本发明涉及医学超声检测技术领域，具体涉及一种超声成像设备及其超声回波数据的处理方法。
背景技术：
发育性髋关节发育不良(developmentaldysplasiaofthehip，简称：ddh)是指出生时就存在或者出生后继续发育而表现出来的一系列髋关节异常的总称，包括髋臼发育不良的稳定髋关节、髋关节半脱位、髋关节完全脱位但可以复位、完全脱位且不能复位。ddh治疗越早，治疗方法越简单，治疗效果越好。因此对新生儿进行ddh筛查尤为重要。
超声检查是ddh筛查最普遍且最有用的影像诊断方法，其优势在于：(1)新生儿及婴幼儿髋关节主要由软骨构成，股骨头尚未骨化，x线很难准确显示髋关节结构形态，并且有放射性损害，而超声检查可以很好地显示髋关节及周围软组织解剖结构以及股骨头与髋臼的相对位置，直观观察髋关节的软骨和骨性结构，评估髋臼发育情况及股骨头位置，特别是对股骨头骨化中心尚未出现的4个月以下的婴幼儿显示更好；(2)超声检查对于髋关节发育不良这种隐匿性或临界性病变具有重要诊断价值，尤其对于体格检查提示髋关节异常或具有高危因素的婴幼儿；(3)超声检查无创、安全、易行、费用较低并可动态观察，特别适用于本症高危人群的筛查及治疗后的连续随诊。
graf法是由奥地利学者graf开创的ddh超声检查的静态方法，因其具有规范化、标准化、可重复性以及参考指标客观性等优点而被广泛应用。graf法要求超声探头长轴与身体的轴线平行，在股骨大转子处获取髋关节标准冠状切面进行测量，切面是否标准直接影响测量的准确性，因此按照graf法进行ddh超声检查时，对患者体位及图像切面要求较高。一方面，年资较轻的医生往往需要一定的学习曲线才能掌握；另一方面，小儿往往依从性差，临床获取标准切面比较困难，有时需要在家长和医师多人配合下，花费较大时间才能获得。因此，解决髋关节标准冠状切面不易获取的问题，对推广ddh超声检查和标准化评估有着重大意义。
虽然可以采用容积探头采集髋关节容积数据再从中选取髋关节标准冠状切面来解决此问题，但是由于容积探头造价昂贵，普及率并不高。因此如何在进行二维超声扫查时，快速准确地获取髋关节标准冠状切面超声图像，将更有利于ddh超声检查的推广。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种超声成像设备及其超声回波数据的处理方法，用以解决进行二维超声扫查时，髋关节标准冠状切面超声图像不易获取的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种超声成像设备，包括：
超声探头，用于向目标区域发射超声波，并接收超声波的回波，基于接收到的超声波的回波输出超声回波信号，超声回波信号中携带有髋关节解剖结构信息；
发射电路，用于按照设定模式将相应的发射序列输出至超声探头，以控制超声探头发射相应的超声波；
接收电路，用于接收超声探头输出的超声回波信号，输出超声回波数据；
显示器，用于输出可视化信息；
处理器，用于：
根据超声回波数据生成反映髋关节解剖结构的二维超声图像，并输出到显示器显示界面上进行显示；
对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。
一种实施例中，对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息，包括：
对当前超声图像进行特征检测；
将从当前超声图像中检测出的特征和髋关节标准冠状切面的特征进行比对，得到用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息；
在显示器的显示界面上显示指示信息，和/或，通过音频信息输出指示信息。
一种实施例中，指示信息包括以下信息中的至少一种：
当前扫查的髋关节切面的结构信息，结构信息包括：当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构，和/或，当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构；
当前超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系，参考平面为获取髋关节标准冠状切面的扫查平面；
当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，定量值和髋关节切面与髋关节标准冠状切面的接近程度正相关；
当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果，分类结果采用机器学习方法根据当前超声图像确定。
一种实施例中，处理器还用于：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示标准扫查体位示意图，标准扫查体位示意图用于指示获取髋关节标准冠状切面的扫查体位。
一种实施例中，处理器还用于：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示髋关节标准冠状切面示意图，髋关节标准冠状切面示意图用于指示进行ddh筛查所需的标准切面。
一种实施例中，处理器还用于：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识其中包含的解剖结构。
一种实施例中，当指示信息包括结构信息时，处理器还用于：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识髋关节切面所包括的解剖结构的相关信息，和/或，所缺失的解剖结构的相关信息。
一种实施例中，当指示信息包括位置关系时，处理器还用于：
在显示器的显示界面上对位置关系进行可视化显示。
一种实施例中，处理器用于在显示器的显示界面上对位置关系进行可视化显示，包括：
在显示器的显示界面上显示参考平面的示意图；
根据所确定的位置关系，基于参考平面的示意图显示当前扫查平面的示意图。
一种实施例中，处理器用于在显示器的显示界面上对位置关系进行可视化显示，包括：
