一种成像质量优化方法、系统及掌上超声设备

技术领域

本发明涉及信息管理领域，具体涉及一种成像质量优化方法、系统及掌上超声设备。

背景技术

掌上超声设备是一种便携式的医疗设备，可以通过连接智能手机或平板电脑进行操作和图像显示。它通常由一个探头和一个无线传输模块组成。掌上超声设备具有高分辨率的图像显示功能，可以提供清晰的超声图像，帮助医生准确诊断。控制和提高移动医疗设备的成像质量一直是医疗领域的一个关键挑战。特别是对于掌上超声设备，其小型化和便携性使其成为快速检查和诊断的理想选择。

然而，组织的声速与温度密切相关。所谓声速是指声波在物质中传播的速度，而超声成像是通过测量声波在组织内的传播时间来生成图像的。当患者的体温升高时，组织的声速可能会增加；相应地，当患者的体温降低时，则可能导致声速降低。上述声速随体温的变化看可能会导致声波在组织内传播的速度变化，从而影响声波的到达时间，最终影响图像的对比度和分辨率。而温度变化引起的声速变化和声波路径改变可能导致图像中出现伪影和噪声。无论是对比度和分辨率的降低，还是伪影和噪声的产生，都有可能使医生难以正确解读图像，降低诊断的准确性。换言之，在进行实时超声检查的过程中，患者体温的变化有可能影响到后续的成像质量，并进而影响到医生诊断的正确性。现有技术中，超声成像的参数设置通常是固定的，不能针对不同温度进行调整，也就无法弥补患者体温变化对成像质量造成的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种一种成像质量优化方法、系统及掌上超声设备。

具体技术方案如下：一种成像质量优化方法，应用于掌上超声设备；其中，分别预先构建被检查者的体温与成像质量参数之间的关系模型，所述成像质量参数包括超声图像的对比度、超声图像的分辨率以及成像信号的噪声强度，还包括：

步骤S1，获取当前的被检查者的实时体温，根据所述实时体温，依据所述所述关系模型分别获取关联于所述对比度、分辨率以及噪声强度的补偿值；

步骤S2，基于补偿值对所述掌上超声设备的设备参数进行调整，采用调整后的所述掌上超声设备对当前的所述被检查者进行超声检查。

优选的，关联于所述对比度的所述设备参数包括所述掌上超声设备的增益参数和滤波参数；

则预先构建以所述增益参数和所述滤波参数组合形成的第一参数调整组合与所述对比度的不同的补偿值之间的第一调整模型；

所述步骤S2中，针对所述对比度的调整方式包括：

基于当前的关联于所述对比度的补偿值，采用所述第一调整模型确定对应的所述第一参数调整组合，随后采用被确定的所述第一参数调整组合对所述掌上超声设备的所述增益参数和所述滤波参数进行调整。

优选的，于所述第一调整模型中，一个补偿值对应于多个不同的所述第一参数调整组合；

则所述步骤S2中，确定对应的所述第一参数调整组合的方式包括：

基于当前的关联于所述对比度的补偿值匹配得到多个所述第一参数调整组合，选择其中一个所述第一参数调整组合对所述掌上超声设备的所述增益参数和所述滤波参数进行调整。

优选的，所述设备参数中包括所述掌上超声设备的声波频率和聚焦深度，所述声波频率和所述聚焦深度均关联于所述分辨率和所述噪声强度；

则预先构建以所述声波频率和所述聚焦深度组合形成的第二参数调整组合与所述分辨率的不同的补偿值之间的第二调整模型，以及预先构建以所述声波频率和所述聚焦深度组合形成的第三参数调整组合与所述噪声强度的不同的补偿值之间的第三调整模型；

所述步骤S2中，针对所述分辨率和所述噪声强度的调整方式包括：

步骤S21，基于当前的关联于分辨率的补偿值，采用所述第二调整模型确定对应的所述第二参数调整组合，以及

基于当前的关联于噪声强度的补偿值，采用所述第三调整模型确定对应的所述第三参数调整组合；

步骤S22，整合所述第二参数调整组合和所述第三参数调整组合，处理得到所述声波频率的调整值和所述噪声强度的调整值，随后对所述掌上超声设备的所述增益参数和所述滤波参数进行调整。

