一种超声心动图采集方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种超声心动图采集方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前，医疗大数据中有90％来自于医学影像，超声心动图是利用超声特殊物理特性检查心血管系统结构和功能的一种无创性检查，其主要目的是为了评价心脏等相关结构的大小、形态以及功能是否正常，超声心动图检查是心血管病筛查、诊断的必备检查之一。

在现有技术中，通常需要医生人工采集不同心脏切面的对应的心动图，对医生个人的技术水平要求较高。

但是，对于经验较为匮乏的医生或其他非专业操作人员，在没有受到长时间和系统化的超声检查培训的情况下，很难准确地定位心脏切面，也就无法采集到准确的心动图。因此，急需一种可以辅助医生或其他非专业操作人员准确定位心脏切面的超声心动图采集方法，对提高其采集到的心动图的准确性有重要意义。

发明内容

本申请提供一种超声心动图采集方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中的超声心动图采集方法很难准确地定位心脏切面等缺陷。

本申请第一个方面提供一种超声心动图采集方法，包括：

获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图；

提取所述当前超声心动图中的当前心脏切面特征；

根据所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断所述超声探头的当前操作是否正确；

当确定所述超声探头的当前操作不正确时，根据所述当前心脏切面特征中的各当前器官特征与所述标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定所述超声探头的修正方案。

可选的，所述根据所述当前心脏切面特征中的各当前器官特征与所述标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定所述超声探头的修正方案，包括：

判断各所述当前器官特征是否包含各标准器官特征；

当各所述当前器官特征包含各标准器官特征时，判断各当前器官特征之间的第一相对位置关系与其对应的各标准器官特征之间的第二相对位置关系是否一致；

当各当前器官特征之间的第一相对位置关系与其对应的各标准器官特征之间的第二相对位置关系不一致时，根据所述第一相对位置关系与所述第二相对位置关系的差异，生成超声探头的采集点修正方案。

可选的，还包括：当各所述当前器官特征没有完全包含各标准器官特征时，根据没有包含的各标准器官特征的位置，生成超声探头的采集点修正方案。

可选的，还包括：

当各所述当前器官特征没有完全包含各标准器官特征时，生成超声探头的强度修正方案，并返回所述判断各所述当前器官特征是否包含各标准器官特征的步骤。

可选的，在根据所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断所述超声探头的当前操作是否正确之前，所述方法还包括：

获取超声心动图的采集需求信息；

根据所述采集需求信息，在预设的标准心脏切面特征库中提取与所述采集需求信息相对应的标准心脏切面特征。

可选的，所述获取超声心动图的采集需求信息，包括：

获取操作人员的语音数据；

对所述语音数据进行降噪处理，以得到降噪处理后的语音数据；

根据所述降噪处理后的语音数据，确定超声心动图的采集需求信息。

可选的，所述根据所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断所述超声探头的当前操作是否正确，包括：

判断所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度是否小于预设的相似度阈值；

当确定所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度小于预设的相似度阈值时，确定所述超声探头的当前操作不正确。

本申请第二个方面提供一种超声心动图采集装置，包括：

获取模块，用于获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图；

特征提取模块，用于提取所述当前超声心动图中的当前心脏切面特征；

判断模块，用于根据所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断所述超声探头的当前操作是否正确；

修正模块，用于当确定所述超声探头的当前操作不正确时，根据所述当前心脏切面特征中的各当前器官特征与所述标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定所述超声探头的修正方案。

可选的，所述修正模块，具体用于：

判断各所述当前器官特征是否包含各标准器官特征；

当各所述当前器官特征包含各标准器官特征时，判断各当前器官特征之间的第一相对位置关系与其对应的各标准器官特征之间的第二相对位置关系是否一致；

当各当前器官特征之间的第一相对位置关系与其对应的各标准器官特征之间的第二相对位置关系不一致时，根据所述第一相对位置关系与所述第二相对位置关系的差异，生成超声探头的采集点修正方案。

