一种超声探头的控制方法、装置、超声设备及存储介质

技术领域

本申请涉及设备控制技术领域，尤其涉及一种超声探头的控制方法、装置、超声设备及存储介质。

背景技术

心脏超声图像是指应用超声短波测距原理脉冲超声波透过胸壁、软组织测量其下各心壁、心室及瓣膜等结构的周期性活动得到的。在心脏超声图像的采集过程中会出现多种不同的切面，如：心尖三腔心切面或者心尖五腔心切面、胸骨旁左室长轴切面。现有技术中，对操作人员采集水平的手法要求高，同时当在心脏超声图像的采集过程中，无法感知超声探头当前的情况，导致无法即对超声探头进行精准的控制。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种超声探头的控制方法、装置、超声设备及存储介质。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种超声探头的控制方法，包括：

获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像；

从所述目标检测图像中提取所述超声探头的当前状态信息；

基于所述当前状态信息和目标状态信息之间的对比结果，得到所述当前状态信息和所述目标状态信息之间的差异信息；

利用所述差异信息确定所述超声探头的修正参数，并按照所述修正参数控制所述超声探头移动。

进一步的，所述方法还包括；

显示所述差异信息，并基于所述差异信息生成提示信息，所述提示信息用于引导用户控制所述超声探头采集所述心脏超声数据。

进一步的，所述获取超声探头在执行扫描操作时的目标检测图像，包括：

获取待处理的心脏超声图像，以及所述心脏超声图像中左室流出通道的直径数据的存储结果；

控制超声探头执行所述存储结果对应的扫描操作，得到所述超声探头的目标检测图像。

进一步的，所述控制超声探头执行所述存储结果对应的扫描操作，得到所述超声探头的目标检测图像，包括：

在所述存储结果用于指示存在所述直径数据的情况下，控制所述超声探头扫描心尖三腔心切面或心尖五腔心切面，得到所述目标检测图像；

或，在所述存储结果用于指示不存在所述直径数据的情况下，控制所述超声探头扫描胸骨旁左室长轴切面，以及心尖三腔心切面或心尖五腔心切面，得到所述目标检测图像。

进一步的，在基于所述目标检测图像确定所述超声探头的当前状态信息之前，所述方法还包括：

检测所述目标检测图像，得到所述目标检测图像中的图像特征；

根据所述图像特征确定所述目标检测图像中心脏对应的目标切面类型，其中，所述目标切面类型包括：胸骨旁左室长轴切面、心尖三腔心切面以及心尖五腔心切面。

进一步的，所述基于所述目标检测图像确定所述超声探头的当前状态信息，包括：

提取所述目标检测图像中心脏对应的腔室特征，并基于所述腔室特征对所述目标检测图像中的腔室进行分割，得到至少一个腔室图像；

检测所述腔室图像确定腔室参数，并基于预设腔室参数和切面类型与预设检测信息之间的对应关系，确定所述腔室参数和所述目标切面类型对应的所述当前状态信息，所述当前状态信息包括当前位置信息和/或当前方向信息。

进一步的，所述对比所述当前状态信息和目标状态信息，得到对比结果，包括：

从所述目标状态信息中提取目标位置信息和/或目标方向信息；

对比所述当前位置信息和所述目标位置信息，以及对比所述当前方向信息和所述目标方向信息得到所述对比结果。

进一步的，所述方法还包括：

在根据所述差异信息确定所述当前状态信息与所述目标状态信息相同的情况下，控制所述超声探头按照预设检测信息继续对心脏进行扫描，得到目标心脏超声图像；

计算所述目标心脏超声图像与目标切面图像之间的相似度，并将所述相似度与所述目标心脏超声图像进行显示，其中，所述目标切面图像为所述超声探头在正常情况下对心脏扫描得到的切面图像。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种超声探头的控制装置，包括：

获取模块，用于获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像；

提取模块，用于从所述目标检测图像中提取所述超声探头的当前状态信息；

对比模块，用于基于所述当前状态信息和目标状态信息之间的对比结果，得到所述当前状态信息和所述目标状态信息之间的差异信息；

控制模块，用于利用所述差异信息确定所述超声探头的修正参数，其中，所述修正参数用于控制所述超声探头移动。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种超声设备，包括主机以及至少一个超声探头接口，所述超声探头接口用于将超声探头接入所述主机，所述主机用于，

