一种基于人工智能的医用超声图像分析系统及方法与流程

1.本发明涉及人工智能图像分析技术领域，具体为一种基于人工智能的医用超声图像分析系统及方法。


背景技术：

2.超声伪像一般是指通过超声显示的声像图与其相应解剖断面图之间的差异，表现为声像图中的特殊地增添、减少，造成图像失真；超声伪像一般会与超声检测过程中的超声探头的操作习惯呈现出规律性变化，所以在对超声图像分析的过程中若能初步将与超声探头的操作习惯呈现出异常规律性变化的图像筛选出来并借助医生的专业判断，可在提高识别超声伪像的有效性，且既可减少因伪像引起的误诊和漏诊，对于责任医生而言还可利用特征性伪像识别有用的信息，增强对某些结构和病变的识别能力，提高临床超声分析水平，对超声图像分析这一主观性活动添加一些客观性依据。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于人工智能的医用超声图像分析系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于人工智能的医用超声图像分析方法，分析方法包括：步骤s100：实时获取医生利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测得到的原始超声图像序列，基于大数据提取目标检测部位的标准解剖断层图像，基于标准解剖断层图像逐一对原始超声图像序列内每一超声图像进行异常筛查，并将异常筛查得到的若干超声图像进行汇集得到异常图像序列；步骤s200：分析系统对医生在利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测的全操作过程进行视频摄取并生成超声操作视频序列；分析系统基于异常图像序列在超声操作视频序列内进行视频分帧的提取，提取与每一异常图像对应的操作视频帧内的操作信息；获取每一异常图像的特征信息；步骤s300：基于各异常图像的特征信息对各异常图像进行特征事例挖掘；步骤s400：在所有挖掘得到的特征事例中对规律特征事例进行挖掘；步骤s500：提取患者的就诊背景信息，将患者的就诊背景信息整合规律特征事例向医生发起超声伪像识别信号，根据医生的超声伪像识别反馈结果将确认为超声伪像的异常图像从异常图像序列中进行删除得到校验过后的异常图像序列；步骤s600：将校验过后的异常图像序列发送至责任医生处；上述责任医生可提取异常图像序列内每一异常图像的第三特征信息对患者进行病灶分析。
5.进一步的，步骤s100对原始超声图像序列内每一超声图像进行异常筛查的过程包括：
步骤s101：将标准解剖断层图像内各正常组织视为背景，分别将原始超声图像序列内每一超声图像逐一与标准解剖断层图像进行重合比对，筛选出与标准解剖断层图像不完全重合的超声图像，并将筛选出的超声图像均作为异常图像；步骤s102：分别将若干张异常图像内未与背景组织重合的对照组织进行标记得到各异常图像的异常组织，并将标记后的若干张异常图像按照检测时间进行排序得到异常图像序列；上述步骤相当于是一个图像匹配的过程，将标准解剖断层图像内各正常组织视为背景，可以很好的将原始超声图像序列内每一超声图像与标准解剖断层图像内各正常组织之间的区别识别开来，同时也可以很直观的看到偏差的组织结构，以及具体的偏差轮廓，为后续步骤中每一超声图像的特征信息提取提供了便利和参考，同时提高了检测的效率。
6.进一步的，步骤s200包括：步骤s201：分别从与异常图像序列和正常图像序列内每一超声图像相对应的操作视频帧中提取医生在利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测时超声探头的操作方式；步骤s202：将异常图像序列中每一异常图像内包括的若干异常组织作为该异常图像的第一特征信息；将异常图像序列中每一异常图像对应的一种超声探头操作方式作为该异常图像的第二特征信息；分别提取若干异常组织对照于对应背景组织的若干区别轮廓，将若干区别轮廓作为该异常图像的第三特征信息；有上述可知，异常图像的特征信息包括第一特征信息、第二特征信息、第三特征信息；因为超声伪像一般会与超声检测过程中超声探头的操作习惯呈现出规律性变化，所以在对超声图像分析的过程中将每一超声图像所对应的超声探头的操作方式作为其特征信息，是为了后续判别异常图像中异常组织的出现是否同超声伪像相关，如果异常组织的规律性出现的同时伴随着操作方式的规律性变化的话，则判断异常组织的出现与超声伪像有关的概率性则越大；且能作为筛选出与超声探头的操作习惯呈现出异常规律性变化的图像的依据。
