一种超声成像设备、超声图像的质量评估方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声成像设备、超声图像的质量评估方法。

背景技术：

超声影像检查具有无创、成本低、实时性强等优点，已成为众多疾病临床诊断中的影像学检查首选方式。然而，超声影像检查的结果易受医生扫图的手法和经验影响：如果医生扫查切面有误，会直接影响诊断结果；如果医生扫查过程中存在漏扫的问题，也会出现漏诊的问题。

另外，超声扫查中会存在确认扫查部位的动作，而这个过程中生成的超声数据并不是有效的诊断图像，如果也进行存储和智能分析的话，会占用大量存储空间和计算资源。当采集超声图像出现切面位置不符、或图像过亮、过暗、伪影过多等情况时，都可能会影响诊断结果的正确性，增加重新扫查的可能性。

扫查后超声医生在对超声图像进行处理时，虽然可通过人工筛选出质量较佳的超声图像进行处理，但该过程费时费力，且对医生的知识和经验要求很高也影响医生的工作效率。

技术实现要素：

本发明主要提供一种超声成像设备、超声图像的质量评估方法，以提高超声医生的工作效率。

一实施例提供的超声图像的质量评估方法，包括：

获取由超声探头扫查目标组织所采集的一段超声回波数据；

获取所述超声探头在扫查所述目标组织时的运动信息，所述运动信息与同时间产生的超声回波数据具有关联性；

根据所述运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估，得到扫查合格的超声回波数据；

从所述扫查合格的超声回波数据中提取出各个超声图像帧的图像信息；以及

根据各个超声图像帧的图像信息对所述扫查合格的超声回波数据进行二次质量评估，以综合评估所述超声回波数据是否合格。

一实施例提供的超声图像的质量评估方法，包括：

控制超声探头向目标组织发射超声波，对所述目标组织进行超声扫查；

控制所述超声探头接收自所述目标组织返回的超声波的回波，获得一段超声回波数据；

在所述超声探头扫查所述目标组织时，采集所述超声探头的运动信息，并将所述运动信息与同时间进行超声扫查得到的超声回波数据关联；以及

根据所述运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估。

所述的方法中，根据所述运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估，包括：评估所述超声探头扫查所述目标组织时的运动信息是否符合扫查该目标组织的预设扫查规律。

所述的方法中，还包括：

在显示界面上提示用户删除不合格的超声回波数据；或者，

对于不合格的超声回波数据，在显示界面上提示用户重新采集。

所述的方法中，在控制超声探头向目标组织发射超声波并接收返回的超声波的回波前，还包括：

显示目标组织中的一个或多个待扫查项及各扫查项的扫查顺序，以指引用户按标准化的流程进行扫查。

所述的方法中，所述扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循所有目标组织的扫查规律得到的超声回波数据；或者，所述扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循指定目标组织的扫查规律得到的超声回波数据；或者，所述扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循指定目标组织在标准化的流程下各个扫查项的扫查规律得到的超声回波数据；或者，所述扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循指定目标组织一扫查项的扫查规律得到的超声回波数据。

所述的方法中，所述超声回波数据是以目标组织为扫查对象所得到的超声波的回波经波束合成之后的数据。

一实施例提供的超声成像设备，包括：

超声探头，用于向目标组织发射超声波，对所述目标组织进行超声扫查，并接收超声波的回波，获得超声回波信号；

定位模块，用于在超声探头扫查目标组织时，采集超声探头的运动信息；

人机交互装置；

处理器，用于控制所述超声探头向目标组织发射超声波并接收自所述目标组织返回的超声波的回波，获得一段超声回波数据；获取所述超声探头在扫查所述目标组织时的运动信息，将超声扫查得到的超声回波数据与同时间的运动信息关联；根据所述运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估，并通过人机交互装置反馈质量评估结果。

依据上述实施例的超声成像设备、超声图像的质量评估方法，通过对超声探头的运动信息进行扫查质量评估，可提高存储到设备内的超声回波数据的质量，很好地节约内部存储资源，也有效提高基于高质量图像数据进行后续图像分析的准确性，可以提高超声医生的工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的超声成像设备一实施例的结构框图；