优选的，于所述第二调整模型中，一个补偿值对应于多个不同的所述第二参数调整组合；

于所述第三调整模型中，一个补偿值对应于多个不同的所述第三参数调整组合；

则所述步骤S21中，基于当前的关联于分辨率的补偿值匹配得到多个所述第二参数调整组合，以及基于当前的关联于噪声强度的补偿值匹配得到多个所述第三参数调整组合；

所述步骤S22包括：

步骤S221，判断匹配得到的多个所述第二参数调整组合和多个所述第三参数调整组合中，是否存在数值重合的组合：

若是，则转向步骤S222；

若否，则转向步骤S223；

步骤S222，依据数值重合的组合确定所述声波频率的调整值以及所述聚焦深度的调整值，随后对所述掌上超声设备的所述增益参数和所述滤波参数进行调整；

步骤S223，于匹配得到的多个所述第二参数调整组合和多个所述第三参数调整组合中，获取数值最接近的两个声波频率的值，依据获取的数值计算得到所述声波频率的调整值；以及

于匹配得到的多个所述第二参数调整组合和多个所述第三参数调整组合中，获取数值最接近的两个聚焦深度的值，依据获取的数值计算得到所述聚焦深度的调整值；

随后对所述掌上超声设备的所述增益参数和所述滤波参数进行调整。

优选的，所述步骤S223中，采用平均值计算的方式分别计算得到所述声波频率的调整值以及所述聚焦深度的调整值。

优选的，分别针对所述对比度、所述分辨率以及所述噪声强度，预先设置对应的标准偏离范围；

则所述步骤S1中，分别判断各个补偿值是否超出对应的所述标准偏离范围：

若未超出，则不对对应的所述成像质量参数所关联的所述设备参数进行调整；

若超出，则转向所述步骤S2，对对应的所述成像质量参数所关联的所述设备参数进行调整。

一种成像质量优化系统，应用于掌上超声设备；其中，分别预先构建被检查者的体温与成像质量参数之间的关系模型，所述成像质量参数包括超声图像的对比度、超声图像的分辨率以及成像信号的噪声强度，还包括：

获取单元，用于在获取当前的被检查者的实时体温后根据所述实时体温，依据所述所述关系模型分别获取关联于所述对比度、分辨率以及噪声强度的补偿值；

调整单元，连接所述获取单元，用于根据所述补偿值对所述掌上超声设备的设备参数进行调整，并采用调整后的所述掌上超声设备对当前的所述被检查者进行超声检查。

一种掌上超声设备，其中，采用上述任意一项所述的成像质量优化方法对所述掌上超声设备的设备参数进行调整。

一种掌上超声设备，其中，包括上述的成像质量优化系统。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明通过实时监测患者的温度并调整掌上超声设备的设备参数，进而提高超声图像的对比度以及分辨率，同时降低噪声强度，以优化成像质量从而为医生提供更准确的掌上超声图像用作诊断。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例中，一种成像质量优化方法的整体流程示意图；

图2为本发明实施例中，步骤S2的流程示意图；

图3为本发明实施例中，步骤S22的流程示意图；

图4为本发明实施例中，一种成像质量优化系统的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种成像质量优化方法，应用于掌上超声设备；其中，分别预先构建被检查者的体温与成像质量参数之间的关系模型，成像质量参数包括超声图像的对比度、超声图像的分辨率以及成像信号的噪声强度，如图1所述，还包括：

步骤S1，获取当前的被检查者的实时体温，根据实时体温，依据关系模型分别获取关联于对比度、分辨率以及噪声强度的补偿值；

步骤S2，基于补偿值对掌上超声设备的设备参数进行调整，采用调整后的掌上超声设备对当前的被检查者进行超声检查。

具体的，针对现有技术中由于被检查者的体温变化原因导致掌上超声设备的超声图像受到影响，从而影响医生的诊断；在上述实施例中通过预先构建被检查者的体温与成像质量参数之间的关系模型，反应在不同体温下，成像质量参数的变化，其中成像质量参数包括超声图像的对比度、超声图像的分辨率以及成像信号的噪声强度。进一步的，温度升高可能导致图像的对比度增加或降低，从而影响结构的可见性；温度变化可能导致声速变化，进而影响图像的空间分辨率；温度变化可能导致噪声的增加或减少，从而影响图像的质量。

其中，对比度通过以下公式进行计算：

A＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin) (1)

其中A为对比度的数值，Imax为超声图像中最亮的像素值，Imin为超声图像中最暗的像素值。

其中，空间分辨率通过下述公式进行计算：

B＝C/D (2)