7.进一步的，在每一操作视频帧中含有一种超声探头的操作方式；记一种超声探头的操作方式包括探头的探测位置，探头的探测角度；若超声图像1对应的操作方式为 ，在超声图像序列上存在位于超声图像1之后的超声图像2对应的操作方式为或者，则判定超声图像1到超声图像2发生了操作方式的转变；因为人体的内部构造往往是是十分复杂的，在利用超声设备对同一个目标检测部位进行超声检测的时候，探头处于不同的位置不同的角度所得到的超声图像都有可能不一样，且不同的位置和不同的角度结合人体内部构造的个样性可能会产生的伪像形式也是不同的；上述将操作方式包括探头的探测位置，探头的探测角度是为了能对超声探头的具体操作形态进行把控，也是为了实现能对规律性变化进行更加精准的把控。
8.进一步的，步骤s300对特征事例进行挖掘的过程包括：
步骤s301：记异常图像序列包括，其中，分别表示在时间序列上的第一个、第二个、第三个、、第个异常图像；对异常图像序列中各异常图像的特征信息进行整合，分别提取的第一特征信息、第二特征信息；步骤s302：在异常图像序列中捕捉发生了操作方式转变的所有异常图像对，一对异常图像对存在一次操作方式转变；记某对异常图像对为，其中,，且；的操作方式为，的操作方式为；步骤s303：记与之间的操作转变形式为，其中，可以为，或者，；获取所有异常图像对之间的操作转变形式；同时对所有异常图像对中每个异常图像的第一特征信息进行提取；对应的第一特征信息内的异常组织集为，对应的第一特征信息内的异常组织集为，与操作转变形式对应的规律异常组织为；步骤s304：将操作转变形式与规律异常组织集组合出现作为一种特征事例，循环步骤s302-步骤s303得到所有的特征事例；在上述步骤中，分别将探头位置的转变或者探头角度改变作为一种操作转变形式，是为了增加转变形式的多样性，且因为多样性的增多，挖掘出来的规律性也能更加的具备代表性，且把握的规律性也能更加的具像化；规律异常组织集是表示用和的并集减去和的交集，得到随着操作形式的转变呈现出现或者消失的异常组织，也进一步的说明，这些异常组织的出现或者是消失同操作形式的转变呈现伴随的关系，那么这些异常组织就很有可能是假性的病灶，可能是因为超声伪像所产生的，对实际病灶的分析中起着干扰作用或者特殊标识的作用。
9.进一步的，步骤s400对规律特征事例进行挖掘的过程包括：步骤s401：分别计算所有特征事例的重复率：；其中表示所有事例中出现事例的总次数；表示所有事例的总例数；步骤s402：设置重复率阈值，将大于重复率阈值的特征事例筛选出来作为规律特征事例。
10.为更好的实现上述方法还提出了一种基于人工智能的医用超声图像分析系统，分析系统包括：数据库、异常筛查模块、特征信息提取模块、特征事例挖掘模块、规律特征事例挖掘模块、伪像校验模块、病灶分析模块；数据库，用于实时获取医生利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测得到的原始超声图像序列；用于基于大数据提取目标检测部位的标准解剖断层图像；用于获取医生在利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测全操作过程的超声操作视频序列；异常筛查模块，用于接收数据库中的数据，基于标准解剖断层图像逐一对原始超声图像序列内每一超声图像进行异常筛查；特征信息提取模块，用于接收异常筛查模块中的数据，对每一异常图像的特征信息进行提取；特征事例挖掘模块，用于接收特征信息提取模块中的数据，对各异常图像进行特征事例挖掘；规律特征事例挖掘模块，用于接收特征事例挖掘模块中的数据，在所有挖掘得到的特征事例中对规律特征事例进行挖掘；伪像校验模块，用于提取患者的就诊背景信息，将患者的就诊背景信息整合规律特征事例向医生发起超声伪像识别信号，根据医生的超声伪像识别反馈结果对异常图像序列进行伪像筛查；病灶分析模块，用于接收伪像校验模块中数据，将经过伪像校验过后的异常图像序列发送至责任医生处，责任医生可提取异常图像序列内每一异常图像的第三特征信息对患者进行病灶分析。