可选的，所述修正模块，还用于：当各所述当前器官特征没有完全包含各标准器官特征时，根据没有包含的各标准器官特征的位置，生成超声探头的采集点修正方案。

可选的，所述修正模块，具体用于：

当各所述当前器官特征没有完全包含各标准器官特征时，生成超声探头的强度修正方案，并返回所述判断各所述当前器官特征是否包含各标准器官特征的步骤。

可选的，所述判断模块，还用于：

获取超声心动图的采集需求信息；

根据所述采集需求信息，在预设的标准心脏切面特征库中提取与所述采集需求信息相对应的标准心脏切面特征。

可选的，所述判断模块，具体用于

获取操作人员的语音数据；

对所述语音数据进行降噪处理，以得到降噪处理后的语音数据；

根据所述降噪处理后的语音数据，确定超声心动图的采集需求信息。

可选的，所述判断模块，具体用于：

判断所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度是否小于预设的相似度阈值；

当确定所述当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度小于预设的相似度阈值时，确定所述超声探头的当前操作不正确。

本申请第三个方面提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。

本申请第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。

本申请技术方案，具有如下优点：

本申请提供的超声心动图采集方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图；提取当前超声心动图中的当前心脏切面特征；根据当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断超声探头的当前操作是否正确；当确定超声探头的当前操作不正确时，根据当前心脏切面特征中的各当前器官特征与标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定超声探头的修正方案。上述方案提供的超声心动图采集方法，通过对超声探头当前的超声心动图采集情况进行实时检测，并生成对应的修正方案，操作人员可以根据其生成的修生方案对超声探头的操作方式进行调整，辅助了操作人员准确定位心脏切面，提高了超声心动图的采集效率，为提高其采集的超声心动图的准确性奠定了基础。

附图说明

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例基于的超声心动图采集系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的超声心动图采集方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的超声心动图采集装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在以下各实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在现有技术中，通常需要医生人工采集不同心脏切面的对应的心动图，对医生个人的技术水平要求较高。但是，对于经验较为匮乏的医生，在没有受到长时间和系统化的超声检查培训的情况下，很难准确地定位心脏切面，也就无法采集到准确的心动图。

针对上述问题，本申请实施例提供的超声心动图采集方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图；提取当前超声心动图中的当前心脏切面特征；根据当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断超声探头的当前操作是否正确；当确定超声探头的当前操作不正确时，根据当前心脏切面特征中的各当前器官特征与标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定超声探头的修正方案。上述方案提供的超声心动图采集方法，通过对超声探头当前的超声心动图采集情况进行实时检测，并生成对应的修正方案，操作人员可以根据其生成的修生方案对超声探头的操作方式进行调整，辅助了操作人员准确定位心脏切面，提高了超声心动图的采集效率，为提高其采集的超声心动图的准确性奠定了基础。

下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明实施例进行描述。

首先，对本申请所基于的超声心动图采集系统的结构进行说明：

本申请实施例提供的超声心动图采集方法、装置、电子设备及存储介质，适用于辅助超声探头的操作人员采集超声心动图，如图1所示，为本申请实施例基于的超声心动图采集系统的结构示意图，主要包括超声探头、显示设备和用于生成超声探头的修正方案的电子设备。具体地，利用超声探头采集当前超声心动图，并将采集到的当前超声心动图发送至上述电子设备，电子设备根据得到的当前超声心动图，对超声探头的当前操作情况进行检测，并生成对应的超声探头的修正方案，并将所生成的修正方案发送至显示设备，超声探头的操作人员根据显示设备所显示的修正方案，对超声探头的操作方式进行调整，以准确定位心脏切面。

本申请实施例提供了一种超声心动图采集方法，用于辅助超声探头的操作人员采集超声心动图。本申请实施例的执行主体为电子设备，比如服务器、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑及其他可用于对超声探头的当前操作情况进行检测的电子设备。其中，为了提高本申请实施例所提供的超声心动图采集方法的执行效率，可以采用基于CUDA架构的CPU+GPU的数据处理设备作为其执行主体。

如图2所示，为本申请实施例提供的超声心动图采集方法的流程示意图，该方法包括：

步骤201，获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图。

其中，当超声探头在当前采集点并没有采集到当前超声心动图时，可以生成缺少耦合剂提示信息，以提醒超声探头的操作人员涂抹耦合剂。其中，超声探头的操作人员可以是医生、其他相关医护人员及非专业操作人员。