根据所确定的位置关系，在显示器的显示界面上显示由当前扫查平面到达参考平面时，超声探头的平移方向和平移距离，和/或，超声探头的旋转方向和旋转角度。
一种实施例中，当指示信息包括当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果时，处理器还用于：
在显示器的显示界面上对分类结果进行可视化显示。
一种实施例中，处理器用于在显示器的显示界面上对分类结果进行可视化显示，包括：
通过颜色、图案、文字中的至少一种对分类结果进行可视化显示。
一种实施例中，处理器还用于：
获取分类结果的可信度；
在显示器的显示界面上对分类结果的可信度进行可视化显示。
一种实施例中，处理器用于在显示器的显示界面上对分类结果的可信度进行可视化显示，包括：
通过填充面积、图案大小、文字中的至少一种对分类结果的可信度进行可视化显示。
一种实施例中，超声探头为线阵探头。
第二方面，本发明实施例提供一种超声回波数据的处理方法，包括：
获取髋关节的超声回波数据；
根据超声回波数据生成反映髋关节解剖结构的二维超声图像，并输出到显示器显示界面上进行显示；
对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。
一种实施例中，对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息，包括：
对当前超声图像进行特征检测；
将从当前超声图像中检测出的特征和髋关节标准冠状切面的特征进行比对，得到用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息；
在显示器的显示界面上显示指示信息，和/或，通过音频信息输出指示信息。
一种实施例中，指示信息包括以下信息中的至少一种：
当前扫查的髋关节切面的结构信息，结构信息包括：当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构，和/或，当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构；
当前超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系，参考平面为获取髋关节标准冠状切面的扫查平面；
当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，定量值和髋关节切面与髋关节标准冠状切面的接近程度正相关；
当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果，分类结果采用机器学习方法根据当前超声图像确定。
一种实施例中，所述方法还包括：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示标准扫查体位示意图，标准扫查体位示意图用于指示获取髋关节标准冠状切面的扫查体位。
一种实施例中，所述方法还包括：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示髋关节标准冠状切面示意图，髋关节标准冠状切面示意图用于指示进行ddh筛查所需的标准切面。
一种实施例中，所述方法还包括：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识其中包含的解剖结构。
一种实施例中，当指示信息包括结构信息时，所述方法还包括：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识髋关节切面所包括的解剖结构的相关信息，和/或，所缺失的解剖结构的相关信息。
一种实施例中，当指示信息包括位置关系时，所述方法还包括：
在显示器的显示界面上对位置关系进行可视化显示。
一种实施例中，在显示器的显示界面上对位置关系进行可视化显示，包括：
在显示器的显示界面上显示参考平面的示意图；
根据所确定的位置关系，基于参考平面的示意图显示当前扫查平面的示意图。
一种实施例中，在显示器的显示界面上对位置关系进行可视化显示，包括：
根据所确定的位置关系，在显示器的显示界面上显示由当前扫查平面到达参考平面时，超声探头的平移方向和平移距离，和/或，超声探头的旋转方向和旋转角度。
一种实施例中，当指示信息包括当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果时，所述方法还包括：
在显示器的显示界面上对分类结果进行可视化显示。
一种实施例中，在显示器的显示界面上对分类结果进行可视化显示，包括：
通过颜色、图案、文字中的至少一种对分类结果进行可视化显示。
一种实施例中，所述方法还包括：
获取分类结果的可信度；
在显示器的显示界面上对分类结果的可信度进行可视化显示。
一种实施例中，在显示器的显示界面上对分类结果的可信度进行可视化显示，包括：
通过填充面积、图案大小、文字中的至少一种对分类结果的可信度进行可视化显示。
一种实施例中，超声回波数据为基于线阵探头获取到的二维超声回波数据。
第三方面，本发明实施例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，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第二方面任一项所述的超声回波数据的处理方法。
依据上述实施例提供的超声成像设备及其超声回波数据的处理方法，根据超声回波数据生成反映髋关节解剖结构的二维超声图像，并输出到显示器显示界面上进行显示；对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。通过输出指示信息用于对用户进行指导，降低了获取髋关节标准冠状切面超声图像的难度，有助于提高获取髋关节标准冠状切面超声图像的速度和准确性。
附图说明
图1为一实施例提供的髋关节标准冠状切面的超声示意图；
图2为本发明一实施例提供的超声成像设备的结构框图；