11.进一步的，特征事例挖掘模块包括异常图像对捕捉单元、特征事例捕捉单元；异常图像对捕捉单元，用于在异常图像序列中捕捉发生了操作方式转变的所有异常图像对；特征事例捕捉单元，用于接收异常图像对捕捉单元中的数据，对所有异常图像对的操作转变形式和规律异常组织进行捕捉识别。
12.进一步的，规律特征事例挖掘模块包括重复率计算单元、规律特征事例筛选单元；重复率计算单元，用于计算所有特征事例的重复率；规律特征事例筛选单元，用于接收重复率计算单元中的数据，基于各特征事例的重复率筛选出重复率高的规律特征事例。
13.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在对超声图像分析的过程中考量了超声伪像的出现一般会与超声检测过程中超声探头的操作习惯一起呈现出规律性变化，所以将与上述规律性变化像相对应的超声图像筛选出来，并将这些超声图像的规律性转述给责任医生进行综合判断，可提高识别超声伪像的有效性，且既可减少因伪像引起的误诊和漏诊，对于责任医生而言还可利用特征性伪像识别有用的信息，增强对某些结构和病变的识别能力，提高临床超声分析水平，对责任医生在进行超声图像分析这一主观性活动上添加一些客观性依据。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明一种基于人工智能的医用超声图像分析方法的流程示意图；图2是本发明一种基于人工智能的医用超声图像分析系统的结构示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：一种基于人工智能的医用超声图像分析方法，分析方法包括：步骤s100：实时获取医生利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测得到的原始超声图像序列，基于大数据提取目标检测部位的标准解剖断层图像，基于标准解剖断层图像逐一对原始超声图像序列内每一超声图像进行异常筛查，并将异常筛查得到的若干超声图像进行汇集得到异常图像序列；其中，对原始超声图像序列内每一超声图像进行异常筛查的过程包括：步骤s101：将标准解剖断层图像内各正常组织视为背景，分别将原始超声图像序列内每一超声图像逐一与标准解剖断层图像进行重合比对，筛选出与标准解剖断层图像不完全重合的超声图像，并将筛选出的超声图像均作为异常图像；步骤s102：分别将若干张异常图像内未与背景组织重合的对照组织进行标记得到各异常图像的异常组织，并将标记后的若干张异常图像按照检测时间进行排序得到异常图像序列；步骤s200：分析系统对医生在利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测的全操作过程进行视频摄取并生成超声操作视频序列；分析系统基于异常图像序列在超声操作视频序列内进行视频分帧的提取，提取与每一异常图像对应的操作视频帧内的操作信息；获取每一异常图像的特征信息；其中，步骤s200包括：步骤s201：分别从与异常图像序列和正常图像序列内每一超声图像相对应的操作视频帧中提取医生在利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测时超声探头的操作方式；步骤s202：将异常图像序列中每一异常图像内包括的若干异常组织作为该异常图像的第一特征信息；将异常图像序列中每一异常图像对应的一种超声探头操作方式作为该异常图像的第二特征信息；分别提取若干异常组织对照于对应背景组织的若干区别轮廓，将若干区别轮廓作为该异常图像的第三特征信息；其中，在每一操作视频帧中含有一种超声探头的操作方式；记一种超声探头的操作方式包括探头的探测位置，探头的探测角度；
若超声图像1对应的操作方式为，在超声图像序列上存在位于超声图像1之后的超声图像2对应的操作方式为或者，则判定超声图像1到超声图像2发生了操作方式的转变；步骤s300：基于各异常图像的特征信息对各异常图像进行特征事例挖掘；其中，对特征事例进行挖掘的过程包括：步骤s301：记异常图像序列包括，其中，分别表示在时间序列上的第一个、第二个、第三个、、第n个异常图像；对异常图像序列中各异常图像的特征信息进行整合，分别提取的第一特征信息、第二特征信息；步骤s302：在异常图像序列中捕捉发生了操作方式转变的所有异常图像对，一对异常图像对存在一次操作方式转变；记某对异常图像对为，其中，，且；的操作方式为，的操作方式