CN116616813B - 一种超声设备及心肌数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种超声设备及心肌数据处理方法，对心脏进行组织多普勒探测过程中获取到的回波信号，结合心肌的收缩和舒张，从回波信号的数字信号中提取多组线数据，并且每组线数据的时长均为一个心动周期。并将提取到的多组线数据中提取的各时刻的数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。提取到的各组线数据均为真实探测数据，数据混合处理后的数据更能反映心肌运动实际情况，也即提升对心肌运动的还原程度。

Description

一种超声设备及心肌数据处理方法

技术领域

本申请涉及超声技术领域，特别涉及一种超声设备及心肌数据处理方法。

背景技术

组织多普勒成像(TDI)技术可以应用对心肌运动的探测，可以提取低频、高振幅的多普勒频移信号。相较于其它常规超声心动图技术，TDI技术探测效果较好。

实际应用场景中，在发射频率、检测深度、线密度、脉冲重复频率等成像条件设置为可用的条件下，需要保证有高帧频(如90帧以上的帧率)TDI技术才能在TDI图谱上准确、完整的反映心肌运动的变化。而对于低帧频下的TDI技术对于心肌运动的还原能力较差。

发明内容

本申请提供一种超声设备及心肌数据处理方法，用以提升超声设备在低帧频情形下采集的心肌数据对心肌运动的还原程度。

本申请实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种超声设备，可以包括：超声波模块、心电信号接口以及处理器；

超声波模块，被配置为：发射超声信号，接收目标心肌的回波信号；

心电信号接口，与心电采集装置连接，心电信号接口被配置为：接收心电采集装置采集的目标心肌的多个时刻的心电信号；

处理器与超声波模块连接，以及与心电信号接口连接，处理器被配置为：

基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；

基于周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，K为大于1的整数；

从回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到第i组线数据，其中，第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为周期时长，i取遍1至K中的任一整数；

对K组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

本申请实施例中，心动周期可以反映心肌的收缩和舒张。利用获取到的回波信号，结合心肌的收缩和舒张，从回波信号的数字信号中提取多组线数据，并且每组线数据的时长均为一个心动周期。并将提取到的多组线数据中提取的各时刻的数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。提取到的各组线数据均为真实探测数据，数据混合处理后的数据更能反映心肌运动实际情况，提升对心肌运动的还原程度。

在一种可能的实现方式中，处理器具体被配置为：

确定心电信号中的首个R波的时刻以及第二个R波的时刻；

根据首个R波的时刻以及第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。

本申请实施例中，将相邻的两个R波时刻之间的时长确定为心动周期的周期时长，可以更接近心肌运动的情况。结合心动周期的周期时长提取到的各组线数据混合后更能够反映心肌运动的实际情况。

在一种可能的实现方式中，处理器具体被配置为：在K组线数据中，第j组线数据的提取起始时刻与第j+1组线数据的提取起始时刻之间的时长与周期时长的比值为预设比值，j取遍1至K-1的任一整数。

本申请实施例中，每组线数据包括一个心动周期的周期时长内的数据。各组线数据的提取起始时刻可以是等间隔的，可以使多组线数据覆盖至少一个心动周期，并且多组线数据的数据量更多，使得该心动周期内的数据可以具有更高的心肌运动还原度，更能够反映心肌运动的情况。

在一种可能的实现方式中，第1组线数据的提取起始时刻为心电信号中任意一个R波的时刻。可选的，第1组线数据的提取起始时刻为第二个R波的时刻。

本申请实施例中，第1组线数据的提取起始时刻为一个R波的时刻，可使各组线数据的提取起始时刻均在一个心动周期内的Z等份点上，其中Z为预设比值的倒数。

在一种可能的实现方式中，多个时刻的心电信号包括M个心动周期的心电信号，M为大于1的整数；K为大于M的整数，其中，K与M符合如下关系：其中N表征预设比值。

本申请实施例中，从较少数量的心动周期内采集到更多组线数据，通过数据融合得到的心肌数据，并具有更高的心肌运动还原度。

在一种可能的实现方式中，处理器具体被配置为：

按照时间顺序，对从各组线数据中各时刻的数据进行排序，得到目标心肌数据。

在一种可能的实现方式中，目标心肌的心肌数据用于心肌运动量化分析，和/或，显示超声图像。

第二方面，本申请实施例还提供一种心肌数据处理方法，可以应用于超声设备，该方法可以包括：

获取目标心肌的回波信号的数字信号；

接收心电采集装置采集的目标心肌的多个时刻的心电信号；

基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；

基于周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，K为大于1的整数；

从回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到第i组线数据，其中，第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为周期时长，i取遍1至K中的任一整数；

