CN116322521A - 中晚孕期胎儿的超声成像方法和超声成像系统 - Google Patents

Abstract

一种中晚孕期胎儿的超声成像方法和超声成像系统，该方法包括：S220获得中晚孕期胎儿的三维超声数据；S230根据三维超声数据确定中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向；S540在三维超声数据中提取胎儿的中晚孕目标特征结构的信息，中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；根据长轴方向和中晚孕目标特征结构的信息，S560从三维超声数据中提取中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面并显示。该超声成像方法和超声成像系统根据单次采集的三维超声数据自动提取中晚孕期胎儿的腹部标准切面，无需医生逐一手动提取腹部标准切面，提高了提取腹部标准切面的效率和提取到的腹部标准切面的质量。

Description

中晚孕期胎儿的超声成像方法和超声成像系统

说明书

技术领域

本申请涉及超声成像技术领域，更具体地涉及一种中晚孕期胎儿的超声成像方法和超声成像系统。

背景技术

随着人民生活水平的提高和社会进步，人们对产前超声检查的准确性充满无限期待。近年来，随着产前超声检查水平不断提高，临床对产前超声检查的需求也相应增加，同时，不同地区、不同医院、不同超声医师之间，产前超声检查方法、检查以及留取图像等无统一标准，缺乏规范化，直接影响了产前超声检查的质量和学科的发展。

腹部超声检查是产前超声检查必不可少的部分，在对腹部进行超声检查时往往需要通过标准的切面来进行畸形的排查，通过这些特定的标准切面来观察胎儿腹部内腹壁、肝、胃、双肾、膀胱、脐带腹壁入口等结构是否存在畸形。这种产前检查手段能及时有效发现胎儿腹部畸形，并进行相应的诊治。

在获取腹部标准切面的实际操作中，医生往往需要不断的调整探头的位置来获取这些切面。这一过程不仅仅需要医生熟练的采图操作手法，同时其操作流程相对繁琐耗时。在医院需要对大量孕妇进行检查的情况下，存在大量重复性的工作，极大地限制了产前检查的效率。同时，在基层医院中，许多医生受水平及经验所限，不容易获取到最佳的腹部标准切面；不同地区、不同医院和不同医生之间对腹部标准切面的提取也无统一的标准。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本申请实施例第一方面提供一种中晚孕期胎儿的超声成像方法，所述方 法包括：

向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向；

在所述三维超声数据中提取所述胎儿的中晚孕目标特征结构的信息，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；

根据所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；

显示所述至少一个腹部标准切面。

本申请实施例第二方面提供一种中晚孕期胎儿的超声成像方法，所述方法包括：

向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向；

在所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿中晚孕目标特征结构的信息；

根据所述目标方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；

显示所述至少一个腹部标准切面。

本申请实施例第三方面提供一种中晚孕期胎儿的超声成像方法，所述方法包括：

向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

从所述三维超声数据中检测至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域，所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构包括以下至少两个：胃泡、脊柱骨、 肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；

确定与所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个中晚孕目标特征结构的区域均至少部分重合的至少一个切面，以作为所述中晚孕胎儿的至少一个腹部标准切面；

显示所述至少一个腹部标准切面。

本申请实施例第四方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行本申请实施例第一方面的中晚孕期胎儿的超声成像方法的步骤。

本申请实施例第五方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行本申请实施例第二方面的中晚孕期胎儿的超声成像方法的步骤。

本申请实施例第六方面提供一种超声成像系统，所述超声成像系统包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行本申请实施例第三方面的中晚孕期胎儿的超声成像方法的步骤。

根据本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法和超声成像系统，能够根据单次采集的三维超声数据自动提取中晚孕期胎儿的腹部标准切面，无需医生逐一手动提取标准切面，极大地优化了产前检查的工作流，有效地提升工作效率，并且能提升所获取的标准切面质量的稳定性，促进中晚孕结构筛查的推广与应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在附图中：

图1示出根据本申请实施例的超声成像系统的示意性框图；

图2示出根据本发明一实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法的示意性流程图；

图3示出根据本发明一实施例的中晚孕期胎儿的身体区域的长轴方向与腹部标准切面的关系的示意图；

图4示出根据本发明一实施例的中晚孕期胎儿的脐带插入口切面的示意图；

图5示出根据本发明另一实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法的示意性流程图；

图6示出根据本发明又一实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及 所有组合。

为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

下面，首先参考图1描述根据本申请一个实施例的超声成像系统，图1示出了根据本申请实施例的超声成像系统100的示意性结构框图。

如图1所示，超声成像系统100包括超声探头110、发射/接收电路112、处理器114、显示器116以及存储器118。进一步地，超声成像系统100还可以包括波束合成电路和发射/接收选择开关等。

具体地，超声探头110包括多个换能器阵元，多个换能器阵元可以排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个换能器阵元也可以构成凸阵列。换能器用于根据激励电信号发射超声波，或将接收的超声波转换为电信号，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，从而实现向被测对象的目标区域的组织发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波回波。在进行超声成像时，可通过发射序列和接收序列控制哪些换能器用于发射超声波，哪些换能器用于接收超声波，或者控制换能器分时隙用于发射超声波或接收超声波的回波。参与超声波发射的换能器可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者，参与超声波束发射的换能器也可以被具有一定时间间隔的若干电信号激励，从而持续发射具有一定时间间隔的超声波。

发射/接收电路112可以通过发射/接收选择开关与超声探头110连接。发射/接收选择开关也可以被称为发送/接收控制器，其可以包括发送控制器和接收控制器，发送控制器用于激励超声探头110经由发射电路向中晚孕期胎儿所在区域发射超声波；接收控制器用于通过超声探头110经由接收电路接收从中晚孕期胎儿所在区域返回的超声回波，从而获得超声回波数据。之后，发射/接收电路112将超声回波的电信号送入波束合成电路，波束合成电路对该电信号进行聚焦延时、加权和通道求和等处理，然后将处理后的超声回波数据送入处理器114。

可选地，处理器114可以通过软件、硬件、固件或其任意组合来实现，可以使用电路、单个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、单个或多个通用集成电路、单个或多个微处理器、单个或多 个可编程逻辑器件、或者前述电路和/或器件的任意组合、或者其他适合的电路或器件，从而使得处理器114可以执行本说明书中的各个实施例中的方法的相应步骤。并且，处理器114可以控制所述超声成像系统100中的其它组件以执行期望的功能。

