專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法和裝置及超聲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及超聲領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法和裝置及超聲設(shè)備。
背景技術(shù)：
超聲設(shè)備在醫(yī)療診斷領(lǐng)域起到極其重要的輔助作用。通過(guò)超聲可以對(duì)血管以及血流等進(jìn)行清晰地掃查。傳統(tǒng)的掃查模式都是基于二維超聲的，即只掃查一個(gè)面，也就是不能呈現(xiàn)出掃查對(duì)象的三維影像。例如，美國(guó)文獻(xiàn)US6423006B1、US6048317和US6390984B1都是二維的。三維掃查模式優(yōu)于二維掃查模式，因?yàn)槎S掃查模式下，用戶(hù)需要反復(fù)不斷移動(dòng)探頭以獲得血管的合適截面圖像。而三維掃查模式能夠呈現(xiàn)出整個(gè)被掃查對(duì)象，例如血管的整體影像。這樣更便于醫(yī)生對(duì)被掃查對(duì)象進(jìn)行診斷以及后續(xù)的治療。但是對(duì)于三維掃查模式而言，它也需要使用者將容積探頭置于正確的區(qū)域，如果使用者不能一直將容積探頭保持在適宜區(qū)域，那么血管跟蹤就可能失敗，不會(huì)得到整個(gè)血管的影像，這是因?yàn)檠芤呀?jīng)在容積探頭的掃查范圍之外了。如何在三維掃查模式下，對(duì)被掃查對(duì)象，例如血管進(jìn)行導(dǎo)航和控制是當(dāng)前業(yè)界研究的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠正確對(duì)血管進(jìn)行跟蹤的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法和裝置及超聲設(shè)備。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法的技術(shù)方案包括在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)；根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖；在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)；根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制。進(jìn)一步地，還包括把所述導(dǎo)航視圖實(shí)時(shí)顯示在顯示器上。所述掃查數(shù)據(jù)可以表示為^samples X ^beams X ^frames其中，Nsamples表示每個(gè)波束上的采樣點(diǎn)數(shù)，Nbeams表示波束數(shù)，Nframes表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法還包括根據(jù)所述三維矩陣在掃查方向上建立血管的數(shù)學(xué)模型。所述數(shù)學(xué)模型可以表示為
其中，a表示橢圓長(zhǎng)軸，b表示橢圓短軸，θ表示橢圓長(zhǎng)軸和坐標(biāo)軸X的夾角。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法還包括按下列公式計(jì)算出血管邊界曲線上的點(diǎn)在X坐標(biāo)軸上的投影Px = I acos θ cos α -bsin θ sin α 其中，tan α = ^"tan 0 °
α優(yōu)選地，如果所述血管邊界曲線與所述臨界區(qū)相交，則發(fā)出警告。所述警告包括改變臨界區(qū)顏色。所述警告包括使揚(yáng)聲器蜂鳴。此外，如果血管進(jìn)入所述臨界區(qū)，則改變掃查范圍以使血管能夠被包含在掃查容積范圍之內(nèi)在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置的技術(shù)方案包括用于在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)的單元；用于根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖的單元；用于在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)的單元；用于根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制的單元。進(jìn)一步地，還包括用于把所述導(dǎo)航視圖實(shí)時(shí)顯示在顯示器上的單元。所述掃查數(shù)據(jù)可以表示為NsamplesXNbeamsXNframes其中，Nsamples表示每個(gè)波束上的采樣點(diǎn)數(shù)，Nbeams表示波束數(shù)，Nframes表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括用于根據(jù)所述三維矩陣在掃查方向上建立血管的數(shù)學(xué)模型的單元。所述數(shù)學(xué)模型可以表示為「00371 cos 61 + ^ sin θ)1 (ycosd- xsin^)2 _ ^
J2 + b2 二其中，a表示橢圓長(zhǎng)軸，b表示橢圓短軸，θ表示橢圓長(zhǎng)軸和坐標(biāo)軸X的夾角。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括用于按下列公式計(jì)算出血管邊界曲線上的點(diǎn)在X坐標(biāo)軸上的投影的單元Rx = I acos θ cos α -bsin θ sin α其中，tana =-tan6>。