对K组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

在一种可能的实现方式中，在前述心肌数据处理方法中，基于心电信号，确定心动周期的时长，包括：

确定心电信号中的首个R波的时刻以及第二个R波的时刻；

根据首个R波的时刻以及第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。

在一种可能的实现方式中，在前述心肌数据处理方法中，在K组线数据中，第j组线数据的提取起始时刻与第j+1组线数据的提取起始时刻之间的时长与周期时长的比值为预设比值，j取遍1至K-1的任一整数。

在一种可能的实现方式中，第1组线数据的提取起始时刻为心电信号中任意一个R波的时刻。可选的，第1组线数据的提取起始时刻为第二个R波的时刻。

本申请实施例中，第1组线数据的提取起始时刻为一个R波的时刻，可使各组线数据的提取起始时刻均在一个心动周期内的Z等份点上，其中Z为预设比值的倒数。

在一种可能的实现方式中，多个时刻的心电信号包括M个心动周期的心电信号，M为大于1的整数；K为大于M的整数，其中，K与M符合如下关系：其中N表征预设比值。

本申请实施例中，从较少数量的心动周期内采集到更多组线数据，通过数据融合得到的心肌数据，并具有更高的心肌运动还原度。

在一种可能的实现方式中，在前述心肌数据处理方法中，对提取到的各算数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据，包括：

按照时间顺序，对从各组线数据中各时刻的数据进行排序，得到目标心肌数据。

在一种可能的实现方式中，在前述心肌数据处理方法中，目标心肌的心肌数据用于心肌运动量化分析，和/或，显示超声图像。

第三方面，本申请实施例提供一种超声设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现本申请实施例第二方面提供的心肌数据处理方法。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，当存储介质中的计算机程序由超声设备的处理器执行时，超声设备能够执行本申请实施例第二方面提供的心肌数据处理方法。

另外，第二方面至第四方面中任意一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种超声设备的结构示意图；

图2为本申请实施例一种超声设备实现超声图像的原理示意图；

图3为本申请实施例一种心肌数据处理方法的应用场景图；

图4为本申请实施例提供的心电信号的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种心肌处理方法的示意流程图；

图6为本申请实施例提供的首个R波和第二个R波的示意图；

图7为本申请提供的从多组超声扫描线数据中提取的数据段的起始时刻的关系示意图；

图8为本申请提供的从多组超声扫描线数据中提取的数据段的关系示意图；

图9为本申请实施例提供的一种心肌数据处理的具体流程的示意流程图；

图10为本申请提供的从多组超声扫描线数据中提取的数据段的起始时刻的关系示意图；

图11为本申请提供的从多组超声扫描线数据中提取的数据段的关系示意图；

图12为本申请实施例提供的一种超声设备的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的另一超声设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

心脏作为人体的“发动机”，对于人体健康非常重要。心肌组织占心脏总体积的95％以上。也因此有效地探测心肌运动的需求越来越多。

目前量化评估心脏心肌运动的主要方法有组织多普勒(TDI)、组织斑点追踪、常规超声心动图等。常规超声心动图是探测心肌运动的最常见的方法，但其对微小的心肌收缩功能的受损敏感性不及TDI。其中的M型超声心动图因其快速的时间取样技术，是超声心动图的重要组成方向，但此方式易受操作者影响。双平面Simpson方法属于半定量方法，但该方法依赖于操作者的经验，可重复性较差。

组织多普勒(TDI)对心肌运动探测过程中可以提取低频、高振幅的多普勒频移信号，这样的信号可以反映心肌运动的速度和方向。组织多普勒较常规超声心动图更敏感。但低帧频情形下的TDI技术中，存在对心肌运动还原能力不足，使得采集到的心肌数据不利于量化分析，容易导致量化分析曲线失真。

有鉴于此，本申请提供了一种超声设备以及心肌数据处理方法，用以提升超声设备在低帧频情形下采集的心肌数据对心肌运动的还原程度，也是提升超声设备在低帧频情形下对心肌运动的探测效果。