处理器114对其接收到的超声回波数据进行处理，得到中晚孕期胎儿的三维超声数据。作为示例，超声探头110在一系列扫描平面内发射/接收超声波，由处理器114根据其三维空间关系进行整合，实现中晚孕期胎儿在三维空间的扫描以及三维图像的重建。最后，由处理器114对其进行去噪、平滑、增强等部分或全部图像后处理步骤后，获取中晚孕期胎儿的三维超声数据。处理器114可以获取中晚孕期胎儿全身的三维超声数据，也可以仅获取中晚孕期胎儿头部或者身体的三维超声数据。处理器114还用于从三维超声数据中提取中晚孕期胎儿的标准切面。处理器114得到的标准切面可以存储于存储器中或在显示器116上显示。并且，处理器114还可以对三维超声数据进行绘制并在显示器116上显示。

显示器116与处理器114连接，显示器116可以为触摸显示屏、液晶显示屏等；或者显示器116可以为独立于超声成像系统100之外的液晶显示器、电视机等独立显示设备；或者显示器116可以是智能手机、平板电脑等电子设备的显示屏，等等。其中，显示器116的数量可以为一个或多个。例如，显示器116可以包括主屏和触摸屏，主屏主要用于显示超声图像，触摸屏主要用于人机交互。

显示器116可以显示处理器114得到的超声图像。此外，显示器116在显示超声图像的同时还可以提供给用户进行人机交互的图形界面，在图形界面上设置一个或多个被控对象，提供给用户利用人机交互装置输入操作指令来控制这些被控对象，从而执行相应的控制操作。例如，在图形界面上显示图标，利用人机交互装置可以对该图标进行操作，用来执行特定的功能。

可选地，超声成像系统100还可以包括显示器116之外的其他人机交互装置，其与处理器114连接，例如，处理器114可以通过外部输入/输出端口与人机交互装置连接，外部输入/输出端口可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块，或者两者的组合。外部输入/输出端口也可基于USB、如CAN等总线协议、和/或有线网络协议等来实现。

其中，人机交互装置可以包括输入设备，用于检测用户的输入信息，该 输入信息例如可以是对超声波发射/接收时序的控制指令，可以是在超声图像上绘制出点、线或框等的操作输入指令，或者还可以包括其他指令类型。输入设备可以包括键盘、鼠标、滚轮、轨迹球、移动式输入设备(比如带触摸显示屏的移动设备、手机等等)、多功能旋钮等等其中之一或者多个的结合。人机交互装置还可以包括诸如打印机之类的输出设备。

超声成像系统100还可以包括存储器118，用于存储处理器执行的指令、存储接收到的超声回波、存储超声图像，等等。存储器118可以为闪存卡、固态存储器、硬盘等。其可以为易失性存储器和/或非易失性存储器，为可移除存储器和/或不可移除存储器等。

应理解，图1所示的超声成像系统100所包括的部件只是示意性的，其可以包括更多或更少的部件。本申请对此不限定。

下面，将参考图2描述根据本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法。图2是本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法200的一个示意性流程图。

如图2所示，本申请一个实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法200包括如下步骤：

首先，在步骤S210，向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号。

其中，中晚孕期胎儿包括中孕期胎儿和晚孕期胎儿，中孕期胎儿一般指孕十四周至孕二十七周的胎儿，晚孕期胎儿一般指在孕二十八周及以上的胎儿。示例性地，可以基于图1所示的超声成像系统100进行超声扫描。用户移动超声探头110选择合适的位置和角度，发射/接收电路120中的发射电路将一组经过延迟聚焦的脉冲发送到超声探头110，超声探头110沿2D扫描平面向中晚孕期胎儿发射超声波。超声探头110接收到反射回的超声回波后，将其转化为电信号，由波束合成电路对多次发射/接收得到的超声回波信号进行相应的延时与加权求和的处理，实现波束合成，再送入处理器114进行后续的信号处理。

在步骤S220，基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据。

具体地，可以对超声探头110在一系列扫描平面内发射/接收获得的超声 回波的三维空间关系进行整合，从而实现中晚孕期胎儿在三维空间的扫描以及三维超声数据的重建。最后，经过去噪、平滑、增强等部分或全部图像后处理步骤后，获得中晚孕期胎儿的三维超声数据。其中，可以获取中晚孕期胎儿全身的三维超声数据，也可以仅获取中晚孕期胎儿身体区域的三维超声数据。

在一些实施例中，获取三维超声数据之后，可以对三维超声数据使用可视化算法进行绘制，从而获得三维超声图像，并利用显示设备进行显示。绘制三维图像所采用的方法例如包括表面绘制方法或体绘制方法等，本申请实施例对此不做限制。

在本申请实施例中，腹部标准切面为三维超声图像中包含腹部关键信息的二维切面，通过腹部标准切面可以观察到具有临床价值的生理特征结构，是筛查腹部畸形的重要依据。示例性地，后续提取的腹部标准切面包括以下标准切面中的至少一个：腹围切面、脐带插入口切面、胆囊切面、双肾横切面以及膀胱与双脐动脉切面。

具体地，腹围切面通常呈圆形或者椭圆形，其中包含胃泡、脐静脉、以及脊柱横切面的信息。脐带插入口切面通常呈圆形或椭圆形，正常的脐带腹壁入口位于前腹壁中央，与后腹壁脊柱回声连成一直线，构成脐带插入口切面的前后中轴线。胆囊切面通常呈圆形或者椭圆形，其中包含胆囊等结构的信息。双肾横切面通常呈圆形或者椭圆形，其中包含两肾脏结构等结构的信息。膀胱与双脐动脉切面是下腹部横切面，其中显示有膀胱无回声区，彩色多普勒图像显示有膀胱两侧的脐动脉。后续可以提取以上标准切面中的部分或全部的腹部标准切面，以对中晚孕期胎儿的身体区域进行全面的筛查。

在步骤S230，根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。

由于根据中晚孕期胎儿的三维超声数据能够较为准确地确定身体区域的长轴方向，且腹部标准切面一般与身体区域的长轴方向具有一定的角度关系，因而首先确定身体区域的长轴方向、再根据身体区域的长轴方向进一步提取腹部标准切面，能够提高所提取到的腹部标准切面的质量。示例性地，确定中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向包括但不限于以下几种实现方式：

在一种方式中，可以在步骤S220中获取的三维超声数据中确定中晚孕期胎儿的脊柱区域，并根据脊柱区域的方向确定中晚孕期胎儿身体的长轴方向。 由于脊柱区域在中晚孕期胎儿的三维超声图像中较为明显，因而根据脊柱区域的位置能够准确地确定中晚孕期胎儿身体的长轴方向。