步骤202，提取当前超声心动图中的当前心脏切面特征。

需要解释的是，心脏切面主要包括胸骨旁位左室长轴切面，右室流入道长轴切面、二尖瓣水平左室短轴切面、乳头肌水平左室短轴切面、心尖二腔、四腔切面、胸骨旁四腔切面、剑下四腔切面、下腔静脉长轴切面、胸骨上位主动脉弓长轴切面和短轴切面等，相应的，心脏切面特征是指各类型的心脏切面对应的心脏切面特征。

具体地，本申请实施例所提取的当前心脏切面特征具体是当前超声图像中的边缘特征。例如，可以利用预设的主动轮廓模型、水平集模型及C-V模型提取当前心脏切面特征，其中，水平集函数定义一个标量函数

其中，考虑到所得到的当前超声心动图的图像质量难以保证，为了保障所提取的当前心脏切面特征的准确性，可以采用加权中值滤波和直方图灰度变换等方式对得到的当前超声心动图进行预处理，以改善其图像质量。

步骤203，根据当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断超声探头的当前操作是否正确。

需要解释的是，预设的标准心脏切面特征均存储在预设的心脏切面特征库中，根据当前心脏切面特征对应的心脏切面类型，在心脏切面特征库中提取与其对应的标准心脏切面特征，进而根据当前心脏切面特征和标准心脏切面特征，确定二者之间的相似度。

示例性的，可以采用预设的图像匹配算法确定当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度。该算法的改进方向主要包括匹配相似性度量函数和模板快速搜索算法两方面；该算法在总体上采用分级匹配，即先采用初匹配，又叫粗匹配，对关键帧进行匹配，找出匹配度最高的关键帧，再对此关键帧进行二次匹配，根据可进行二次匹配的特征点的对数，确定二者的相似度。其中，关键帧可以根据心动周期关键时间点、超声探头的方向和角度及图像特征进行确定。

具体地，在一实施例中，判断当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度是否小于预设的相似度阈值；当确定当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度小于预设的相似度阈值时，确定超声探头的当前操作不正确。

相反的，当确定当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度不小于预设的相似度阈值时，确定超声探头的当前操作正确。

其中，相似度阈值具体可以根据实际情况进行设定，本申请实施例不做限定。

具体地，在一实施例中，在根据当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断超声探头的当前操作是否正确之前，可以获取超声心动图的采集需求信息；根据采集需求信息，在预设的标准心脏切面特征库中提取与采集需求信息相对应的标准心脏切面特征。

需要解释的是，超声心动图的采集需求信息具体是指目标心脏切面类型，即操作人员当前需要采集的超声心动图对应的目标心脏切面类型。

具体地，在一实施例中，还可以根据超声心动图的采集需求信息，确定超声探头的类型、超声探头的操作方案和采集路径，以为操作人员提供操作依据，为进一步提高其采集的心动图的准确性奠定了基础。

具体地，在一实施例中，可以获取操作人员的语音数据；对语音数据进行降噪处理，以得到降噪处理后的语音数据；根据降噪处理后的语音数据，确定超声心动图的采集需求信息。

具体地，为了提高操作人员的超声心动图的采集效率，本申请实施例所提供的超声心动图采集方法可以直接根据操作人员的语音信息，确定超声心动图的采集需求信息。当超声心动图的采集环境存在噪声干扰的情况下，可以通过对语音数据进行端点检测和语音特征提取等相关操作，以对语音数据进行降噪处理，从而提高了所得到的采集需求信息的准确性，为提高本申请实施例所得到的修正方案的准确性奠定了基础。

步骤204，当确定超声探头的当前操作不正确时，根据当前心脏切面特征中的各当前器官特征与标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定超声探头的修正方案。

其中，超声探头的修正方案可以包括超声探头的采集点修正方案和强度修正方案。

需要解释的是，器官特征具体是指各心脏切面特征中的心脏左右心房、二尖瓣和主动脉瓣等器官对应的边缘特征。

具体地，在一实施例中，判断各当前器官特征是否包含各标准器官特征；当各当前器官特征包含各标准器官特征时，判断各当前器官特征之间的第一相对位置关系与其对应的各标准器官特征之间的第二相对位置关系是否一致；当各当前器官特征之间的第一相对位置关系与其对应的各标准器官特征之间的第二相对位置关系不一致时，根据第一相对位置关系与第二相对位置关系的差异，生成超声探头的采集点修正方案。

