收用于继续打图的指令，响应于所述指令，返回所述打图步骤对下一个目标切面进行打图，经过冻结步骤以及选帧和存图步骤之后保存下一个目标切面的超声图像帧。

一实施例提供的所述方法中，所述对所述目标切面的超声图像帧进行质量评估，得到所述目标切面的超声图像帧的质量指标，包括：

分析所述目标切面的超声图像帧的图像质量，得到用于表征图像质量的第一指标；

识别所述目标切面的超声图像帧中的解剖结构，根据识别到的所述解剖结构得到用于表征打图质量的第二指标；

根据所述第一指标和第二指标得到用于表征综合质量的质量指标。

一实施例提供的所述方法中，所述对所述目标对象的超声图像进行测量，得到测量结果，包括：

从所述目标对象的超声图像帧中识别出对应的目标解剖结构，根据所述目标解剖结构预先关联的测量项目对所述目标解剖结构进行测量，得到测量结果。

一实施例提供的所述方法中，还包括：

接收用于调出所有未得到测量结果的超声图像帧的指令，响应于所述指令，在显示界面显示所有未得到测量结果的超声图像帧供用户手动测量；

基于用户的测量操作对未得到测量结果的超声图像帧进行测量，得到测量结果。

一实施例提供一种超声成像设备，包括：

超声探头；

发射/接收控制电路，用于控制超声探头向感兴趣区域发射超声波并接收所述超声波的回波；

人机交互装置，用于进行可视化输出，接收用户的输入；

处理器，用于执行程序以实现如上所述的方法。

一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。

依据上述实施例的超声成像设备及其超声检查方法，启动实验检查流程，其用于指引用户完成多个目标对象的扫图任务并得到目标对象的超声图像的测量结果；基于用户的操作得到实验检查流程的操作序列信息；操作序列信息预先关联有一组超声参数；获取目标对象的标识并基于标识为目标对象新建扫图任务；根据操作序列信息关联的超声参数对目标对象进行扫图，得到目标对象的超声图像帧；对目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果；多个目标对象得到了测量结果后，将部分或全部的目标对象的标识以及测量结果汇总后导出。可见，本发明提供的实验检查流程适合大批量的科研用超声检查，检查效率高。

附图说明

图1为本发明提供的超声成像设备一实施例的结构框图；

图2为本发明提供的超声检查方法一实施例的流程图；

图3为图2中步骤5一实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本发明提供的超声成像设备及其超声检查方法，通过提供自动化的工作流程，实现自动识别目标对象的标识、自动新建扫图任务、自动打图、自动测量和批量导出，非常适合大批量、重复性的科研用超声检查，检查效率高。下面通过一些实施例进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的超声成像设备，包括超声探头10、发射/接收控制电路(30和40)、处理器20、人机交互装置70和存储器80。

超声探头10包括由阵列式排布的多个阵元组成的换能器(图中未示出)。阵元用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波变换为电信号。因此每个阵元可用于实现电脉冲信号和超声波的相互转换，从而实现向目标对象的生物组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波的回波。

发射/接收控制电路用于控制超声探头10向感兴趣区域发射超声波并接收超声波的回波。发射/接收控制电路包括发射控制电路30和接收控制电路40。

发射控制电路30用于根据处理器20的控制，激励超声探头10向目标对象发射超声波。

接收控制电路40用于通过超声探头10接收从目标对象返回的超声回波以获得超声回波信号，还可以对超声回波信号进行处理。接收控制电路40可以包括一个或多个放大器、模数转换器(ADC)等。

人机交互装置70用于进行人机交互，例如输出可视化信息以及接收用户的输入。其接收用户的输入可采用键盘、操作按钮、鼠标、轨迹球、触摸板等，也可以采用与显示器集成在一起的触控屏；其输出可视化信息可以采用显示器。

存储器80用于存储各类数据。

超声成像设备还可以包括波束合成模块50和IQ解调模块60。

波束合成模块50和接收控制电路40信号相连，用于对回波信号进行相应的延时和加权求和等波束合成处理，由于被测组织中的超声波接收点到接收阵元的距离不同，因此，不同接收阵元输出的同一接收点的通道数据具有延时差异，需要进行延时处理，将相位对齐，并将同一接收点的不同通道数据进行加权求和，得到波束合成后的超声图像数据，波束合成模块50输出的超声图像数据也称为射频数据(RF数据)。波束合成模块50将射频数据输出至IQ解调模块60。在有的实施例中，波束合成模块50也可以将射频数据输出至存储器80进行缓存或保存，或将射频数据直接输出至处理器20进行图像处理。