示例性地，在三维超声数据中确定中晚孕期胎儿的脊柱区域包括在三维超声数据中分割出中晚孕期胎儿的脊柱区域，其方式包括但不限于以下两种：其一是将三维脊柱区域分割转化成二维脊柱区域分割，也就是在三维超声数据的多个二维切面图像中分割脊柱区域，并综合多个二维切面图像上脊柱区域的分割结果，以得到脊柱在三维超声图像中的三维分割结果；其二是直接对三维超声数据进行三维分割，以得到脊柱区域的三维分割结果。

当将三维脊柱区域分割转化成二维脊柱区域分割时，从三维超声数据中提取的多个二维切面可以是三维超声数据的所有二维切面，之后可以综合所有二维切面的脊柱区域的分割结果来获取整个三维超声数据中脊柱的分割结果。示例性地，可以将三维超声数据按照水平切面、上下切面等方式，来获取三维超声数据的所有二维切面。或者，从三维超声数据中提取的多个二维切面也可以为三维超声数据中的部分二维切面，即二维切面是对三维超声数据中以预设规则进行采样以得到的采样图像，例如可以按照某一方向等距获取采样图像或者按照一个中心点进行旋转以获取采样图像，分割采样图像中的脊柱区域，之后，对多个采样图像的脊柱区域的分割结果进行三维插值，以得到整个脊柱区域的三维分割结果。

其中，作为示例，可以采用机器学习方法或传统的图像处理方法在三维超声数据的多个二维切面图像中分割脊柱区域。

具体地，当采用机器学习算法对二维切面图像中的脊柱区域进行分割时，需要预先构建一个中晚孕期胎儿的二维切面图像数据库，其中每一个二维切面图像数据均标记了脊柱区域对应的位置，之后采学习一个最优映射函数，用于从二维切面图像映射到脊柱区的域感兴趣区域框或脊柱区域的具体区域范围。

当基于深度学习方法分割脊柱区域时，首先对数据库中的三维超声数据进行切面处理，得到多张二维切面图像以作为训练样本，每张二维切面图像均标记由脊柱区域所在的位置。将这些训练样本送入提前构建好的网络模型中，优化网络模型的损失函数以进行训练，直到网络模型达到收敛，在训练过程中网络模型能够学习到如何从一张二维切面图像中识别到脊柱区域所在的位置。训练好网络模型后，只需要将单张二维切面图像输入进网络模型中，即可得到脊柱区域的分割结果。

当基于传统图像处理方法分割脊柱区域时，可以采用像素聚类法、边缘分割、图切割或基于阈值的图像分割算法。其中，基于阈值的图像分割算法较为简单直接，由于超声图像中脊柱区域和其他区域之间具有不同的灰度值，基于脊柱区域的这种性质，采用基于阈值的图像分割能够获得较好的效果。基于阈值进行图像分割时，可以预先设定一个或多个灰度值作为阈值，从而基于超声图像的灰度值将超声图像分为脊柱区域和背景区域。

除以上方法以外，还可以采用其他合适的方法在二维切面图像中分割脊柱区域。例如，先通过阈值分割、Snake、水平集、GraphCut、ASM、AAM等方法对二维切面图像进行预分割，以获取一组候选的边界范围；再对每一个候选的边界范围进行特征提取，特征提取方法可以是提取PCA、LDA、HOG、Harr、LBP等传统图像特征，也可以基于神经网络提取图像特征；之后，将提取到的图像特征与预先构建的数据库中标记的脊柱区域所提取的图像特征进行匹配，利用KNN、SVM、随机森林或神经网络等判别器进行分类，确定当前候选的边界范围是否包含脊柱区域。

当直接对三维超声数据进行三维分割时，可以使用三维卷积神经网络进行三维分割以得到三维的脊柱区域，确定脊柱区域的长轴方向，进而确定身体区域的长轴方向。具体地，预先构建一个三维超声数据库，其中每个三维超声数据均标记有脊柱区域对应的位置，之后基于预先构建的数据库对三维卷积神经网络进行训练。基于三维卷积神经网络，不需要将三维超声数据进行切面处理，只需要将三维超声数据直接输入到训练好的模型中，即可得到脊柱区域的分割结果。可用的三维卷积神经网络包括但不限于3DUnet、3DFCN、Medical-Net等。

或者，可以采用传统的三维分割算法分割出三维超声数据中的脊柱区域，可选的三维分割算法包括但不限于三维大津法、三维阈值分割、三维区域生长、三维水平集、分裂合并法等。通过三维分割算法可以直接分割出三维的脊柱区域，再利用脊柱计算出胎儿的长轴方向。

在采用例如以上方法分割出三维超声数据中的脊柱区域之后，再根据脊柱区域的范围确定其长轴方向，该长轴方向即为中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。示例性地，可以确定贴近脊柱区域的直线，并将该直线的方向确定为脊柱区域的方向。其中，可以采用最小二乘等方法拟合出最贴近脊柱区域的直线。或者，在传统图像处理方法中，可以采用霍夫变换、随机抽样一致 性算法(RANSAC)等方法，在中晚孕期胎儿的三维超声数据中检测亮度最亮的直线作为脊柱区域的检测结果，并将该直线的方向确定为脊柱区域的方向。

在确定中晚孕期胎儿身体的长轴方向的另外一种方式中，可以在三维超声数据中确定中晚孕期胎儿的身体区域，并根据身体区域的形状确定中晚孕期胎儿身体的长轴方向。

其中，在三维超声数据中确定中晚孕期胎儿的身体区域的方式与上文所述的确定脊柱区域的方式类似。例如，可以首先在三维超声数据的多个二维切面图像中分割身体区域，并综合多个二维切面图像上身体区域的分割结果，以得到身体区域在三维超声图像中的三维分割结果，其中在二维切面图像上分割身体区域的方法包括但不限于机器学习方法和传统的图像处理方法；或者，也可以采用三维卷积神经网络或者传统三维分割算法直接对三维超声数据进行处理，直接分割出中晚孕期胎儿的身体区域。

之后，再根据中晚孕期胎儿身体区域的分割结果，根据身体区域的形状确定身体区域的长轴，并将该长轴方向确定为中晚孕期胎儿身体区域的上下方向。示例性地，可以采用主成分分析(PCA)方法或最小二乘法确定身体区域的长轴方向，或分割上述身体区域中距离最远的两个点，两点间的连线即为身体区域的长轴。