图2为本发明提供的超声成像设备一实施例中，处理器的结构框图；

图3为本发明提供的超声图像的质量评估方法一实施例的流程图；

图4为本发明提供的超声图像的质量评估方法一实施例的流程图；

图5为本发明提供的超声图像的质量评估方法一实施例的流程图；

图6为本发明提供的超声图像的质量评估方法中，甲状腺左侧、右侧纵切的示意图；

图7为本发明提供的超声图像的质量评估方法中，甲状腺右侧横切的示意图。

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)。

如前所述，本领域超声医生的工作效率还有待提高，本发明通过对扫查过程是否合格、超声图像是否合格进行判断，实现了对超声诊断中，扫查和图像的质量控制，使得后续超声医生或超声设备处理的图像都是合格的，避免误诊，提高了医生的工作效率。以下将进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的超声成像设备，包括超声探头30、发射/接收电路40(即发射电路410和接收电路420)、波束合成模块50、iq解调模块60、处理器20、人机交互装置70、存储器80和定位模块90。

超声探头30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，从而实现向目标组织(待成像对象)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410和接收电路420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。

阵元例如采用压电晶体，按照发射电路410传输的发射序列将电信号转换成超声信号，根据用途，超声信号可以包括一个或多个扫描脉冲、一个或多个参考脉冲、一个或多个推动脉冲和/或一个或多个多普勒脉冲。根据波的形态，超声信号包括聚焦波、平面波和发散波。

用户通过移动超声探头30选择合适的位置和角度向目标组织10发射超声波并接收由目标组织10返回的超声波的回波，输出超声回波信号，超声回波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410用于根据处理器20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410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420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420用于从超声探头30接收超声回波信号，并对超声回波信号进行处理。接收电路420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回波信号，放大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420输出的数据可输出给波束合成模块50进行处理，或输出给存储器80进行存储。

波束合成模块50和接收电路420信号相连，用于对回波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回波数据，波束合成模块50输出的超声回波数据也称为射频数据(rf数据)。波束合成模块50将射频数据输出至iq解调模块60。在有的实施例中，波束合成模块50也可以将射频数据输出至存储器80进行缓存或保存，或将射频数据直接输出至处理器20进行图像处理。

波束合成模块50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50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50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)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60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60将iq数据对输出至处理器20进行图像处理。

在有的实施例中，iq解调模块60还将iq数据对输出至存储器80进行缓存或保存，以便处理器20从存储器80中读出数据进行后续的图像处理。

iq解调模块60也可以采用硬件、固件或软件的方式执行上述功能，在有的实施例中，iq解调模块60还可以和波束合成模块50集成在一个芯片中。

处理器20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80执行数据读取和/或保存，也可以通过执行存储器80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30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70的显示器进行显示，或者调整或限定在显示器上显示的内容和形式，或者调整在显示器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)。

接收到回波信号时，所采集的超声回波数据可由处理器20在扫描期间实时地处理，也可以临时存储在存储器80上，并且在联机或离线操作中以准实时的方式进行处理。

处理器20控制发射电路410和接收电路420的工作，例如控制发射电路410和接收电路420交替工作或同时工作。处理器20还可根据用户的选择或程序的设定确定合适的工作模式，形成与当前工作模式对应的发射序列，并将发射序列发送给发射电路410，以便发射电路410采用合适的发射序列控制超声探头30发射超声波。

处理器20还用于对超声回波数据进行处理，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。处理器20可以将b图像输出至人机交互装置70的显示器进行显示。

人机交互装置70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；其输出可视化信息可以采用显示器。

定位模块90固定在超声探头30上，用于在超声探头30扫查目标组织10时，采集超声探头30的运动信息。传统的超声成像设备无需定位功能，而本发明引入定位功能以对超声探头的运动信息进行采集，便于后续进行扫查质控。运动信息包括：超声探头30在超声扫查时的运动路径、速度和加速度的至少一个。记录运动信息时，同时记录运动信息对应的时间信息。定位模块90为惯性导航模块、磁导航模块或者光学导航模块。

惯性导航模块是一种自主式的导航设备，包括加速度计和陀螺仪等，能连续、实时地提供载体(超声探头30)特征、姿态、速度等信息。其基本的工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度、角加速度，将它对时间进行一次积分，求得运动载体的速度、角速度，之后进行二次积分求得运动载体的位置信息，然后将其变换到导航坐标系，得到导航坐标系中的速度、偏航角和位置信息等。

磁导航模块包括：磁场发生器、用于感知磁场中的空间位置坐标的传感器以及磁导航设备。磁导航设备用于记录传感器的空间位置坐标。传感器固定在超声探头30上。和惯性导航模块不同，传感器直接获取物体在空间中的坐标位置。即，采用磁导航模块时，运动信息为超声探头30在超声扫查时的运动路径。

光学导航模块包括处理装置、标定板以及一台、两台或多台摄像机，摄像机用来获取标定板的图像，处理装置根据该图像识别出标定板的位置。常用的摄像机为近红外摄像机，对应的标定板为近红外标定板。