其中B为空间分辨率，C为像素大小，D为放大倍数；

噪声强度通过一个提取模型，通过大量的超声图片训练该提取模型，用于提取超声图片中的噪声点，并根据噪声点的多少来判噪声强度。

在本发明的一个较佳实施例中，通过大量历史数据，预先分别建立体温与对比度、体温与分辨率以及体温与噪声强度的查找表。根据现有技术，人体的体温应当存在一个合理的数值范围，例如36-42度之间。人体的标准体温应当有一个合理的数值对比，例如本实施例中，将37度体温作为人体的标准体温，其对应的对比度、分辨率以及噪声强度可以被认为是标准的成像质量参数。进一步地，可以基于大量的历史数据，采集得到被检查者处于37度体温下时最终成像的对比度，将这些历史数据中的对比度进行平均值计算，从而得到一个能够体现人体体温为37度时的标准对比度。图像的分辨率以及噪声强度所对应的标准值同样可以比照对比度进行计算得到。通过作差的方式计算在人体体温合理数值范围内的每个体温下对比度、分辨率以及噪声强度与标准数值之间的差距，得到的差距就是补偿值。

更进一步的，在上述实施例中通过预先建立的关系模型可以得到实际体温关联于对比度、分辨率以及噪声强度的补偿值，根据得到的补偿值可以对掌上超声设备的参数进行调整，进而优化成像质量。

在本发明的较佳实施例中，关联于对比度的设备参数包括掌上超声设备的增益参数和滤波参数；

则预先构建以增益参数和滤波参数组合形成的第一参数调整组合与对比度的不同的补偿值之间的第一调整模型；

步骤S2中，针对对比度的调整方式包括：

基于当前的关联于对比度的补偿值，采用第一调整模型确定对应的第一参数调整组合，随后采用被确定的第一参数调整组合对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整。

具体的，在上述实施例中，增益控制图像的亮度，正常温度范围内，增益通常设置为确保图像的良好对比度；滤波可以改善图像质量。正常温度范围内，可以选择适当的滤波器类型和参数，以优化图像。

进一步的，在上述实施例中因为对比度的设备参数包括掌上超声设备的增益参数和滤波参数；因此预先构建以增益参数和滤波参数组合形成的第一参数调整组合与对比度的不同的补偿值之间的第一调整模型，用于根据对比度的补偿值选择合适的增益参数和滤波参数。

在本发明的较佳实施例中，于第一调整模型中，一个补偿值对应于多个不同的第一参数调整组合；

则步骤S2中，确定对应的第一参数调整组合的方式包括：

基于当前的关联于对比度的补偿值匹配得到多个第一参数调整组合，选择其中一个第一参数调整组合对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整。

具体的，在上述实施例中，一个对比度的补偿值可能会产生多个不同的第一参数调整组合，选择最贴近标准值的一对增益参数和滤波参数的第一参数调整组合，根据第一参数调整组合对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整。

在本发明的较佳实施例中，设备参数中包括掌上超声设备的声波频率和聚焦深度，声波频率和聚焦深度均关联于分辨率和噪声强度；

则预先构建以声波频率和聚焦深度组合形成的第二参数调整组合与分辨率的不同的补偿值之间的第二调整模型，以及预先构建以声波频率和聚焦深度组合形成的第三参数调整组合与噪声强度的不同的补偿值之间的第三调整模型；

如图2所示，步骤S2中，针对分辨率和噪声强度的调整方式包括：

步骤S21，基于当前的关联于分辨率的补偿值，采用第二调整模型确定对应的第二参数调整组合，以及

基于当前的关联于噪声强度的补偿值，采用第三调整模型确定对应的第三参数调整组合；

步骤S22，整合第二参数调整组合和第三参数调整组合，处理得到声波频率的调整值和噪声强度的调整值，随后对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整。

具体的，在上述实施例中，声波频率和聚焦深度不仅关联于掌上超声设备的分辨率还关联于噪声强度，因此预先构建以声波频率和聚焦深度组合形成的第二参数调整组合与分辨率的不同的补偿值之间的第二调整模型，以及以声波频率和聚焦深度组合形成的第三参数调整组合与噪声强度的不同的补偿值之间的第三调整模型；其中第二参数调整组合以及第三参数调整组合虽然都是声波频率以及聚焦深度，但是不同组合中的声波频率以及聚焦深度的参数值不同。

进一步的，根据当前的关联于分辨率的补偿值，通过第二调整组合可以确定第二参数调整组合，以及根据当前的关联于噪声强度的补偿值，通过第三调整组合可以确定第三参数调整组合；然后根据第二参数调整组合结合第三参数调整组合可以得到声波频率的调整值和噪声强度的调整值，随后对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整。