图3为本发明提供的超声回波数据的处理方法一实施例的流程图；
图4为一实施例提供的髋关节标准扫查体位示意图；
图5为一实施例提供的图3中步骤s303的流程图；
图6为一实施例提供的对结构信息进行可视化显示的示意图；
图7为一实施例提供的对位置关系进行可视化显示的示意图；
图8a和图8b为一实施例提供的对标准程度进行可视化显示的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
如图1所示，根据graf法、morin法等进行ddh筛查时，髋关节标准冠状切面超声图像需要包括以下10个解剖结构(图中箭头用于指示各解剖结构的位置信息)：1、骨-软骨交界；2、股骨头；3、髂骨下缘；4、骨缘；5、平直髂骨；6、软骨性髋臼；7、盂唇；8、关节囊；9、滑膜返折点；10、大转子。具体的，髋关节下方的强回声为骨和软骨的结合部(股骨骺板)；髋关节中央为股骨头，表现为内部散在点状中等回声的卵圆形低回声区；股骨头外侧由偏高回声的滑膜皱襞、关节囊、盂唇和低回声的软骨性髋臼依次包绕，并在股骨头上方逐渐延伸为强回声的骨性髋臼缘。上述解剖结构均应清晰识别，否则超声图像不能被用于根据graf法、morin法等进行ddh筛查。在临床诊断中，所扫查的髋关节切面的标准程度将直接影响测量结果，进而影响诊断结果。若所扫查的髋关节切面为非标准切面，则容易导致误诊。
需要说明的是，采用不同的方法进行ddh筛查时，所要求的标准切面可能会有所不同，因此本申请中的髋关节标准冠状切面并不限于图1所示，而应广义的理解为包括一切进行ddh筛查所需的标准切面。
为了解决在进行二维超声扫查时，髋关节标准冠状切面超声图像不易获取的问题，以提高ddh筛查的准确性，本申请提供一种超声成像设备及其超声回波数据的处理方法。
如图2所示，本发明提供的超声成像设备可以包括：超声探头20、发射/接收电路30(即发射电路310和接收电路320)、波束合成模块40、iq解调模块50、存储器60、处理器70和人机交互装置。处理器70可以包括控制模块710和图像处理模块720。
超声探头20包括由阵列式排布的多个阵元组成的换能器(图中未示出)，多个阵元排列成一排构成线阵，或排布成二维矩阵构成面阵，多个阵元也可以构成凸阵列。阵元用于根据激励电信号发射超声波束，或将接收的超声波束变换为电信号。因此每个阵元可用于实现电脉冲信号和超声波束的相互转换，从而实现向人体组织的目标区域(例如本实施例中的髋关节)发射超声波、也可用于接收经组织反射回的超声波的回波。在进行超声检测时，可通过发射电路310和接收电路320控制哪些阵元用于发射超声波束，哪些阵元用于接收超声波束，或者控制阵元分时隙用于发射超声波束或接收超声波束的回波。参与超声波发射的阵元可以同时被电信号激励，从而同时发射超声波；或者参与超声波发射的阵元也可以被具有一定时间间隔的若干电信号激励，从而持续发射具有一定时间间隔的超声波。
本实施例中，用户通过移动超声探头20选择合适的位置和角度向髋关节90发射超声波并接收由髋关节90返回的超声波的回波，获得并输出该回波的电信号，回波的电信号是按以接收阵元为通道所形成的通道模拟电信号，其携带有幅度信息、频率信息和时间信息。
发射电路310用于根据处理器70的控制模块710的控制产生发射序列，发射序列用于控制多个阵元中的部分或者全部向生物组织发射超声波，发射序列参数包括发射用的阵元位置、阵元数量和超声波束发射参数(例如幅度、频率、发射次数、发射间隔、发射角度、波型、聚焦位置等)。某些情况下，发射电路310还用于对发射的波束进行相位延迟，使不同的发射阵元按照不同的时间发射超声波，以便各发射超声波束能够在预定的感兴趣区域聚焦。不同的工作模式，例如b图像模式、c图像模式和d图像模式(多普勒模式)，发射序列参数可能不同，回波信号经接收电路320接收并经后续的模块和相应算法处理后，可生成反映组织解剖结构的b图像、反映组织解剖结构和血流信息的c图像以及反映多普勒频谱图像的d图像。
接收电路320用于从超声探头20接收超声回波的电信号，并对超声回波的电信号进行处理。接收电路320可以包括一个或多个放大器、模数转换器(adc)等。放大器用于在适当增益补偿之后放大所接收到的超声回波的电信号，模数转换器用于对模拟回波信号按预定的时间间隔进行采样，从而转换成数字化的信号，数字化后的回波信号依然保留有幅度信息、频率信息和相位信息。接收电路320输出的数据可输出给波束合成模块40进行处理，或者，输出给存储器60进行存储。
波束合成模块40和接收电路320信号相连，用于对接收电路320输出的信号进行相应的延时和加权求和等波束合成处理，由于被测组织中的超声波接收点到接收阵元的距离不同，因此，不同接收阵元输出的同一接收点的通道数据具有延时差异，需要进行延时处理，将相位对齐，并将同一接收点的不同通道数据进行加权求和，得到波束合成后的超声图像数据，波束合成模块40输出的超声图像数据也称为射频数据(rf数据)。波束合成模块40将射频数据输出至iq解调模块50。在有的实施例中，波束合成模块40也可以将射频数据输出至存储器60进行缓存或保存，或将射频数据直接输出至处理器70的图像处理模块720进行图像处理。
波束合成模块40可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能，例如，波束合成模块40可以包括能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(cpu)、一个或多个微处理芯片或其他任何电子部件，当波束合成模块40采用软件方式实现时，其可以执行存储在有形和非暂态计算机可读介质(例如，存储器60)上的指令，以使用任何适当波束合成方法进行波束合成计算。
iq解调模块50通过iq解调去除信号载波，提取信号中包含的组织结构信息，并进行滤波去除噪声，此时获取的信号称为基带信号(iq数据对)。iq解调模块50将iq数据对输出至处理器70的图像处理模块720进行图像处理。在有的实施例中，iq解调模块50还将iq数据对输出至存储器60进行缓存或保存，以便图像处理模块720从存储器60中读出数据进行后续的图像处理。