波束合成模块50可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能。波束合成模块50可以集成在处理器20中，也可以单独设置，本发明不做限定。

IQ解调模块60通过IQ解调去除信号载波，提取信号中包含的组织结构信息，并进行滤波去除噪声，此时获取的信号称为基带信号(IQ数据对)。IQ解调模块60将IQ数据对输出至处理器20进行图像处理。在有的实施例中，IQ解调模块60还将IQ数据对输出至存储器80进行缓存或保存，以便处理器20从存储器80中读出数据进行后续的图像处理。

IQ解调模块60也可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能。同样的，IQ解调模块60可以集成在处理器20中，也可以单独设置，本发明不做限定。

处理器20用于配置成能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(CPU)、一个或多个微处理器、图形控制器电路(GPU)或其他任何电子部件，其可以根据输入的指令或预定的指令对外围电子部件执行控制，或对存储器80执行数据读取和/或保存，也可以通过执行存储器80中的程序对输入数据进行处理，例如根据一个或多个工作模式对采集的超声数据执行一个或多个处理操作，处理操作包括但不限于调整或限定超声探头10发出的超声波的形式，生成各种图像帧以供后续人机交互装置70的显示器进行显示，或者调整或限定在显示器上显示的内容和形式，或者调整在显示器上显示的一个或多个图像显示设置(例如超声图像、界面组件、定位感兴趣区域)。

接收到回波信号时，所采集的超声数据可由处理器20在扫描期间实时地处理，也可以临时存储在存储器80上，并且在联机或离线操作中以准实时的方式进行处理。

本实施例中，处理器20控制发射控制电路30和接收控制电路40的工作，例如控制发射控制电路30和接收控制电路40交替工作或同时工作。处理器20还可根据用户的选择或程序的设定确定合适的工作模式，形成与当前工作模式对应的发射序列，并将发射序列发送给发射控制电路30，以便发射控制电路30采用合适的发射序列控制超声探头10发射超声波。

处理器20还用于对超声数据进行处理，以生成扫描范围内的信号强弱变化的灰度图像，该灰度图像反映组织内部的解剖结构，称为B图像。处理器20可以将B图像输出至人机交互装置70的显示器进行显示。

现有的超声成像设备通常是由超声医生来操作，超声医生经验丰富，能熟练的使用超声成像设备纷繁复杂的功能。而对于其他医护人员而言，超声成像设备功能多样，需要花费大量的时间和精力进行学习后才能使用。在科研应用的场景下，不论是超声医生还是其他医护人员，都需要人工对大量的实验动物进行检查和测量，花费时间长。以研究心梗方面的应用举例，一般使用小鼠作为实验动物。用户使用超声成像设备的操作流程如下：

1.将小鼠放入麻醉诱导盒进行麻醉。

2.麻醉后的小鼠固定在实验台上，口鼻部插入麻醉管道内进行持续麻醉，同时对小鼠腹部进行脱毛。

3.每只老鼠都戴有一个“耳环”，上有编号，操作者在超声仪器上新建动物并将老鼠编号录入作为动物识别ID。

4.然后选择小鼠的探头、心脏检查模式，根据实验目的，对小鼠心脏的相应切面进行打图。探头放到要扫查的切面上，扫查B模式图像，根据需要选择是否扫查B+M、B+C或B+C+PW等模式，存图。然后放到下一个扫查切面上，重复上述操作。这里要说明下，心脏有很多切面，但一般实验只会对其中的某几个进行扫查，实验扫查心脏同医院临床扫查心脏是不同的，临床会尽可能多的扫查到完整心脏以排除心脏可能存在的问题，而实验是有明确目的和观察对象的，所以一般只会针对明确的几个甚至只有1-2个切面进行扫查，同时也只会根据需要选择是否扫查B+M、B+C或B+C+PW等模式，其中B模式图像是一定会扫查的。

5.一只小鼠检查完，结束检查并新建下一个动物，输入下一个小鼠的编号，重复第1-4步的操作，直至所有小鼠检查完。

6.然后在机器上(或者如果有单独的后处理软件，可以将数据导出后到PC端的后处理软件上)对所有检查数据进行后处理，如：在M图像上对各个腔室、壁厚等进行测量，在PW图谱上对血管内流速进行测量。

