【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超声成像，尤其涉及一种智能超声导航扩展方法、系统、存储介质及计算机设备。
技术介绍
1、目前，超声成像具有安全、实时和低成本等优点，已成为一种在各种医学学科被广泛使用的诊断和治疗工具。然而，在目前的临床实验中，超声的采集需要专业的人员手动将超声探头移动到标准的成像平面，尤其对于初学者，这个过程非常耗时，且成像质量高度依赖于临床专家的熟练程度，而且繁重的工作量也让临床专家面临着与工作相关的肌肉骨骼劳损等疾病健康风险。因此，实现超声扫描过程的自动化将有望减少超声医师的工作量，缩短检查时间，产生更高质量和独立于操作人员的成像结果，改善医疗服务。
2、在过去的几十年里，超声机器人的大量收购已经证明了使用机器人自动寻找被检查的患者感兴趣区域的潜力。然而，这些方法忽略了图像的解释和探头的精准定位。超声扫描的主要任务是获取、验证及解释预先定义的标准切面，标准扫查切面是临床超声检查中重要的成像平面，可以清楚地显示目标组织的解剖结构，并包含识别异常或进行生物特征测量的有价值信息。因此，超声自动导航到标准切面仍是一件具有挑战性的任务，因为它涉及到对扫描过程中获得的高度复杂和可变的超声图像及其空间关系的解释。
3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术忽略了图像的解释和探针的精准定位，导致超声扫描的结果不准确。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能超声导航扩展方法、系统、存储介质及计算机设备。
2、本专利技术是这
3、进一步，所述智能超声导航扩展方法，具体包括以下步骤：
4、步骤一：建立专家动作数据库，将超声临床专家在常规超声扫描中的超声操作动作轨迹记录下来，导入到专家动作数据库中；
5、步骤二：机械臂扫描当前超声切面图像。处理器执行计算机已编写好的程序控制机械臂开始扫描超声切面，超声探头在机械臂上的方向朝下，步骤一中操作中的固定参考坐标系位置不变，超声探头扫描得到的当前切面图像及位姿采集传感器采集的位姿信息由存储器存储到缓存空间，处理器开始对当前切面图像进行处理；
6、步骤三：匹配最大相似参考切面，在专家动作数据库中匹配与机械臂扫描的当前超声图像相似度最大的参考切面；
7、步骤四：判断偏移阈值；
8、步骤五：执行下一个动作直至完成标准切面的寻找；
9、步骤六：更新专家动作数据库。
10、进一步，所述步骤一具体地，先在操作上取一固定点，放置一个位姿采集传感器，将其作为参考坐标系，在超声医师常规扫描过程中，佩戴装有位姿采集传感器的超声探头，其佩戴方法选择置于掌心，探头向下；传感器将记录的所述超声探头在相对操作台固定坐标系中的当前位置和当前角度p＝[x，y，z，α，β，γ]回传给计算机，其中，p＝[x，y，z]和p＝[α，β，γ]分别为三维空间坐标系的位置信息和角度信息；处理器将当前超声探头扫描到的超声图像及当前位置和当前角度导入到专家动作数据库中，当前超声图像记为参考切面图像，当前位置和当前角度记为参考切面位姿信息；
11、另外，所述位姿量级索引策略是将所述位姿信息划分成若干个等级，以方便对数据库的索引访问，数据库的管理也可用此类方法；若将xyz坐标轴上的三个位置坐标及三个方向上的角度分别划分为n1，n2，n3，n4，n5，n6个等级，则每条数据可按照n1至n6分级检索，位姿量级信息记为i＝[ix，iy，iz，iα，iβ，iγ]；
12、在程序中设定每间隔一定时间步长t记录被检查患者的当前超声切面图像及位姿信息，当超声医师开始扫描超声切面时，处理器计算t时间内xyz坐标轴上位置和角度差值，记为临床专家的下一步动作指令a＝[δx，δy，δz，δα，δβ，δγ]；
13、上述记录过程重复进行，直至超声医师找到对应的标准切面，将其导入专家动作数据库中，初步建立起由临床专家超声操作动作组成的专家动作数据库。
14、进一步，所述步骤三，具体包括：
15、步骤3-1：在专家动作数据库中索引出所有与当前位姿量级一致的参考切面，按照之前划分好的位置等级和角度等级，步骤二中机械臂扫描的当前切面图像在专家动作数据库中有其特定的等级，检索出所有符合等级要求的数据条目，该量级索引方法能在庞大数据库中极大地减少检索数据量，为后续图像相似度的计算节约时间成本；
16、步骤3-2：计算超声探头采集的当前切面图像与专家动作数据库中索引得到的所有参考切面图像的相似度大小；所述图像相似度计算是一种结构相似性指数，结构相似性指数从亮度、对比度以及结构量化图像的属性，用均值估计亮度，方差估计对比度，协方差估计结构相似程度，结构相似性指数实现简单，有较高计算效率和精度，适用于大数据量图像的快速匹配，相似度大小取值范围在[0，1]之间，值越大，表明两幅图像越相似；
17、步骤3-3：将所有计算的相似度从大到小排序，选择相似度最大的参考切面作为当前切面匹配的参考切面。
18、进一步，所述步骤四：具体地，设定一个标准切面相似度的偏移阈值，阈值用于判定机械臂扫描的当前切面图像是否达到了标准切面的要求，在步骤三中匹配到了最大相似参考切面后，计算当前切面图像与所述最大相似参考切面对应的标准切面之间的相似度，若达到了预设的偏移阈值，则完成标准切面寻找过程，执行步骤六。
19、进一步，所述步骤五具体包括，若步骤四中未达到预设的偏移阈值，则按照步骤三最大相似参考切面对应的下一步动作指令，控制机械臂做出对应的位置和角度调整，然后返回步骤二，重新扫描当前超声切面图像，并依次执行后续步骤直至达到步骤四中预设的偏移阈值；
20、步骤六：具体地，当机械臂扫描的当前切面图像达到了标准切面的要求后，将该当前切面图像之前的若干切面图像作为参考切面图像，将其位姿信息、位姿量级及下一步动作指令更新到专家动作数据库。