a優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括如果所述血管邊界曲線與所述臨界區(qū)相交，則發(fā)出警告的單元。所述警告包括改變臨界區(qū)顏色或者使揚(yáng)聲器蜂鳴。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括如果血管進(jìn)入所述臨界區(qū)，則改變掃查范圍以使血管能夠被包含在掃查容積范圍之內(nèi)的單元。在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明超聲設(shè)備的技術(shù)方案包括本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法和裝置及超聲設(shè)備的有益效果為首先，本發(fā)明采用三維掃查模式，根據(jù)所獲得的掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖，從而能夠?qū)崟r(shí)掌握血管位置，對(duì)容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制，而不會(huì)出現(xiàn)血管在掃查范圍之外的情況。其次，本發(fā)明還能夠根據(jù)血管位置，控制調(diào)節(jié)掃查參數(shù)，在系統(tǒng)性能和容錯(cuò)間獲得好的平衡。


為了對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容更透徹的理解，下面參考結(jié)合附圖所進(jìn)行的下列描述，在附圖中圖1是本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法流程圖；圖2是在三維模式下如何對(duì)血管進(jìn)行掃查的示意圖；圖3是在三維掃查模式下得到的掃查數(shù)據(jù)在波束空間中的三維矩陣及檢測(cè)平面內(nèi)血管橢圓數(shù)學(xué)模型的示意圖；圖4是顯示依據(jù)本發(fā)明如何得到導(dǎo)航視圖的示意圖；圖5是顯示依據(jù)導(dǎo)航視圖如何進(jìn)行探頭導(dǎo)航的示意圖；圖6是顯示如何計(jì)算血管中心線偏移量的示意圖；圖7是顯示容積探頭掃查角度和掃查幀數(shù)關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于下述具體實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法包括步驟1)在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)；步驟2、根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖；步驟3)在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)；步驟4)根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制。由上述可知，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法的技術(shù)方案首先是獲得三維掃查模式下的掃查數(shù)據(jù)，也就是三維的掃查數(shù)據(jù)。如圖2所示，與血管2縱長(zhǎng)垂直的方向即為掃查方向，也就是說(shuō)超聲容積探頭1在沿此方向上所形成的平面內(nèi)擺動(dòng)以便對(duì)被掃查對(duì)象進(jìn)行掃查。在得到掃查數(shù)據(jù)后，根據(jù)該掃查數(shù)據(jù)在波束空間中所形成的三維矩陣(即，掃查數(shù)據(jù)場(chǎng)，如圖3所示)形成導(dǎo)航視圖，例如，通過(guò)使該三維矩陣俯投影而得到投影視圖，該投影視圖的寬度等于掃查數(shù)據(jù)場(chǎng)的波束數(shù)，高度等于掃查數(shù)據(jù)場(chǎng)的幀數(shù)，此投影視圖即為導(dǎo)航視圖，如圖4所示，當(dāng)然還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方式來(lái)得到導(dǎo)航視圖，例如基于一定視角的三維視圖。得到導(dǎo)航視圖后，就可以在導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)，所述臨界區(qū)是指探頭掃查范圍的邊緣區(qū)域。即血管進(jìn)入臨界區(qū)，意味著血管將要移出探頭掃查范圍。該臨界區(qū)可以被設(shè)定為該導(dǎo)航視圖寬度的10%等等，也可以由用戶(hù)來(lái)設(shè)定。臨界區(qū)是用來(lái)判斷血管是否處于超聲容積探頭安全掃查范圍的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域。如果血管進(jìn)入臨界區(qū)，則表明血管將要處于超聲容積探頭的掃查范圍之外了，需要采取相應(yīng)的措施以防止血管移出超聲容積探頭掃查范圍外；如果血管不在臨界區(qū)，則可以繼續(xù)當(dāng)前的掃查而不必進(jìn)行調(diào)
6整(如掃查參數(shù)等等)。此外，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法還包括把所述導(dǎo)航視圖實(shí)時(shí)顯示在顯示器上。如圖5所示，可以把導(dǎo)航視圖顯示在超聲圖像的左上角，當(dāng)然還可以顯示在其它地方，這只是一個(gè)示例并不是對(duì)本發(fā)明的限制。如圖3所示，對(duì)于掃查數(shù)據(jù)矩陣的大小，可以表示為NsamplesXNbeamsXNframes其中，在三維波束空間中，Nsamples表示每個(gè)波束上的采樣點(diǎn)數(shù)，Nbeams表示波束數(shù)，Nframes表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)(即對(duì)應(yīng)于掃查角度)。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法還可以包括根據(jù)所述三維矩陣在掃查方向上建立血管的數(shù)學(xué)模型。如圖3所示，在三維波束空間中，Nsamples和Nframes所形成的平面為檢測(cè)平面，所以沿檢測(cè)平面進(jìn)行截取可得到一個(gè)矩形，該矩形的兩邊分別為Nsamples和Nfra_。在此矩形內(nèi)所得到的橢圓為血管的橫截面，該橢圓即為血管的數(shù)學(xué)模型，可以用( ，yc，a，b，θ)表示。其中，a表示橢圓長(zhǎng)軸，b表示橢圓短軸，θ表示橢圓長(zhǎng)軸和坐標(biāo)軸X的夾角，(χ。，y。)表示該橢圓的中心點(diǎn)。因此，橢圓方程定義如下
