[發明專利]一種超聲探頭和眼部二維超聲圖像的三維重建方法及系統

在審

• 申請號: 201410399862.6
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104183013A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 宋和平;火立龍
• 申請（專利權）人: 宋和平;火立龍
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;A61B8/10
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種超聲探頭，其特征在于：包括伸縮鏡筒、壓力傳感器、控制器、探頭和驅動所述探頭轉動的步進電機，所述步進電機設置于所述伸縮鏡筒內，所述探頭與所述步進電機的輸出軸固定連接，所述壓力傳感器設置在所述伸縮鏡筒的前端，所述控制器控制所述伸縮鏡筒的伸縮和步進電機的運轉。

2.一種應用如權利要求1所述的超聲探頭的眼部二維超聲圖像的三維重建方法，其特征在于：包括以下步驟,

步驟S100:通過超聲探頭進行等角度旋轉掃描，獲取眼部二維超聲圖像數據；

步驟S200：將等角度旋轉掃描獲取的眼部二維超聲圖像數據轉換為球坐標系網格上的離散的標量數據；

步驟S300：將生成的球坐標系網格上的標量數據轉換成笛卡爾坐標系的矩形網格上的數據；

步驟S400：對笛卡爾坐標系的矩形網格上的非整數點通過三線性插值，得到非整數點的強度值，形成強度值的一組三維數據集，完成眼部二維超聲圖像的三維重建。

3.根據權利要求2所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建方法，其特征在于：在所述步驟S400中，通過三線性插值獲取笛卡爾坐標系的矩形網格上的非整數點的強度值的方法為：對離預設的非整數點在空間上最近的、通過超聲探頭實際獲得的八個整數點的數據進行三線性插值，獲得非整數點的強度值。

4.根據權利要求3所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建方法，其特征在于：對離預設的非整數點在空間上最近的通過超聲探頭實際獲得的八個整數點的數據進行三線性插值的過程為：設離預設的非整數點在空間上最近的通過超聲探頭實際獲得的八個整數點的數據分別為則預設的非整數點P點的強度值為其中，ρ是P點到原點的歐式距離，θ是天頂角,取值范圍為0至π，φ是方位角，取值范圍為0至2π，λ_i為系數，

5.根據權利要求2至4任一項所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建方法，其特征在于：所述超聲探頭等角度旋轉掃描獲取二維超聲圖像數據包括以下步驟，

步驟S101：通過控制器控制伸縮鏡筒進行伸長，伸縮鏡筒靠近探頭的一端與人的眼部相抵觸；

步驟S102：壓力傳感器檢測伸縮鏡筒的前端與眼部之間的壓力；

步驟S103：當壓力傳感器檢測到的伸縮鏡筒的前端與眼部之間的壓力達到預設的力度時，控制器控制伸縮鏡筒停止伸長；

步驟S104：當所述伸縮鏡筒停止伸長后，所述控制器控制步進電機運轉帶動探頭轉動，所述探頭每旋轉一預設角度就獲取一個二維超聲圖像數據。

6.根據權利要求5所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建方法，其特征在于：所述伸縮鏡筒的前端與眼部之間的壓力的預設力度為10牛。

7.根據權利要求5所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建方法，其特征在于：所述探頭旋轉的預設角度為3度。

8.一種應用如權利要求1所述的超聲探頭的眼部二維超聲圖像的三維重建系統，其特征在于：包括，

二維數據獲取模塊，用于通過超聲探頭進行等角度旋轉掃描，獲取眼部二維超聲圖像數據；

第一數據轉換模塊，用于將等角度旋轉掃描獲取的眼部二維超聲圖像數據轉換為球坐標系網格上的離散的標量數據；

第二數據轉換模塊，用于將生成的球坐標系網格上的標量數據轉換成笛卡爾坐標系的矩形網格上的數據；

三維數據重建模塊，用于對笛卡爾坐標系的矩形網格上的非整數點通過三線性插值，得到非整數點的強度值，形成強度值的三維數據集，完成眼部二維超聲圖像的三維重建。

9.根據權利要求8所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建系統，其特征在于：通過三線性插值獲取笛卡爾坐標系的矩形網格上的非整數點的強度值的過程為：對離預設的非整數點在空間上最近的、通過超聲探頭實際獲得的八個整數點的數據進行三線性插值，獲得非整數點的強度值。

10.根據權利要求9所述的一種眼部二維超聲圖像的三維重建系統，其特征在于：對離預設的非整數點在空間上最近的通過超聲探頭實際獲得的八個整數點的數據進行三線性插值的過程為：設離預設的非整數點P(ρ,θ,φ)在空間上最近的通過超聲探頭實際獲得的八個整數點的數據分別為則預設的非整數點P點的強度值為其中，ρ是P點到原點的歐式距離，θ是天頂角,取值范圍為0至π，φ是方位角，取值范圍為0至2π，λ_i為系數，