7.然后将所有检查图像、测量数据等导出，整理成数据表格进行汇总。

从上述步骤可知，用户需要一步一步手动操作，面对大批量的实验鼠检测时，非常耗时。而本发明提供的超声成像设备，能提高实验检查流程的自动化程度，进而提高了用户的工作效率。如图2所示，处理器20控制超声成像设备进行超声检查，其具体包括如下步骤：

步骤1、处理器20通过人机交互装置70接收用于启动实验检查流程的指令，响应于该指令，启动实验检查流程。实验检查流程用于指引用户完成多个目标对象的扫图任务并得到目标对象的超声图像的测量结果。用于启动实验检查流程的指令可以包括：用于将工作模式切换到实验模式的指令。例如，可以在显示界面上设置多种工作模式的虚拟按键，其中一个工作模式为实验模式，用户操作人机交互装置70选定实验模式的虚拟按键，则发出了用于将工作模式切换到实验模式的指令。当然，也可以设置实体按键，用户触发该实体按键后，则发出用于将工作模式切换到实验模式的指令。在实验模式下处理器20启动预设的实验检查流程。

步骤2、处理器20基于用户的操作得到实验检查流程的操作序列信息。操作序列信息预先关联有一组超声参数。

得到实验检查流程的操作序列信息可以有多种方式，下面具体介绍两种。

一种方式是处理器20在人机交互装置70的显示界面上显示设置页面，供用户选定实验检查流程的操作序列信息。操作序列信息可以包括：动物类型、检查部位、切面、图像模式和图像后处理方式中的多个，本实施例以包括这五个为例进行说明。例如，设置页面呈现多种可选的动物类型供用户选定，如提供鼠、猫、犬等类型供用户选定。不同类型的动物，决定了超声扫查、检查部位、后续图像处理中的一部分参数(该部分参数随动物类型的不同而不同)，即动物类型预先关联有一组超声参数，这组超声参数适用于该类型的动物。用户选定一动物类型，选定的动物类型就是目标动物类型。设置页面呈现目标动物类型预先关联的多种可选的检查部位供用户选定，如提供心脏、肺部、腹部等供用户选定。检查部位同样预先关联有一组超声参数，例如不同的检查部位其关联的切面、超声图像的注释、体位图名称/类型、测量项目等可能不同。用户选定一检查部位，选定的检查部位就是目标检查部位。设置页面呈现目标检查部位预先关联的多种可选的切面供用户选定，如提供长轴四腔心切面、短轴主肺动脉切面等供用户选定，切面同样预先关联有一组超声参数，例如不同的切面其关联的图像模式、图像后处理方式、超声图像的注释、测量项目等可能不同。用户选定一切面，选定的切面就是目标切面。设置页面呈现目标切面预先关联的多种可选的图像模式和/或可选的图像后处理方式供用户选定。图像模式例如有B模式，M模式，C模式，PW模式，B+M模式，B+C模式，B+C+PW等，图像模式同样预先关联有一组超声参数。可在长轴四腔心切面上扫查B、B+M图像，在短轴主肺动脉切面上扫查B、B+C、B+C+PW图像。用户选定一图像模式，选定的图像模式就是目标图像模式。图像后处理方式可以是测量项目。例如，长轴四腔心切面需要在B图像上做的测量项目为LA Diam(左房内径)，在M图像上需要做的测量项目为：IVSd(舒张期室间隔厚度)、LVIDd(舒张末期左室短轴径)、LVPWd(舒张末期左心室后壁厚度)、IVSs(收缩期室间隔厚度)、LVIDs(收缩末期左室短轴径右径)、LVPWs(收缩末期左心室后壁厚度)、LVEDV(左心室舒张末期容积)、LVESV(左心室收缩末期容积)、FS(缩短分数)和EF(射血分数)；而在短轴主肺动脉切面B图像上可不做任何操作，C图像上可不做任何操作，PW图谱上需要做的测量项目为肺动脉流速(这里B图像是为了方便观察哪里是血管，C图像是为了确认血流，都是为了PW图像做准备的)。用户选定一图像后处理方式，选定的图像后处理方式就是图像后处理目标方式。

即，用户在设置页面可以选定当前实验检查流程的操作序列信息，处理器20基于用户在设置页面的选定操作，得到用户选定的操作序列信息(目标动物类型、目标检查部位、目标切面、目标图像模式和图像后处理目标方式)。