本申请的发明构思可概括为：在低帧频的超声探测场景中，本申请实施例在对心脏进行组织多普勒探测过程中获取到的回波信号，结合心肌的收缩和舒张，从回波信号的数字信号中提取多组线数据，并且每组线数据的时长均为一个心动周期。并将提取到的多组线数据中提取的各时刻的数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。提取到的各组线数据均为真实探测数据，数据混合处理后的数据更能反映心肌运动实际情况，也即提升对心肌运动的还原程度。

在介绍完本申请实施例的主要发明思想之后，下面结合附图对本申请实施例提供的心肌数据处理方法应用的超声设备进行介绍。如图1所示，为本申请实施例提供的一种超声设备的结构框图。

应该理解的是，图1所示超声设备仅是一个范例，并且超声设备可以具有比图1中所示的更多的或者更少的部件，可以组合两个或多个的部件，或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。

图1中示例性示出了根据示例性实施例中超声设备的硬件配置框图。

如图1所示，超声设备例如可以包括：处理器110、存储器120、显示单元130、超声波模块和心电信号接口150；其中，

超声波模块可以包括探头140，用于在超声检测时，发射超声波信号，并接收回波信号。

显示单元130，用于显示超声图像；可选的，显示单元130可以显示量化分析结果。

存储器120被配置为存储用于超声成像所需的数据，可包括软件程序，应用界面数据等；

心电信号接口150，用于连接心电采集装置。心电采集装置一般用于采集心电信号。心电信号接口150可以接收心电信号。

处理器110，分别与探头140、显示单元130和存储器120相连接，被配置为执行：基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；按照周期时长，分别从每组超声扫描线数据一段数据；对提取到的各算数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

通过显示单元130展示超声图像或者心肌运动量化分析结果。

图2为根据本申请一个实施例的应用原理的示意图。其中，该部分可由图1所示超声设备的部分模块或功能组件实现，下面将仅针对主要的部件进行说明，而其它部件，如存储器、控制器、控制电路等，此处将不进行赘述。

如图2所示，应用环境中可以包括用户界面210、用于显示用户界面的显示单元220以及处理器230。

显示单元220可以包括显示面板221、背光组件222。其中，显示面板221被配置为对超声图像进行显示，背光组件222位于显示面板221背面，背光组件222可以包括多个背光分区(图中未示出)，各背光分区可以发光，以点亮显示面板221。

处理器230可以被配置为控制背光组件222中各背光分区的背光源亮度，以及控制探头发射超声信号，并接收超声回波信号并进行分析得到超声图像。

处理器230可以控制探头发射至少一次超声信号，并接收回波信号。其中，在控制探头发射多次超声信号的情形中，任意一次发射的超声信号的发射时刻和持续时长可以是可配置的。

在对心脏探测的场景中，假设超声信号为1KHz的脉冲信号，且超声信号的速度为1540m/s。由于心脏的检测深度约在0-38厘米，正常状态下，接收到一个脉冲对应的回波的时长在微秒(us)级，小于或等于0.2ms。由此可见，多次发射的超声信号的回波，难以出现信号混叠的情况。也因此，探针可以持续地接收到回波信号。探头接收到的回波信号可以包括至少一次发射的超声信号对应的回波信号。若多次发射的超声信号的发射时刻较为接近的情况下，探头接收到的回波信号可以包括两次或者两次以上的超声信号对应的回波信号。

本申请中探针接收到的回波信号为模拟信号，对回波信号进行模拟转数字信号处理，得到回波信号对应的数字信号(本申请中简称为回波信号的数字信号)，用于生成超声图像帧等。回波信号对应的数字信号通常是离散的，包括探头上各阵元接收到不同时刻的信号的幅度、相位、响应峰值等。

其中，处理器230可以根据接收心电采集装置采集的目标心肌的多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；基于周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，K为大于1的整数；从回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到第i组线数据，其中，第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为周期时长，i取遍1至K中的任一整数；对K组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