处理器70用于配置成能够根据特定逻辑指令处理输入数据的中央控制器电路(cpu)、一个或多个微处理器、图形控制器电路(gpu)或其他任何电子部件，其可以根据输入的指令或预定的指令对外围电子部件执行控制，或对存储器60执行数据读取和/或保存，也可以通过执行存储器60中的程序对输入数据进行处理，例如根据一个或多个工作模式对采集的超声数据执行一个或多个处理操作，处理操作包括但不限于调整或限定超声探头20发出的超声波的形式，生成各种图像帧以供后续人机交互装置的显示器80进行显示，或者调整或限定在显示器80上显示的内容和形式，或者调整在显示器80上显示的一个或多个图像显示设置(例如超声图像、界面组件、定位感兴趣区域)。
图像处理模块720用于对波束合成模块40输出的数据或iq解调模块50输出的数据进行处理，以生成扫描范围内的信号强弱变化的灰度图像，该灰度图像反映组织内部的解剖结构，称为b图像。图像处理模块720可以将b图像输出至人机交互装置的显示器80进行显示。
人机交互装置用于进行人机交互，即接收用户的输入和输出可视化信息；其接收用户的输入可采用键盘、操作按钮、鼠标、轨迹球等，也可以采用与显示器集成在一起的触控屏；其输出可视化信息采用显示器80。
存储器60可以是有形且非暂态的计算机可读介质，例如可为闪存卡、固态存储器、硬盘等，用于存储数据或者程序，例如，存储器60可以用于存储所采集的超声数据或处理器70所生成的暂不立即显示的图像帧，或者存储器60可以存储图形用户界面、一个或多个默认图像显示设置、用于处理器、波束合成模块或iq解码模块的编程指令。
请参考图3，基于图2所示的超声成像设备，其超声回波数据的处理方法如图3所示，可以包括以下步骤：
s301、获取髋关节的超声回波数据。
本实施例中处理器70可以从存储器60或外部设备中获取髋关节的超声回波数据，也可以利用超声探头20来获取髋关节的超声回波数据。
如在临床实践中，可以通过发射电路310按照设定模式将相应的发射序列输出至超声探头20，超声探头20向髋关节90发射超声波并接收由髋关节90返回的超声波的回波，基于接收到的超声波的回波输出超声回波信号，超声回波信号中携带有髋关节90解剖结构信息，然后由接收电路320接收超声探头20输出的超声回波信号，生成超声回波数据。
如在医学教学或者练习中，可以从存储器60或者外部设备中获取预先存储的髋关节的超声回波数据。
本实施例中的超声回波数据可以是二维超声回波数据，例如可以是基于线阵探头获取到的二维超声回波数据。
s302、根据超声回波数据生成反映髋关节解剖结构的二维超声图像，并输出到显示器显示界面上进行显示。
本实施例中在获取到髋关节的超声回波数据之后，处理器70便可以根据获取到的超声回波数据，生成反映当前扫查切面中髋关节解剖结构的二维超声图像。并将生成的二维超声图像，输出到显示器80的显示界面上进行显示，以便用户能够准确掌握当前扫查切面的相关情况，根据经验知识及时调整扫查方位，以快速准确地获取到髋关节标准冠状切面的超声图像。
髋关节扫查模式是超声成像设备提供的一种用于对髋关节进行扫查的模式。可以由用户输入对应的指令、点击对应的菜单或者触摸对应的按钮等方式手动切换进入，也可以由超声成像设备在检测到扫查对象为髋关节时自动切换进入。
在一种可选的实施方式中，在髋关节扫查模式，还可以在显示器80的显示界面上显示髋关节标准冠状切面示意图，髋关节标准冠状切面示意图用于指示进行ddh筛查所需的标准切面。通过在显示器80的显示界面上显示髋关节标准冠状切面超声示意图和当前扫查切面的二维超声图像，便于用户将当前扫查切面超声图像与标准冠状切面超声图像进行对比分析，以便快速准确地获取到髋关节标准冠状切面超声图像。进一步的，还可以在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识其中包含的解剖结构。例如可以采用图1所示的髋关节标准冠状切面的超声示意图，其中包含的解剖结构可以采用如图1所示的数字加箭头的方式进行标识，还可以采用色彩渲染的方式进行标识，将不同的解剖结构渲染为不同的颜色。
在一种可选的实施方式中，在髋关节扫查模式，还可以在显示器80的显示界面上显示标准扫查体位示意图，标准扫查体位示意图用于指示获取髋关节标准冠状切面的扫查体位。例如可以采用图4所示的髋关节标准扫查体位示意图，通过在显示器80的显示界面上显示标准扫查体位示意图，便于指导用户调整患者体位，以便快速准确地获取到髋关节标准冠状切面超声图像。
髋关节标准冠状切面示意图和标准扫查体位示意图可以在同一页面中进行显示，也可以分别在不同的页面中进行显示。考虑到显示器80的显示窗口空间有限，支持对髋关节标准冠状切面示意图和标准扫查体位示意图进行隐藏。例如可以采用标签页的方式显示髋关节标准冠状切面示意图和标准扫查体位示意图，只有当相应的标签页被选中时才在显示器80的显示界面上显示，未选中时则隐藏。
s303、对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。
进一步的，通过对当前超声图像进行分析，获取当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别，并将用于表示该差别的指示信息通过图像或者音频的方式输出。用户可以在指示信息的指导下，不断调整扫查方位，直至当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面相匹配。在用户调整扫查方位的过程中，超声成像设备可以实时输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。其中，相匹配是指当前扫查的髋关节切面为髋关节标准冠状切面，或者，当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间的差别足够小。