r0072lcos ^+ ,y sin ^)2 (>； cos ^ - χ sin ^)2 =
？ b2 _得到上述數(shù)學(xué)模型后，下面就可以根據(jù)該數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算血管邊界曲線上的點(diǎn)在坐標(biāo)軸X上的投影Px = I α cos θ cos α -bsin θ sin α其中，tana =立tan(9 ο
a其中，α表示該橢圓上在坐標(biāo)軸X投影最大值的點(diǎn)與橢圓中心的連線與X軸之間的夾角。如圖3所示，橢圓投影線段Px的端點(diǎn)坐標(biāo)是U。-Px，ibeams)，(xc+Px, ibeaJ , (i是檢測(cè)平面序號(hào))。所有檢測(cè)平面內(nèi)橢圓投影線段Px的端點(diǎn)構(gòu)成了整個(gè)血管投影邊界曲線(以下簡(jiǎn)稱(chēng)血管邊界曲線)。最后還可以用多項(xiàng)式擬合算法來(lái)得到平滑的血管邊界曲線(該步驟只是對(duì)得到的血管邊界曲線進(jìn)行進(jìn)一步修正，使其平滑)。如果所述血管邊界曲線與所述臨界區(qū)相交，則發(fā)出警告以便警告用戶(hù)血管已經(jīng)進(jìn)入了臨界區(qū)。所述警告可以包括改變臨界區(qū)顏色和/或使揚(yáng)聲器蜂鳴。當(dāng)然，這只是示例，并不是對(duì)本發(fā)明的限制，警告還可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知或者將來(lái)已知的任何方式，只要能夠起到警示作用即可。如果血管進(jìn)入所述臨界區(qū)，則需要采取一些相應(yīng)的措施以改變掃查范圍以使血管能夠被包含在掃查容積范圍之內(nèi)。另外，在血管追蹤模式下，通過(guò)上述血管數(shù)學(xué)模型，可以得到每個(gè)容積數(shù)據(jù)內(nèi)血管投影中心線，因而，當(dāng)前血管中心線和上一時(shí)刻血管中心線的偏移量可被計(jì)算得到。這個(gè)偏移量可用來(lái)進(jìn)一步調(diào)整容積探頭的掃查參數(shù)(例如容積掃查角度等等)。
如圖6，利用上述血管數(shù)學(xué)模型，可以得到每個(gè)檢測(cè)平面內(nèi)橢圓中心坐標(biāo)，所有檢測(cè)平面內(nèi)這些坐標(biāo)集合就構(gòu)成了血管投影中心線。因而，當(dāng)前時(shí)刻tl血管中心線和上一時(shí)刻to血管中心線的偏移量，(即所有檢測(cè)平面內(nèi)橢圓中心坐標(biāo)偏移量的最大值)可被計(jì)算得到。這個(gè)偏移量就對(duì)應(yīng)著將要擴(kuò)大掃查的角度。例如設(shè)系統(tǒng)掃查角度=30度，掃查角度間隔為1度。在三維模式下，得到掃查數(shù)據(jù)，此例為Sbit灰度圖像，見(jiàn)圖7左下掃查圖像部分。將掃查得到的超聲數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在大小為NsamplesXNbeamsXNframes = 300X128X30 的三維矩陣中。其中，Nsamples = 300，Nbeams = 128，Nframes = 30 ；Nfranres表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)(如圖7，因當(dāng)前系統(tǒng)掃查角度為30度，掃查角度間隔為1度，所以掃查的幀數(shù)=30/1 = 30幀)。如圖4，對(duì)該三維矩陣進(jìn)行俯投影，得到導(dǎo)航視圖。導(dǎo)航視圖的大小為Nbeams X Nframes=1 X 30，其中導(dǎo)航視圖寬度=128，高度=30 ；取其高度的15%建立臨界區(qū)，得到臨界區(qū)大小。每個(gè)臨界區(qū)寬度=128，高度=30X0. 15 = 4. 5。t0時(shí)刻，血管位于正常位置，未進(jìn)入臨界區(qū)。對(duì)t0時(shí)刻的超聲數(shù)據(jù)在波束空間進(jìn)行三維圖像分割，建立血管的橢圓模型，得到橢圓集合如下{(xc，yc，a，b，θ)} = {(10,10,8,4,30. 3), (12，11，10，5，29. 5)，......}得到血管投影中心線坐標(biāo){(xc,yc)}= {(10，10)，(12，11)，......}tl時(shí)刻，血管進(jìn)入臨界區(qū)。本例采用使蜂鳴器(未示出)蜂鳴來(lái)警示用戶(hù)。對(duì)tl時(shí)刻的超聲數(shù)據(jù)在波束空間進(jìn)行三維圖像分割，建立血管的橢圓模型，得到橢圓集合如下{(xc, yc, a, b, θ )} = {(12，9，8，4，30. 1)，(15，12，10，5，29. 8)，......}得到血管投影中心線坐標(biāo){(xc,yc)}= {(12，9)，(15，12)，......}則血管中心線偏移量max{Ad = |x' c-xc |} = max {| 12-10 | 15-12 ......}=3。則tl時(shí)刻，系統(tǒng)掃查角度=30+2X3 = 36度?？刂瞥暼莘e探頭以所計(jì)算出的新掃查角度來(lái)掃查。