如图3所示，为本申请实施例提供的一种心肌数据处理方法的应用场景图。图中包括：超声设备30、心电采集装置31；

其中，超声设备30中包括显示屏301、探头302和心电信号接口303；

超声设备30，通过探头302在进行对目标心肌进行组织多普勒时，获取多个时刻的超声扫描线数据。通过心电信号接口303接收心电采集装置31采集的目标心肌的多个时刻的心电信号。然后基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；基于周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，K为大于1的整数；从回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到第i组线数据，其中，第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为周期时长，i取遍1至K中的任一整数；对K组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。在显示屏301上显示目标心肌的超声图像或者目标心肌的心肌运动量化分析结果或者组织斑点追踪定量分析。可选的，心肌运动量化分析可以包括选定某些心肌节段上的ROI位置进行应变、应变率、速度等曲线量化分析。

心电采集装置31，用于采集目标心肌的心电信号。

本申请中的描述中示出的超声设备30和服心电采集装置31旨在表示本申请的技术方案涉及超声设备和心电采集装置的操作。而非暗示对心电采集装置的类型或是位置等具有限制。应当注意，如果向图示环境中添加附加模块或从其中去除个别模块，不会改变本申请的示例实施例的底层概念。

为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。

心电信号可以视为心脏中心肌细胞电活动的综合反映。当心肌细胞一端的细胞膜受到一定程度的刺激时产生的电位变化可以检测出来。这些有规律的电刺激脉冲，使心肌细胞(包括心房和心室)有节律的收缩，实现“血液泵”的功能，将血液流向全身的各个器官和组织。

图4中示例性示出一段时长内的心电信号波形示意图。心电信号波形可以包括R波、P波、T波。R波可以反映心室肌开始收缩，一般R波作为参考心室肌收缩节点。P波表征心房除极波，可以反映引起心房动作电位的节点。T波表征心室复极波，可以反映心室肌舒张动作电位。

本申请实施例中，将相邻两个R波之间的时长作为心脏跳动的间隔时间(也即心动周期的周期时长)，并记为RR间期。在实际场景中，正常心率为60-100beat/min，正常RR间期在0.6-1s之间。

本申请实施例提供的一种心肌数据处理方法，如图5所示，包括：

步骤501，基于目标心肌的多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长。

具体实施时，超声设备对目标心肌进行超声探测时，心电采集装置可以对目标心肌进行心电信号采集，并发送给超声设备。使得超声设备可以具有目标心肌的超声扫描线数据以及心电信号。可选的，超声设备和心电采集装置可以同步对目标心肌进行探测。或者，超声设备可以从第一时刻开始对目标心肌进行探测，心电采集装置可以从第二时刻开始对目标心肌进行探测，其中第一时刻与第二时刻之间的时间间隔小于预设时长。

可以理解的是，本申请实施例中超声设备和心电采集装置可以同步或者接近同步地对目标心肌进行探测。可选的，心电采集装置的采样频率大于或等于预设频率。可选的，预设频率可以为500赫兹。

超声设备中的处理器可以通过目标心肌的心电信号，确定心动周期的时长。通过前述介绍可知，心电信号中RR间期可以作为心动周期的时长。超声设备可以通过利用心电信号确定RR间期的方式，实现确定心动周期的周期时长。

步骤502，按照心动周期的周期时长，从目标心肌的回波信号的数字信号中提取多组线数据。

具体实施时，超声设备中处理器可以分别从目标心肌的回波信号的数字信号中提取多组线数据，每组线数据的采样频率可以相同。其中，每组线数据的提取起始时刻不同，每组线数据对应的时长为一个心动周期时长。从不同组线数据对应的时段可以存在交叠。

示例性的，多组线数据可以为K组线数据，其中K为大于1的整数。以提取第i组线数据作为举例，i可以为1-K中任意一个整数。处理器可以从目标心肌的回波信号的数字信号中第i组线数据对应的提取起始时刻ct1开始，按照预设采样频率进行采样，并在ct1+yt时刻结束。可选的，采样频率可以根据实际应用场景配置。

第i组线数据中首个数据的时刻为提取起始时刻ct1，最后一个数据的时刻为ct1+yt，其中yt为心动周期的周期时长。可见第i组线数据对应的时长为一个心动周期的周期时长，或者说第i组线数据可以包含一个心动周期的周期时长的数据。

步骤503，对提取到的多组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

具体实施时，超声设备中的处理器可以将提取的各组线数据中不同时刻的数据进行数据混合处理。例如，对提取的各组数据中各时刻的数据，按照时间顺序进行排序，排序后的结果可以作为目标心肌的心肌数据。实现对低帧频下的超声扫描线信号进行扩充。