通过输出指示信息对用户进行指导，降低了获取髋关节标准冠状切面超声图像的难度。即使经验较浅的用户也可以在指示信息的指导下，快速准确地获取到髋关节标准冠状切面的超声图像，降低了对于用户专业技能的要求；同时缩短获取髋关节标准冠状切面超声图像所需的时间，有助于改善医患关系。
如图5所示，处理器70对当前超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息可以包括如下步骤：
s3031、对当前超声图像进行特征检测。
本实施例中对当前超声图像进行特征检测包括检测结构信息、位置关系和标准程度中的至少一种。
s3032、将从当前超声图像中检测出的特征和髋关节标准冠状切面的特征进行比对，得到用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。
通过将当前超声图像与髋关节标准冠状切面超声图像进行特征比对，获取用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。该指示信息可以通过结构信息、位置关系和标准程度中的至少一种表示。
s3033、在显示器的显示界面上显示指示信息，和/或，通过音频信息输出指示信息。
在获取指示信息之后，可以在显示器的显示界面上以图形和/或文字的方式显示该指示信息，还可以通过超声成像设备的音频播放器以声音的方式输出指示信息。
用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息可以包括以下信息中的至少一种：
当前扫查的髋关节切面的结构信息，结构信息包括：当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构，和/或，当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构；
当前超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系，参考平面为获取髋关节标准冠状切面的扫查平面；
当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，定量值和髋关节切面与髋关节标准冠状切面的接近程度正相关；
当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果，分类结果采用机器学习方法根据当前超声图像确定。
上述指示信息既可以单独使用，也可以组合使用。例如可以在显示器80的显示界面上同时显示当前扫查的髋关节切面的结构信息和当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值。在实际使用过程中，指示信息包括的内容可以根据用户的设置确定。例如可以提供指示信息设置界面，以复选框列表的形式提供包括结构信息、位置关系、定量值和分类结果的选项供用户选择。
在一种可选的实施方式中，可以采用基于深度学习算法如fasterrcnn(fasterregionswithcnnfeatures)、ssd(singleshotmultiboxdetector)等，预先训练的目标检测模型对当前超声图像中的结构信息进行检测。目标检测模型可以通过大量标注了解剖结构的髋关节切面超声图像进行训练。将当前超声图像输入训练好的目标检测模型，便可以检测出当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构以及各个解剖结构的位置信息。可以在当前超声图像中对其所包括的解剖结构进行标注，如可以采用矩形框标识各个解剖结构，也可以采用列表的方式展示检测出的解剖结构，使用户可以更加直观的掌握当前扫查的髋关节切面的情况，以及时调整扫查手法。
进一步的，通过将当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构与髋关节标准冠状切面应当包括的解剖结构(请参考图1)进行比较，可以确定当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构。然后可以通过文字、图形和音频等方式对所缺失的解剖结构进行提示，以指导用户调整扫查手法。
请参考图6，在一种实施例提供的智能化引导界面中，分别显示了髋关节标准扫查体位示意图和髋关节标准冠状切面的超声示意图。在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中用矩形框标识出了当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构：平直髂骨和盂唇；在智能化引导界面的下方以文字的形式给出提示信息“请检查平直髂骨和盂唇”；同时还可以通过语音提示用户检查平直髂骨和盂唇。
在另一种实施例中，还可以在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识出当前扫查的髋关节切面所包括的解剖结构，或者，同时标识出当前扫查的髋关节切面所包括的解剖结构和所缺失的解剖结构。例如可以采用绿色矩形框标识当前扫查的髋关节切面所包括的解剖结构，红色矩形框标识当前扫查的髋关节切面所缺失的解剖结构。
在一种可选的实施方式中，可以根据预先训练的方位检测网络确定当前超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系。其中，方位检测网络可以通过卷积神经网络实现，具体的可以采用多种骨干网络(如vgg16、resnet等)结合回归模型的形式构成，需要依据大量标定了相对于参考平面的位置关系的超声图像进行训练。将当前超声图像输入训练好的方位检测网络，输出即为当前超声图像的扫查平面相对于参考平面的位置关系。该位置关系可以采用4*4的矩阵表示，即curplane＝t*refplane，其中，curplane表示当前超声图像的扫查平面，refplane表示参考平面，t表示从参考平面到当前超声图像的扫查平面的位置变换关系。在确定当前超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系之后，若指示信息包括位置关系，还可以在在显示器80的显示界面上对位置关系进行可视化显示，以便在扫查过程中给用户以直观指引。