需要解释的是，第一相对位置关系是指各当前器官特征之间的距离和相对方向，相应的，第二相对位置关系是指各标准器官特征之间的距离和相对方向。其中，各器官特征之间的距离和相对方向具体可以通过改变超声探头的采集点来调整，器官特征中的二尖瓣特征和主动脉瓣特征通常处于超声心动图的中央位置。

具体地，超声探头的采集点修正方案包括采集点向上移动、采集点向左移动、采集点向右移动和采集点向下移动等。操作人员可以根据采集点修正方案调整超声探头的采集点，进而改变各当前器官特征之间的第一相对位置关系，以得到与第二相对位置关系相同的第一相对位置关系。

具体地，在一实施例中，当各当前器官特征没有完全包含各标准器官特征时，生成超声探头的强度修正方案，并返回判断各当前器官特征是否包含各标准器官特征的步骤。

需要解释的是，若采集到的当前超声心动图中缺少当前器官特征，则可以初步判断当前进行采集的操作人员对超声探头的按压强度不够，强度修正方案主要指增加超声探头的按压强度，以提醒操作人员增加超声探头的按压强度。

具体地，在一实施例中，当各当前器官特征没有完全包含各标准器官特征时，根据没有包含的各标准器官特征的位置，生成超声探头的采集点修正方案。

具体地，在增加超声探头的按压强度后，若采集到的超声心动图中的当前器官特征依然没有完全包含各标准器官特征，则可以根据没有包含的各标准器官特征的位置，生成超声探头的采集点修正方案，以使操作人员可以根据采集点修正方案调整超声探头的采集点的位置，进而得到包含各标准器官特征的超声心动图。

本申请实施例提供的超声心动图采集方法，通过获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图；提取当前超声心动图中的当前心脏切面特征；根据当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断超声探头的当前操作是否正确；当确定超声探头的当前操作不正确时，根据当前心脏切面特征中的各当前器官特征与标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定超声探头的修正方案。上述方案提供的超声心动图采集方法，通过对超声探头当前的超声心动图采集情况进行实时检测，并生成对应的修正方案，操作人员可以根据其生成的修生方案对超声探头的操作方式进行调整，辅助了操作人员准确定位心脏切面，提高了超声心动图的采集效率，为提高其采集的超声心动图的准确性奠定了基础。并且，还可以根据当前器官特征检测超声探头的当前按压强度，根据检测结果生成超声探头的强度修正方案，以使操作人员根据强度修正方案调整超声探头的按压强度，进一步提高了超声心动图的采集效率。

本申请实施例提供了一种超声心动图采集装置，用于执行上述实施例提供的超声心动图采集方法。

如图3所示，为本申请实施例提供的超声心动图采集装置的结构示意图。该超声心动图采集装置30包括获取模块301、特征提取模块302、判断模块303和修正模块304。

其中，获取模块301，用于获取超声探头在当前采集点采集到的当前超声心动图；特征提取模块302，用于提取当前超声心动图中的当前心脏切面特征；判断模块303，用于根据当前心脏切面特征与预设的标准心脏切面特征之间的相似度，判断超声探头的当前操作是否正确；修正模块304，用于当确定超声探头的当前操作不正确时，根据当前心脏切面特征中的各当前器官特征与标准心脏切面特征中的各标准器官特征之间的关系，确定超声探头的修正方案。

关于本实施例中的超声心动图采集装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本申请实施例提供的超声心动图采集装置，用于执行上述实施例提供的超声心动图采集方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。

本申请实施例提供了一种电子设备，用于执行上述实施例提供的超声心动图采集方法。

如图4所示，为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备40包括：至少一个处理器41和存储器42；

存储器存储计算机执行指令；至少一个处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器执行如上实施例提供的超声心动图采集方法。

本申请实施例提供的一种电子设备，用于执行上述实施例提供的超声心动图采集方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行计算机执行指令时，实现如上任一实施例提供的超声心动图采集方法。

本申请实施例的包含计算机可执行指令的存储介质，可用于存储前述实施例中提供的超声心动图采集方法的计算机执行指令，其实现方式与原理相同，不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置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系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。