CN116262050A - 用于超声标准切面的寻找方法以及测量膀胱容积的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗成像领域，具体涉及一种用于超声标准切面的寻找方法，其特征在于，包括获取人体姿态图像，根据目标位置给出探头初始位置的第一提示；根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；获取探头的位姿；给出第二提示，将探头移动至探头扫查阈值空间内，其中，探头扫查阈值空间包括探头参数和超声图像特征参数。本发明通过将探头放置在该探头扫查阈值空间内，用户可轻易获得患者的标准检查面。对于探头不在指定空间内，则给出引导提示，并由用户根据提示，将探头移动至该阈值扫查空间内，快速获得患者的标准检查面。通过该扫查阈值空间来引导探头的放置位置，从而缩小超声探头导航过程中的搜索空间，减小了数据采集及计算量。
Description
技术领域
本发明涉及医疗成像技术领域，具体涉及一种用于超声标准切面的寻找方法以及测量膀胱容积的计算方法。
背景技术
在医疗成像的定位方法中、特别是在超声成像的定位方法中，能在被检体上快速的找到被检体的待扫查部位起到一个很重要的作用。下面以超声检查为例。
超声检查是一种非手术的诊断性检查，对受检者无痛苦、无损伤、无放射性。并且，超声可以清晰地显示内脏器官及器官周围的各种断面图像。由于图像实体感丰富，接近于解剖地真实结构，因此应用超声检查可以早期明确诊断病因，从专业的医疗疾病诊断到日常化的健康指标评估，超声检查的应用范围越来越广。
传统的超声检查通常是利用操作人员手持超声探头进行待扫查部位的扫查，在扫查过程中，操作人员往往需要根据显示屏显示的超声图像，不断调整超声探头的扫查轨迹，其最终的目的是保证超声探头将待扫查部位完全扫查。但是，这种方式需要操作人员熟悉人体各个部位的超声图像，并能根据超声图像判断超声探头的扫查轨迹，对于操作人员的专业性要求颇高；而且，超声探头的扫查轨迹依靠操作人员仅根据超声图像进行主观选择，常常会存在未扫查到的位置，不利于后续对待扫查部位进行准确的医学诊断。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于医疗成像的定位方法及医疗成像系统，以解决现有技术中超声检查对操作人员的要求高、扫查不全面的问题。本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于超声标准切面的寻找方法，包括：
获取人体姿态图像，根据目标位置给出探头初始位置的第一提示；
根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；
获取探头的位姿；
给出第二提示，将探头移动至探头扫查阈值空间内，并在此探头扫查阈值空间内寻找超声扫查的标准切面；其中，探头扫查阈值空间的参数包括探头参数和超声图像特征参数。
根据本发明的一个优选实施方式，所述探头参数包括位移以及角度，所述位移和角度通过设于探头的惯性测量单元获取。
根据本发明的一个优选实施方式，所述探头参数还包括力度，所述力度通过安装在探头上的力度传感器获取。
根据本发明的一个优选实施方式，所述超声图像特征参数包括超声图像的分值，通过评分模型来判断超声图像的分值，当分值大于设定阈值时，则判定为标准切面。
根据本发明的一个优选实施方式，所述评分模型通过如下方式获取：先将不同器官的超声图形进行评分，并将该些超声图形输入评分模型中进行训练。
根据本发明的一个优选实施方式，其特征在于，所述评分模型根据超声图像中的组织特征进行评分。
第二方面，本发明实施例提供了一种测量膀胱容积的计算方法，包括：
获取人体姿态图像，计算出膀胱在人体姿态图像上的位置，并据此给出探头初始位置的第一提示；
根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；
获取探头的位姿；
给出第二提示，将探头移动至第一探头扫查阈值空间内以获得第一标准切面处的第一超声图像和第二探头扫查阈值空间内以获得第二标准切面处的第二超声图像，所述第一探头扫查阈值空间为膀胱横截面处的位置，所述第二探头扫查阈值空间为膀胱纵截面处的位置，其中，探头扫查阈值空间的参数包括探头参数和超声图像特征参数；