除了以上的自动分割方式以外，还可以采用手动分割方式确定中晚孕期胎儿身体的长轴方向。即接收确定长轴方向的用户指令，根据接收到的用户指令确定中晚孕期胎儿身体的长轴方向。用户只需要指定长轴方向，即可以获得至少一个腹部标准切面，而无需逐一手动提取腹部标准切面。

在步骤S240，在所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿中晚孕目标特征结构的信息，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊。

上述中晚孕目标特征结构是针对中晚孕期胎儿的特异性中晚孕目标特征结构，也是获取特定腹部标准切面的标志性结构。因此，首先需要对这些中晚孕目标特征结构的信息进行分析，例如获取其位置、体积等。其中，既可以在三维超声数据的多个二维切面图像中检测中晚孕目标特征结构所在的区域，并综合多个二维切面图像上中晚孕目标特征结构的分割结果，以得到中晚孕目标特征结构在三维超声图像中的三维分割结果；也可以是直接对三维 超声数据进行三维分割，以得到中晚孕目标特征结构的三维分割结果。

与上文中分割脊柱区域的方法类似，可以利用预先训练的目标分割网络提取三维超声数据的多个二维切面图像中的中晚孕目标特征结构。基于机器学习的分割方法需要预先构建一个超声图像数据库，其中每幅超声图像标记了各类腹部标准切面中的各个中晚孕目标特征结构的信息，具体包括：中晚孕目标特征结构是否存在，中晚孕目标特征结构的类型以及中晚孕目标特征结构的位置。

基于深度学习的目标分割方法主要包括通过堆叠卷积层和全连接层来对预先构建的数据库进行特征的学习和参数的回归，使其在获得输入的超声图像以后，可以通过网络直接预测出中晚孕目标特征结构的位置，同时输出中晚孕目标特征结构的类别。可选的网络包括：RCNN、Fast RCNN、Faster-RCNN、YOLO、SSD、Retina-Net等等。在对网络进行训练时，首先获取数据库中三维超声数据的二维切面图像，每个二维切面图像对应一个标签，该标签包含中晚孕目标特征结构的位置及中晚孕目标特征结构的类别，最后通过二维切面图像以及对应的标签训练中晚孕目标特征结构分割模型。训练好分割模型之后，只需要将待分割的三维超声数据的二维切面图像输入到训练好的分割模型中即可以获得各中晚孕目标特征结构的位置和类型。

当直接对三维超声数据进行三维分割时，可以使用三维卷积神经网络进行三维分割以得到三维的中晚孕目标特征结构所在的区域。具体地，预先构建一个三维超声数据库，其中每个三维超声数据均标记有中晚孕目标特征结构对应的位置和类型等信息，之后基于预先构建的数据库对三维卷积神经网络进行训练。基于三维卷积神经网络，不需要将三维超声数据进行切面处理，只需要将三维超声数据直接输入到训练好的模型中，即可得到中晚孕目标特征结构的信息。

除此之外，还可以根据中晚孕目标特征结构的形态特征在三维超声数据中确定至少一个候选特征结构，利用分类器判定候选特征结构的类别，并根据候选特征结构的类别在候选特征结构中确定中晚孕目标特征结构。例如，可以采用传统图像处理方法，对于透明的膀胱、胃泡、胆囊、脐静脉等低回声结构进行阈值分割与形态学操作，获得这些低回声结构的位置，再利用KNN、SVM、随机森林或神经网络等分类器对这些位置进行类别的判定，以确定中晚孕目标特征结构的位置。

在步骤S250，根据所述中晚孕期胎儿身体的长轴方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面。

在一个实施例中，可以将与中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向呈预设角度、并且与中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求的切面确定为所述腹部标准切面。其中，当腹部标准切面为腹部横切面时，预设角度可以近似于或等于90°，即腹部标准切面与长轴方向垂直。图3示出了中晚孕期胎儿的三维超声图像、长轴方向以及与长轴方向相垂直的腹部标准切面的方向。

由于中晚孕目标特征结构具有一定体积，与长轴方向呈预设角度、且经过中晚孕目标特征结构所在区域的切面可能有多个，因而需要在其中选择与中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求的切面作为腹部标准切面。可选地，与中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求可以是中晚孕目标特征结构在腹部标准切面上具有最大面积，或者，腹部标准切面经过中晚孕目标特征结构的中心点，如此提取的腹部标准切面能够提供更多的信息，且有利于规范不同地区、不同医院和不同医生之间对腹部标准切面的提取标准。在一些实施例中，也可以将与长轴方向垂直、且与至少两个中晚孕目标特征结构至少部分重合的切面确定为腹部标准切面，以提高提取到的腹部标准切面的准确性。

例如，腹围切面为垂直于长轴切面且与胃泡区域和脐静脉区域至少部分重合的切面；脐带插入口切面为垂直于长轴方向且与脐带插入口区域至少部分重合的切面，如图4所示；胆囊切面为垂直于长轴方向且与胆囊区域至少部分重合的切面；双肾切面为垂直于长轴方向且与双肾区域至少部分重合的切面；膀胱切面为垂直于长轴方向且与膀胱区域和膀胱两侧的脐动脉区域至少部分重合的切面。

上文示出了自动获取腹部标准切面的方法，在此基础上，也可以采用半自动的检测方法，即先由限定腹部标准切面的提取范围，超声成像系统接收确定腹部标准切面的提取范围的用户指令，根据接收到的用户指令确定提取范围，并在所述提取范围内提取所述腹部标准切面。用户可以将提取范围限定在中晚孕期胎儿的腹部区域，以去除一些不必要的干扰物，从而提高腹部标准切面的质量。

示例性地，腹部标准切面的自动提取可以在获取到三维超声数据后自动 执行，也可以据接收到的用户指令而执行。例如，用户可以通过触发提取腹部标准切面的按键而启动自动提取腹部标准切面的功能，该按键可以是设置在显示器用户交互界面上的虚拟按键，也可以是实体按键。在获取三维超声数据后，当接收到提取腹部标准切面的用户指令时，提取腹部标准切面。在一些实施例中，用户也可以在开始采集超声数据之前启动自动提取腹部标准切面的功能，则在获得三维超声数据之后，自动提取腹部标准切面。腹部标准切面是筛查腹部畸形的重要依据，通过观察腹部标准切面可以判断中晚孕期胎儿腹部发育是否正常。

在一些实施例中，还可以首先根据接收到的用户输入确定待提取的标准切面。例如，可以在用户交互界面上显示腹围切面、脐带插入口切面等腹部标准切面的选项，并根据用户的选择确定待提取的腹部标准切面。

