[0001] 本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种心脏超声数据的检测方法、装置、超声设备及存储介质。

[0002] 心脏超声数据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。在心脏超声数据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，在采用心脏超声数据测量左室流出道直径时，通常需要人为干预选择，这种方式导致最终的直径测量结果误差较大。

[0049] 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。

[0050] 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。

[0051] 本申请实施例提供了一种心脏超声数据的检测方法、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。

[0052] 根据本申请实施例的一方面，提供了一种心脏超声数据的检测方法的方法实施例。图1为本申请实施例提供的一种心脏超声数据的检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

[0053] 步骤S11，获取待检测的心脏超声数据。

[0054] 本申请实施例提供的方法可以应用于在控制终端，控制终端用于向超声探头发送采集指令，采集指令用于控制超声探头对目标检测对象的心脏进行采集得到至少一帧切面图像，超声探头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数据。其中控制终端可以是超声设备，包括；台车式或者便携式超声设备。

[0055] 在本申请实施例中，步骤S11，获取待检测的心脏超声数据，具体包括以下步骤A1‑A3：

[0056] 步骤A1，获取超声探头采集的超声探头图像。

[0057] 在本申请实施例中，控制终端向超声探头发送采集指令后，会在超声探头执行采集的过程中的超声探头图像。

[0058] 步骤A2，对超声探头图像进行分析，确定超声探头的当前状态信息。

[0059] 在本申请实施例中，可以采用识别模型来提取超声探头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，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，从而将当前位置信息和/或当前方向信息确定为当前状态信息。

[0060] 步骤A3，在当前状态信息与目标状态信息一致时，基于当前状态信息获取心脏超声数据。

[0061] 在本申请实施例中，目标状态信息中包括目标位置信息以及目标方向信息，目标位置和目标方向均为超声探头在执行采集时的标准位置和标准方向。然后将当前状态信息中当前位置信息和当前方向信息与目标状态信息的目标位置信息和目标方向信息进行对比，确定当前状态信息与目标状态信息是否一致。

[0062] 在本申请实施例中，如果当前位置信息和目标位置信息一致，且当前方向信息和目标方向信息一致，则确定当前状态信息和目标状态信息一致。控制超声探头继续执行采集操作，得到至少一帧切面图像。然后控制终端会根据得到的至少一帧切面图像生成心脏超声数据。

[0063] 本申请实施例在得到超声探头的当前状态信息之后，还将当前状态信息进行显示，并基于当前状态信息生成提示信息，从而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。

[0064] 步骤S12，提取心脏超声数据中的图像特征，并基于图像特征确定心脏超声数据对应的目标切面类型。

[0065] 在本申请实施例中，步骤S12，提取心脏超声数据中的图像特征，并基于图像特征确定心脏超声数据对应的图像类型，包括：

[0066] 检测心脏超声数据，得到心脏超声数据中的图像特征；基于预设图像特征与切面类型之间的对应关系，确定图像特征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

[0067] 在本申请实施例中，检测过程可以是：将心脏超声数据输入至预先训练的检测模型，以使检测模型提取心脏超声数据的图像特征，并根据图像特征确定心脏超声数据的目标切面类型，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。

[0068] 在本申请实施例中，检测模型可以是通过人工智能方法/传统方法建立的分类模型，该模型能够对输入的心脏超声数据中的特征进行提取，识别出心脏超声数据中的切面是胸骨旁左室长轴切面或心尖三腔心切面或心尖五腔心切面或其它。检测模型可以是但不仅限于：支持向量机(SVM)、超限学习机(ELM)、VGG、ResNet等。

[0069] 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。

[0070] 步骤S13，在目标切面类型为胸骨旁左室长轴切面的情况下，从心脏超声数据中确定用于显示的目标切面图像。

[0071] 在本申请实施例中，步骤S13，从心脏超声数据中确定用于显示的目标切面图像，包括以下步骤B1‑B2：

[0072] 步骤B1，确定心脏超声数据所包括的图像帧数。

[0073] 在本申请实施例中，目标切面类型用于指示心脏超声数据属于胸骨旁左室长轴切面的情况下，则表示心脏超声数据可以直接进行显示，此时为了提高图像的显示效果，需要从心脏超声数据中获取最佳的图像图像进行显示。因此需要确定心脏超声数据所包括的图像帧数。