惯性导航模块和磁导航模块可以制作成插件放入超声探头30内，也可以将体积合适的惯性导航模块的传感器、磁导航模块的传感器或标定板直接固定在超声探头30上。

如图2所示，处理器20包括扫查质控模块210、图像质控模块230和发射/接收序列控制模块260。扫查质控模块210和图像质控模块230分别用于对扫查进行质控和对图像进行质控。进行质控均基于超声回波数据进行处理，因此有三种质控流程，第一种是先由扫查质控模块210进行扫查质控处理，得到扫查合格的超声回波数据，然后由图像质控模块230对扫查合格的超声回波数据进行图像质控处理，得到最终合格的超声回波数据。第二种是先由图像质控模块230进行图像质控处理，得到图像合格的超声回波数据，然后由扫查质控模块210对图像合格的超声回波数据进行扫查质控处理，得到最终合格的超声回波数据。第三种是由扫查质控模块210和图像质控模块230分别对同样的超声回波数据进行扫查质控处理和图像质控处理，即，若先进行图像质控处理，则对进行过图像质控处理的超声回波数据进一步进行扫查质控处理，若先进行扫查质控处理，则对进行过扫查质控处理的超声回波数据进一步进行图像质控处理，替代性地，也可以是选定超声回波数据后，由扫查质控模块210和图像质控模块同步对该选定的超声回波数据进行处理，得到扫查合格的超声回波数据和图像合格的超声回波数据，之后综合这两种合格的超声回波数据得到最终合格的超声回波数据。本实施例以第一种为例进行详细说明。

在另一实施例中，处理器20也可包括一扫查&图像质控模块，该扫查&图像质控模块可基于超声回波数据所关联的运动信息和所包含的图像信息，综合对超声回波数据进行质量评估。例如，进行质控处理时，扫查&图像质控模块综合分析超声回波数据的运动信息和图像信息，根据综合分析的结果得出合格的超声回波数据。利用扫查&图像质控模块进行质控时，无需具体区分扫查合格和图像合格，而是可以直接得出综合评估为合格的超声回波数据。可以基于运动信息和图像信息建立综合分类模型，实现超声回波数据的综合评估。也可以综合分析超声回波数据与预设的标准运动信息以及预设的标准图像信息库的关系，来实现超声回波数据的综合评估。

超声成像设备的超声图像的质量评估方法如图3、图4和图5所示，在图3所示的实施例中，包括如下步骤：

步骤1、扫查质控模块210获取由超声探头30扫查目标组织10所采集的一段超声回波数据，其中，一段超声回波数据可以从存储器80中获取，也可以从外部设备中获取，也可基于超声探头30进行的扫查实时获取，本实施例中，由发射/接收序列控制模块260控制超声探头30向目标组织10发射超声波，对目标组织进行超声扫查；控制超声探头30接收自目标组织10返回的超声波的回波，并获得所述回波的电信号。扫查质控模块210根据超声波的回波得到一段超声回波数据。

超声成像设备对基于超声波的回波获得的电信号进行的处理，其具体可包括模拟信号增益补偿、波束合成、iq解调、数字信号增益补偿、幅度计算、图像增强等数据处理环节。具体地，通过模拟电路对上述电信号进行前端滤波放大(即增益补偿)，再由模数转换器(adc)转换为数字信号，对模数转换之后的通道数据进一步进行波束合成处理形成扫描线数据，在此之前所进行的数据处理可以统称为前端处理。该阶段完成后得到的数据，即波束合成模块50输出的超声回波数据可以称为射频信号数据，即rf数据。在获取rf数据之后，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，此时获取的信号为基带信号(iq数据)。在射频信号处理到基带信号所需的所有处理可以统称为中端处理。最后，对基带信号求取强度并将其灰度级别通过对数压缩和灰度转换，即可得到超声图像，这时所完成的处理可以统称为后端处理。

本发明的超声回波数据是对超声探头扫查目标组织时基于超声波的回波得到的电信号进行数据处理后的数据，即超声回波数据可以是上述数据处理环节的任一环节产生的数据。例如，超声回波数据可以是波束合成前的模拟或数字超声回波数据，也可以是经波束合成之后的数据，如波束合成模块50输出的数据，也可以是经iq解调之后的数据，如iq解调模块60输出的数据，也可以是基于波束合成后的数据或iq解调后的数据进一步处理得到的超声图像数据等。

另外，在本发明中，当描述至少经某一环节处理后的数据时，并不单指该环节处理得到的数据，而可以包括从该环节至得到超声图像数据之间任一处理环节的数据，以及超声图像数据本身。例如，至少经波束合成之后的数据，可以指波束合成模块50输出的波束合成的超声回波数据，可以指iq解调模块60输出的超声回波数据，可以指最终获得的超声图像数据。在一些实施例中，至少经波束合成之后的数据可指从波束合成后至获得超声图像数据前的任何数据处理环节的数据。