根据第一超声图像和第二超声图像计算膀胱的容积。
根据本发明的一个优选实施方式，所述探头参数包括位移以及角度，所述位移和角度通过设于探头的惯性测量单元获取，所述超声图像特征参数包括超声图像的分值，通过评分模型来判断超声图像的分值，当分值大于设定阈值时，则判定为标准切面。
根据本发明的一个优选实施方式，所述人体姿态图像通过相机获取。
根据本发明的一个优选实施方式，所述人体姿态图像、第一提示和第二提示均在同一界面上显示。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的实施例通过将探头放置在该探头扫查阈值空间内，用户可轻易获得患者的标准检查面。对于探头不在指定空间内，则给出引导提示，并由用户根据提示，将探头移动至该阈值扫查空间内，快速获得患者的标准检查面。通过该扫查阈值空间来引导探头的放置位置，从而缩小超声探头导航过程中的搜索空间，减小了数据采集及计算量。
附图说明
图1为本发明实施例中的根据第一提示放置探头示意图。
图2为本发明实施例中的用于超声标准切面的寻找方法流程图。
图3为本发明实施例中的测量膀胱容积的计算方法流程图。
图4为本发明实施例中的膀胱横截面测量膀胱长度的示意图。
图5为本发明实施例中的膀胱纵截面测量膀胱宽度和深度的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于超声标准切面的寻找方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
参见图1以及图2所示，一种用于超声标准切面的寻找方法，包括：
获取人体姿态图像，根据目标位置给出探头初始位置的第一提示；在该实施方式中，可通过相机来获取人体的姿态图像；比如，在检测时，待检对象可躺在床上，相机置于待检对象的上方；通过相机拍照来获取待检对象的人体姿态图像100；当需要检测的器官为膀胱200（目标位置）时，此时，人体姿态图像100上的对应部位可高亮显示以作为提示；在其它的方式中，该部位也可通过一个点、一个线或者一个面来进行提示；也可以通过一个箭头外加文字进行提示；具体提示方式，在此不做任何限制；
根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；在图1中，第一提示300可为位于膀胱200上的两条平行的线；在该第一提示300的指引下，将超声探头置于该两条平行的线范围内，以获得超声图像；在该实施方式中，超声探头放置到两条平行线之间的区域；
实时获取探头的位姿（即位移和角度）；通过设于探头的惯性测量单元（IMU）并结合相机来实时获取探头的位姿；在其它实施方式中，也可通过采集到的超声图像并结合惯性测量单元获取到的数据来实时获取探头的位姿；
给出第二提示，将探头移动至探头扫查阈值空间内，并在此探头扫查阈值空间内寻找超声扫查的标准切面；其中，探头扫查阈值空间的参数包括探头参数和超声图像特征参数；所述探头参数包括位移以及角度，可通过设于探头的惯性测量单元获取；第二提示根据探头的实时位姿以及探头的目标位姿来确定；当探头移动到目标位姿处时，根据超声图像的分值来判定是否为标准切面；当分值大于设定阈值时，则判定为标准切面；
在移动探头时，可先将探头移动到目标位置处，该目标位置位于探头扫查阈值空间内；接着摆动探头的角度，使其位于探头扫查阈值空间内，并通过计算机实时计算超声图像的分值；当分值大于设定阈值时，则判定该切面为标准切面；若在该处未找到大于设定阈值的超声图像，保持探头的角度，同时移动超声探头到另一位置；该位置也位于探头扫查阈值空间内；判断超声图像的分值是否大于设定阈值，若是，则该切面为标准切面；若否，则重复上一步骤，直至找到标准切面；
所述探头参数还包括力度，所述力度通过安装在探头上的力度传感器获取；
所述超声图像的分值通过评分模型来判断超声图像的分值，所述评分模型通过如下方式获取：先将不同器官的超声图形进行评分，并将该些超声图形输入评分模型中进行训练，生成评分模型；