请参考图7，在一种实施例中，在扫查过程中，可以在显示器的显示界面上显示参考平面的示意图；并根据所确定的位置关系，基于参考平面的示意图显示当前扫查平面的示意图。使用户可以直观地根据参考平面与当前扫查平面的方位提示，有针对性地调整扫查手法，以快速准确地获取到髋关节标准冠状切面的超声图像。进一步的，还可以根据所确定的位置关系，在显示器的显示界面上显示由当前扫查平面到达参考平面时，超声探头的平移方向和平移距离，和/或，超声探头的旋转方向和旋转角度。如图7中直线箭头用于指示平移方向，曲线箭头用于指示旋转方向。此时，用户只需要根据显示界面上所显示的超声探头的平移方向和平移距离，和/或，超声探头的旋转方向和旋转角度，调整超声探头即可获取到髋关节标准冠状切面的超声图像，进一步降低了对于用户专业技能的要求和获取髋关节标准冠状切面超声图像的难度，有助于提高工作效率。
在一种可选的实施方式中，可以根据预先训练的深度学习分类网络，如resnet、googlenet等，确定当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果或者定量值。可以根据对于当前扫查的髋关节切面标准程度的度量需求，标注训练样本，对分类网络进行训练。若期望获得的是标准切面和非标准切面的二分类结果，则可以根据训练样本与髋关节标准冠状切面超声图像的相似度将其标注为标准切面或者非标准切面。然后采用已标注的训练样本对分类网络进行训练。将当前超声图像输入训练好的分类网络，将会输出标准切面或者非标准切面的分类结果。若期望获得的是当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，以定量值的取值范围为1-100的自然数为例，则可以根据训练样本与髋关节标准冠状切面超声图像的相似度将其标注为1-100范围内的一个自然数。然后采用已标注的训练样本对分类网络进行训练。将当前超声图像输入训练好的分类网络，将会输出一个取值范围在1-100内的自然数。当前扫查的髋关节切面与髋关节标准冠状切面越接近，则输出的数值越大。
一种实施例中，还可以根据当前扫查的髋关节切面中所包括的解剖结构确定当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值。具体可以根据如下公式确定：
其中，viewscore表示当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，n表示当前扫查的髋关节切面中所包括的解剖结构的数量，wn表示第n个解剖结构重要性的权重，scoren表示第n个解剖结构的得分。
在确定了当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值之后，若指示信息包括当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值时，还可以在显示器80的显示界面上显示该定量值，以便用户能够及时了解当前扫查的髋关节切面的标准程度。
在确定了当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果之后，若指示信息包括当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果时，还可以在显示器80的显示界面上对分类结果进行可视化显示。例如可以通过颜色、图案、文字中的至少一种对分类结果进行可视化显示。以分类结果包括标准切面和非标准切面为例，如可以采用绿色表示标准切面，采用黄色表示非标准切面；和/或，采用笑脸图案表示标准切面，采用哭脸图案表示非标准切面；和/或，对于标准切面以文字“标准切面，请进行测量”进行提示，对于非标准切面以文字“非标准切面，请调整超声探头”进行提示。
在上述实施例的基础上，还可以进一步获取分类结果的可信度；并在显示器的显示界面上对分类结果的可信度进行可视化显示。例如可以通过填充面积、图案大小、文字中的至少一种对分类结果的可信度进行可视化显示。
请参考图8a和图8b，通过文字对当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果进行可视化显示，通过柱状图的填充面积和文字对分类结果的可信度进行可视化显示。如图8a所示的髋关节切面为标准切面，且分类结果的可信度为0.9，可以使用该切面进行测量，用于进行ddh筛查；如图8b所示的髋关节切面为非标准切面，且分类结果的可信度为0.4，需要继续调整超声探头寻找髋关节标准冠状切面。
需要说明的是，如上述图6-图8中对于指示信息的可视化显示，既可以同时在显示器80的显示窗口中的不同位置处进行显示，也可以通过标签页的方式进行叠加，根据用户的选择显示响应的指示信息。
综上所述，本发明实施例提供的超声成像设备及其超声回波数据的处理方法，通过输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息，对用户进行指导，降低了获取髋关节标准冠状切面超声图像的难度，有助于提高获取髋关节标准冠状切面超声图像的速度和准确性。进一步的，通过对指示信息进行可视化，和/或，可听化展示，给用户以更加直观的指引，降低了对于用户专业技能的要求，提高了工作效率。有利于ddh超声检查的推广。
本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现(例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中)。