最后，步骤S260，显示所述腹部标准切面。

其中，所显示的标准切面可以是步骤S250中提取的全部的标准切面，也可以是其中的部分标准切面。示例性地，在显示步骤S250中提取的标准切面时，可以根据接收到的用户指令显示其中的部分标准切面，例如，可以在显示界面上显示标准切面的名称或缩略图，并根据用户的选择显示相应的标准切面。

在一些实施例中，由于在步骤S240中在三维超声数据中对中晚孕目标特征结构进行了检测，因而还可以显示从三维超声数据中检测出的中晚孕目标特征结构所在的位置，以供用户进行对照分析。

除此之外，还可以将步骤S230中所确定的长轴方向进行显示，以便于用户结合目标方向查看与之相关联的腹部标准切面。作为示例，可以在显示三维超声图像的同时显示目标方向。例如，可以通过箭头等图形标记显示中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。

在一些实施例中，还可以显示所确定的各个标准切面的名称，以便于用户直观地确定标准切面的类型，或根据标准切面的名称选择所要查看的标准切面。标准切面的名称可以与标准切面同步显示，或者，可以首先在显示界面上显示各个标准切面的名称，当用户选中标准切面的名称时，显示相应的标准切面。

综上所述，本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法200能够根据中晚孕期胎儿的身体区域的长轴方向和中晚孕目标特征结构的信息自动确定 至少一个腹部标准切面，无需医生逐一手动提取腹部标准切面，极大地优化了产前检查的工作流，有效地提升工作效率，并且能够提高所获取的腹部标准切面质量的稳定性，促进中晚孕结构筛查的推广与应用。

本申请实施例还提供一种超声成像系统，用于实现上述的中晚孕期胎儿的超声成像方法200。该超声成像系统包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，存储器上存储有由处理器运行的计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行中晚孕期胎儿的超声成像方法200的步骤。现在重新参照图1，该超声成像系统可以实现为如图1所示的超声成像系统100。如上所述，超声成像系统100可以包括超声探头110、发射/接收电路112、处理器114以及显示器116，各个部件的相关描述可以参照上文。

当用于实现超声成像方法200时，发射/接收电路112用于激励所述超声探头110向中晚孕期胎儿发射超声波，并接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器114用于：基于该超声回波信号获得中晚孕期胎儿的三维超声数据；根据三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向；在三维超声数据中提取胎儿的中晚孕目标特征结构的信息，中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；根据中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向和中晚孕目标特征结构的信息，从三维超声数据中提取中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；显示器116用于显示该至少一个腹部股标准切面。

以上仅描述了超声成像系统100各部件的主要功能，更多细节参见对中晚孕期胎儿的超声成像方法200进行的相关描述。本申请实施例的超声成像系统能够自动确定中晚孕期胎儿的腹部标准切面，提高了工作效率和腹部标准切面的质量。

下面，将参考图5描述根据本申请另一实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法。图5是本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法500的一个示意性流程图。

如图5所示，所述中晚孕期胎儿的超声成像方法500包括如下步骤：

在步骤S510，向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

在步骤S520，基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

在步骤S530，根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向；

在步骤S540，在所述三维超声数据中提取所述胎儿的中晚孕目标特征结构的信息；

在步骤S550，根据所述目标方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；

在步骤S560，显示所述至少一个腹部标准切面。

根据本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法500中的步骤S510和步骤S520与参考图2描述的超声成像方法200中的步骤S210和步骤S220大体上类似，为了简洁，此处不再赘述相同的细节内容，以下主要对方法500中根据三维超声数据确定标准切面的方式进行详细描述。

本实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法500与上文中的超声成像方法200的主要区别在于：根据三维超声数据确定的目标方向不限于中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。例如，该目标方向可以包括身体区域的上下方向(也即上文中的长轴方向)、前后方向和左右方向，以下分别称为第一方向、第二方向和第三方向。

在一个实施例中，根据三维超声数据确定中晚孕期胎儿身体区域的目标方向包括：在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的脊柱区域，根据所述脊柱区域的方向确定中晚孕期胎儿身体区域的目标方向。由于脊柱区域在三维超声图像中较为明显，因而根据脊柱区域的位置能够准确地确定中晚孕期胎儿身体区域的目标方向。其中，确定脊柱区域的方法可以包括在三维超声数据的多个二维切面图像中分割脊柱区域，并综合多个二维切面图像上脊柱区域的分割结果，以得到脊柱在三维超声图像中的三维分割结果；或者，直接对三维超声数据进行三维分割，以得到脊柱区域的三维分割结果。在三维超声数据中确定脊柱区域的方法的具体细节可以参照上文。

通过脊柱区域的分割结果可以直接确定中晚孕期胎儿身体区域的上下方向和前后方向。其中，根据脊柱区域的方向确定中晚孕期胎儿身体区域的上下方向包括：确定贴近脊柱区域的直线，并将该直线的方向确定为中晚孕期胎儿身体区域的第一方向，即上下方向。示例性地，可以采用最小二乘等方法拟合出最贴近脊柱区域的直线，或者，也可以直接采用传统图像处理方法 中采用霍夫变换、RANSAC等方法获得的亮度最亮的直线作为最贴近脊柱区域的直线。

根据脊柱区域的分割结果确定中晚孕期胎儿身体区域的上下方向以后，可以根据该上下方向进一步确定中晚孕期胎儿身体区域的第二方向，即前后方向。具体地，可以从中晚孕期胎儿身体的三维超声数据中提取与上文确定的上下方向相垂直的一个或多个身体区域横切面，使用机器学习或传统图像处理方法检测身体区域横切面中身体区域中心点与脊柱的位置，并将身体区域中心点与脊柱的位置连线方向确定为中晚孕期胎儿身体区域的第二方向，即前后方向，该第二方向与第一方向相垂直。

在另一实施例中，也可以直接根据脊柱区域的分割结果确定身体区域的前后方向，而无需基于身体区域的上下方向来确定前后方向。具体地，由于脊柱向身体的后方凸起，因而可以确定贴近脊柱的曲线，并将该曲线的凸起方向确定为中晚孕期胎儿身体区域的前后方向。其中，可以采用最小二乘等方法拟合出最贴近脊柱的一条弧线作为上述曲线，或者直接获取传统图像处理方法中获得的亮度最亮的弧线作为上述曲线。

除此之外，还可以根据中晚孕期胎儿身体区域的形状特征确定身体区域的方向，即从三维超声数据中检测出中晚孕期胎儿的身体区域，并根据身体区域的形状确定目标方向。由于中晚孕期胎儿身体区域的上下方向的形状特征较为明显，而前后方向和左右方向的形状差别较小，因而该方式主要用于确定中晚孕期胎儿身体区域的上下方向。