为；步骤s303：记与之间的操作转变形式为，其中，可以为，或者，；获取所有异常图像对之间的操作转变形式；同时对所有异常图像对中每个异常图像的第一特征信息进行提取；对应的第一特征信息内的异常组织集为，对应的第一特征信息内的异常组织集为，与操作转变形式对应的规律异常组织为；步骤s304：将操作转变形式与规律异常组织集组合出现作为一种特征事例，循环步骤s302-步骤s303得到所有的特征事例；例如说，在一个异常图像对中，得到异常图像1时对应的超声探头操作方式为，得到异常图像2时对应的超声探头操作方式为，存在2；异常图像1的异常组织集为（异常组织1、异常组织2、异常组织3）；异常图像2的异常组织集为（异常组织2、异常组织3、异常组织4）；所以操作转变形式对应的规律异常组织为（异常组织1、异常组织4）；说明异常组织1、异常组织4是与同等的情况下，对着探头角度的变化呈现出现态势和消失态势的；异常组织4原本不在异常图像1中出现，随着探头角度由变
成了出现了；异常组织1原本在异常图像1中出现，随着探头角度由变成了消失；了；所以初步判定异常组织1、异常组织4的异常现象同，探头角度由变成了相关；为一种事例；步骤s400：在所有挖掘得到的特征事例中对规律特征事例进行挖掘；其中，步骤s400对规律特征事例进行挖掘的过程包括：步骤s401：分别计算所有特征事例的重复率：；其中表示所有事例中出现事例的总次数；表示所有事例的总例数；步骤s402：设置重复率阈值，将大于重复率阈值的特征事例筛选出来作为规律特征事例；例如说，异常组织1、异常组织4的异常现象同，探头角度由变成了相关的事例出现的重复率大于重复率阈值，说明这个事例是具有普遍性和规律性的；步骤s500：提取患者的就诊背景信息，将患者的就诊背景信息整合规律特征事例向医生发起超声伪像识别信号，根据医生的超声伪像识别反馈结果将确认为超声伪像的异常图像从异常图像序列中进行删除得到校验过后的异常图像序列；步骤s600：将校验过后的异常图像序列发送至责任医生处，责任医生可提取异常图像序列内每一异常图像的第三特征信息对患者进行病灶分析。
17.为更好的实现上述方法还提出了一种基于人工智能的医用超声图像分析系统，分析系统包括：数据库、异常筛查模块、特征信息提取模块、特征事例挖掘模块、规律特征事例挖掘模块、伪像校验模块、病灶分析模块；数据库，用于实时获取医生利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测得到的原始超声图像序列；用于基于大数据提取目标检测部位的标准解剖断层图像；用于获取医生在利用医用超声设备对患者目标检测部位进行超声检测全操作过程的超声操作视频序列；异常筛查模块，用于接收数据库中的数据，基于标准解剖断层图像逐一对原始超声图像序列内每一超声图像进行异常筛查；特征信息提取模块，用于接收异常筛查模块中的数据，对每一异常图像的特征信息进行提取；特征事例挖掘模块，用于接收特征信息提取模块中的数据，对各异常图像进行特征事例挖掘；其中，特征事例挖掘模块包括异常图像对捕捉单元、特征事例捕捉单元；异常图像对捕捉单元，用于在异常图像序列中捕捉发生了操作方式转变的所有异常图像对；特征事例捕捉单元，用于接收异常图像对捕捉单元中的数据，对所有异常图像对的操作转变形式和规律异常组织进行捕捉识别；
规律特征事例挖掘模块，用于接收特征事例挖掘模块中的数据，在所有挖掘得到的事例中对规律特征事例进行挖掘；其中，规律特征事例挖掘模块包括重复率计算单元、规律特征事例筛选单元；重复率计算单元，用于计算所有特征事例的重复率；规律特征事例筛选单元，用于接收重复率计算单元中的数据，基于各特征事例的重复率筛选出重复率高的规律特征事例；伪像校验模块，用于提取患者的就诊背景信息，将患者的就诊背景信息整合规律特征事例向医生发起超声伪像识别信号，根据医生的超声伪像识别反馈结果对异常图像序列进行伪像筛查；病灶分析模块，用于接收伪像校验模块中数据，将经过伪像校验过后的异常图像序列发送至责任医生处，责任医生可提取异常图像序列内每一异常图像的第三特征信息对患者进行病灶分析。
18.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。
19.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。