另一种方式是处理器20对用户操作超声成像设备执行初始目标对象的扫图任务的过程进行记录，得到该过程中用到的操作序列信息，将该操作序列信息作为当前实验检查流程的操作序列信息。即，处理器20可以通过“录制”用户的操作进而得到当前实验检查流程的操作序列信息。可以在用户对第一个小鼠进行检查时进行“录制”；也可以提前“录制”，对第一个小鼠进行检查时就可以使用用户选定的操作序列信息。下面一一进行介绍。

例如，处理器20获取初始目标对象的标识，基于标识为初始目标对象新建扫图任务；处理器20通过人机交互装置70接收录制启动指令；该指令可以由人机交互装置70中的特定按钮触发，也可以在一些显示界面中由光标点击而触发。处理器20响应于该录制启动指令，通过人机交互装置70显示扫查界面，对用户基于该扫查界面执行的扫查操作进行记录，得到目标动物类型、目标检查部位、目标切面、目标图像模式和图像后处理目标方式。其中，扫查操作包括打图操作，冻结操作，选帧和存图操作，标注操作以及解冻图像操作等；标注操作包括添加体位图、注释和测量中的至少一个。

又例如，处理器20通过人机交互装置70接收录制启动指令，响应于该录制启动指令，通过人机交互装置70显示扫查界面，对用户基于该扫查界面执行的扫查操作进行记录，得到目标动物类型、目标检查部位、目标切面、目标图像模式和图像后处理目标方式。即，用户可以不对具体的小鼠进行扫图，只对超声成像设备进行常规的操作即可。

步骤3、处理器20获取目标对象的标识。目标对象的标识用于唯一标记目标对象，其可以是编号、ID等。目标对象通常是实验动物，本实施例中，目标对象为鼠，鼠耳朵上设置有标签，标签上具有该鼠的编号。

目标对象的标识可以由用户手动输入，即，处理器20通过人机交互装置70接收用户输入的目标对象的标识。当然，目标对象的标识也可以自动识别得到，即处理器20识别目标对象的标签得到目标对象的标识。具体的，超声成像设备还包括识别装置(图中未示出)，处理器20通过识别装置识别麻醉诱导盒中的目标对象的标签，得到目标对象的标识。麻醉诱导盒用于麻醉目标对象。识别装置可设置在麻醉诱导盒上，便于识别目标对象的标识。识别装置可以是摄像头，通过拍摄目标对象的标签，进而对标签图像进行识别得到目标对象的标识。识别装置也可以是扫码枪，通过红外、射频识别或NFC等技术来扫描目标对象的标签，进而得到目标对象的标识。

得到目标对象的标识之后，处理器20结束上一目标对象的扫图任务，即，得到目标对象的标识之后，若当前存在扫图任务，则处理器20结束当前的扫图任务。

可见，用户只需要将小鼠放入到麻醉诱导盒，识别装置就能自动将识别到的编号填入超声成像设备当前检查的动物ID处。当一只小鼠检查完，要进行下一只小鼠的检查时，无需用户手动结束检查并新建动物，可以通过识别到诱导盒内放入了一只新的老鼠，识别到了新的编号来触发自动结束当前扫图任务并新建下一个小鼠的扫图任务，并将识别到的新的编号录入超声成像设备的系统作为新小鼠的动物ID。自动化程度高，节省了用户的操作时间。

步骤4、处理器20基于目标对象的标识为目标对象新建扫图任务。

步骤5、处理器20根据操作序列信息关联的超声参数向目标对象的目标组织发射超声波，并接收超声波的回波，基于超声波的回波得到目标对象的超声图像帧。具体的，如图3所示，本步骤包括如下步骤：

步骤51、打图步骤、处理器20根据目标动物类型、目标检查部位和目标切面关联的超声参数(即当前采用的超声参数由目标动物类型、目标检查部位和当前的目标切面确定)，通过发射控制电路30控制超声探头10向目标对象的目标组织发射超声波，并通过接收控制电路40控制超声探头10接收超声波的回波，之后基于超声波的回波得到实时的超声影像。处理器20可以通过人机交互装置70显示实时的超声影像。