具体地，可以采用机器学习或图像处理方法在三维超声数据中确定出中晚孕期胎儿的身体区域，其中确定的身体区域可以是确定包围中晚孕期胎儿身体的感兴趣区域框(ROI)，或分割出中晚孕期胎儿身体的具体区域范围。之后，再根据身体区域的形状确定身体区域的长轴，并将该长轴的方向确定为中晚孕期胎儿身体区域的上下方向。示例性地，可以采用主成分分析(PCA)方法确定身体区域的长轴，或检测上述身体区域中距离最远的两个点，两点间的连线即为身体区域的长轴。

至于中晚孕期胎儿身体区域的第三方向(即左右方向)的确定，可以在采用上述任意方式或其他任何可行的方式确定出中晚孕期胎儿身体区域的上下方向和前后方向之后，将与上下方向和前后方向相垂直的方向确定为中晚孕期胎儿身体的左右方向。除此之外，也可以根据中晚孕期胎儿的一些特定中晚孕目标特征结构确定中晚孕期胎儿身体区域的左右方向，例如，可以在三维超声数据中检测中晚孕期胎儿身体区域中对称特征结构的位置，并将对 称特征结构连线的方向确定为中晚孕期胎儿身体区域的左右方向。其中，对称特征结构例如为双肾、双肺、左右肋骨等具有对称性的特征结构。或者，也可以检测中晚孕期胎儿的左右心房，左右心房连线方向与中晚孕期胎儿身体区域的左右方向一般成45°角，根据该特性也可以确定中晚孕期胎儿身体区域的左右方向。

在步骤S540，在三维超声数据中提取胎儿的中晚孕目标特征结构的信息。其中，中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊。

中晚孕目标特征结构与待提取的腹部标准切面相对应。在一些实施例中，首先确定待提取的腹部标准切面的类型，进而确定与该腹部标准切面的类型对应的中晚孕目标特征结构。具体地，腹部标准切面包括以下至少一个：腹围切面、脐带插入口切面、胆囊切面、双肾横切面、膀胱与双脐动脉切面。当腹部标准切面为腹围切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉和下腔静脉；当腹部标准切面为脐带插入口切面时，中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：脐带插入处、脐带、脊柱骨、前腹壁和降主动脉；当腹部标准切面为膀胱与双脐动脉切面时，中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：膀胱、脐动脉；当腹部标准切面为胆囊切面时，所述中晚孕目标特征结构包括胆囊、脊柱骨；当腹部标准切面为双肾横切面时，中晚孕目标特征结构包括双肾、脊柱骨。

在步骤S540中，可以采用任何合适的图像检测或分割方法确定中晚孕目标特征结构的位置。例如，可以采用传统的机器学习方法或深度学习方法，为与各个腹部标准切面对应的中晚孕目标特征结构训练一个机器学习模型，以用于确定目标该特征结构的位置。在模型训练之前，预先建立一个中晚孕期胎儿超声数据库，数据库中每一个三维超声数据均标记了胎儿的中晚孕目标特征结构的位置，例如其感兴趣区域框或具体区域范围，之后采用传统机器学习方法或深度学习方法，学习一个最优映射函数，用于从中晚孕期胎儿的三维超声数据中获取中晚孕目标特征结构的感兴趣区域框或具体区域范围，实现该中晚孕目标特征结构的检测或分割。

在步骤S550，根据步骤S530确定的目标方向和步骤S540中确定的中晚孕目标特征结构的信息，从三维超声数据中提取中晚孕期胎儿的至少一个腹 部标准切面。具体地，可以将与目标方向呈预设角度、并且与中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求的切面确定为腹部标准切面。示例性地，与中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求包括：中晚孕目标特征结构在腹部标准切面上具有最大面积，或者，腹部标准切面经过中晚孕目标特征结构的中心点。

对于不同的目标方向，上述预设角度不同。例如，腹围切面、脐带插入口切面、双肾横切面等身体区域的横切面平行或近似平行于身体区域前后方向或左右方向，即与前后方向或左右方向之间的预设角度约为0°；垂直或近似垂直于身体区域的上下方向，即与上下方向之间的预设角度约为90°。

在步骤S560中，所显示的腹部标准切面可以是步骤S550中提取的标准切面中的部分或全部标准切面。除了显示所提取的标准切面以外，还可以显示腹部标准切面的名称，此外，还可以显示从三维超声数据中检测出的中晚孕目标特征结构，中晚孕目标特征结构可以显示在中晚孕期胎儿的三维超声图像中，例如，显示包围中晚孕目标特征结构的ROI框或显示中晚孕目标特征结构的轮廓。

本申请实施例还提供一种超声成像系统，用于实现上述的中晚孕期胎儿的超声成像方法500。该超声成像系统包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，存储器上存储有由处理器运行的计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行中晚孕期胎儿的超声成像方法500的步骤。现在重新参照图1，该超声成像系统可以实现为如图1所示的超声成像系统100。如上所述，超声成像系统100可以包括超声探头110、发射/接收电路112、处理器114以及显示器116，各个部件的相关描述可以参照上文。

当用于实现超声成像方法500时，发射/接收电路112用于激励所述超声探头110向中晚孕期胎儿发射超声波，并接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器114用于：根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向；在所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿中晚孕目标特征结构的信息；根据所述目标方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；显示器116用于显示该至少一个腹部股标准切面。

以上仅描述了超声成像系统100各部件的主要功能，更多细节参见对中晚孕期胎儿的超声成像方法500进行的相关描述。

本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法500和超声成像系统根据中晚孕期胎儿的目标方向和中晚孕目标特征结构自动确定中晚孕期胎儿的腹部标准切面，无需医生逐一手动提取腹部标准切面，极大地优化了产前检查的工作流，有效地提升工作效率，并且能够提高所获取的腹部标准切面质量的稳定性，促进中晚孕结构筛查的推广与应用。

下面，将参考图6描述根据本申请另一实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法。图6是本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法600的一个示意性流程图。

如图6所示，本申请一个实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法600包括如下步骤：

在步骤S610，向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

在步骤S620，基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

在步骤S630，从所述三维超声数据中检测至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域，所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构包括以下至少两个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；

在步骤S640，确定与所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个中晚孕目标特征结构的区域均至少部分重合的至少一个切面，以作为所述中晚孕胎儿的至少一个腹部标准切面；

