[發明專利]基于空間定位裝置的三維超聲成像方法、存儲介質及設備

在審

• 申請號: 202110334137.0
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113081033A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 孫鯤
• 申請（專利權）人: 孫鯤
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B8/08;A61B17/34
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

本發明公開基于空間定位裝置的三維超聲成像方法、存儲介質及設備，其中，所述方法包括步驟：在二維超聲探頭上設置空間定位傳感器，通過所述二維超聲探頭實時獲取待測組織部位的二維超聲圖像以及所述二維超聲圖像的空間坐標；將獲取的所述二維超聲圖像根據其空間坐標放置于立體空間的相應位置，重建出含有待測組織部位空間位置的三維超聲數據庫，實現三維超聲成像。本發明提出的基于空間定位裝置的三維超聲成像方法，可真實反映待測組織部位的空間位置，所獲得的三維超聲數據庫具備空間坐標，可以作為介入超聲的穿刺引導圖像，實時反映二維超聲切面在空間的位置以及與病灶的相互關系，具備精度高、可實時引導穿刺的技術效果。

技術領域

本發明涉及三維超聲成像技術領域，特別涉及基于空間定位裝置的三維超聲成像方法、存儲介質及設備。

背景技術

三維超聲成像技術可以分為三維重建技術及實時三維技術兩大類。三維重建是靜態成像，實時三維成像是直接的三維動態成像，它是近幾年來的新技術。現有三維超聲成像主要有以下幾種實現方式：

1、平行掃查法：掃描平面沿Z軸方向垂直移動，將采集的多幅二維圖像數字化后予以存儲，建立立方體形數據庫，觀察三維圖像。平移式采集的數據是一組等間隔的相互平行的二維圖像。基于這樣的數據，重構三維圖像是比較容易的。由于此法要求有較大的聲窗，圖像易于失真，目前已基本廢棄。

2、扇形掃查法：扇形掃查是將探頭固定放在病人的皮膚表面，然后讓探頭繞一條與探頭平行的軸擺動。結果是得到了一系列等角度(類似扇形的)分布的二維圖像。將采集的二維圖像做數字存儲，建立金字塔形數據庫，而后插補三維像素。這類系統的優勢是容易手持操作，掃描的視野比較大。而且，因為探頭擺動的有關參數是事先設計好的，因此三維圖像重構的速度也比較快。缺點是隨著探查深度的變化，空間分辨率變差。而且，三維數據在各個方向上分辨率的不一致性也給圖像重構帶來麻煩。

3、旋轉掃描法：旋轉式的掃描裝置是讓探頭圍繞與探頭垂直的軸旋轉180度，從而在一錐形掃描區內獲得一系列軸心不變、夾角均為2度，共90個方位(或夾角為3度，60個方位)的二維切面。最后得到類似圓錐型的三維數據。這類系統同樣存在空間分辨率不均勻的問題。此外，為了實現準確的三維重構，在數據采集過程中必需保持旋轉軸是不動的，否則會直接影響三維重建的精度。

4、自由臂掃描法：自由臂裝置又稱電磁位置感受器。電磁式位置傳感器由發射器、接收器及相應的電子裝置構成。發射器產生空間變化的電磁場，接收器內有3個正交的線圈用于感受所在位置的電磁場的強度。只要將接收器固定在超聲探頭上，就可以實現對探頭位置和方向的跟蹤。電磁式定位系統的缺點是對噪聲和誤差比較敏感。

5、實時動態三維成像法：利用二維陣列換能器，探頭發射聲束時，按相控陣方式沿Y軸進行方位轉向，形成二維圖像，后者再沿Z軸方向扇形移動進行立體仰角轉向，形成金字塔形數據庫。

以上各種三維超聲成像技術可以提供立體三維圖像或數據庫，可以對其進行二次切割或對其內部的管道或病灶進行突出顯示，主要缺點有兩個：1、精確度不高，插補及后處理嚴重，不能作為超聲診斷依據；2、不能提供臟器或病灶空間位置的數據信息，三維數據庫只能看不能用，不能作為介入超聲引導的依據。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供基于空間定位裝置的三維超聲成像方法、存儲介質及設備，旨在解決現有三維超聲成像方法精確度不高以及不能提供臟器或病灶空間位置的數據信息的問題。

本發明的技術方案如下：

一種基于空間定位裝置的三維超聲成像方法，其中，包括步驟：

在二維超聲探頭上設置空間定位傳感器，通過所述二維超聲探頭實時獲取待測組織部位的二維超聲圖像以及所述二維超聲圖像的空間坐標；