步骤2、扫查质控模块210获取超声探头30在扫查目标组织时的运动信息，运动信息与同时间产生的超声回波数据具有关联性；同样的，运动信息可以从存储器80中获取，也可以从外部设备中获取。运动信息与超声回波数据可以直接关联，也可以将运动信息和超声回波数据分别与时间信息关联，进而建立两者的间接关联性。本实施例中，由定位模块90在超声探头30扫查目标组织时，采集超声探头30的运动信息；扫查质控模块210从定位模块90中获取。可由扫查质控模块210或由未图示的处理器的其他模块将获取的运动信息与同时间进行超声扫查得到的超声回波数据关联。以运动信息为超声探头在超声扫查时的速度为例，某一时刻下探头的运动速度与该时刻下扫查得到的超声回波数据是关联的或者说是对应的，各个时刻的速度和各个时刻扫查得到的超声回波数据都关联起来。由于一个时刻的速度并不能很好的说明该时刻探头在正确的轨迹上扫查，故本实施例中运动信息涵盖的时间，或者说超声回波数据涵盖的时间，通常可设置为包括多个时刻的一时间段。

步骤3、扫查质控模块210根据运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估，得到扫查合格的超声回波数据。例如，扫查质控模块210评估超声探头30扫查目标组织10时的运动信息是否符合扫查该目标组织的预设扫查规律，若完全符合则说明与该运动信息关联的超声回波数据扫查合格，若部分符合则说明与该运动信息关联的超声回波数据部分扫查合格，若完全不符合或大部分不符合则说明与该运动信息关联的超声回波数据扫查不合格。

预设的扫查规律可以是探头扫查所有目标组织时都需要遵循的移动规律，例如无抖动扫查(移动探头时探头不抖动)，例如近似匀速移动探头完成扫查。预设的扫查规律也可以是探头扫查该目标组织时需要遵循的特定移动规律，例如甲状腺扫查：探头近似直线匀速运动；手臂、腿部血管的扫查：近似直线、斜线匀速运动；腹部、肝脏扫查：运动路径不规律，但探头移动速度近似匀速；乳腺扫查：运动路径不规律，探头移动近似匀速；4d探头扫查三维超声：探头不动，这种情况，探头位置基本不变，也就是路径、速度、加速度等也不变。预设的扫查规律也可以是探头扫查该目标组织时，该目标组织的一个或多个部位对应的扫查项需要遵循的特定移动规律；例如，甲状腺扫查，其右侧纵切(扫查项)的扫查规律为：近似直线的匀速运动扫查。

因此，对应的扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循所有目标组织的扫查规律得到的超声回波数据；或者，扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循指定目标组织的扫查规律得到的超声回波数据；或者，扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循指定目标组织在标准化的流程下各个扫查项的扫查规律得到的超声回波数据；或者，扫查合格的超声回波数据为：进行超声扫查时，遵循指定目标组织一扫查项的扫查规律得到的超声回波数据。

步骤3中，扫查质控模块210根据运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估有两种方式，第一种为机器学习/深度学习的方式，第二种为数据匹配的方式。

第一种方式中，扫查质控模块210将运动信息作为与该运动信息关联的超声回波数据的第一特征指标，输入到预先建立的第一模型，得到与该运动信息关联的超声回波数据的扫查质量评估结果。其中，扫查质量评估结果包括：与运动信息关联的超声回波数据是否扫查合格的结果；或者，与运动信息关联的超声回波数据是否部分扫查合格的结果；或者，超声回波数据中评估为扫查合格的超声回波数据；或者，与所述运动信息关联的超声回波数据是否扫查合格的结果、以及所述超声回波数据中评估为扫查合格的超声回波数据；或者，与运动信息关联的超声回波数据是否部分扫查合格的结果、以及超声回波数据中评估为扫查合格的超声回波数据；当然，质量评估结果还可以包括上述两个或多个结果。扫查质控模块210可根据第一模型输出的质量评估结果，从超声回波数据中提取评估为合格的运动信息所关联的超声回波数据段，作为扫查合格的超声回波数据。

第一模型为反映第一特征指标与扫查质量评估结果对应关系的模型。第一模型为机器学习模型或深度学习模型，一实施例中可通过如下方法得到：获取多个扫查合格的超声回波数据及其运动信息作为训练数据，获取多个扫查不合格的超声回波数据及其运动信息作为训练数据，对训练数据进行机器学习的训练或深度学习的训练，得到运动信息作为第一特征指标的第一模型。该第一模型例如可为分类模型，其基于训练数据与输入数据的运动信息的计算，得到输入的运动信息对应的超声回波数据是属于扫查合格的类型、扫查部分合格的类型或者扫查不合格的类型。