在本发明的较佳实施例中，于第二调整模型中，一个补偿值对应于多个不同的第二参数调整组合；

于第三调整模型中，一个补偿值对应于多个不同的第三参数调整组合；

则步骤S21中，基于当前的关联于分辨率的补偿值匹配得到多个第二参数调整组合，以及基于当前的关联于噪声强度的补偿值匹配得到多个第三参数调整组合；

如图3所示，步骤S22包括：

步骤S221，判断匹配得到的多个第二参数调整组合和多个第三参数调整组合中，是否存在数值重合的组合：

若是，则转向步骤S222；

若否，则转向步骤S223；

步骤S222，依据数值重合的组合确定声波频率的调整值以及聚焦深度的调整值，随后对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整；

步骤S223，于匹配得到的多个第二参数调整组合和多个第三参数调整组合中，获取数值最接近的两个声波频率的值，依据获取的数值计算得到声波频率的调整值；以及

于匹配得到的多个第二参数调整组合和多个第三参数调整组合中，获取数值最接近的两个聚焦深度的值，依据获取的数值计算得到聚焦深度的调整值；

随后对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整。

进一步的，在本发明的较佳实施例中，步骤S223中，采用平均值计算的方式分别计算得到声波频率的调整值以及聚焦深度的调整值。

具体的，在上述实施例中，因为一个补偿值对应于多个不同的参数调整组合；因此当前的关联于分辨率的补偿值匹配得到多个第二参数调整组合，以及当前的关联于噪声强度的补偿值匹配得到多个第三参数调整组合。

进一步的，因为分辨率和噪声强度都关联于声波频率以及聚焦深度，因此需要判断匹配得到的多个第二参数调整组合和多个第三参数调整组合中，是否存在数值重合的组合。

当存在数值重合的组合，代表着仅需要数值重合的组合就可以同时对掌上超声设备的增益参数和滤波参数进行调整；若不存在数值重合的组合，代表着需要根据不同的增益参数和滤波参数对掌上超声设备进行调整。

但是考虑到分辨率和噪声强度都关联于声波频率以及聚焦深度，因此，选择第二参数调整组合以及第三参数调整组合中，数值最接近的两个声波频率的值，依据获取的数值通过计算平均数，进一步得到声波频率的调整值，以及选择第二参数调整组合以及第三参数调整组合中，数值最接近的两个聚焦深度的值，依据获取的数值通过计算平均数，进一步得到聚焦深度的调整值，可以同时考虑到分辨率以及噪声强度，进一步调整掌上超声设备的增益参数和滤波参数。

进一步的，在本发明的另一个实施例中，当存在数值不重合的组合时，还可以将多个第二参数调整组合以及多个第三参数调整组合进行合并，然后再分别求其中的滤波参数以及增益参数的平均值，进而得到滤波参数以及增益参数的调整值。

在本发明的较佳实施例中，分别针对对比度、分辨率以及噪声强度，预先设置对应的标准偏离范围；

如图1所示，则步骤S1中，分别判断各个补偿值是否超出对应的标准偏离范围：

若未超出，则不对对应的成像质量参数所关联的设备参数进行调整；

若超出，则转向步骤S2，对对应的成像质量参数所关联的设备参数进行调整。

具体的，在上述实施例中，在对对应的成像质量参数所关联的设备参数进行调整之前，需要先判断各个补偿值是否超出对应的标准偏离范围；当各个补偿值未超出对应的标准偏离范围时，代表此时不需要进行设备参数的调整，如果超出了在执行步骤S2的操作，对对应的成像质量参数所关联的设备参数进行调整；进一步可以节约时间。

在本发明的较佳实施例中，还提供一种成像质量优化系统，应用于掌上超声设备；其中，分别预先构建被检查者的体温与成像质量参数之间的关系模型，成像质量参数包括超声图像的对比度、超声图像的分辨率以及成像信号的噪声强度，还包括：

获取单元1，用于在获取当前的被检查者的实时体温后根据实时体温，依据关系模型分别获取关联于对比度、分辨率以及噪声强度的补偿值；

调整单元2，连接获取单元1，用于根据补偿值对掌上超声设备的设备参数进行调整，并采用调整后的掌上超声设备对当前的被检查者进行超声检查。

在本发明的较佳实施例中，还提供一种掌上超声设备，其中，采用上述任意一项的成像质量优化方法对掌上超声设备的设备参数进行调整。

在本发明的较佳实施例中，还提供一种掌上超声设备，其中，包括上述的成像质量优化系统。

具体的，在上述实施例中，医生获取到超声图像以后，可以根据需求以及实际使用情况，选择需要加强或者减弱的成像质量参数，然后根据需要调整的成像质量参数对设备参数进行手动调整，并将手动调整值反馈到温度与成像质量参数之间的关系模型对关系模型进行优化，以便更好的对掌上超声设备进行成像质量的优化。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。