[發(fā)明專利]心臟超聲標(biāo)準(zhǔn)掃查切面快速獲取方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010274787.6
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN111449684B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬飛;劉治;杜文浩
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南康碩生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B8/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種心臟超聲標(biāo)準(zhǔn)掃查切面快速獲取方法，其特征是，包括：

獲取步驟：獲取心臟的實(shí)時(shí)超聲圖像；

相似性判斷步驟：將實(shí)時(shí)超聲圖像與預(yù)設(shè)的若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)掃查切面的超聲圖像進(jìn)行相似性判斷；從若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)掃查切面的超聲圖像中，篩選出相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像；具體步驟包括：

將實(shí)時(shí)超聲圖像輸入到第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行特征提取，得到第一圖像特征；

同理，將預(yù)設(shè)的若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)掃查切面的超聲圖像也輸入到第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行特征提取，得到每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)掃查切面的超聲圖像的第二圖像特征；

計(jì)算第一圖像特征與第二圖像特征之間的漢明距離，如果漢明距離小于設(shè)定閾值，則超聲圖像相似度為1；如果漢明距離大于等于設(shè)定閾值，則超聲圖像相似度為0；

所述第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是預(yù)訓(xùn)練得到的；第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練的過程中，使用的訓(xùn)練集為若干種標(biāo)準(zhǔn)切面視圖數(shù)據(jù)集和非標(biāo)準(zhǔn)切面數(shù)據(jù)集，其中，若干種標(biāo)準(zhǔn)切面視圖數(shù)據(jù)集和非標(biāo)準(zhǔn)切面數(shù)據(jù)集之間的相似度標(biāo)簽是預(yù)先標(biāo)注的；

相對位置計(jì)算步驟：計(jì)算實(shí)時(shí)超聲圖像與篩選出的相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像之間的相對位置；采用散斑追蹤算法，計(jì)算實(shí)時(shí)超聲圖像與篩選出的相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像之間的相對位置，具體步驟包括：

S301：獲取實(shí)時(shí)超聲圖像的第一ROI區(qū)域；

S302：獲取篩選出的相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像的第二ROI區(qū)域；

S303：采用散斑追蹤算法，計(jì)算實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域之間的相對位置；

S303中，所述采用散斑追蹤算法，計(jì)算實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域之間的相對位置；具體步驟包括：

S3031：計(jì)算實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域像素塊與篩選出的相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域像素塊之間的相關(guān)系數(shù)；

S3032：基于相關(guān)系數(shù)和預(yù)先標(biāo)定好的解相關(guān)曲線，估計(jì)實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域像素塊與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域像素塊之間的Z軸距離；所述Z軸距離，是指：兩幅超聲圖像中心像素點(diǎn)連線在第一幅超聲圖像垂直方向的投影距離；

所述預(yù)先標(biāo)定好的解相關(guān)曲線，是指：以Z軸距離為x軸，相關(guān)系數(shù)為y軸，基于歷史超聲圖像和與歷史超聲圖像相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像的Z軸距離與相關(guān)系數(shù)之間的關(guān)系，繪制的一條曲線；

S3033：實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域之間包括多個(gè)關(guān)聯(lián)的像素塊對；每一對像素塊之間都將得到對應(yīng)的第一Z軸距離；

S3034：對所有的第一Z軸距離進(jìn)行擬合，就得到旋轉(zhuǎn)角的角度；

S3035：對實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域與篩選出的相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域的像素矩陣進(jìn)行對比，分別對每一幅圖像的每一行像素點(diǎn)進(jìn)行均值計(jì)算；

S3036：基于各自的均值和預(yù)先標(biāo)定好的解相關(guān)曲線，估計(jì)實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域之間的第二Z軸距離；

S3037：實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域之間包括多個(gè)關(guān)聯(lián)的像素行；每一行像素之間都將得到對應(yīng)的第二Z軸距離；

S3038：對所有的第二Z軸距離進(jìn)行擬合，就得到傾斜角的角度；

根據(jù)相對位置，計(jì)算心臟超聲圖像采集設(shè)備的待移動(dòng)方向和待轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將待移動(dòng)方向和待轉(zhuǎn)動(dòng)角度輸出；具體步驟包括：

S311：基于實(shí)時(shí)超聲圖像第一ROI區(qū)域像素塊與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像第二ROI區(qū)域像素塊之間的Z軸距離，將實(shí)時(shí)超聲圖像中心位置移動(dòng)到篩選出的相似度最高的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像的中心位置；

S312：根據(jù)旋轉(zhuǎn)角的角度，調(diào)整實(shí)時(shí)超聲圖像在豎直方向上的投影與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像在豎直方向上投影重合；

S313：根據(jù)旋轉(zhuǎn)角的角度，調(diào)整實(shí)時(shí)超聲圖像在水平方向上的投影與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像在水平方向上投影重合；

標(biāo)準(zhǔn)掃查切面判斷步驟：獲取心臟超聲圖像采集設(shè)備移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)后的實(shí)時(shí)超聲圖像；判斷心臟超聲圖像采集設(shè)備移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)后的實(shí)時(shí)超聲圖像的掃查切面是否是標(biāo)準(zhǔn)掃查切面；如果是，就結(jié)束；如果否，就返回相對位置計(jì)算步驟；

所述判斷心臟超聲圖像采集設(shè)備移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)后的實(shí)時(shí)超聲圖像的掃查切面是否是標(biāo)準(zhǔn)掃查切面，具體步驟包括：

計(jì)算實(shí)時(shí)超聲圖像與篩選出的相似的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面超聲圖像的Z軸距離與相似度，當(dāng)兩個(gè)圖像的中心像素之間的Z軸距離為零、旋轉(zhuǎn)角的角度為零、旋轉(zhuǎn)角的角度為零且兩個(gè)圖像的相似度為1時(shí)，表示超聲圖像設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)后的實(shí)時(shí)超聲圖像的掃查切面是標(biāo)準(zhǔn)掃查切面。