在实际应用场景中，利用超声设备对整个心动周期进行探测，超声设备的帧率至少要在400帧以上，使得超声设备成本较高。而目前支持高帧率的超声设备一般支持帧率为90帧。而低帧率的超声设备一般支持帧率为30帧，在不改变线密度和扫描深度的情况下，低帧率的超声设备对心肌运动的还原程度难以达到支持高帧率的超声设备对心肌运动的还原程度。

而本申请实施例提供的心肌数据处理方法中，利用心电信号作为时相参考，从回波信号的数字信号中提取多组线数据进行数据混合，可以提高线数据的数据量，数据混合后的线数据更可以更能够反映心肌运动，有利于提高低帧频超声设备具有更高的心肌运动还原程度。

上述技术方案中，超声设备中的处理器可以具有检测心电信号中R波的能力。处理器可以采用现有任意一种确定心电信号中R波的方法。处理器可以检测到心电信号中首个(也即第一个)R波的时刻，以及检测到下一个(也即第二个)R波的时刻。并根据首个R波的时刻和第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。例如，将首个R波的时刻和第二个R波的时刻之间的时间间隔，确定为一个心动周期的周期时长。

可选的，处理器可以采用现有任意一种能够直接或间接确定RR间期的方法，实现确定心动周期的时长。本申请实施例对此不作具体限定。此外，处理器可以采用现有基于心电信号确定心动周期的周期时长的方法。本申请实施例对此不作过多限定。

图6中示例性示出首个R波的位置和第二个R波的位置。在一种可能的实施方式中，处理器可以按照预设次序，从回波信号的数字信号中提取多组线数据，且每组线数据对应的时长为一个心动周期的周期时长。第1组线数据和第2组线数据为次序相邻的两组线数据，其中，第1组线数据的提取起始时刻与第2组线数据的提取起始时刻之间的目标时长t1与心动周期的周期时长T1的比值为预设比值N。

一些示例中，处理器按照次序从回波信号的数字信号中分别提取三组线数据。三组线数据按照次序排列分别为第1组线数据、第2组线数据、第3组线数据。

如图7所示，第1组线数据的提取起始时刻为ta，第2组线数据的提取起始时刻为tb，第3组线数据的提取起始时刻为tc。其中，第1组线数据的提取起始时刻ta与第2组线数据的提取起始时刻的起始时刻tb之间的时长与心动周期的周期时长T1的比值为预设比值N。第2组线数据的提取起始时刻tb与第3组线数据的提取起始时刻tc之间的时长与心动周期的周期时长T1的比值为预设比值N。

一种可能的设计中，处理器提取的第一组线数据的提取起始时刻为任意一个R波的时刻。可选的，处理器提取的第一组线数据中的提取起始时刻为前述多个时刻的心电信号中的第二个R波的时刻。图8中示出第1组线数据、第2组线数据和第3组线数据，三组线数据的时序关系示意图。

示例性的，一些应用场景中，N的数值可以配置为3。请结合图8，处理器按次序从各组线数据中提取的数据段中，第一组线数据的提取起始时刻为一个R波时刻。提取时刻相邻的3组线数据的提取起始时刻的位置分别在一个心动周期的三等份点上。三等份点为将心动周期平均分成三份后各份的起始点。提取到的任意一组线数据的起始时刻在一个心动周期的任意一个三等份点上。可见，处理器可以在2至3个心动周期中，从回波信号的数字信号中提取多组线数据。

类似地的，N的数值可以配置为任意一个整数。处理器按次序从回波信号的数字信号中提取多组线数据，其中，第1组线数据的提取起始时刻为一个R波时刻。提取时刻相邻的N组线数据中提取的各组线数据的起始时刻的位置分别在一个心动周期的N等份点上。这样的设计中，处理器可以在较短时长的心电信号中，从回波信号的数字信号中提取多组线数据用于数据混合处理。

相比于单独利用低帧频超声设备采集到的线数据的方案，本申请实施例中，通过结合心电信号确定提取数据的周期，从回波信号的数字信号中提取多组线数据进行数据混合处理，可以实现对低帧频超声设备采集的线数据进行扩充，提高低帧频超声设备对于心肌运动的还原程度。