标准切面评分模型的训练：该模型针对各器官输入超声图像进行处理，检测输入图像中包含的各组织特征，并给出各组织特征的评分；其中该模型针对不同器官的不同切面有不同的特征组合方式；
膀胱的标准切面的组织特征包括：膀胱壁，男性可见甲状腺、女性可见子宫；
肝脏的标准切面的组织特征包括：门静脉、肝静脉、胆管、肝缘、淋巴结等；
FAST的标准切面的组织特征包括：心尖、肝肾切面、膀胱结构、脾脏等；
产科的标准切面的组织特征包括：妊娠囊、卵黄囊、羊膜囊、胚芽、胎儿面部、颈部、胎儿胸部、胎儿腹部、胃泡、心脏、脊柱、侧脑室、四肢、大脑镰、丘脑、透明隔层、鼻梁、鼻骨、上唇、下唇等；
颈动脉的标准切面的组织特征包括：颈动脉内膜、血管腔、血管壁、斑块、两条分叉处等；
在具体实施方式中，由多名经验丰富的医生针对记录的超声图像进行评估，挑出符合超声检查标准的器官切面图像，并记录对各器官扫查超声图像上各特征的评分；比如针对膀胱，在探头安装力度传感器，扫查获取一些视频，分别记录实时采集传感器数据和超声成像，由医生针对膀胱的各细节特征分别从1到10打分，并确定大于指定阈值以上的为标准切面，比如9；评分后，统计标准切面图，记录该部分图的传感器参数范围为探头扫查范围，再加上该部分图像的评分范围，共同构成探头扫查阈值空间；
第二提示可以为包括激光、投影在内的扫查提示信息、也可以为包括语音或手机展示的扫查提示信息，由用户将探头按第二提示的导引移动至初始扫查范围内，根据超声图像中的组织特征进行评分；本发明实施例通过将探头放置在该探头扫查阈值空间内，用户可轻易获得患者的标准检查面；对于探头不在指定空间内，则给出引导提示，并由用户根据提示，将探头移动至该阈值扫查空间内，快速获得患者的标准检查面；通过该扫查阈值空间来引导探头的放置位置，从而缩小超声探头导航过程中的搜索空间，减小了数据采集及计算量。
第二方面，参见图3所示，本发明实施例还公开一种测量膀胱容积的计算方法，包括：
获取人体姿态图像，计算出膀胱在人体姿态图像上的位置，并据此给出探头初始位置的第一提示；
根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；
获取探头的位姿；
给出第二提示，将探头移动至第一探头扫查阈值空间内以获得第一标准切面处的第一超声图像和第二探头扫查阈值空间内以获得第二标准切面处的第二超声图像，所述第一探头扫查阈值空间为膀胱横截面处的位置，所述第二探头扫查阈值空间为膀胱纵截面处的位置，其中，探头扫查阈值空间的参数包括探头参数和超声图像特征参数；
根据第一超声图像和第二超声图像计算膀胱的容积；如在图4中膀胱横截面的第一标准切面处的第一超声图像中A点至B点的距离则为膀胱的长度l，在图5中膀胱纵截面的第二标准切面处的第二超声图像中A至B点和C至D点的距离分别为膀胱的宽度w和深度d；通过获取膀胱的长度l、宽度w和深度d就可以计算出膀胱的容积；
具体地，所述探头参数包括位移以及角度，所述位移和角度通过设于探头的惯性测量单元获取，所述超声图像特征参数包括超声图像的分值，通过评分模型来判断超声图像的分值，当分值大于设定阈值时，则判定为标准切面；
具体地，所述人体姿态图像通过相机获取；
作为本实施例的优化，所述人体姿态图像、第一提示和第二提示均在同一界面上显示；
本发明实施例还提供了一种超声成像系统，其包括：
存储器，用于存储被检体的内部结构图。存储器可以包括易失性存储器（英文：volatile memory），例如随机存取存储器（英文：random-access memory，缩写：RAM）；存储器也可以包括非易失性存储器（英文：non-volatile memory），例如快闪存储器（英文：flash memory），硬盘（英文：hard disk drive，缩写：HDD）或固态硬盘（英文：solid-statedrive，缩写：SSD）；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器可为计算机存储介质，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，缩写：HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