步骤52、冻结步骤、处理器20接收冻结指令，响应于该指令冻结超声影像。例如，以长轴四腔心切面的B图像为例，用户调整好图像后可操作人机交互装置70发出冻结指令。

步骤53、选帧和存图步骤。本步骤可以由用户来选取超声图像帧，也可以自动确定超声图像帧。下面一一介绍。

处理器20接收用于从冻结的超声影像中选定一帧超声图像的指令，响应于该指令，将选定的超声图像保存为目标切面的超声图像帧。即用户在冻结的超声影像中挑选一帧超声图像作为目标切面的超声图像并保存。

处理器20也可以对冻结的超声影像中的每帧超声图像进行质量评估，得到每帧超声图像的质量指标。

具体的，处理器20分析目标切面的超声图像帧的图像质量，得到用于表征图像质量的第一指标。第一指标可以是质量评分数值，也可以是质量等级(如低、中、高、合格、不合格等)等，能反映出图像质量即可。图像质量即图像本身的质量，可体现在清晰度、分辨率、解剖结构的相似度、信噪比、均方误差等参数上。

处理器20可以通过深度学习模型来估计第一指标。具体的，预先构建一个第一超声图像数据库，其中每个超声图像标记了超声图像的图像质量(第一指标)。预先设置一个第一深度学习模型，如EfficientNet模型、MobileNet模型、VGG模型、ResNet模型及AlexNet模型等。使用构建的第一超声图像数据库对第一深度学习模型进行训练，训练结束后，即得到了训练好的第一深度学习模型。处理器20将冻结的超声影像中的每帧超声图像输入到训练好的第一深度学习模型，第一深度学习模型就会输出该超声图像的图像质量(第一指标)。

处理器20也可以通过传统的图像质量评价方法来估计超声图像的图像质量(第一指标)，包括：全参考、无参考和部分参考图像质量评价，主观图像质量评价方法、机器学习图像质量评价等中的一种或多种。其中：全参考图像质量评价方法则是提供一张标准的参考图像，然后计算待评价图像(超声图像)与参考图像之间的距离/误差(可以是信噪比、均方误差、结构相似度等)，通过对得到的误差/距离进行分析，即可得到待评价图像的质量。半参考图像质量评价是只使用待评价图像(超声图像)的特征信息，通过对比参考图像和待评价图像之间关键特征信息，即可得到待评价图像的质量。无参考图像质量评价是只使用超声图像自身的特征(方差、图像熵、空间频率、对比度、平均梯度)进行评价，进行综合分析得到超声图像的图像质量。

处理器20识别目标切面的超声图像帧中的解剖结构，根据识别到的解剖结构得到用于表征打图质量的第二指标。第二指标可以是质量评分数值，也可以是质量等级(如低、中、高等)等，能反映出打图质量即可。打图质量反映的是医生操作超声探头的手法的正确性，经验丰富的医生打图质量通常较高，而经验欠缺的医生可能就需要花费较多的时间才能打到质量相对较好的超声图像。

处理器20识别目标切面的超声图像帧中的解剖结构可以有多种方式，例如，处理器20通过深度学习目标检测和图像分割的方法来进行识别。具体的，预先构建一个第二超声图像数据库，其中每张超声图像标记了目标切面对应的解剖结构区域，具体标记有：解剖结构是否存在，若存在的话，解剖结构所处的位置。预先设置一个第二深度学习模型，使用构建的第二超声图像数据库对第二深度学习模型进行训练，训练结束后，即得到了训练好的第二深度学习模型。处理器20将超声图像输入到第二深度学习模型，第二深度学习模型就会输出是否包含目标切面对应的解剖结构的结果，若包含，还会输出解剖结构的具体位置。又例如，处理器20基于机器学习的目标检测方法来识别。还例如，处理器20基于机器学习的图像分割方法来识别。

各个切面所对应的解剖结构预先设置有对应的权重。处理器20识别到解剖结构后，分别对从超声图像中识别到的各个解剖结构赋予对应的权重，对各个解剖结构按照对应的权重累加求和，得到第二指标。通常是切面的重要解剖结构权重高，不太重要的解剖结构权重低。医生打图手法好则能得到切面对应的所有解剖结构，打图手法不好则得到的解剖结构少，相应的质量评分数值(第二指标)就低，或者质量等级就低。