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還公開(kāi)了一種超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其包括用于在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)的單元；用于根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖的單元；用于在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)的單元；用于根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制的單元。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括用于把所述導(dǎo)航視圖實(shí)時(shí)顯示在顯示器上的單元。所述掃查數(shù)據(jù)可以表示為NsamplesXNbeamsXNframes其中，Nsamples表示每個(gè)波束上的采樣點(diǎn)數(shù)，Nbeams表示波束數(shù)，Nframes表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)。
進(jìn)一步地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括用于根據(jù)所述三維矩陣在掃查方向上建立血管的數(shù)學(xué)模型的單元。所述數(shù)學(xué)模型可以表示為cos ^ + y sin θ)2 + (y cos 61-χ sin ^)2 _ ^
a2b2其中，a表示橢圓長(zhǎng)軸，b表示橢圓短軸，θ表示橢圓長(zhǎng)軸和坐標(biāo)軸X的夾角。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括用于按下列公式計(jì)算出血管邊界曲線上的點(diǎn)在坐標(biāo)軸X上的投影的單元Px = I acos θ COS α -bsin θ sin α |其中，tana = -tan<9。
a優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，還包括如果所述血管邊界曲線與所述臨界區(qū)相交，則發(fā)出警告的單元。所述警告包括改變臨界區(qū)顏色或者使揚(yáng)聲器蜂鳴。優(yōu)選地，本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置還包括如果血管進(jìn)入所述臨界區(qū)，則改變掃查范圍以使血管能夠被包含在掃查容積范圍之內(nèi)的單元。由于本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置的技術(shù)方案與本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法的技術(shù)方案相對(duì)應(yīng)，因此在此不再對(duì)本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置的技術(shù)方案予以詳述。在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還公開(kāi)了一種超聲設(shè)備，其包括上述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置。由于本發(fā)明采用三維掃查模式，根據(jù)所獲得的掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖，從而能夠?qū)崟r(shí)掌握血管位置，對(duì)容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制，而不會(huì)出現(xiàn)血管在掃查范圍之外的情況。另外，本發(fā)明還能夠根據(jù)血管位置，控制調(diào)節(jié)掃查參數(shù)，在系統(tǒng)性能和容錯(cuò)間獲得好的平衡。雖然上述已經(jīng)結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變、修改和等效替代。這些改變、修改和等效替代都意為落入隨附的權(quán)利要求所限定的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，包括步驟在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)；根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖；在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)；根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，還包括把所述導(dǎo)航視圖實(shí)時(shí)顯示在顯示器上。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，所述掃查數(shù)據(jù)可以表示為Nsamples X ^beams X -^frames其中，Nsamples表示每個(gè)波束上的采樣點(diǎn)數(shù)，Nbeams表示波束數(shù)，Nfranres表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述三維矩陣在掃查方向上建立血管的數(shù)學(xué)模型。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，所述數(shù)學(xué)模型可以表示為(x cos θ + ysin θ)2 (γ cos θ-xsin θ)2 _其中，a表示橢圓長(zhǎng)軸，b表示橢圓短軸，θ表示橢圓長(zhǎng)軸和坐標(biāo)軸X的夾角。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，還包括按下列公式計(jì)算出血管邊界曲線上的點(diǎn)在X坐標(biāo)軸上的投影Px = I α cos θ cos α -bsin θ sin α |其中，tan a = — tan Θ。α