第二种方式中，扫查质控模块210将运动信息与预设的标准运动信息进行匹配，得到运动信息中与标准运动信息匹配的运动信息段；根据运动信息段得到与运动信息关联的超声回波数据的质量评估结果。标准运动信息可由经验丰富的超声医生严格按照标准化的操作流程进行扫查得到，通常是探头移动时形成的移动轨迹、探头移动的速度、探头移动的加速度等。扫查质控模块210可将运动信息段在时间上关联的超声回波数据段作为扫查合格的超声回波数据。

例如，扫查质控模块210提取移动轨迹形式的运动信息，将该次扫查的移动轨迹与预设的移动轨迹进行匹配，从而在该次扫查的移动轨迹中进一步确定匹配的移动轨迹段。与该移动轨迹段对应的超声回波数据则为扫查合格的超声回波数据。对移动轨迹进行匹配运算时，可以基于该次扫查的完整移动轨迹进行匹配运算，也可将移动轨迹分解为多个部分，再对各个部分的移动轨迹进行匹配运算。

可见，本发明通过对超声探头进行定位跟踪，根据其轨迹、速度、加速度等运动信息判断扫查的过程是否合格，从而对扫查得到的超声回波数据进行质量控制，无需超声医生来处理判断，提高了超声医生的工作效率。

步骤4、超声回波数据是可以形成一段超声视频的，其包括多个超声图像帧，因此本步骤中，图像质控模块230从扫查合格的超声回波数据中提取出各个超声图像帧的图像信息；其中，图像信息包括：超声图像帧中的组织结构特征，超声图像帧整体的亮度，超声图像帧的清晰度中的至少一个。其中，组织结构特征可以反映有没有扫查错目标组织或目标切面等，例如，通过判断甲状腺与颈动脉之间的位置关系可得知有没有扫查错组织或切面。通过亮度可判断超声图像帧是否过亮或过暗，例如正常超声图像帧灰度取值范围0～255，可以计算超声图像帧有效区域内的均值，如果低于40，可以认为是过暗；如果超过200，可以认为是过亮。超声图像帧的清晰度包括超声图像帧的分辨率以及超声图像帧是否模糊等，例如，采用图像的模糊检测方法，或通过机器学习的方法判断图像是否模糊，提前采集目标组织的清晰、模糊图像两类数据，训练模型，将该问题抽象成一个二分类问题。

步骤5、图像质控模块230根据各个超声图像帧的图像信息对扫查合格的超声回波数据进行二次质量评估，以综合评估超声回波数据是否合格。同样的，图像质控模块230根据各个超声图像帧的图像信息对该超声回波数据进行二次质量评估有两种方法：

第一种，图像质控模块230将各个超声图像帧的图像信息作为其所属超声回波数据的第二特征指标输入预先建立的第二模型，得到该超声回波数据的图像质量评估结果。其中，图像质量评估结果包括：所有图像信息所属的超声回波数据是否扫查合格的结果；或者，所有图像信息所属的超声回波数据是否部分扫查合格的结果；或者，所有图像信息所属的超声回波数据中评估为图像合格的超声回波数据；或者，所有图像信息所属的超声回波数据是否部分扫查合格的结果、以及超声回波数据中评估为图像合格的超声回波数据；当然，图像评估结果还可以包括上述两个或多个结果。

第二模型为反映第二特征指标与图像质量评估结果对应关系的模型，一实施例中可通过如下方法得到：获取多个图像合格的超声回波数据及其图像信息作为训练数据，获取多个图像不合格的超声回波数据及其图像信息作为训练数据；对训练数据进行机器学习或深度学习，训练得到图像信息作为第二特征指标的第二模型。该第二模型同样例如可为分类模型，其基于训练数据与输入数据的图像信息的计算，判断输入的图像信息对应的超声回波数据是否图像合格。

第二种，图像质控模块230基于预设的标准图像信息库对各个超声图像帧的图像信息进行判断，得到与标准图像信息库中的标准图像相符的图像信息；根据各个相符的图像信息得到超声回波数据的图像质量评估结果，并可将图像信息匹配的各个超声图像帧作为图像合格的超声回波数据。