轮廓获取装置，用于获取被检体的轮廓图。轮廓获取装置可为相机、红外感测器或者其它感知部件，在此不做任何限制。
处理器，根据被检体的轮廓图和内部结构图的特征点将被检体的内部结构图与被检体进行匹配，根据被检体的属性对内部结构图进行矩阵变换以适配被检体。处理器可以是中央处理器（英文：central processing unit，缩写：CPU），网络处理器（英文：networkprocessor，缩写：NP）或者CPU和NP的组合。处理器还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路（英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC），可编程逻辑器件（英文：programmable logic device，缩写：PLD）或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件（英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD），现场可编程逻辑门阵列（英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA），通用阵列逻辑（英文：generic array logic, 缩写：GAL）或其任意组合。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种用于超声标准切面的寻找方法，其特征在于，包括：
获取人体姿态图像，根据目标位置给出探头初始位置的第一提示；
根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；
获取探头的位姿；
给出第二提示，将探头移动至探头扫查阈值空间内，并在此探头扫查阈值空间内寻找超声扫查的标准切面；其中，探头扫查阈值空间的参数包括探头参数和超声图像特征参数。
2.根据权利要求1所述的寻找方法，其特征在于，所述探头参数包括位移以及角度，所述位移和角度通过设于探头的惯性测量单元获取。
3.根据权利要求2所述的寻找方法，其特征在于，所述探头参数还包括力度，所述力度通过安装在探头上的力度传感器获取。
4.根据权利要求1所述的寻找方法，其特征在于，所述超声图像特征参数包括超声图像的分值，通过评分模型来判断超声图像的分值，当分值大于设定阈值时，则判定为标准切面。
5.根据权利要求4所述的寻找方法，其特征在于，所述评分模型通过如下方式获取：先将不同器官的超声图形进行评分，并将该些超声图形输入评分模型中进行训练。
6.根据权利要求5所述的寻找方法，其特征在于，所述评分模型根据超声图像中的组织特征进行评分。
7.一种测量膀胱容积的计算方法，其特征在于，包括：
获取人体姿态图像，计算出膀胱在人体姿态图像上的位置，并据此给出探头初始位置的第一提示；
根据第一提示，将探头放置在探头初始位置处；
获取探头的位姿；
给出第二提示，将探头移动至第一探头扫查阈值空间内以获得第一标准切面处的第一超声图像和第二探头扫查阈值空间内以获得第二标准切面处的第二超声图像，所述第一探头扫查阈值空间为膀胱横截面处的位置，所述第二探头扫查阈值空间为膀胱纵截面处的位置，其中，探头扫查阈值空间的参数包括探头参数和超声图像特征参数；
根据第一超声图像和第二超声图像计算膀胱的容积。
8.根据权利要求7所述的计算方法，其特征在于，所述探头参数包括位移以及角度，所述位移和角度通过设于探头的惯性测量单元获取，所述超声图像特征参数包括超声图像的分值，通过评分模型来判断超声图像的分值，当分值大于设定阈值时，则判定为标准切面。
9.根据权利要求7所述的计算方法，其特征在于，所述人体姿态图像通过相机获取。
10.根据权利要求7所述的计算方法，其特征在于，所述人体姿态图像、第一提示和第二提示均在同一界面上显示。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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