7.如權(quán)利要求6所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，如果所述血管邊界曲線與所述臨界區(qū)相交，則發(fā)出警告。
8.如權(quán)利要求7所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，所述警告包括改變臨界區(qū)顏色。
9.如權(quán)利要求7所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，所述警告包括使揚(yáng)聲器蜂鳴。
10.如權(quán)利要求8或者9所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法，其特征在于，如果血管進(jìn)入所述臨界區(qū)，則改變掃查范圍以使血管能夠被包含在掃查容積范圍之內(nèi)。
11.一種超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，包括用于在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)的單元；用于根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖的單元；用于在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)的單元；用于根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制的單元。
12.如權(quán)利要求11所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，還包括用于把所述導(dǎo)航視圖實(shí)時(shí)顯示在顯示器上的單元。
13.如權(quán)利要求12所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，所述掃查數(shù)據(jù)可以表示為其中，Nsamples表示每個(gè)波束上的采樣點(diǎn)數(shù)，Nbeams表示波束數(shù)，Nfranres表示超聲容積探頭擺動(dòng)時(shí)所掃查的幀數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，還包括用于根據(jù)所述三維矩陣在掃查方向上建立血管的數(shù)學(xué)模型的單元。
15.如權(quán)利要求14所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，所述數(shù)學(xué)模型可以表示為(x cos 61+ y sin θ)2 (ycos^-xsin θ)2^ + ρ =1其中，a表示橢圓長(zhǎng)軸，b表示橢圓短軸，θ表示橢圓長(zhǎng)軸和坐標(biāo)軸X的夾角。
16.如權(quán)利要求15所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，還包括用于按下列公式計(jì)算出血管邊界曲線上的點(diǎn)在X坐標(biāo)軸上的投影的單元Px = I acos θ cos α -bsin θ sin α |其中，tana = -tanΘ。α
17.如權(quán)利要求16所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，還包括如果所述血管邊界曲線與所述臨界區(qū)相交，則發(fā)出警告的單元。
18.如權(quán)利要求17所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，所述警告包括改變臨界區(qū)顏色或者使揚(yáng)聲器蜂鳴。
19.如權(quán)利要求18所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置，其特征在于，還包括如果血管進(jìn)入所述臨界區(qū)，則改變掃查范圍以使血管能夠被包含在掃查容積范圍之內(nèi)的單元。
20.一種超聲設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求11-19任一項(xiàng)所述的超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法和裝置及超聲設(shè)備。本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法包括在三維掃查模式下，獲得掃查數(shù)據(jù)；根據(jù)所述掃查數(shù)據(jù)在波束空間中形成的三維矩陣，形成導(dǎo)航視圖；在所述導(dǎo)航視圖上確定臨界區(qū)；根據(jù)血管是否處于所述臨界區(qū)來(lái)對(duì)超聲容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制。本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制裝置的技術(shù)特征與本發(fā)明超聲容積探頭導(dǎo)航與控制方法的技術(shù)特征相對(duì)應(yīng)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)崟r(shí)掌握血管位置，對(duì)容積探頭進(jìn)行導(dǎo)航和控制，而不會(huì)出現(xiàn)血管在掃查范圍之外的情況。
文檔編號(hào)A61B8/08GK102551812SQ201010586798
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者劉剛, 劉厚炳, 趙一鳴, 趙威東 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司