可以基于具体组织结构的图像特征、基于图像的亮度特征、基于图像的清晰度特征等，判断各个超声图像帧的图像信息是否与标准图像相符。图像质控模块230可以基于超声回波数据提取超声图像帧的一种或多种类型的图像信息，例如可提取超声图像帧中的组织结构特征、超声图像帧的整体亮度、和/或超声图像帧的清晰度，随后将提取出来的不同类型的图像信息分别与预设的标准图像信息库进行比较，根据比较结果判断图像信息所对应的超声回波数据是否图像合格。

例如，基于图像的亮度特征判断时，图像质控模块230可提取整体亮度作为各个超声图像帧的图像信息，并判断整体亮度是否在预设的亮度阈值区间内，得到亮度位于亮度阈值区间内的超声图像帧；根据各个亮度位于亮度阈值区间内的超声图像帧，得到图像合格的超声回波数据，即。将亮度位于亮度阈值区间内的各个超声图像帧作为图像合格的超声回波数据。

例如，基于图像的清晰度特征判断时，图像质控模块230可以对超声图像帧进行分析，判断图像是否模糊。例如，在无参考图像的情况下，可以通过梯度函数来计算图像的清晰度。常用的梯度函数例如有brenner梯度函数、tenengrad梯度函数、laplacian梯度函数等。在无参考图像的情况下，也可以通过机器学习的方法来判断图像是否模糊。例如将判断图像是否模糊的问题构建为一个二分类模型。而在有参考图像时，可通过一参考图像体现符合图像质量要求的清晰度特征。图像质控模块230基于参考图像和各个超声图像帧的清晰度的比对，进而确定该超声图像帧是否对应图像合格的超声回波数据。

例如，基于图像的清晰度特征判断时，也可以判断超声图像帧的分辨率是否符合预设的分辨率范围。图像质控模块230可判断各个超声图像帧的分辨率是否在预设的分辨率范围内，并将分辨率符合预设要求的超声图像帧，作为图像合格的超声回波数据。

例如，基于具体组织结构的图像特征进行判断时，图像质控模块230可对基于具体组织结构的图像特征，对待评估的超声图像帧进行例如模块匹配等计算，判断超声图像帧中是否包含所需的组织结构信息，进而判断超声图像帧对应的超声回波数据是否图像合格。

由于图像信息可以包括超声图像帧中的组织结构特征、超声图像帧整体的亮度、超声图像帧的清晰度中的两个或三个，因此，图像质控模块230可对应结合多个不同角度的图像信息进行图像质量评估，最终的图像质量评估结果取交集即可，不做赘述。

可见，图3所示的实施例中，只有扫查过程和图像均合格的超声回波数据才算最终合格的超声回波数据，提高了后续对超声回波数据处理结果的准确性，也提高了医生的效率。

当然，本发明中，处理器20还用于在显示器的显示界面上显示扫查质量评估结果、图像质量评估结果；提示用户删除不合格的超声回波数据；对于不合格的超声回波数据，在显示界面上提示用户重新采集。便于超声医生做进一步处理。

本发明中，超声成像设备还包括诊断模块，用于对处理器20输出的合格的超声回波数据(扫查质量评估和图像质量评估均合格的超声回波数据)进行分析，诊断病灶的良性恶性、形态特性等。

图4所示的实施例中，处理器20在根据运动信息对与该运动信息关联的超声回波数据进行质量评估前，从超声回波数据中提取出各个超声图像帧的图像信息，并根据各个超声图像帧的图像信息对该超声回波数据进行质量评估，得到图像合格的超声回波数据；之后根据图像合格的超声回波数据关联的运动信息，对图像合格的超声回波数据进行质量评估。由于与图3所示的实施例相比，只是图像质控和扫查质控的先后顺序不同，也就是图像质控模块处理的对象(图4为超声回波数据，图3为扫查合格的超声回波数据)和扫查质控模块处理(图4为图像合格的超声回波数据，图3为超声回波数据)的对象稍许不同，其他与图3所示实施例相同，故不做赘述。

图5所示的实施例中，处理器20根据超声回波数据关联的运动信息，对超声回波数据进行质量评估；从超声回波数据中提取出各个超声图像帧的图像信息；根据各个超声图像帧的图像信息对该超声回波数据进行质量评估；根据扫查质量评估的结果和图像质量评估的结果，综合评估超声回波数据是否合格。换而言之，图5所示的实施例中，扫查质控和图像质控都对获取的超声回波数据进行处理，可同时进行，最后根据两者的质量评估结果来综合评估超声回波数据是否合格，通常，将扫查和图像均合格的超声回波数据作为最终的超声回波数据。由于与图3所示的实施例相比，只是图像质控的先后顺序不同，也就是图像质控模块处理的对象(图3是扫查合格的超声回波数据，图5是超声回波数据)稍许不同，其他与图3所示实施例相同，故不做赘述。

