一種超聲三維成像控制方法、成像方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲成像領(lǐng)域，具體涉及一種超聲三維成像控制方法及成像方法和系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲成像系統(tǒng)的三維成像技術(shù)，因能夠立體呈現(xiàn)被掃查對(duì)象、便于醫(yī)生對(duì)被掃查 對(duì)象進(jìn)行診斷治療，一直為本領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。超聲三維成像是在采集的一系列連續(xù)的二 維平面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)化成的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因原始二維回波數(shù)據(jù)采集量 和傳輸速度有限，為了保證獲取三維圖像的實(shí)時(shí)性，通常會(huì)減少每幀原始數(shù)據(jù)的線數(shù)和掃 查的體數(shù)據(jù)的幀數(shù)。在原始體數(shù)據(jù)量不足的情況下，主要依靠圖像的后處理技術(shù)如插值、濾 波、平滑和渲染等，提升圖像質(zhì)量。而這種三維圖像因原始體數(shù)據(jù)量不足，有信息缺失、圖像 分辨率及其切片圖像分辨率較低的缺陷，影響診斷的結(jié)果，易造成臨床醫(yī)生的誤診和漏診。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 因此，針對(duì)被檢測(cè)體的不同性質(zhì)，對(duì)圖像分辨率的不同要求，可以采用不同的超聲 三維成像方法。對(duì)于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的組織，如胎兒心臟、腎臟血流等，需要保證三維成像的實(shí)時(shí) 性，則可以依靠圖像的后處理技術(shù)提升圖像質(zhì)量。而對(duì)于靜態(tài)的組織，對(duì)三維圖像的實(shí)時(shí)性 要求不高，對(duì)圖像的分辨率要求較高，則需要幀頻較低的超聲三維圖像。
[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第一個(gè)方面，提供一種超聲三維成像控制方法，所述方 法包括：
[0005] 超聲主機(jī)設(shè)置并調(diào)整掃查參數(shù)P ;其中，三維圖像成像幀頻f值與掃查參數(shù)P為函 數(shù)關(guān)系；
[0006] 根據(jù)掃查參數(shù)P控制所述三維超聲探頭換能器掃查；
[0007] 所述超聲探頭換能器采集二維灰度圖像原始回波數(shù)據(jù)；；
[0008] 處理所述二維灰度圖像原始回波數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維圖像和/或至少一個(gè)切面圖像。
[0009] 本發(fā)明第二個(gè)方面，提供一種超聲三維成像方法，包括；
[0010] 上述控制方法，及
[0011] 顯示所述三維圖像和/或至少一個(gè)切面圖像。
[0012] 本發(fā)明第三個(gè)方面，提供一種超聲三維成像系統(tǒng)，包括超聲主機(jī)和三維超聲探頭， 所述超聲主機(jī)包括：
[0013] 主處理器，所述主處理器可以設(shè)置、調(diào)整掃查參數(shù)P;其中，三維圖像成像幀頻f值 與掃查參數(shù)P為函數(shù)關(guān)系；
[0014] 控制裝置，所述控制裝置下載所述主處理器發(fā)送的掃查參數(shù)P及指令；
[0015] 驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述超聲探頭電連接，所述控制裝置根據(jù)掃查參數(shù)P 控制所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出信號(hào)，進(jìn)而控制所述超聲探頭換能器按照邏輯軌跡運(yùn)動(dòng)掃查；
[0016] 處理裝置，所述處理裝置處理所述超聲探頭采集的二維灰度圖像原始回波數(shù)據(jù)， 構(gòu)建三維圖像和/或至少一個(gè)切面圖像；
[0017] 顯示裝置，顯示所述三維圖像和/或至少一個(gè)切面圖像。