21、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述智能超声导航扩展方法。
22、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述智能超声导航扩展方法。
23、本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述智能超声导航本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述智能超声导航扩展方法，采集超声检查患者的当前超声切面图像及位姿信息；用US-BCNet切面匹配方法在专家动作数据库中匹配相似度最大的参考切面；并判断当前切面图像是否达到预设的偏移阈值；若是，则完成标准切面寻找过程，并更新专家动作数据库；若不是，导出其下一步动作指令；控制机械臂执行动作指令并重新采集当前超声切面图像及位姿信息；重新判断当前切面图像是否达到预设的偏移阈值，直至达到预设的偏移阈值，并更新专家动作数据库。
2.如权利要求1所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述智能超声导航扩展方法，具体包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述步骤一具体地，先在超声操作范围上取一固定点，放置一个位姿采集传感器，将其作为参考坐标系，在超声医师常规扫描过程中，佩戴装有位姿采集传感器的超声探头，其佩戴方法选择置于掌心，探头向下；传感器将记录的所述超声探头在相对超声检查范围固定坐标系中的当前位置和当前角度P＝[x，y，z，α，β，γ]回传给计算机，其中，P＝[x，y，z]和P＝[α，β，γ
4.如权利要求2所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述步骤三，具体包括：
5.如权利要求2所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述步骤四：具体地，设定一个标准切面相似度的偏移阈值，阈值用于判定机械臂扫描的当前切面图像是否达到了标准切面的要求，在步骤三中匹配到了最大相似参考切面后，计算当前切面图像与所述最大相似参考切面对应的标准切面之间的相似度，若达到了预设的偏移阈值，则完成标准切面寻找过程，执行步骤六。
6.如权利要求2所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述步骤五具体包括，若步骤四中未达到预设的偏移阈值，则按照步骤三最大相似参考切面对应的下一步动作指令，控制机械臂做出对应的位置和角度调整，然后返回步骤二，重新扫描当前超声切面图像，并依次执行后续步骤直至达到步骤四中预设的偏移阈值；
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～6任意一项所述智能超声导航扩展方法。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～6任意一项所述智能超声导航扩展方法。
9.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求1～6任意一项所述智能超声导航扩展方法。
10.一种基于权利要求1～6任意一项所述智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述智能超声导航扩展系统，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述智能超声导航扩展方法，采集超声检查患者的当前超声切面图像及位姿信息；用us-bcnet切面匹配方法在专家动作数据库中匹配相似度最大的参考切面；并判断当前切面图像是否达到预设的偏移阈值；若是，则完成标准切面寻找过程，并更新专家动作数据库；若不是，导出其下一步动作指令；控制机械臂执行动作指令并重新采集当前超声切面图像及位姿信息；重新判断当前切面图像是否达到预设的偏移阈值，直至达到预设的偏移阈值，并更新专家动作数据库。
2.如权利要求1所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述智能超声导航扩展方法，具体包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述步骤一具体地，先在超声操作范围上取一固定点，放置一个位姿采集传感器，将其作为参考坐标系，在超声医师常规扫描过程中，佩戴装有位姿采集传感器的超声探头，其佩戴方法选择置于掌心，探头向下；传感器将记录的所述超声探头在相对超声检查范围固定坐标系中的当前位置和当前角度p＝[x，y，z，α，β，γ]回传给计算机，其中，p＝[x，y，z]和p＝[α，β，γ]分别为三维空间坐标系的位置信息和角度信息；处理器将当前超声探头扫描到的超声图像及当前位置和当前角度导入到专家动作数据库中，当前超声图像记为参考切面图像，当前位置和当前角度记为参考切面位姿信息；
4.如权利要求2所述的智能超声导航扩展方法，其特征在于，所述步骤三，具...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢龙，陈勋，韩瑾，
申请(专利权)人：苏州智乐康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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