将超声探头接入所述主机，所述主机用于，

获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像；

从所述目标检测图像中提取所述超声探头的当前状态信息；

基于所述当前状态信息和目标状态信息之间的对比结果，得到所述当前状态信息和所述目标状态信息之间的差异信息；

利用所述差异信息确定所述超声探头的修正参数，其中，所述修正参数用于控制所述超声探头移动。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行上述的超声探头的控制方法。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例根据是否存在左室流出通道的直径数据，确定如何控制超声探头进行扫描，从而基于得到的目标检测图像确定超声探头的检测信息，并将检测信息与目标状态信息进行对比，实现了对超声探头的自动引导，有效保证操作人员对超声探头进行精准的控制，避免人为操作，降低对用户操作手法的要求。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。

图1为本申请实施例提供的一种超声探头的控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的超声探头的当前状态信息的示意图；

图3为本申请实施例提供的当前状态信息与目标状态信息的对比图；

图4为本申请实施例提供的当前状态信息与目标状态信息的对比图；

图5为本申请实施例提供的超声探头的引导示意图；

图6为本申请实施例提供的一种超声探头的控制装置的框图；

图7为本申请实施例提供的一种超声设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个类似的实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例提供了一种超声探头的控制方法、装置、超声设备及存储介质。本发明实施例所提供的方法可以应用于任意需要的超声设备，例如，可以为服务器、终端等超声设备，在此不做具体限定，为描述方便，后续简称为超声设备。

根据本申请实施例的一方面，提供了一种超声探头的控制方法的方法实施例。图1为本申请实施例提供的一种超声探头的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S11，获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像。

在本申请实施例中，步骤S11，获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像，包括以下步骤A1-A2：

步骤A1，获取待处理的心脏超声图像，以及心脏超声图像中左室流出通道的直径数据的存储结果。

本申请实施例提供的方法应用于控制终端，控制终端用于向采集设备发送采集指令，采集指令用于控制采集设备对目标检测对象的心脏进行采集得到至少一帧切面图像，采集设备在执行完采集指令后会将采集得到的至少一帧切面图像传输至控制终端，控制终端基于至少一帧切面图像进行组合得到心脏超声图像。其中控制终端可以是超声设备，包括：台车式或便携式超声设备。

在本申请实施例中，控制终端在获取待处理的心脏超声图像后，且心脏超声图像中左室流出通道的直径数据的存储结果之前，控制终端会检测是否有上传的目标检测对象对应的生理参数，其中，目标检测对象对应的对象生理参数可以是目标检测对象的身高、年龄、性别、体重等等。如果控制终端检测到有上传的目标检测对象对应的生理参数时，会基于对象生理参数估算目标检测对象的左室流出通道的直径。

具体的，可以从预设信息库中提取多个左室流出通道数据以及历史生理参数，需要说明的是，预设信息库中的左室流出通道数据和历史生理参数是对其他检测对象进行检测得到的。然后计算当前的对象生理参数与历史生理参数之前的相似度，获取相似度最大的生理参数，并从相似度最大的生理参数对应的左室流出通道数据中提取横截面积，将该横截面接确定为估算出的目标检测对象的左室流出通道的横截面积。然后基于该横截面接确定为左室流出通道的直径数据，并存储。

在本申请实施例中，如果控制终端未检测到有上传的目标检测对象对应的生理参数时，则相应的存储结果即为空。

步骤A2，控制超声探头执行存储结果对应的扫描操作，得到超声探头的目标检测图像。

在本申请实施例中，步骤A2，控制超声探头执行存储结果对应的扫描操作，得到超声探头的目标检测图像，包括：在存储结果用于指示存在直径数据的情况下，控制超声探头扫描心尖三腔心切面或心尖五腔心切面，得到目标检测图像。

在本申请实施例中，步骤A2，控制超声探头执行存储结果对应的扫描操作，得到超声探头的目标检测图像，包括：在存储结果用于指示不存在直径数据的情况下，控制超声探头扫描胸骨旁左室长轴切面，以及心尖三腔心切面或心尖五腔心切面，得到目标检测图像。

步骤S12，从目标检测图像中提取超声探头的当前状态信息。

在本申请实施例中，在基于目标检测图像确定超声探头的当前状态信息之前，方法还包括：识别目标检测图像，得到目标检测图像中的图像特征；根据图像特征确定目标检测图像中心脏对应的目标切面类型，其中，目标切面类型包括：胸骨旁左室长轴切面、心尖三腔心切面以及心尖五腔心切面

具体的检测过程可以是：将目标检测图像输入至预先训练的检测模型，以使检测模型提取目标检测图像的图像特征，并根据图像特征确定目标检测图像目标切面类型，目标切面类型包括：胸骨旁左室长轴切面、心尖三腔心切面以及心尖五腔心切面。

