一種穿刺引導線設置方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種穿刺引導線設置方法、裝置和系統(tǒng)，用于自動設置穿刺引導線。本發(fā)明技術方案包括：通過穿刺架將穿刺針插入均勻介質中；使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像；獲取超聲圖像，所述超聲圖像包括代表所述穿刺針的圖形；識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑；根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線。通過實施本發(fā)明技術方案，能夠自動對穿刺引導線進行設置，免除繁瑣的手動操作過程，提高用戶體驗。
【專利說明】一種穿刺引導線設置方法、裝置和系統(tǒng)
[0001]

【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及超聲診斷【技術領域】，具體涉及一種穿刺引導線設置方法、裝置和系統(tǒng)。

【背景技術】
[0003]超聲引導下穿刺診治是指在實時超聲影像監(jiān)視下，將穿刺針或導管精確地插入到人體內各種病變器官或組織內，以進行穿刺抽液、組織學活檢、置管引流、腫塊消融等各種診斷和治療的技術。為了實現精準穿刺，該技術在進行實時超聲成像的探頭上使用穿刺架輔助穿刺針或導管的定位。
[0004]穿刺架具有一個或多個固定的穿刺角度，該穿刺角度一旦確定，穿刺路徑也隨之確定。目前，某些超聲系統(tǒng)還會根據穿刺架的穿刺角度，在實時超聲影像上繪制一條代表穿刺路徑的動態(tài)經過線，該經過線被稱為穿刺引導線，用于指示穿刺路徑。穿刺引導線的引入能夠大幅提聞穿刺精度。
[0005]穿刺引導線可能偏離實際穿刺路徑，因此需要對穿刺引導線進行設置。目前，穿刺引導線設置一般采用手動設置方式:利用裝載穿刺架的探頭在目標模型上進行超聲成像，設置穿刺角度以調出穿刺引導線，再將穿刺針插入目標模型內，超聲影像中顯現穿刺針影像，調節(jié)穿刺引導線的角度和平移，使得穿刺引導線與穿刺針影像重合。
[0006]但是，上述技術方案手動操作比較繁瑣。


【發(fā)明內容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種穿刺引導線設置方法、裝置和系統(tǒng)，用于自動設置穿刺引導線。通過實施本發(fā)明方案，能夠自動對穿刺引導線進行設置，免除繁瑣的手動操作過程，提高用戶體驗。
[0008]一種穿刺引導線設置方法，包括:通過穿刺架將穿刺針插入均勻介質中；使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像，還包括:
獲取超聲圖像，所述超聲圖像包括代表所述穿刺針的圖形；
識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑;
根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線。
[0009]一種穿刺引導線設置裝置，配合裝配穿刺架的超聲探頭使用，所述穿刺架裝載一端插入均勻介質的穿刺針，所述超聲探頭用于對所述均勻介質進行超聲成像，包括:
獲取單元，用于獲取超聲圖像，所述超聲圖像包括代表所述穿刺針的圖形；
識別單元，用于識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑；
設置單元，用于根據所述穿刺針圖形校正穿刺引導線。
[0010]一種穿刺引導線設置系統(tǒng)，包括:穿刺架、超聲探頭、穿刺針、均勻介質和如上所述的穿刺引導線設置裝置，
所述穿刺架裝配于所述超聲探頭的端部，所述穿刺架還裝載所述穿刺針，所述超聲探頭接觸所述均勻介質的表面，所述穿刺針的一端插入所述均勻介質，使用所述超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，首先獲取顯示穿刺架實際穿刺路徑的超聲圖像，然后運用數字圖像處理技術識別指示該穿刺路徑的穿刺針圖形，最后依據該穿刺針圖形設置穿刺引導線。該技術方案能夠由系統(tǒng)自動執(zhí)行，無需用戶手動操作，提高了用戶體驗。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明一種穿刺引導線設置方法流程圖；