另外，如本领域技术人员所理解的，本文的原理可以反映在计算机可读存储介质上的计算机程序产品中，该可读存储介质预装有计算机可读程序代码。任何有形的、非暂时性的计算机可读存储介质皆可被使用，包括磁存储设备(硬盘、软盘等)、光学存储设备(cd-rom、dvd、bluray盘等)、闪存和/或诸如此类。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以形成机器，使得这些在计算机上或其他可编程数据处理装置上执行的指令可以生成实现指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，这样存储在计算机可读存储器中的指令就可以形成一件制造品，包括实现指定功能的实现装置。计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，从而在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生一个计算机实现的进程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令可以提供用于实现指定功能的步骤。
虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。
前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
1.一种超声成像设备，其特征在于，包括：
超声探头，用于向目标区域发射超声波，并接收所述超声波的回波，基于接收到的超声波的回波输出超声回波信号，所述超声回波信号中携带有髋关节解剖结构信息；
发射电路，用于按照设定模式将相应的发射序列输出至所述超声探头，以控制所述超声探头发射相应的超声波；
接收电路，用于接收所述超声探头输出的超声回波信号，输出超声回波数据；
显示器，用于输出可视化信息；
处理器，用于：
根据所述超声回波数据生成反映髋关节解剖结构的二维超声图像，并输出到显示器显示界面上进行显示；
对当前所述超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。
2.如权利要求1所述的超声成像设备，其特征在于，所述对当前所述超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息，包括：
对当前所述超声图像进行特征检测；
将从当前所述超声图像中检测出的特征和髋关节标准冠状切面的特征进行比对，得到用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息；
在显示器的显示界面上显示所述指示信息，和/或，通过音频信息输出所述指示信息。
3.如权利要求1或2所述的超声成像设备，其特征在于，所述指示信息包括以下信息中的至少一种：
当前扫查的髋关节切面的结构信息，所述结构信息包括：当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构，和/或，当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构；
当前所述超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系，所述参考平面为获取髋关节标准冠状切面的扫查平面；
当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，所述定量值和所述髋关节切面与髋关节标准冠状切面的接近程度正相关；
当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果，所述分类结果采用机器学习方法根据当前所述超声图像确定。
4.如权利要求1所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器还用于：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示标准扫查体位示意图，所述标准扫查体位示意图用于指示获取髋关节标准冠状切面的扫查体位。
5.如权利要求3所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器还用于：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示髋关节标准冠状切面示意图，所述髋关节标准冠状切面示意图用于指示进行ddh筛查所需的标准切面。
6.如权利要求5所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器还用于：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识其中包含的解剖结构。
7.如权利要求5所述的超声成像设备，其特征在于，当所述指示信息包括所述结构信息时，所述处理器还用于：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识所述髋关节切面所包括的解剖结构的相关信息，和/或，所缺失的解剖结构的相关信息。
8.如权利要求3所述的超声成像设备，其特征在于，当所述指示信息包括所述位置关系时，所述处理器还用于：
在显示器的显示界面上对所述位置关系进行可视化显示。
9.如权利要求8所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器用于在显示器的显示界面上对所述位置关系进行可视化显示，包括：
在显示器的显示界面上显示所述参考平面的示意图；
根据所确定的位置关系，基于所述参考平面的示意图显示所述当前扫查平面的示意图。
10.如权利要求8或9所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器用于在显示器的显示界面上对所述位置关系进行可视化显示，包括：
根据所确定的位置关系，在显示器的显示界面上显示由所述当前扫查平面到达所述参考平面时，所述超声探头的平移方向和平移距离，和/或，所述超声探头的旋转方向和旋转角度。
11.如权利要求3所述的超声成像设备，其特征在于，当所述指示信息包括当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果时，所述处理器还用于：