在本申请实施例中，检测模型的训练方法如下：获取样本图像集合，其中，样本图像集合中包括多种不同类型的切面的样本图像；获取样本图像对应的标注信息，标注信息用于标注样本图像中的切面特征，以及切面特征对应的切面类型，切面类型包括：胸骨旁左室长轴切面、心尖三腔心切面以及心尖五腔心切面；将样本图像集合以及标注信息输入值预设神经网络模型，以使初始神经网络模型学习样本图像集合中样本图像中的切面特征以及切面类型之间的关联关系，最终得到检测模型。

在本申请实施例中，步骤S12，基于目标检测图像确定超声探头的当前状态信息，包括以下步骤B1-B2：

步骤B1，提取目标检测图像中心脏对应的腔室特征，并基于腔室特征对目标检测图像中的腔室进行分割，得到至少一个腔室图像。

步骤B2，检测腔室图像确定腔室参数，并基于预设腔室参数和切面类型与预设检测信息之间的对应关系，确定腔室参数和目标切面类型对应的当前状态信息，当前状态信息包括当前位置信息和/或当前方向信息。

在本申请实施例中，可以采用识别模型来提取目标检测图像中心脏对应的腔室特征，然后对各个腔室进行定位分割，得到各个腔室对应的腔室参数，腔室参数包括腔室大小，腔室面积等等。

需要说明的是，因为基于心脏解剖结构，利用超声探头放在不同位置、方向所表现出的超声图像是不同的，如图2所示，腔室参数和切面类型能够反应出超声探头的当前位置信息和/或当前方向信息，因此可以利用预设腔室参数和切面类型与检测信息之间的对应关系训练模型，在实际使用过程中，可以直接将图像输入识别模型，以使识别模型从图像中提取腔室参数，并结合切面类型，得到当前位置信息和/或当前方向信息作为当前状态信息。

例如：心尖五腔心目标状态信息下，有主动脉、左心房、右心房、左心室、右心室，且在此检测信息下每个组织的面积都较大，超声探头对应的位置如图2中间图所示。心尖三腔心目标状态信息下，只有主动脉、左心房、左心室，且在此检测信息下每个组织的面积都应较大，超声探头对应位置如图2左图所示；不同超声图像对应的探头的位置和方向是不一样的。

因此，本申请实施例通过建立识别模型，能够对不同切面下的超声图像进行分析，确定图像中的腔室特征，然后基于该腔室特征进行分割得到腔室参数，最终基于腔室参数和目标切面类型得到相应的探头检测信息。其中，心脏的腔室分割方法包括但不仅限于大津法(OTSU)、水平集分割、Unet、DeepLab、FCN等分割算法。

步骤S13，基于当前状态信息和目标状态信息之间的对比结果，得到当前状态信息和目标状态信息之间的差异信息。

在本申请实施例中，对比结果的获取过程，包括以下步骤C1-C2：

步骤C1，从目标状态信息中提取目标位置信息和/或目标方向信息。

步骤C2，对比当前位置信息和目标位置信息和/或，以及对比当前方向信息和目标方向信息得到对比结果。

在本申请实施例中，对比结果用于指示当前状态信息与目标状态信息不同的情况下，将当前状态信息中的位置信息与目标状态信息中的位置信息进行对比，得到位置偏离数据。和/或将当前状态信息中的方向信息和目标状态信息中的方向信息进行对比，得到方向偏离数据。然后将位置偏离数据和方向偏离数据作为差异信息。

作为一个示例，如图3所示，差异信息为：当前状态信息和目标状态信息的方向信息一致，位置信息不同。如图4所示，差异信息为：当前状态信息和目标状态信息的方向信息和位置信息均不同。

步骤S14，利用差异信息确定超声探头的修正参数，其中，修正参数用于控制超声探头移动。

在本申请实施例中，可以根据方向偏移数据确定修正方向，同时根据位置偏移数据确定修正距离，将修正方向以及修正距离确定为修正参数。

在本申请实施例中，方法还包括：显示差异信息，并基于差异信息生成提示信息，提示信息用于引导用户控制超声探头采集心脏超声数据。提示信息可以是采用文字或图片或动图或语音的形式给出超声探头下一步的操作。

在本申请实施例中，通过对比当前状态信息与目标状态信息，得到差异信息，并利用差异信息确定用于控制超声探头的修正参数，从而实现了在超声探头偏离目标状态信息的情况下，对超声探头的实时引导。

在本申请实施例中，该方法还包括以下步骤D1-D2：

步骤D1，在根据差异信息确定当前状态信息与目标状态信息相同的情况下，控制超声探头按照预设检测信息继续对心脏进行扫描，得到目标心脏超声图像。

步骤D2，计算目标心脏超声图像与目标切面图像之间的相似度，并将相似度与目标心脏超声图像进行显示，其中，目标切面图像为超声探头在正常情况下对心脏扫描得到的切面图像。