图3-图5所示的实施例均采用了扫查质控和图像质控这两种方式，在有的实施例中，还可以只采用其中一种质控方式，由于这两种质控方式在上述内容中已详细描述，在此不做赘述。

本发明不仅仅是提供了两种质控方式，重要的是，通过扫查质量评估，可以对目标组织形成一个超声标准化扫查流程，用户只需根据该超声标准化扫查流程进行扫查即可，也无需凭经验判断超声图像是否合格，极大的降低了对用户的要求，此项工作可交由护士完成、而非必须超声医生操作，具有重要意义。由护士根据标准化流程进行扫查，获得所有超声图像之后，再由医生进行诊断，能够大大节省超声医生的人力，解决了大部分地区超声医生或超声成像设备不足的问题。再辅以智能化诊断功能进行初步分析或提示，可以进一步提高医生诊断的工作效率。因此，超声影像检查中的标准化扫查十分重要。下面通过具体的实施例来阐述超声标准化扫查流程。本实施例中，超声回波数据为超声图像，超声图像可以是b图像、c图像、三维图像等，本实施例以超声b图像为例进行说明。目标组织以甲状腺为例进行说明

用户启动关于甲状腺的超声标准化扫查流程后，处理器20在显示器的显示界面上显示目标组织中的一个或多个待扫查项及各扫查项的扫查顺序，以指引用户按标准化的流程进行扫查。本实施例中，如图6和图7所示，处理器20在显示器的显示界面上甲状腺的四个待扫查项的扫查顺序：右侧纵切、右侧横切、左侧纵切和左侧横切，并显示各个扫查项的各个扫查动作，扫查动作包括超声探头的移动方向(横向或纵向)、移动次数等。例如，右侧纵切需要执行一系列纵向(竖直)匀速移动超声探头的扫查动作，该一系列动作的移动轨迹平行，如此能对应得到甲状腺右侧的多个矢状切面图像。同样的，右侧横切需要执行一系列横向(水平)匀速移动超声探头的扫查动作，该一系列动作的移动轨迹平行，如此能对应得到甲状腺右侧的多个横断切面图像。左侧与右侧对称，故不做赘述。在显示界面上以示意图的形式提醒用户该怎么移动探头，极大的降低了操作难度。

用户根据指引用超声探头30进行扫查时，处理器20控制超声探头30发射超声波，配合用户的扫查动作对甲状腺进行超声扫查。处理器20控制超声探头30接收甲状腺返回的超声波的回波，获得一段超声回波数据。同时，定位模块在超声探头30扫查甲状腺时，采集超声探头30的运动信息。处理器20将运动信息与同时间进行超声扫查得到的超声回波数据关联。本实施例中，运动信息包括超声探头30在超声扫查时的运动路径、速度和加速度。以右侧纵切的一扫查动作为例，通常扫查时间5～10秒，扫查距离(探头移动距离)10cm左右，匀速扫查；因此，右侧纵切一扫查动作对应的理想运动信息(该扫查动作形成的扫查合格的超声b图像对应的运动信息)为：超声探头30在执行该扫查动作时加速度基本为0cm/s²；超声探头30在执行该扫查动作时速度基本保持在2cm/s，速度方向为竖直方向/运动路径为竖直的直线，运动路径基本为10cm。由于扫查是以扫查动作为基本单位，故扫查项对应的运行信息就是由扫查项包含的各个扫查动作的运动信息组合而成，扫查目标组织对应的运行信息就是由目标组织包含的各个扫查项的运动信息组合而成。

本发明中，扫查质量评估是根据运动信息及其关联的超声回波数据进行的，运动信息可以是扫查动作的运动信息、也可以是扫查项或目标组织的运动信息，会延伸出不同的操作流程，本实施例一一举例说明。

一种方式中，在完成甲状腺一待扫查项的一扫查动作后，例如完成超声探头在甲状腺右侧的一次纵向移动后，扫查质控模块210根据该扫查动作得到的运动信息对与该运动信息关联的超声b图像进行质量评估，例如根据超声探头的移动速度对与该扫查动作对应的超声b图像进行质量评估。质量评估的具体过程见前述内容，本实施例不做赘述。得到扫查质量评估结果后，扫查质控模块210在显示器的显示界面上提示用户对不合格的超声b图像对应的扫查动作进行重新扫查。之后进行下一扫查动作的扫查以及质量评估，直到完成整个甲状腺的扫查。扫查质量评估结果为部分合格，则说明其有一部分超声b图像是合格的，另一部分是不合格的，通常扫查动作起始和终止时得到的超声b图像容易不合格。通过这种方式，用户执行一次扫查动作，超声成像设备就反馈一次扫查质量评估结果，有问题用户可以及时处理甚至重扫，操作简单效率高。当然，在得到扫查质量评估结果以后，在开始对下一待扫查动作扫查前，还可以在显示界面上对合格的超声b图像和/或不合格的超声b图像进行提示，供用户进行保存或删除。