圖2為本發(fā)明另一種穿刺引導線設置方法流程圖；
圖3為本發(fā)明一種穿刺引導線設置裝置結構圖；
圖4為本發(fā)明另一種穿刺引導線設置裝置結構圖；
圖5為本發(fā)明一種穿刺引導線設置系統(tǒng)結構圖。

【具體實施方式】
[0013]下面將結合本發(fā)明中的說明書附圖，對發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0014]本發(fā)明第一實施例將對一種穿刺引導線設置方法進行詳細說明，本實施例所述的方法具體流程請參見圖1，包括步驟:
101、通過穿刺架將穿刺針插入均勻介質中。
[0015]本實施例方法的實施依賴于這樣一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括:一個超聲成像設備和與之相連的一個超聲探頭，一個與該超聲探頭相匹配的穿刺架，一根穿刺針，一個裝有均勻介質的容器。
[0016]上述系統(tǒng)連接關系為:穿刺架裝配于超聲探頭的端部，用戶手持該超聲探頭接觸均勻介質的表面，超聲探頭還與超聲成像設備通信連接。
[0017]在本步驟中，用戶將穿刺針的一端經由穿刺架插入均勻介質中。
[0018]其中，本實施例中所采用的均勻介質是指聲阻抗率盡可能小的一種介質，可以為水或硅膠，這里不再贅述。
[0019]102、使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像。
[0020]在本步驟中，用戶使用超聲成像設備和裝配該穿刺架的超聲探頭對均勻介質進行超聲成像。
[0021]103、獲取超聲圖像。
[0022]其中，根據以上操作，該超聲圖像中將包括代表穿刺針的圖形。
[0023]由于均勻介質中插入了穿刺針，且穿刺針的聲阻抗率與均勻介質相差懸殊，因此超聲圖像中穿刺針圖形即使是肉眼也是清晰可辨的。
[0024]104、識別超聲圖像中的穿刺針圖形。
[0025]其中，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑。
[0026]關于穿刺架的穿刺路徑，需要指出穿刺路徑與穿刺角度相對應，因此，對于能夠調節(jié)穿刺角度的穿刺架，實施本實施例方法時只針對其某一穿刺角度。
[0027]105、根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線。
[0028]在執(zhí)行步驟104識別出穿刺針圖形后，由于穿刺針圖形指示了對應角度下穿刺架的穿刺路徑，因此可以將穿刺針圖形的經過線確定為穿刺引導線。
[0029]在本步驟中，根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線。
[0030]本實施例方法可以用于穿刺引導線的初始化設置，也能夠用于已有穿刺引導線的校正，這里不作具體限定。
[0031]在本實施例中，首先獲取顯示穿刺架實際穿刺路徑的超聲圖像，然后運用數字圖像處理技術識別指示該穿刺路徑的穿刺針圖形，最后依據該穿刺針圖形設置穿刺引導線。該技術方案能夠由系統(tǒng)自動執(zhí)行，無需用戶手動操作，提高了用戶體驗。
[0032]本發(fā)明第二實施例將對另一種穿刺引導線設置方法進行詳細說明，本實施例所述的方法具體流程請參見圖2，包括步驟:
201、通過穿刺架將穿刺針插入均勻介質中。
[0033]本實施例方法的實施依賴于這樣一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括:一個超聲成像設備和與之相連的一個超聲探頭，一個與該超聲探頭相匹配的穿刺架，一根穿刺針，一個裝有均勻介質的容器。
[0034]上述系統(tǒng)連接關系為:穿刺架裝配于超聲探頭的端部，用戶手持該超聲探頭接觸均勻介質的表面，超聲探頭還與超聲成像設備通信連接。
[0035]在本步驟中，用戶將穿刺針的一端經由穿刺架插入均勻介質中。
[0036]其中，本實施例中所采用的均勻介質是指聲阻抗率盡可能的一種介質，可以為水或硅膠，這里不作具體限定。