在步骤S650，显示所述至少一个腹部标准切面。

根据本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法600中的步骤S610和步骤S620与参考图2描述的超声成像方法200中的步骤S210和步骤S220大体上类似，为了简洁，此处不再赘述相同的细节内容，以下主要对方法600中根据三维超声数据确定标准切面的方式进行详细描述。

在步骤S630中，从三维超声数据中检测至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域包括：获取腹部标准切面的类型；从三维超声数据中检测与腹部标准切面的类型相对应的至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域。

示例性地，中晚孕期胎儿的腹部标准切面包括以下至少一个：腹围切面、 脐带插入口切面、胆囊切面、双肾横切面、膀胱与双脐动脉切面。当腹部标准切面为腹围切面时，需要检测的中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉和下腔静脉；当腹部标准切面为脐带插入口切面时，需要检测的中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：脐带插入处、脐带、脊柱骨、前腹壁和降主动脉；当腹部标准切面为膀胱与双脐动脉切面时，需要检测的中晚孕目标特征结构包括膀胱和脐动脉中的至少一个；当腹部标准切面为胆囊切面时，需要检测的中晚孕目标特征结构包括胆囊和脊柱骨中的至少一个；当腹部标准切面为双肾横切面时，需要检测的中晚孕目标特征结构包括双肾和脊柱骨中的至少一个。

在步骤S630中，可以采用任何合适的图像检测或分割方法确定中晚孕目标特征结构的位置。例如，可以采用传统的机器学习方法或深度学习方法，为与各个标准切面对应的特征结构训练一个机器学习模型，以用于确定该特征结构的位置。在模型训练之前，预先建立一个中晚孕期胎儿超声数据库，数据库中每一个三维超声数据均标记了胎儿的中晚孕目标特征结构的位置，例如其感兴趣区域框(ROI)或具体区域范围，之后采用传统机器学习方法或深度学习方法，学习一个最优映射函数，用于从中晚孕期胎儿的三维超声数据中获取中晚孕目标特征结构的感兴趣区域框(ROI)或具体区域范围，实现该中晚孕目标特征结构的检测或分割。

在步骤S640中，对于待提取的腹部标准切面，首先获取腹部标准切面的类型，确定与该腹部标准切面的类型对应的中晚孕目标特征结构，并从三维超声数据中检测与腹部标准切面的类型相对应的至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域。之后，再确定与所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构均至少部分重合的切面，以作为该腹部标准切面的检测结果。具体地，可以确定与至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个中晚孕目标特征结构的区域均基本重合的一个切面，以作为标准切面。示例性地，与至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个中晚孕目标特征结构的区域均基本重合可以实现为经过至少两个中晚孕目标特征结构的中心点，或者至少两个中晚孕目标特征结构在所提取的腹部标准切面上具有最大的截面积，等等。可选地，为了使所得到的标准切面更加准确，也可以确定与三个或三个以上不同的中晚孕目标特征结构至少部分重合的切面，以作为腹部标准切面的检测结果。

在步骤S650中，所显示的腹部标准切面可以是步骤S640中提取的腹部标准切面中的部分或全部腹部标准切面。除了显示所提取的腹部标准切面以外，还可以显示腹部标准切面的名称，此外，还可以显示从三维超声数据中检测出的中晚孕目标特征结构，中晚孕目标特征结构可以显示在中晚孕期胎儿的三维超声图像中，例如，显示包围中晚孕目标特征结构的ROI框或显示中晚孕目标特征结构的轮廓。

本申请实施例还提供一种超声成像系统，用于实现上述的中晚孕期胎儿的超声成像方法600。该超声成像系统包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，存储器上存储有由处理器运行的计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行中晚孕期胎儿的超声成像方法600的步骤。现在重新参照图1，该超声成像系统可以实现为如图1所示的超声成像系统100。如上所述，超声成像系统100可以包括超声探头110、发射/接收电路112、处理器114以及显示器116，各个部件的相关描述可以参照上文。

当用于实现超声成像方法600时，发射/接收电路112用于激励所述超声探头110向中晚孕期胎儿发射超声波，并接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；处理器114用于：基于超声回波信号获得中晚孕期胎儿的三维超声数据；在步骤S630，从三维超声数据中检测至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域，至少两个不同的中晚孕目标特征结构包括以下至少两个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；在步骤S640，确定与至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个中晚孕目标特征结构的区域均至少部分重合的至少一个切面，以作为中晚孕胎儿的至少一个腹部标准切面；显示器116用于显示该至少一个腹部股标准切面。

以上仅描述了超声成像系统100各部件的主要功能，更多细节参见对中晚孕期胎儿的超声成像方法600进行的相关描述。

本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法600和超声成像系统根据中晚孕期胎儿的至少两个中晚孕目标特征结构自动确定中晚孕期胎儿的腹部标准切面，无需医生逐一手动提取腹部标准切面，极大地优化了产前检查的工作流，有效地提升工作效率，并且能够提高所获取的腹部标准切面质量的稳定性，促进中晚孕结构筛查的推广与应用。

此外，根据本申请实施例，还提供了一种计算机存储介质，在所述计算 机存储介质上存储了程序指令，在所述程序指令被计算机或处理器运行时用于执行本申请实施例的方法200、方法500或方法600的相应步骤。所述存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。

此外，根据本申请实施例，还提供了一种计算机程序，该计算机程序可以存储在云端或本地的存储介质上。在该计算机程序被计算机或处理器运行时用于执行本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法的相应步骤。

基于上面的描述，根据本申请实施例的中晚孕期胎儿的超声成像方法和超声成像系统，能够根据单次采集的三维超声数据自动确定中晚孕期胎儿的腹部标准切面，无需医生逐一手动提取腹部标准切面，极大地优化了产前检查的工作流，有效地提升工作效率，并且能提升所获取的腹部标准切面质量的稳定性，促进中晚孕结构筛查的推广与应用。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未 详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若 干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1. 一种中晚孕期胎儿的超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：

   向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

   基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

   根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向；

   在所述三维超声数据中提取所述胎儿的中晚孕目标特征结构的信息，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；

   根据所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；

   显示所述至少一个腹部标准切面。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腹部标准切面包括以下至少一个：腹围切面、脐带插入口切面、胆囊切面、双肾横切面、膀胱与双脐动脉切面。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述腹部标准切面为腹围切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉和下腔静脉；

   当所述腹部标准切面为脐带插入口切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：脐带插入处、脐带、脊柱骨、前腹壁和降主动脉；