下面结合图9对本申请实施例的超声设备进行心肌数据处理的过程进行详细说明。如图9所示，本申请实施例提供的心肌数据处理方法，可以包括如下步骤：

步骤901，启动超声设备的组织多普勒成像模式，获取目标心肌的回波信号的数字信号。

步骤902，接收心电采集装置采集的多个时刻的心电信号。

步骤903，检测多个时刻的心电信号中首个R波的时刻。

步骤904，检测多个时刻的心电信号中的第二个R波的时刻。

步骤905，根据首个R波的时刻以及第二个R波的时刻，确定心动周期的周期时长。

步骤906，基于周期时长和预设比值N，确定各组线数据的提取起始时刻。

具体实施时，处理器可以获取M个心动周期内的多组线数据。并根据心动周期的周期时长和预设比值N，确定提取每组线数据操作中，提取各组线数据的起始时刻，也即该组线数据中首个数据的时间戳，M为大于1的整数。

处理器可以按照预设次序，从回波信号的数字信号中提取多组线数据。其中，次序相邻的两组线数据对应的提取起始时刻可以分别为时刻A和时刻B，其中，时刻A和时刻B满足如下关系：时刻A和时刻B之间的时长与心动周期的周期时长T1的比值为预设比值N。

例如，处理器可以获取M个心动周期内的Q组线数据。可选的，Q与M可以之间的关系可以为其中Q组线数据中，第1组线数据的数据提取起始时刻为一个R波的时刻C。第2组线数据的提取起始时刻为时刻C+T1*N。其中T1为一个心动周期的周期时长。N为预设比值。第3组线数据的提取起始时刻为时刻C+2*T1*N。类似地，第Q组线数据的提取起始时刻为时刻C+(Q-1)*T1*N。可见，第i组线数据对应的数据提取时刻为时刻C+(i-1)*T1*N，其中i可以表征处理器对多组线数据进行数据提取的次序。

作为举例介绍，请结合图10，图10中示出4组线数据以及各组线数据的提取起始时刻。其中第1组线数据的提取起始时刻为x1，第2组线数据的提取起始时刻为x2，第3组线数据的提取起始时刻为x3，第4组线数据的提取起始时刻为x4。相邻两个数据提取时刻之间的时长为T1*N，其中T1为一个心动周期的周期时长，N为预设比值。

步骤907，按照各组线数据对应的数据提取起始时刻，从回波信号的线信号中提取各组线数据，且每组线数据对应的时长为心动周期的周期时长。

处理器从回波信号的数字信号中提取各组线数据的时长为一个心动周期的周期时长。例如，第1组线数据的提取起始时刻为一个R波的时刻C，处理器从回波信号的数字信号中的时刻C开始按照预设采集频率进行采集，结束采集时刻为时刻C+T1，采集的数据可以用于构成第1组线数据，或者第1组线数据可以包括时刻C对应的数据，按照预设采集频率采集到的数据，以及时刻C+T1的数据。第i组线数据对应的数据提取时刻为时刻C+(i-1)*T1*N，处理器从回波信号的数字信号中的时刻C+(i-1)*T1*N开始按照预设采集频率进行采集，结束采集时刻为C+(i-1)*T1*N+T1。采集的数据可以用于构成第i组线数据，或者第i组线数据可以包括时刻C+(i-1)*T1*N对应的数据，按照预设采集频率采集到的数据，以及时刻C+(i-1)*T1*N+T1的数据。

步骤908，将提取到的多组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

处理器可以将提取到的多组线数据，每组线数据中包括多个时刻对应的数据。处理器可以按照时间顺序，对多组线数据中的各时刻的数据进行排序后，得到目标心肌的心机数据。相比于利用低帧频超声设备采集的线数据，采用本申请提供的心肌数据处理方法得到的心肌数据具有更高时间分辨率。

作为举例介绍，请结合图11，图11中示出从回波信号的数字信号中提取多组线数据。以第1组线数据作为举例，一条竖线表征一个时刻的线数据。这些线数据在超声成像技术中可以通过波束合成等一系列前处理和后处理形成一帧图像。图11中的(a)为第1组线数据，图11中的(b)为第2组线数据，图11中的(c)为第3组线数据。图11中(d)为将从3组线数据中提取到的各时刻数据按照时间排序后的数据。

