[發(fā)明專利]自由三維脊柱超聲成像系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711314713.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107928708A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳哲;李俊威;王權(quán)泳;王文平
• 申請（專利權(quán)）人: 成都優(yōu)途科技有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11421
• 代理人: 葛宏

1.自由三維脊柱超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，包括

超聲探頭：用于對被檢查者按照規(guī)劃路徑發(fā)射超聲波進(jìn)入人體組織；超聲探頭中設(shè)有用于實(shí)時監(jiān)測超聲探頭的加速度值并記錄對應(yīng)時間信息的加速度傳感器，以及用于發(fā)射超聲波和接收人體組織反射的回波信號的超聲換能器；

B超信號處理器：用于將回波信號轉(zhuǎn)換為包含若干二維脊柱斷層圖像的B型超聲圖像；

上位機(jī)：內(nèi)部預(yù)存有包含標(biāo)準(zhǔn)的人體三維脊柱表面模型信息的三維脊柱模型，用于通過三維脊柱模型、B型超聲圖像、加速度值以及對應(yīng)的時間信息重建三維脊柱圖像；

所述上位機(jī)包括

三維數(shù)據(jù)處理器：根據(jù)加速度傳感器的監(jiān)測信息測定超聲探頭的運(yùn)動路徑，對二維脊柱斷層圖像進(jìn)行骨組織分割，將骨組織分割結(jié)果與三維脊柱模型各部位斷面圖像進(jìn)行匹配，對三維脊柱模型匹配成功的部位進(jìn)行修正；

三維脊柱模型渲染器：根據(jù)骨組織分割結(jié)果和對應(yīng)的位置信息建立三維映射，以三次樣條插值實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)點(diǎn)的內(nèi)插，通過三維數(shù)據(jù)點(diǎn)和三維表面重建對修正后的三維脊柱模型進(jìn)行渲染；

三維脊柱模型更正器：將三維數(shù)據(jù)處理器中采用的三維脊柱模型更換為修正并渲染后的三維脊柱模型；

三維模型顯示器：用于顯示合格的三維脊柱模型、修正并渲染后的三維脊柱模型或三維脊柱圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由三維脊柱超聲成像系統(tǒng)，其特征在于：所述上位機(jī)還包括二維圖像顯示器，用于顯示B超信號處理器獲得的B型超聲圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由三維脊柱超聲成像系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲探頭通過接口轉(zhuǎn)換器與上位機(jī)連接，所述接口轉(zhuǎn)換器為數(shù)據(jù)采集卡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述自由三維脊柱超聲成像系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟，

S1，超聲掃描：在被檢查者身上標(biāo)記好規(guī)劃路徑，用超聲探頭按照規(guī)劃路徑發(fā)射超聲波進(jìn)入人體組織，超聲探頭中的加速度傳感器實(shí)時監(jiān)測超聲探頭的加速度值并記錄對應(yīng)時間信息，超聲探頭中的超聲換能器用于發(fā)射超聲波和接收人體組織反射的回波信號，B超信號處理器將回波信號轉(zhuǎn)換為包含若干二維脊柱斷層圖像的B型超聲圖像；

S2，三維脊柱模型一次修正：三維數(shù)據(jù)處理器根據(jù)加速度傳感器的監(jiān)測信息測定超聲探頭的運(yùn)動路徑，對二維脊柱斷層圖像進(jìn)行骨組織分割，將骨組織分割結(jié)果與預(yù)存的三維脊柱模型各部位斷面圖像進(jìn)行匹配，對三維脊柱模型匹配成功的部位進(jìn)行一次修正；

S3，三維脊柱模型的渲染：三維脊柱模型渲染器根據(jù)骨組織分割結(jié)果和對應(yīng)的位置信息建立三維映射，以三次樣條插值實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)點(diǎn)的內(nèi)插，通過三維數(shù)據(jù)點(diǎn)和三維表面重建對一次修正后的三維脊柱模型進(jìn)行渲染，并在三維模型顯示器顯示出來；

S4，三維脊柱模型二次修正：三維脊柱模型更正器將三維數(shù)據(jù)處理器中采用的預(yù)存的三維脊柱模型更換為修正并渲染后的三維脊柱模型，通過超聲探頭對被檢查者進(jìn)行二次掃描，三維數(shù)據(jù)處理器根據(jù)二次掃描信息對三維脊柱模型匹配成功的部位進(jìn)行二次修正，三維脊柱模型渲染器對二次修正后的三維脊柱模型進(jìn)行渲染；重復(fù)該步驟直到獲得符合要求的三維脊柱模型。