   当所述腹部标准切面为膀胱与双脐动脉切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：膀胱、脐动脉；

   当所述腹部标准切面为胆囊切面时，所述中晚孕目标特征结构包括胆囊、脊柱骨；

   当所述腹部标准切面为双肾横切面时，所述中晚孕目标特征结构包括双肾、脊柱骨。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面，包括：

   将与所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向呈预设角度、并且与所述中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求的切面确定为所述腹部标准切面。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述与所述中晚孕目标特征结构的重合区域满足预设要求包括：

   所述中晚孕目标特征结构在所述腹部标准切面上具有最大面积，或者，所述腹部标准切面经过所述中晚孕目标特征结构的中心点。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向，包括：

   在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的脊柱区域；

   根据所述脊柱区域的方向确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的脊柱区域，包括：

   在所述三维超声数据的多个二维切面图像中对所述脊柱区域进行分割；

   综合多个所述二维切面图像上所述脊柱区域的分割结果，以得到所述脊柱区域在所述三维超声图像中的三维分割结果。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述三维超声数据的多个二维切面图像为所述三维超声数据中的所有二维切面图像，或者，

   所述三维超声数据的多个二维切面为对所述三维超声数据中以预设规则进行采样以得到的采样图像，所述综合多个所述二维切面上的所述脊柱区域的分割结果包括：对所述采样图像的分割结果进行三维插值，以得到所述脊柱区域的三维分割结果。
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的脊柱区域，包括：

   对所述三维超声数据进行三维分割，以得到所述脊柱区域的三维分割结果。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向，包括：

    在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的身体区域；

    将所述身体区域的长轴方向确定为所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的身体区域包括：

    在所述三维超声数据的多个二维切面图像中对所述身体区域进行分割；

    综合多个所述二维切面图像上所述身体区域的分割结果，以得到所述身体区域在所述三维超声图像中的三维分割结果。
12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的身体区域包括：

    对所述三维超声数据进行三维分割，以得到所述身体区域的三维分割结果。
13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向，包括：

    接收确定所述长轴方向的用户指令，根据所述用户指令确定所述中晚孕期胎儿身体区域的长轴方向。
14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿中晚孕目标特征结构的信息，包括：

    利用预先训练的目标检测网络提取所述三维超声数据中的所述中晚孕目标特征结构；

    或者，根据中晚孕目标特征结构的形态特征在所述三维超声数据中确定至少一个候选特征结构，利用分类器判定所述候选特征结构的类别，并根据所述候选特征结构的类别在所述候选特征结构中确定所述中晚孕目标特征结构。
15. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收确定所述腹部标准切面的提取范围的用户指令，根据所述用户指令确定所述提取范围，并在所述提取范围内提取所述腹部标准切面。
16. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下至少一项：显示所述腹部标准切面中的所述中晚孕目标特征结构所在的位置、显示所述长轴方向。
17. 一种中晚孕期胎儿的超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：

    向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

    基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

    根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向；

    在所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿中晚孕目标特征结构的信息；

    根据所述目标方向和所述中晚孕目标特征结构的信息，从所述三维超声数据中提取所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面；

    显示所述至少一个腹部标准切面。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声 数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向包括：

    在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的脊柱区域，根据所述脊柱区域的方向确定所述中晚孕期胎儿身体区域的第一方向；

    或者，在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的身体区域，将所述身体区域的长轴方向确定为所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向。
19. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向包括：

    在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的对称特征结构的区域，并将对称特征结构的区域连线的方向确定为所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向。
20. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向包括：

    在所述三维超声数据中提取与所述第一方向相垂直的至少一个身体区域横切面；

    检测所述身体区域横切面中身体区域中心点与脊柱的位置，并将所述身体区域中心点与所述脊柱的位置的连线方向确定为所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向。
21. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维超声数据确定所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向包括：

    在所述三维超声数据中确定所述中晚孕期胎儿的脊柱区域，确定贴近所述脊柱区域的曲线，并将所述曲线的凸起方向确定为所述中晚孕期胎儿身体区域的目标方向。
22. 一种中晚孕期胎儿的超声成像方法，其特征在于，所述方法包括：

    向中晚孕期胎儿发射超声波，接收所述超声波的回波，以获得超声回波信号；

    基于所述超声回波信号获得所述中晚孕期胎儿的三维超声数据；

    从所述三维超声数据中检测至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域，所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构包括以下至少两个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉、下腔静脉、脐带插入处、脐带、前腹壁、膀胱、双腿、脐动脉、胆囊；

    确定与所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个中晚孕目标特征结构的区域均至少部分重合的至少一个切面，以作为所述中晚孕胎儿的至少一个腹部标准切面；

    显示所述至少一个腹部标准切面。
23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述从所述三维超声数据中检测至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域包括：

    获取腹部标准切面的类型；

    从所述三维超声数据中检测与所述腹部标准切面的类型相对应的至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域。
24. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

    显示所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构的区域。
25. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述确定与所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个所述中晚孕目标特征结构的区域均至少部分重合的至少一个切面，以作为所述中晚孕期胎儿的至少一个腹部标准切面，包括：

    确定与所述至少两个不同的中晚孕目标特征结构区域中每个所述中晚孕目标特征结构的区域均基本重合的一个切面，以作为所述中晚孕孕期胎儿的一个腹部标准切面。
26. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述腹部标准切面包括以下至少一个：腹围切面、脐带插入口切面、胆囊切面、双肾横切面、膀胱与双脐动脉切面。
27. 根据权利要求26所述的方法，其特征在于，当所述腹部标准切面为腹围切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：胃泡、脊柱骨、肝脏、脐静脉、降主动脉和下腔静脉；

    当所述腹部标准切面为脐带插入口切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：脐带插入处、脐带、脊柱骨、前腹壁和降主动脉；

    当所述腹部标准切面为膀胱与双脐动脉切面时，所述中晚孕目标特征结构包括以下至少一个：膀胱、脐动脉；

    当所述腹部标准切面为胆囊切面时，所述中晚孕目标特征结构包括胆囊、脊柱骨；

    当所述腹部标准切面为双肾横切面时，所述中晚孕目标特征结构包括双肾、脊柱骨。
28. 一种超声成像系统，其特征在于，包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行权利要求1-16中任一项所述的中晚孕期胎儿的超声成像方法的步骤。
29. 一种超声成像系统，其特征在于，包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行权利要求17-21中任一项所述的中晚孕期胎儿的超声成像方法的步骤。
30. 一种超声成像系统，其特征在于，包括超声探头、发射/接收电路、存储器、处理器和显示器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行权利要求22-27中任一项所述的中晚孕期胎儿的超声成像方法的步骤。

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