一种超声探头导航方法技术

本发明专利技术属于医学图像处理技术领域，针对手动调整超声探头的方法对操作者的依赖性强的问题，提供了一种超声探头导航方法

【技术实现步骤摘要】
一种超声探头导航方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于医学图像处理
，尤其涉及一种超声探头导航方法
、
系统
、
介质及设备
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]超声心动图是最常见的心脏成像方式，在诊断心脏器质性病变和心脏功能方面起到了重要的效果
。
面对超声科高水平医生短缺
、
不同设备精度存在差异等诸多问题，在许多临床环境中获取的超声心动图存在非诊断性和误导性成像的风险，会因为超声心动图质量欠缺造成医生误诊
。
除此之外，如果单纯的依靠专业超声医生进行图像采集和分析，在耗费大量人力物力的同时会增加时间成本
。
而且，医生手动调整超声探头的方法，对于操作者的依赖性强，受制于人脑
、
人眼和人手的生理性局限，在进行复查时，无法保证探头与前一次探查时处在同一个部位
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种超声探头导航方法
、
系统
、
介质及设备，减少了对操作者的依赖，让经验较少的使用者较为轻松的获取高质量的超声心动图切面，减轻了医生负担，而且在多次探查时，能保证探头处在同一个部位
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面提供一种超声探头导航方法，其包括：获取被试人的人体关键点，判断出被试人的人体姿态，以使数据采集装置在被试人的人体姿态符合标准姿态时，采集被试人的心脏超声切面；采用切面识别算法对心脏超声切面进行识别，并基于切面识别结果，进行心脏超声切面的分类，得到心脏超声切面所属的类别；计算心脏超声切面参数，并与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的参数对比，判断心脏超声切面是否为标准切面，若是，则输出心脏超声切面及其所属的类别；否则，将被试人的所有人体关键点的自由度数值，与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的采集所需的所有人体关键点的自由度数值进行比对，利用每个自由度上的差值信息，判断超声探头在每个自由度上需要移动的角度和距离
。
[0006]进一步地，所述被试人的人体关键点的获取步骤为：获取被试人的视频；分割出视频中每一帧图像中的人体图像；在人体图像内，将人体关节点与标准的人体姿态估计关键点进行拟合，实现人体关键点标定
。
[0007]进一步地，所述判断出被试人的人体姿态的具体步骤为：
建立以头部关键点为原点的人体姿态坐标系，计算出被试人的所有人体关键点的坐标；基于人体关键点的坐标，计算出人体关键点的自由度数值
、
人体关键点的角度和距离的偏移量
、
不同关键点之间的位置关系，进而判断被试人的姿态
。
[0008]进一步地，在所述判断心脏超声切面是否为标准切面的具体方法为：对被试人的心脏超声切面中的心房和心室进行分割；计算得到被试人的心脏超声切面中的心房和心室的长宽比和面积，并与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的参数进行对比
。
[0009]进一步地，若切面识别结果为所述被试人的心脏超声切面为心脏切面，则采用生成式对抗网络对心脏超声切面进行特征提取和分类
。
[0010]进一步地，所述切面识别算法为支持向量机
、
极限学习机
、
最邻近节点算法
、
小波变换
、
傅立叶变换或神经网络
。
[0011]进一步地，所述心脏超声切面所属的类别包括：胸骨旁左室长轴切面
、
四腔心切面
、
二腔心切面
、
五强心切面
、
二尖瓣水平切面和大动脉段短轴切面
。
[0012]本专利技术的第二个方面提供一种超声探头导航系统，其包括：人体姿态判断模块，其被配置为：获取被试人的人体关键点，判断出被试人的人体姿态，以使数据采集装置在被试人的人体姿态符合标准姿态时，采集被试人的心脏超声切面；分类模块，其被配置为：采用切面识别算法对心脏超声切面进行识别，并基于切面识别结果，进行心脏超声切面的分类，得到心脏超声切面所属的类别；输出模块，其被配置为：计算心脏超声切面参数，并与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的参数对比，判断心脏超声切面是否为标准切面，若是，则输出心脏超声切面及其所属的类别；否则，将被试人的所有人体关键点的自由度数值，与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的采集所需的所有人体关键点的自由度数值进行比对，利用每个自由度上的差值信息，判断超声探头在每个自由度上需要移动的角度和距离
。
[0013]进一步地，所述切面识别算法为支持向量机
、
极限学习机
、
最邻近节点算法
、
小波变换
、
傅立叶变换或神经网络
。
[0014]进一步地，所述心脏超声切面所属的类别包括：胸骨旁左室长轴切面
、
四腔心切面
、
二腔心切面
、
五强心切面
、
二尖瓣水平切面和大动脉段短轴切面
。
[0015]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种超声探头导航方法中的步骤
。
[0016]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种超声探头导航方法中的步骤
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种超声探头导航方法，其在心脏超声切面的采集及其所属的类别的判断中，自动判断被试人的人体姿态符合标准姿态
、
并计算数据采集装置的移动信息，减少了对操作者的依赖，让经验较少的使用者较为轻松的获取高质量的超声心动图切面，减轻了医生负担，使得超声诊断更加智能
、
高效，而且在多次探查时，能保证探头处在同一个
部位
。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定
。
[0019]图1是本专利技术实施例一的一种超声探头导航方法流程图；图2是本专利技术实施例一的动作捕捉的流程图；图3是本专利技术实施例一的生成式对抗网络的结构图
。
具体实施方式
[0020]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明
。
[0021]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步地说明
。
除非另有指明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超声探头导航方法，其特征在于，包括：获取被试人的人体关键点，判断出被试人的人体姿态，以使数据采集装置在被试人的人体姿态符合标准姿态时，采集被试人的心脏超声切面；采用切面识别算法对心脏超声切面进行识别，并基于切面识别结果，进行心脏超声切面的分类，得到心脏超声切面所属的类别；计算心脏超声切面参数，并与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的参数对比，判断心脏超声切面是否为标准切面，若是，则输出心脏超声切面及其所属的类别；否则，将被试人的所有人体关键点的自由度数值，与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的采集所需的所有人体关键点的自由度数值进行比对，利用每个自由度上的差值信息，判断超声探头在每个自由度上需要移动的角度和距离
。2.
如权利要求1所述的一种超声探头导航方法，其特征在于，所述被试人的人体关键点的获取步骤为：获取被试人的视频；分割出视频中每一帧图像中的人体图像；在人体图像内，将人体关节点与标准的人体姿态估计关键点进行拟合，实现人体关键点标定
。3.
如权利要求1所述的一种超声探头导航方法，其特征在于，所述判断出被试人的人体姿态的具体步骤为：建立以头部关键点为原点的人体姿态坐标系，计算出被试人的所有人体关键点的坐标；基于人体关键点的坐标，计算出人体关键点的自由度数值
、
人体关键点的角度和距离的偏移量
、
不同关键点之间的位置关系，进而判断被试人的姿态
。4.
如权利要求1所述的一种超声探头导航方法，其特征在于，在所述判断心脏超声切面是否为标准切面的具体方法为：对被试人的心脏超声切面中的心房和心室进行分割；计算得到被试人的心脏超声切面中的心房和心室的长宽比和面积，并与所述心脏超声切面所属的类别对应的标准切面的参数进行对比
。5.
如权利要求1所述的一种超声探头导航方法，其特征在于，若切面识别结果为所述被试人的心脏超声切面为心脏切面，则采用生成式对抗网络对心脏超声切面进行特征提取和分类
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘治，李一然，曹艳坤，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：