处理器可以对各组线数据进行解码获得各线数据的时间戳。根据时间戳按照时间顺序(也是心电信号的时序)，对提取到的数据进行排序。

一种可能的实施方式中，在对提取的数据混合处理之前，处理器可以对第一组线数据和最后一组线数据进行数据插值、平滑处理等操作，可以提高数据混合后的心肌数据的连续性及高精度。并将处理后的第一组线数据、处理后的最后一组线数据与其他组线数一同进行数据混合处理。

可选的，数据插值可以通过如下方式：处理器确定第一组线数据前1/N部分和最后一组线数据后1/z部分数据为插值的数据范围，其中，z为N的倒数。处理器可以利用spline函数计算出样条函数的系数，构建周期样条函数。处理器可以利用样条插值函数对新输入数据进行插值计算。具体实现时，处理器在周期范围内选择一组插值节点，通常是均匀分布的。然后处理器根据插值节点上的函数值和导数值，通过求解一个三对角线性方程组得到一个系数矩阵。并使用系数矩阵和插值节点来计算任意一点的函数值。

可选的，平滑处理可以通过如下方式：第一组线数据前1/z部分[X0，Xm]区间分成m段，每段求解一个三次多项式。三次样条插值需要符合的条件如下：在每个区间段[Xi，Xi+1]上，三次样条插值函数Si(x)都是一个三次方程；需与第一组线数据前1/z部分[X0，Xm]的已知点重合；曲线光滑，也即S(x)、S’(x)、S”(x)连续。每个三次方程形式可为Si(x)＝ai+bix+cix2+dix3。根据自然边界条件和上述插值条件，计算出每段插值函数的系数(ai，bi,ci,di)，将m段的每个节点(自变量)作为输入参数传递给样条插值函数，得到预测值。类似地，将最后一组数据后1/N部分[X0，Xn]这个区间分成n段,计算出稀疏数据部分的预测值。

最后将稀疏部分经过样条插值的整体TDI数据进行量化分析。

基于相同的构思，本申请实施例还提供了一种超声设备，如图12所示，该超声设备1200包括：心电信号接口1201、接收器1202和处理器1203：

心电信号接口1201，用于与心电采集装置连接。心电信号接口1201可以接收目标心肌的多个时刻的心电信号；

接收器1202，用于获取回波信号；

处理器1203，用于基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；

基于周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，K为大于1的整数；

从回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到第i组线数据，其中，第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为周期时长，i取遍1至K中的任一整数；

对K组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

在一种可能的实现方式中，处理器1203，具体用于：确定心电信号中的首个R波的时刻以及第二个R波的时刻；

根据首个R波的时刻以及第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。

在一种可能的实现方式中，在K组线数据中，第j组线数据的提取起始时刻与第j+1组线数据的提取起始时刻之间的时长与周期时长的比值为预设比值，j取遍1至K-1的任一整数。

在一种可能的实现方式中，第1组线数据的提取起始时刻为心电信号中任意一个R波的时刻。可选的，第1组线数据的提取起始时刻为第二个R波的时刻。

在一种可能的实现方式中，多个时刻的心电信号包括M个心动周期的心电信号，M为大于1的整数；K为大于M的整数，其中，K与M符合如下关系：其中N表征预设比值。

在一种可能的实现方式中，处理器1203具体用于：

按照时间顺序，对从各组线数据中各时刻的数据进行排序，得到目标心肌数据。

在一种可能的实现方式中，目标心肌的心肌数据用于显示超声图像或者心肌运动量化分析。

下面参照图13来描述根据本申请的这种实施方式的超声设备1300。图13的超声设备1300仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图13所示，超声设备1300的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器1301、上述至少一个存储器1302、连接不同系统组件(包括存储器1302和处理器1301)的总线1303。

总线1303表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

存储器1302可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1321或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)1323。

存储器1302还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

超声设备1300也可以与一个或多个外部设备1304(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与超声设备1300交互的设备通信，或与使得该超声设备1300能与一个或多个其它计算装置进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1305进行。并且，超声设备1300还可以通过网络适配器1306与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)或公共网络，例如因特网)通信。如图13所示，网络适配器1306通过总线1303与用于超声设备1300的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合超声设备1300使用其它硬件或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器1301具体用于执行下列过程：

获取目标心肌的回波信号的数字信号；

接收心电采集装置采集的目标心肌的多个时刻的心电信号；

基于多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；

基于周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，K为大于1的整数；

从回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到第i组线数据，其中，第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为周期时长，i取遍1至K中的任一整数；