在显示器的显示界面上对所述分类结果进行可视化显示。
12.如权利要求11所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器用于在显示器的显示界面上对所述分类结果进行可视化显示，包括：
通过颜色、图案、文字中的至少一种对所述分类结果进行可视化显示。
13.如权利要求11所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器还用于：
获取所述分类结果的可信度；
在显示器的显示界面上对所述分类结果的可信度进行可视化显示。
14.如权利要求13所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器用于在显示器的显示界面上对所述分类结果的可信度进行可视化显示，包括：
通过填充面积、图案大小、文字中的至少一种对所述分类结果的可信度进行可视化显示。
15.如权利要求1或2所述的超声成像设备，其特征在于，所述超声探头为线阵探头。
16.一种超声回波数据的处理方法，其特征在于，包括：
获取髋关节的超声回波数据；
根据所述超声回波数据生成反映髋关节解剖结构的二维超声图像，并输出到显示器显示界面上进行显示；
对当前所述超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述对当前所述超声图像进行分析，输出用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息，包括：
对当前所述超声图像进行特征检测；
将从当前所述超声图像中检测出的特征和髋关节标准冠状切面的特征进行比对，得到用于表示当前扫查的髋关节切面和髋关节标准冠状切面之间差别的指示信息；
在显示器的显示界面上显示所述指示信息，和/或，通过音频信息输出所述指示信息。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述指示信息包括以下信息中的至少一种：
当前扫查的髋关节切面的结构信息，所述结构信息包括：当前扫查的髋关节切面中包括的解剖结构，和/或，当前扫查的髋关节切面相较于髋关节标准冠状切面所缺失的解剖结构；
当前所述超声图像的扫查平面与参考平面的位置关系，所述参考平面为获取髋关节标准冠状切面的扫查平面；
当前扫查的髋关节切面标准程度的定量值，所述定量值和所述髋关节切面与髋关节标准冠状切面的接近程度正相关；
当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果，所述分类结果采用机器学习方法根据当前所述超声图像确定。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示标准扫查体位示意图，所述标准扫查体位示意图用于指示获取髋关节标准冠状切面的扫查体位。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在髋关节扫查模式，在显示器的显示界面上显示髋关节标准冠状切面示意图，所述髋关节标准冠状切面示意图用于指示进行ddh筛查所需的标准切面。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识其中包含的解剖结构。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，当所述指示信息包括所述结构信息时，所述方法还包括：
在所显示的髋关节标准冠状切面示意图中标识所述髋关节切面所包括的解剖结构的相关信息，和/或，所缺失的解剖结构的相关信息。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，当所述指示信息包括所述位置关系时，所述方法还包括：
在显示器的显示界面上对所述位置关系进行可视化显示。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述在显示器的显示界面上对所述位置关系进行可视化显示，包括：
在显示器的显示界面上显示所述参考平面的示意图；
根据所确定的位置关系，基于所述参考平面的示意图显示所述当前扫查平面的示意图。
25.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述在显示器的显示界面上对所述位置关系进行可视化显示，包括：
根据所确定的位置关系，在显示器的显示界面上显示由所述当前扫查平面到达所述参考平面时，所述超声探头的平移方向和平移距离，和/或，所述超声探头的旋转方向和旋转角度。
26.如权利要求18所述的方法，其特征在于，当所述指示信息包括当前扫查的髋关节切面标准程度的分类结果时，所述方法还包括：
在显示器的显示界面上对所述分类结果进行可视化显示。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述在显示器的显示界面上对所述分类结果进行可视化显示，包括：
通过颜色、图案、文字中的至少一种对所述分类结果进行可视化显示。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述分类结果的可信度；
在显示器的显示界面上对所述分类结果的可信度进行可视化显示。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述在显示器的显示界面上对所述分类结果的可信度进行可视化显示，包括：
通过填充面积、图案大小、文字中的至少一种对所述分类结果的可信度进行可视化显示。
30.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述超声回波数据为基于线阵探头获取到的二维超声回波数据。
31.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求16-30任一项所述的超声回波数据的处理方法。
技术总结