一种方式中，在扫查甲状腺中的一待扫查项后，即在完成甲状腺一待扫查项的所有扫查动作后，例如，在完成右侧纵切的一系列扫查动作后，扫查质控模块210根据扫查这一系列扫查动作时采集的运动信息对与该运动信息关联的超声b图像进行质量评估，并在开始对下一待扫查项(例如右侧横切)扫查前，根据扫查质量评估的结果在显示界面上提示用户是否需对该扫查项进行重新扫查。例如，根据超声探头扫查时的运动轨迹对扫查该扫查项时获得的多帧超声b图像进行质量评估，或者可以根据多项运动信息的组合对多帧超声b图像进行质量评估。之后进行下一扫查项的扫查以及扫查质量评估，直到完成整个甲状腺的扫查。用户扫查操作比较熟练，则适合采用本方式，效率较上一方式高。该方式可以在标准化扫查流程下，进一步提示用户是否需对该流程下的任一扫查环节及时进行重扫等操作，既有利于有针对性地纠正扫查不准确的环节，无需全部重扫、费时费力，也有利于确保按照流程指引获得的超声回波数据能否符合后续进行进一步图像分析的标准。

一种方式中，在扫查甲状腺中的一待扫查项后，扫查质控模块210根据扫查该待扫查项时采集的运动信息对与该运动信息关联的超声b图像进行质量评估，并在开始对下一待扫查项扫查前，在显示界面上对合格的超声b图像和/或不合格的超声b图像进行提示，供用户进行保存或删除，便于后续对扫查合格超声b图像进行处理，也节省了存储空间。

一种方式中，在完成甲状腺一待扫查项的扫查后，可在显示界面上既提示用户是否需要对该扫查项进行重新扫查，也可在显示界面上分别显示合格的超声b图像和不合格的超声b图像。用户不仅可以知道扫查质量评估结果，而且可通过显示的图像数据，对是否需要重新扫查进行二次判断。

一种方式中，在扫查甲状腺中的所有待扫查项后，扫查质控模块210根据扫查所有待扫查项时的运动信息对与该运动信息关联的超声b图像进行质量评估，并根据各个待扫查项对应的扫查质量评估的结果，在显示界面上提示需重新扫查的一个或多个待扫查项。换而言之，完成甲状腺的扫查后，显示界面上将提示用户哪些扫查项需要重新扫查，便于用户针对性的重扫。因刚刚扫查后就能得知是否需要重新扫查，此时患者还未离开，可以马上重扫，非常便捷。

一种方式中，扫查质控模块210在显示界面上以图形化的方式显示甲状腺，并在甲状腺的图形上突出显示合格的超声b图像对应的部位、部分合格的超声b图像对应的部位或不合格的超声b图像对应的部位。如此，哪些部位的超声b图像不合格一目了然。

一种方式中，扫查质控模块210在显示界面上以图形化的方式显示甲状腺，并在甲状腺的图形上对合格的超声b图像对应的部位、部分合格的超声b图像对应的部位以及不合格的超声b图像对应的部位进行差异化显示；例如，采用不同的颜色或图标来进行差异化显示，以示区分，同样能一目了然的获得三种结果所处的部位。一种方式中，扫查质控模块210对于质量评估结果为不合格的超声回波数据，在显示界面上显示用于指引用户对该不合格的超声回波数据对应的扫查动作、部位或目标组织进行扫查的教程。存储器中存储有指引用户进行标准化扫查的教程，对于不合格的超声b图像所处的扫查动作、扫查项，展示对应的教程给用户，便于用户重扫。

上述方式中的多种或全部可以作为可选操作模式并存于超声成像设备中，用户根据自身情况进行设置。

综上，结合本发明的扫查质控，可实现对目标组织的标准化扫查，即，将目标组织的整个扫查过程制作成一标准化的流程。在这种标准化的扫查场景下，可以由护士、而不是医生、按照标准化的扫查流程扫查获得图像后，由医生进行诊疗，这样可以节约一个医生的人力。而且，这种标准化的扫查，非常适合体检中常用部位的检查，适用范围广。质控后的超声图像，可与ai智能诊断相结合，降低了智能诊断的数据处理量。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

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。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。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应根据权利要求确定。