处理器20根据第一指标和第二指标得到用于表征综合质量的质量指标。例如，第一指标和第二指标预先设置有对应的权重。处理器20分别对第一指标和第二指标赋予对应的权重，如第一指标乘以对应的权重，第二指标乘以对应的权重，对第一指标和第二指标按照对应的权重累加求和，得到质量指标。同样的，质量指标可以是质量评分数值，也可以是质量等级。质量指标采用质量评分数值，则处理器20判断质量指标是否达到预设阈值，若是则确定超声图像的质量达标，否则确定超声图像的质量未达标。质量指标是质量等级，则处理器20判断质量指标是否达到预设等级，若是则确定超声图像的质量达标，否则确定超声图像的质量未达标。

处理器20还可以在显示界面显示第一指标、第二指标和/或质量指标，让用户直观的看到超声图像的图像质量、打图质量和/或综合质量。

处理器20可以将质量指标最高的超声图像保存为目标切面的超声图像帧，如此，无需用户自己去判断。处理器20也可以将质量指标最高的超声图像显示在显示界面上供用户选定，用户可以选质量指标最高的超声图像，也可以选其他的超声图像，即处理器20接收用于从冻结的超声影像中选定一帧超声图像的指令，响应于该指令，将选定的超声图像保存为目标切面的超声图像帧。

处理器20还可以判断质量指标是否高于质量阈值，在质量指标不高于预设的质量阈值时，处理器20输出用于提示超声图像质量不达标的提示信息，例如通过人机交互装置70显示该提示信息，并提供重新打图和继续打图的选项供用户选定。若用户选择重新打图，则处理器20接收用于重新打图的指令，响应于该指令，返回打图步骤51重新对目标切面进行打图，经过冻结步骤52以及选帧和存图步骤53之后重新保存目标切面的超声图像帧，即重复图3所示的步骤，直到质量指标高于质量阈值。若用户选择继续打图，则处理器20接收用于继续打图的指令，响应于该指令，返回打图步骤51对下一个目标切面进行打图，经过冻结步骤52以及选帧和存图步骤53之后保存下一个目标切面的超声图像帧。

操作序列信息包括的目标切面可以有多个，处理器20保存目标切面的超声图像帧之后，返回打图步骤51对下一个目标切面进行打图，经过冻结步骤52以及选帧和存图步骤53之后保存下一个目标切面的超声图像帧；以此循环，直到保存有所有的目标切面的超声图像帧。

步骤6、处理器20对目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果。具体的，在质量指标是否高于预设的质量阈值时，处理器20对目标切面的超声图像帧进行测量，得到测量结果。因为目标切面是何种类型，其关联的后处理方式等都是已知的，因此目标切面的超声图像帧上需要对何种目标解剖结构做哪些测量也是已知的，都可以提前预设好。在前述步骤中处理器20已经从目标对象的超声图像帧中识别出了对应的目标解剖结构，因此根据目标解剖结构预先关联的测量项目对目标解剖结构进行测量，即可得到测量结果。在质量指标不高于质量阈值时，若前述步骤用户选择了继续打图，则无需对质量指标不高于质量阈值的超声图像帧进行测量，后续可由用户手动测量。

同样以心脏为例，当前的目标切面是长轴四腔心切面，超声图像帧为B图像，处理器20识别到左心房后，若质量指标高于质量阈值则测量LA Diam，并将测量结果存储到存储器80上，识别目标解剖结构、自动测量以及测量结果可不显示在界面上，即在后台进行，然后处理器20将图像模式从B模式自动切换到M模式并调整取样线界面。若质量指标不高于质量阈值，即图像质量达不到自动测量标准，不能识别出LA Diam，则弹出提示信息提示用户，用户可以选择重新打图，也可以选择后续进行手动测量然后继续检查，处理器20自动切换到M模式调整取样线界面。

用户可调整M取样线到目标位置，点击启动扫描(重新回到打图步骤51)，处理器20通过超声探头10开始扫描M图像，用户看到需要的图像后冻结(冻结步骤52)，调整到要保存的一帧图像后，点击保存(选帧和存图步骤53)。处理器20识别M图像中的目标解剖结构，如左心房、左心室等，若M图像的质量指标高于质量阈值，则自动测量IVSd、LVIDd、LVPWd、IVSs、LVIDs、LVPWs，自动计算LVEDV、LVESV、FS和EF，并将测量结果存储到存储器80，然后处理器20自动切换到短轴主肺动脉切面的B图像模式；开启下一个目标切面的打图步骤。若图像质量达不到自动测量标准，不能识别出舒张末及收缩末的各个室壁及测量结果，则弹出提示信息提示用户，用户可以选择重新打图，也可以选择后续进行手动测量然后继续检查，处理器20自动切换到短轴主肺动脉切面的B图像模式。