[0074] 步骤B2，根据图像帧数从心脏超声数据中选择用于显示的目标切面图像。

[0075] 在本申请实施例中，步骤B2，根据图像帧数从心脏超声数据中选择用于显示的目标切面图像，包括：在图像帧数为1的情况下，将心脏超声数据确定为目标切面图像。需要说明的是，由于心脏超声数据中仅有1帧图像的情况下，将仅有的1帧图像确定为目标切面图像。

[0076] 在本申请实施例中，步骤B2，根据图像帧数从心脏超声数据中选择用于显示的目标切面图像，还包括：在图像帧数大于1的情况下，检测心脏超声数据中的每一帧图像，得到每一帧图像中主动脉开口角的角度，将主动脉开口角的角度最大的图像确定为目标切面图像。

[0077] 在本申请实施例中，对心脏超声数据的检测过程如下：如果心脏超声数据包括多帧图像的情况下，则可以利用人工智能方法、水平集分割、Unet、DeepLab、FCN等分割算法建立第一识别模型，通过第一识别模型对胸骨旁左室长轴切面数据进行检测分析，从而得到显示效果最佳的目标切面图像。具体的，本申请实施例将每一帧图像输入第一识别模型，第一识别模型能够直接输出每一帧图像中的主动脉瓣开口角大小(如图2)；通过计算每一帧图像中主动脉开口角的大小，并对其进行排序，找到主动脉瓣开口角最大的一帧即为目标切面图像。

[0078] 在本申请实施例中，第一识别模型的训练方法如下：获取样本图像，样本图像中包括主动脉开口角；同时获取样本图像的标注信息，标注信息用于标注主动脉开口角的特征，以及主动脉开口角的角度。将样本图像以及样本图像对应的标注信息输入至预设神经网络模型，以使预设神经网络模型对学习主动脉开口角的特征，以及该特征与角度之间的对应关系，最终得到第一识别模型。

[0079] 在本申请实施例中，通过第一识别模型识别出主动脉开口角的角度，并将角度最大的确定为目标切面图像，目的是有利于后续基于目标切面图像对左室流出通道进行有效的测量，同时也保证了后续测量数据的准确性。

[0080] 步骤S14，从目标切面图像中确定胸骨旁左室长轴的左室流出通道的直径数据，将直径数据与目标切面图像关联显示。

[0081] 在本申请实施例中，步骤S14，确定目标检测对象的左室流出通道的直径数据，包括以下步骤C1‑C2：

[0082] 步骤C1，识别左室流出通道在目标切面图像中的位置信息。

[0083] 步骤C2，基于位置信息提取胸骨旁左室长轴的切面数据，基于切面数据计算左室流出通道直径。

[0084] 本申请实施例中，基于人工智能算法(例如：大津法(OTSU)、水平集分割、Unet、DeepLab、FCN等建立第二识别模型，通过第二识别模型从目标切面图像中提取胸骨旁左室长轴切面数据，同时第二识别模型还能够基于胸骨旁左室长轴切面数据左室流出道直径位置，并计算直径数据，然后将直径数据与目标切面图像关联显示(如图3 所示)。

[0085] 作为一个示例，左室流出道的横截面(LVOT CSA)通过以下公式计算得到：

[0086] LVOT CSA＝(LVOT D)2×k(LVOT D为胸骨旁左室长轴切面下的左室流出道直径，k为常数)。

[0087] 本申请实施例通过提取心脏超声数据的图像特征确定心脏超声数据的切面类型，并且在切面类型为胸骨旁左室长轴切面的情况下，直接从心脏超声数据中提取用于进行显示的目标切面图像，能够保证后续对左室流出通道进行有效的测量，得到左室流出通道的数据，提高了测量准确性。