[0018] 本發(fā)明提供的超聲三維成像控制方法，包括：超聲主機(jī)設(shè)置并調(diào)整掃查參數(shù)P ;其 中，三維圖像成像幀頻f值與掃查參數(shù)P為函數(shù)關(guān)系；根據(jù)掃查參數(shù)P控制所述三維超聲探 頭換能器掃查；所述超聲探頭換能器采集二維灰度圖像原始回波數(shù)據(jù)；處理所述二維灰度 圖像原始回波數(shù)據(jù)，，構(gòu)建三維圖像和/或至少一個(gè)切面圖像。本發(fā)明提供的方法將三維圖 像成像幀頻f值與掃查參數(shù)P設(shè)計(jì)為函數(shù)關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的幀頻要求，通過(guò)改變掃 查參數(shù)來(lái)控制探頭換能器的運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得不同的掃查數(shù)據(jù)，構(gòu)建出符合要求的三維圖像。
[0019] 本發(fā)明提供的超聲三維成像控制方法，包括：計(jì)算所述原始回波數(shù)據(jù)采集時(shí) 間tp
計(jì)算三維圖像成像理論幀頻f。，
驗(yàn)證f。，若
，則三維圖像成像幀頻f = &;若
，則調(diào)整掃查參數(shù)P。本 發(fā)明提供了一種三維圖像成像幀頻f值與掃查參數(shù)P的函數(shù)關(guān)系，可以通過(guò)調(diào)整掃查參數(shù) P，控制換能器運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)呈現(xiàn)幀頻f < 0. 1的三維圖像。
[0020] 本發(fā)明提供的超聲成像控制方法，通過(guò)調(diào)整掃查參數(shù)，，可以實(shí)現(xiàn)三維圖像X切片 的圖像分辨率與換能器掃查方向的圖像分辨率一致。
[0021] 本發(fā)明提供的超聲三維成像方法和系統(tǒng)，可以呈現(xiàn)幀頻f < 0. 1的三維圖像。此 幀頻超低、圖像分辨率較高的三維圖像，特別適用于靜態(tài)組織，如乳腺、甲狀腺、盆底、子宮 及附件等對(duì)三維圖像實(shí)時(shí)性要求不高、側(cè)重于圖像分辨率的組織部位成像，降低了因較低 圖像分辨率影響診斷結(jié)果造成臨床醫(yī)生誤診和漏診現(xiàn)象的概率。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為超聲成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二所述的超聲成像控制方法S1步驟示意圖；
[0024] 圖3為超聲探頭換能器擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的說(shuō)明書附圖，對(duì)發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 實(shí)施例一
[0027] 本實(shí)施例提供一種超聲三維成像控制方法，所述方法包括：
[0028] S1.超聲主機(jī)設(shè)置并調(diào)整掃查參數(shù)P ;
[0029] 如圖1所示，在三維超聲成像系統(tǒng)中，超聲探頭至少包括換能器1、電機(jī)及傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)（未示出），系統(tǒng)主機(jī)至少包括與電機(jī)依次通信連接的驅(qū)動(dòng)裝置2、控制裝置3及主處理 器4。主處理器4能夠按照需求設(shè)置并調(diào)整掃查角度、掃查深度D、單幀灰度圖像線數(shù)N、 單幀灰度圖像張角Θ 2等掃查參數(shù)P，并能夠?qū)卟閰?shù)P及其他指令發(fā)送給包括FPGA控 制及掃描控制的控制裝置3,其中，三維圖像成像幀頻f值與掃查參數(shù)P為函數(shù)關(guān)系。
[0030] S2.根據(jù)掃查參數(shù)P控制所述三維超聲探頭換能器掃查；
[0031] 控制裝置3通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)裝置2輸出的信號(hào)，進(jìn)而使電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)換能器 1能夠按照設(shè)置的掃查參數(shù)及指令進(jìn)行邏輯軌跡運(yùn)動(dòng)掃查。
[0032] 作為本實(shí)施例可選的技術(shù)方案，電機(jī)采用細(xì)分控制，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，有效抑制 電機(jī)高速丟步和低速共振現(xiàn)象，使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。
[0033] S3.所述三維超聲探頭換能器采集二維圖像原始回波數(shù)據(jù)；