对于短轴主肺动脉切面，处理器20和用户执行图3所示的步骤。

之后，处理器20自动切换到B+C模式，并在显示界面显示C模式的取样框，用户操作人机交互装置70调整取样框大小及位置到目标区域，冻结图像，并调整到要保存的一帧图像后，点击保存，之后处理器20自动切换到B+C+PW模式调整PW取样线界面。

用户调整PW取样线到目标位置，点击启动扫描，系统开始扫描PW频谱，用户看到需要的图像后冻结，调整到要保存的一帧图像后，点击保存。

处理器20自动识别图谱，判断图谱的质量指标是否高于质量阈值，若高于质量阈值则自动测量肺动脉流速，并将测量结果保存到存储器，若操作序列信息中的所有目标切面均得到了超声图像帧，则显示界面可停留在用户最后执行的操作界面下。若图谱的质量指标不高于质量阈值，则不能识别出LA Diam，则弹出提示信息提示用户，用户可以选择重新打图，也可以选择后续进行手动测量然后处理器20因操作序列信息均已完成停留在用户最后执行的操作界面下。

步骤7、多个目标对象得到了测量结果后，处理器20将部分或全部的目标对象的标识以及测量结果汇总后导出。例如，所有小鼠都检查完毕后，用户可以操作人机交互装置发出用于调出所有未得到测量结果的超声图像帧的指令，处理器20接收到该指令后，响应于该指令，在人机交互装置的显示界面显示所有未得到测量结果的超声图像帧供用户手动测量；进而基于用户的测量操作对未得到测量结果的超声图像帧进行测量，得到测量结果。从而补全了所有的测量数据。用于调出所有未得到测量结果的超声图像帧的指令可以是用于结束实验检查流程的指令，即用户操作人机交互装置发出用于结束实验检查流程的指令，处理器20响应于该指令，结束实验检查流程并在人机交互装置的显示界面显示所有未得到测量结果的超声图像帧供用户手动测量。处理器20还可以在显示界面显示导出按键，用户触发导出按键后，在显示界面显示所有目标对象的标识供用户选定，处理器20基于用户选定的目标对象的标识，将选定的目标对象的标识及其测量结果汇总后导出，可以汇总到Exce l表格中导出，可以导出到用户指定的存储路径中，方便用户后续对数据进行汇总、分析。当然，处理器20也可以将部分或全部的目标对象的标识以及测量结果汇总后导出到与超声成像设备通信连接的PC端，用户可通过PC端的后处理软件对未得到测量结果的超声图像帧进行测量，然后在PC端将所有数据统一导出。

可见，本发明提供的超声成像设备，能实现目标对象标识的自动识别、自动新建扫图任务、自动打图、自动测量以及批量导出，需要的人工操作较少，从而极大的提高了科研超声检查的效率。

本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现(例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中)。

另外，如本领域技术人员所理解的，本文的原理可以反映在计算机可读存储介质上的计算机程序产品中，该可读存储介质预装有计算机可读程序代码。任何有形的、非暂时性的计算机可读存储介质皆可被使用，包括磁存储设备(硬盘、软盘等)、光学存储设备(CD-ROM、DVD、Blu Ray盘等)、闪存和/或诸如此类。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以形成机器，使得这些在计算机上或其他可编程数据处理装置上执行的指令可以生成实现指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，这样存储在计算机可读存储器中的指令就可以形成一件制造品，包括实现指定功能的实现装置。计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，从而在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生一个计算机实现的进程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令可以提供用于实现指定功能的步骤。

虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。

前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应根据以下权利要求确定。

Claims (17)

1.一种超声检查方法，其特征在于，包括：

接收用于启动实验检查流程的指令，响应于所述指令，启动所述实验检查流程；所述实验检查流程用于指引用户完成多个目标对象的扫图任务并得到目标对象的超声图像的测量结果；

基于用户的操作得到所述实验检查流程的操作序列信息；所述操作序列信息预先关联有一组超声参数；

获取目标对象的标识；

基于所述标识为所述目标对象新建扫图任务；

根据所述操作序列信息关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到所述目标对象的超声图像帧；

对所述目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果；

多个目标对象得到了测量结果后，将部分或全部的目标对象的标识以及测量结果汇总后导出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于启动实验检查流程的指令包括：用于将工作模式切换到实验模式的指令。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标对象的标识，包括：