对K组线数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据。

在一种可能的实施方式中，基于心电信号，确定心动周期的时长，包括：

确定心电信号中的首个R波的时刻以及第二个R波的时刻；

根据首个R波的时刻以及第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。

在一种可能的实施方式中，在K组线数据中，第j组线数据的提取起始时刻与第j+1组线数据的提取起始时刻之间的时长与周期时长的比值为预设比值，j取遍1至K-1的任一整数。

在一种可能的实现方式中，第1组线数据的提取起始时刻为心电信号中任意一个R波的时刻。可选的，第1组线数据的提取起始时刻为第二个R波的时刻。

在一种可能的实现方式中，多个时刻的心电信号包括M个心动周期的心电信号，M为大于1的整数；K为大于M的整数，其中，K与M符合如下关系：其中N表征预设比值。

在一种可能的实施方式中，对提取到的各算数据进行数据混合处理，得到目标心肌的心肌数据，包括：

按照时间顺序，对从各组线数据中各时刻的数据进行排序，得到目标心肌数据。

在一种可能的实施方式中，目标心肌的心肌数据用于心肌运动量化分析或者显示超声图像。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由处理器执行以完成上述心肌数据处理方法。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本申请提供的心肌数据处理的任一方法。

在示例性实施例中，本申请提供的心肌数据处理的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的心肌数据处理中的步骤。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

本申请的实施方式的用于心肌数据处理方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本申请的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言诸如“如“语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

Claims (8)

1.一种超声设备，其特征在于，包括：超声波模块、心电信号接口以及处理器；

所述超声波模块被配置为：发射超声信号，接收目标心肌的回波信号；

心电信号接口，与心电采集装置连接，所述心电信号接口被配置为：接收所述心电采集装置采集的所述目标心肌的多个时刻的心电信号；

所述处理器被配置为：

基于所述多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；

基于所述周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，所述K为大于1的整数；在所述K组线数据中，第j组线数据的提取起始时刻与第j+1组线数据的提取起始时刻之间的时长与所述周期时长的比值为预设比值，所述j取遍1至所述K-1的任一整数；

从所述回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到所述第i组线数据，其中，所述第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与所述第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为所述周期时长，所述i取遍1至所述K中的任一整数；

按照时间顺序，对从所述K组线数据中各时刻的数据进行排序，得到目标心肌数据。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器具体被配置为：

确定所述心电信号中的首个R波的时刻以及第二个R波的时刻；

根据所述首个R波的时刻以及所述第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，第1组线数据的提取起始时刻为所述心电信号中任意一个R波的时刻。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述多个时刻的心电信号包括M个心动周期的心电信号，所述M为大于1的整数；所述K为大于所述M的整数，其中，所述K与所述M符合如下关系：

，其中N表征所述预设比值。

5.一种心肌数据处理方法，其特征在于，应用于超声设备，所述方法包括：

获取目标心肌的回波信号的数字信号；

接收心电采集装置采集的所述目标心肌的多个时刻的心电信号；

基于所述多个时刻的心电信号，确定心动周期的周期时长；

基于所述周期时长，确定K组线数据中每组线数据的提取起始时刻，所述K为大于1的整数；在所述K组线数据中，第j组线数据的提取起始时刻与第j+1组线数据的提取起始时刻之间的时长与所述周期时长的比值为预设比值，所述j取遍1至所述K-1的任一整数；

从所述回波信号的数字信号中第i组线数据的提取起始时刻开始，按照预设采集频率进行数据采集，得到所述第i组线数据，其中，所述第i组线数据中最后一个数据对应的时刻与所述第i组线数据的提取起始时刻之间的时长为所述周期时长，所述i取遍1至所述K中的任一整数；

按照时间顺序，对从所述K组线数据中各时刻的数据进行排序，得到目标心肌数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述心电信号，确定心动周期的时长，包括：

确定所述心电信号中的首个R波的时刻以及第二个R波的时刻；

根据所述首个R波的时刻以及所述第二个R波的时刻，确定一个心动周期的周期时长。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，第1组线数据的提取起始时刻为所述心电信号中任意一个R波的时刻。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个时刻的心电信号包括M个心动周期的心电信号，所述M为大于1的整数；所述K为大于所述M的整数，其中，所述K与所述M符合如下关系：

，其中N表征所述预设比值。