[0088] 图4为本申请实施例提供的一种心脏超声数据的检测方法的流程图，如图4所示，方法还包括：

[0089] 步骤S21，获取样本图像，其中，样本图像中包括：超声探头对不同检测对象的胸腔进行采集得到的切面图像；

[0090] 步骤S22，获取样本图像对应的标注信息，其中，标注信息用于标注样本图像中的图像特征样本，以及图像特征样本对应的切面类型；

[0091] 步骤S23，将样本图像以及标注信息输入至预设神经网络模型，以使神经网络模型学习图像特征样本与切面类型之间的对应关系，得到检测模型。

[0092] 图5为本申请实施例提供的一种心脏超声数据的检测装置的框图，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5所示，该装置包括：

[0093] 获取模块51，用于获取待检测的心脏超声数据；

[0094] 提取模块52，用于提取心脏超声数据中的图像特征，并基于图像特征确定心脏超声数据对应的目标切面类型；

[0095] 确定模块53，用于在目标切面类型为胸骨旁左室长轴切面的情况下，从心脏超声数据中确定用于显示的目标切面图像；

[0096] 显示模块54，用于从目标切面图像中确定胸骨旁左室长轴的左室流出通道的直径数据，将直径数据与目标切面图像关联显示。

[0097] 在本申请实施例中，获取模块51，用于获取超声探头采集的超声探头图像；对超声探头图像进行分析，确定超声探头的当前状态信息；在当前状态信息与目标状态信息一致时，基于当前状态信息获取心脏超声数据。

[0098] 在本申请实施例中，心脏超声数据的检测装置还包括：显示模块，用于显示超声探头的当前状态信息，并基于当前状态信息生成提示信息，提示信息用于引导用户控制超声探头采集心脏超声数据。

[0099] 在本申请实施例中，提取模块52，用于检测心脏超声数据，得到心脏超声数据中的图像特征；基于预设图像特征与切面类型之间的对应关系，确定图像特征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。

[0100] 在本申请实施例中，确定模块53，包括：

[0101] 检测子模块，用于确定心脏超声数据所包括的图像帧数；

[0102] 选择子模块，用于根据图像帧数从心脏超声数据中选择用于显示的目标切面图像。

[0103] 在本申请实施例中，选择子模块，用于在图像帧数为1的情况下，将心脏超声数据确定为目标切面图像；

[0104] 或，

[0105] 在本申请实施例中，选择子模块，用于在图像帧数大于1的情况下，检测心脏超声数据中的每一帧图像，得到每一帧图像中主动脉开口角的角度，将主动脉开口角的角度最大的图像确定为目标切面图像。

[0106] 在本申请实施例中，显示模块，用于识别左室流出通道在目标切面图像中的位置信息；基于位置信息提取胸骨旁左室长轴的切面数据，基于切面数据计算左室流出通道直径。

[0107] 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，超声探头接口用于将超声探头接入主机，主机用于，

[0108] 获取待检测的心脏超声数据；

[0109] 提取心脏超声数据中的图像特征，并基于图像特征确定心脏超声数据对应的目标切面类型；

[0110] 在目标切面类型为胸骨旁左室长轴切面的情况下，从心脏超声数据中确定用于显示的目标切面图像；

[0111] 从目标切面图像中确定胸骨旁左室长轴的左室流出通道的直径数据，将直径数据与目标切面图像关联显示。

[0112] 本申请实施例还提供一种超声设备，如图6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。

[0113] 存储器1503，用于存放计算机程序；

[0114] 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。

[0115] 上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，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。

[0116] 通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。

[0117] 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。

[0118] 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 Specific Integrated 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。

[0119] 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心脏超声数据的识别方法。

[0120] 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，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心脏超声数据的检测方法。

[0121] 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Solid State Disk)等。

[0122] 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。

[0123] 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。