识别目标对象的标签得到所述目标对象的标识；或者，

接收用户输入的目标对象的标识。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述识别目标对象的标签得到目标对象的标识，包括：

识别麻醉诱导盒中的目标对象的标签，得到所述目标对象的标识。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别目标对象的标签得到目标对象的标识之后，还包括：

结束上一目标对象的扫图任务。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作序列信息包括：目标动物类型、目标检查部位、目标切面和图像后处理目标方式中的多个。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于用户的操作得到所述实验检查流程的操作序列信息，包括：

在显示界面上显示设置页面，供用户选定所述实验检查流程的操作序列信息，基于用户在所述设置页面的选定操作，得到用户选定的操作序列信息；或者，

对用户操作超声成像设备执行初始目标对象的扫图任务的过程进行记录，得到该过程中用到的操作序列信息，将该操作序列信息作为所述实验检查流程的操作序列信息。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述操作序列信息关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到所述目标对象的超声图像帧，包括：

打图步骤、根据所述目标动物类型、目标检查部位和目标切面关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到实时的超声影像；

冻结步骤、接收冻结指令，响应于所述指令冻结所述超声影像；

选帧和存图步骤、接收用于从冻结的所述超声影像中选定一帧超声图像的指令，响应于所述指令，将选定的超声图像保存为所述目标切面的超声图像帧；或者，对冻结的所述超声影像中的每帧超声图像进行质量评估，得到每帧超声图像的质量指标，将质量指标最高的超声图像保存为所述目标切面的超声图像帧。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述操作序列信息包括的目标切面有多个，所述根据所述操作序列信息关联的超声参数向所述目标对象的目标组织发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于所述超声波的回波得到所述目标对象的超声图像帧，还包括：

保存所述目标切面的超声图像帧之后，返回所述打图步骤对下一个目标切面进行打图，经过冻结步骤以及选帧和存图步骤之后保存下一个目标切面的超声图像帧；以此循环，直到保存有所有的目标切面的超声图像帧。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括：

对冻结的所述超声影像中的每帧超声图像进行质量评估，得到每帧超声图像的质量指标，将质量指标最高的超声图像显示在显示界面上供用户选定。

11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述对所述目标对象的超声图像帧进行测量，得到测量结果，包括：

对所述目标切面的超声图像帧进行质量评估，得到所述目标切面的超声图像帧的质量指标；

判断所述质量指标是否高于预设的质量阈值，若是则对所述目标切面的超声图像帧进行测量，得到测量结果；否则，输出用于提示超声图像质量不达标的提示信息。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述质量指标不高于预设的质量阈值时，还包括：

接收用于重新打图的指令，响应于所述指令，返回所述打图步骤重新对目标切面进行打图，经过冻结步骤以及选帧和存图步骤之后重新保存目标切面的超声图像帧；或者，

接收用于继续打图的指令，响应于所述指令，返回所述打图步骤对下一个目标切面进行打图，经过冻结步骤以及选帧和存图步骤之后保存下一个目标切面的超声图像帧。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述目标切面的超声图像帧进行质量评估，得到所述目标切面的超声图像帧的质量指标，包括：

分析所述目标切面的超声图像帧的图像质量，得到用于表征图像质量的第一指标；

识别所述目标切面的超声图像帧中的解剖结构，根据识别到的所述解剖结构得到用于表征打图质量的第二指标；

根据所述第一指标和第二指标得到用于表征综合质量的质量指标。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标对象的超声图像进行测量，得到测量结果，包括：

从所述目标对象的超声图像帧中识别出对应的目标解剖结构，根据所述目标解剖结构预先关联的测量项目对所述目标解剖结构进行测量，得到测量结果。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

接收用于调出所有未得到测量结果的超声图像帧的指令，响应于所述指令，在显示界面显示所有未得到测量结果的超声图像帧供用户手动测量；

基于用户的测量操作对未得到测量结果的超声图像帧进行测量，得到测量结果。

16.一种超声成像设备，其特征在于，包括：

超声探头；

发射/接收控制电路，用于控制超声探头向感兴趣区域发射超声波并接收所述超声波的回波；

人机交互装置，用于进行可视化输出，接收用户的输入；

处理器，用于执行程序以实现如权利要求1至15中任意一项所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1至15中任意一项所述的方法。

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