作为一个示例，通过比较超声探头当前状态信息(位置和方向)与目标状态信息是否一致从而判断下一个步骤。若是，则进行下一个步骤；若否，比较当前状态信息与目标状态信息的差异，通过文字或图片或动图或语音的形式给出下一步操作引导，引导图如图5所示，从而引导操作人员后续可以精准的控制超声探头。

本申请实施例根据是否存在左室流出通道的直径数据，确定如何控制超声探头进行扫描，从而基于得到的目标检测图像确定超声探头的检测信息，并将检测信息与目标状态信息进行对比，实现了对超声探头的自动引导，有效保证操作人员对超声探头进行精准的控制，避免人为操作，降低对用户操作手法的要求。

图6为本申请实施例提供的一种超声探头的控制装置的框图，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为超声设备的部分或者全部。如图6所示，该装置包括：

获取模块31，用于获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像；

提取模块32，用于从所述目标检测图像中提取所述超声探头的当前状态信息；

对比模块33，用于基于所述当前状态信息和目标状态信息之间的对比结果，得到所述当前状态信息和所述目标状态信息之间的差异信息；

控制模块34，用于利用所述差异信息确定所述超声探头的修正参数，其中，所述修正参数用于控制所述超声探头移动。

在本申请实施例中，超声探头的控制装置还包括：显示模块，用于显示所述差异信息，并基于所述差异信息生成提示信息，所述提示信息用于引导用户控制所述超声探头采集所述心脏超声数据

在本申请实施例中，获取模块31，用于获取待处理的心脏超声图像，以及所述心脏超声图像中左室流出通道的直径数据的存储结果；控制超声探头执行所述存储结果对应的扫描操作，得到所述超声探头的目标检测图像。

在本申请实施例中，获取模块31，用于在存储结果用于指示存在直径数据的情况下，控制超声探头扫描心尖三腔心切面或心尖五腔心切面，得到目标检测图像；

或，获取模块31，用于在存储结果用于指示不存在直径数据的情况下，控制超声探头扫描胸骨旁左室长轴切面，以及心尖三腔心切面或心尖五腔心切面，得到目标检测图像。

在本申请实施例中，超声探头的控制装置还包括：检测模块，用于检测所述目标检测图像，得到所述目标检测图像中的图像特征；根据所述图像特征确定所述目标检测图像中心脏对应的目标切面类型，其中，所述目标切面类型包括：胸骨旁左室长轴切面、心尖三腔心切面以及心尖五腔心切面。

在本申请实施例中，提取模块32，用于提取所述目标检测图像中心脏对应的腔室特征，并基于所述腔室特征对所述目标检测图像中的腔室进行分割，得到至少一个腔室图像；检测所述腔室图像确定腔室参数，并基于预设腔室参数和切面类型与预设位置信息和/或方向信息之间的对应关系，确定所述腔室参数和所述目标切面类型对应的当前位置信息和/或当前方向信息；将所述当前位置信息和/或所述当前方向信息确定为所述当前状态信息。

在本申请实施例中，对比模块32，用于从所述目标状态信息中提取目标位置信息和/或目标方向信息；对比所述当前位置信息和所述目标位置信息，以及对比所述当前方向信息和所述目标方向信息得到所述对比结果。

在本申请实施例中，控制模块，还用于在根据所述差异信息确定所述当前状态信息与所述目标状态信息相同的情况下，控制所述超声探头按照预设检测信息继续对心脏进行扫描，得到目标心脏超声图像；计算所述目标心脏超声图像与目标切面图像之间的相似度，并将所述相似度与所述目标心脏超声图像进行显示，其中，所述目标切面图像为所述超声探头在正常情况下对心脏扫描得到的切面图像。

本申请实施例还提供一种超声设备，包括主机以及至少一个超声探头接口，所述超声探头接口用于将超声探头接入所述主机，所述主机用于，

获取超声探头在对心脏执行扫描操作时的目标检测图像；

从所述目标检测图像中提取所述超声探头的当前状态信息；

基于所述当前状态信息和目标状态信息之间的对比结果，得到所述当前状态信息和所述目标状态信息之间的差异信息；

利用所述差异信息确定所述超声探头的修正参数，其中，所述修正参数用于控制所述超声探头移动。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行上述的超声探头的控制方法。

本申请实施例还提供一种超声设备，如图7所示，超声设备可以包括：处理器1501、通信接口1502、存储器1503和通信总线1504，其中，处理器1501，通信接口1502，存储器1503通过通信总线1504完成相互间的通信。

存储器1503，用于存放计算机程序；

处理器1501，用于执行存储器1503上所存放的计算机程序时，实现上述实施例的步骤。

上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的超声探头的控制方法。

在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的超声探头的控制方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk)等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。