[0034] 本發(fā)明三維超聲成像是在二維成像的基礎(chǔ)上完成的，是在采集的一系列連續(xù)的二 維平面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化成的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在換能器的掃查過(guò)程中，換能器1向人體發(fā) 射超聲波，當(dāng)超聲波到達(dá)聲阻抗不同的界面時(shí)發(fā)生反射回波信號(hào)，發(fā)送及接收裝置5采集 該系列連續(xù)回波信號(hào)數(shù)據(jù)，通過(guò)這些反射的回波信號(hào)反映人體內(nèi)不均勻組織的分布情況。
[0035] S4.處理所述二維圖像原始回波數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維圖像和/或至少一個(gè)切面圖像；
[0036] 發(fā)送及接收裝置5接收的回波信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)處理裝置64、圖像處理裝置63處理為圖 像數(shù)據(jù)后，存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)裝置62中，圖像生成裝置61實(shí)時(shí)的將存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)裝置62 中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，建立三維容積，并通過(guò)多種成像模式進(jìn)行三維切面和立體 三維重建。
[0037] 超聲三維成像是一種動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)超聲成像，而實(shí)時(shí)超聲成像是指超聲束能夠快速 地掃查被檢切面，并形成相應(yīng)的聲像圖的成像方式，因此，在構(gòu)建三維成像過(guò)程中，影響實(shí) 時(shí)性的"掃查方式"與影響成像效果的"原始體數(shù)據(jù)采集量"是相互制約的需控制的重要變 量。本發(fā)明通過(guò)選擇三維圖像成像幀頻f值作為參考量與掃查參數(shù)P函數(shù)關(guān)聯(lián)，主處理器 4根據(jù)該函數(shù)關(guān)系調(diào)整掃查參數(shù)P，進(jìn)而達(dá)到控制超聲成像效果的技術(shù)效果。
[0038] 實(shí)施例二
[0039] 本實(shí)施例提供的超聲三維成像控制方法，包括：
[0040] S1.超聲主機(jī)設(shè)置并調(diào)整掃查參數(shù)P ;如圖2所示，包括，
[0041] S11.設(shè)置掃查參數(shù)P，至少包括掃查角度Θ i、掃查深度D、單幀灰度圖像掃查線數(shù) N、單幀灰度圖像張角θ2、調(diào)整系數(shù)K;
[0042] S12.計(jì)算原始回波數(shù)據(jù)采集時(shí)間t1;
[0043] 例如，為保證超聲探頭換能器掃查方向的二維灰度圖像掃查線數(shù)據(jù)密度與三維圖 像X切面的相同，設(shè)置掃查參數(shù)P與采集時(shí)間h的函數(shù)關(guān)系。
[0044] 本實(shí)施例按照如下公式計(jì)算采集時(shí)間t1:
C為超聲波在人 體軟組織中的平均傳播速度1540m/s ;
[0045] S13.計(jì)算三維圖像成像理論幀頻f。，
[0046] t2為處理所述原始回波數(shù)據(jù)的時(shí)間；例如包括DSC、濾波和渲染等處理時(shí)間。根據(jù) 當(dāng)前體數(shù)據(jù)的大小，可相應(yīng)的估算數(shù)據(jù)處理所需時(shí)間；
[0047] S14.驗(yàn)證 值；
[0048] 若
則三維圖像成像幀頻
[0049] 若
，則調(diào)整掃查參數(shù)P 4_為該參數(shù)下電機(jī)可達(dá)最小頻率，f _ 為該參數(shù)下電機(jī)可達(dá)最大頻率；
[0050] 作為本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選方案，
[0051 ] 若fQ< f _，則三維圖像成像幀頻f = f_，根據(jù)幀頻f = 4"值調(diào)整掃查參數(shù)P ;
[0052] 若f。彡f _，則三維圖像成像幀頻f = f_，根據(jù)幀頻f = f_值調(diào)整掃查參數(shù)P。
[0053] S2.主處理器4將掃查參數(shù)P與幀頻f發(fā)送給控制裝置3,控制裝置3通過(guò)控制驅(qū) 動(dòng)裝置2輸出的信號(hào)，進(jìn)而使電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)換能器1能夠按照設(shè)置的掃查參數(shù)P及 指令進(jìn)行邏輯軌跡運(yùn)動(dòng)掃查。
[0054] S3.換能器1掃查過(guò)程中，發(fā)送及接收裝置5采集系列連續(xù)的二維圖像原始回波數(shù) 據(jù)；
[0055] S4.數(shù)據(jù)處理裝置64、圖像