[0037]202、使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像。
[0038]在本步驟中，用戶使用超聲成像設備和裝配該穿刺架的超聲探頭對均勻介質進行超聲成像。
[0039]203、獲取超聲圖像。
[0040]其中，根據以上操作，該超聲圖像中將包括代表穿刺針的圖形。
[0041]由于均勻介質中插入了穿刺針，且穿刺針的聲阻抗率與均勻介質相差懸殊，因此超聲圖像中穿刺針圖形即使是肉眼也是清晰可辨的。
[0042]204、對所述超聲圖像進行二值化處理。
[0043]所謂二值化，就是將圖像上的像素點的灰度值設置為O或255，也就是將整個圖像呈現出明顯的只有黑和白的視覺效果。在本步驟中，具體可以采用全局二值化處理，二值化處理所依據的閾值根據實際情況確定，這里不作具體限定。
[0044]205、獲取所述超聲圖像中像素點灰度值為255的目標像素點。
[0045]在二值化處理后，超聲圖像中均勻介質圖像與穿刺針圖形視覺上更為分離。具體的，穿刺針圖形所有像素點的灰度值為255,而均勻介質圖像所有像素點的灰度值為O。
[0046]206、將連續(xù)分布的目標像素點集合作為穿刺針圖形。
[0047]得到的穿刺針圖形呈長條狀。
[0048]207、識別所述穿刺針圖形的輪廓。
[0049]通過數字圖像處理技術中的輪廓識別技術識別該穿刺針圖形的輪廓，例如使用Snake模型進行處理，這里不作具體限定。
[0050]208、將所述輪廓變形為輪廓矩形。
[0051]步驟207所得到的輪廓可能為不規(guī)則的多邊形，因此，在本步驟中將該輪廓進行變形處理，將其變形為近似的矩形，在本實施例中稱之為輪廓矩形。
[0052]209、將所述輪廓矩形的較長對稱軸設置為穿刺引導線。
[0053]非正方形的矩形都有長短不同的兩條對稱軸，步驟208所得到的輪廓矩形長寬比非常大，取其較長的對稱軸設置為穿刺引導線，該穿刺引導線與穿刺架當前穿刺角度的穿刺路徑完全重合。
[0054]210、存儲所述穿刺引導線的位置信息。
[0055]存儲后的位置信息能夠在日后使用時隨時調用。在下一次校正流程中，將存儲新的穿刺引導線位置信息，并覆蓋舊數據。
[0056]穿刺引導線的位置信息可以通過如下技術方案進行描述:
取超聲圖像的豎直中線為參照線，以穿刺引導線與參照線的夾角角度為角度信息，以穿刺引導線與超聲圖像上邊的交點位置為位移信息，其中，交點位置用該點到參照線的距離描述。
[0057]可以想見，以上僅是對穿刺引導線位置信息的其中一種描述方案。其它方案這里不再贅述。
[0058]在本實施例中，首先獲取顯示穿刺架實際穿刺路徑的超聲圖像，然后運用數字圖像處理技術識別指示該穿刺路徑的穿刺針圖形，最后依據該穿刺針圖形設置穿刺引導線。該技術方案能夠由系統(tǒng)自動執(zhí)行，無需用戶手動操作，提高了用戶體驗。
[0059]本發(fā)明第三實施例將對一種穿刺引導線設置裝置進行詳細說明，本實施例所述的裝置具體結構請參見圖3，包括:
獲取單元301、識別單元302和設置單元303。其中，獲取單元301、識別單元302和設置單元303依次通信連接。
[0060]本實施例所述的裝置配合至少一個超聲成像設備和與之相連的一個超聲探頭、一個與該超聲探頭相匹配的穿刺架、一根穿刺針以及一個裝有均勻介質的容器使用。
[0061]用戶需將穿刺針的一端經由穿刺架插入均勻介質中，再使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像。
[0062]其中，本實施例中所采用的均勻介質是指聲阻抗率盡可能小的一種介質，可以為水或硅膠，這里不再贅述。
[0063]獲取單元301，用于獲取超聲圖像。
[0064]其中，根據以上操作，該超聲圖像中將包括代表穿刺針的圖形。
[0065]由于均勻介質中插入了穿刺針，且穿刺針的聲阻抗率與均勻介質相差懸殊，因此超聲圖像中穿刺針圖形即使是肉眼也是清晰可辨的。
[0066]識別單元302，用于識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形。
[0067]其中，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑。
[0068]關于穿刺架的穿刺路徑，需要指出穿刺路徑與穿刺角度相對應，因此，對于能夠調節(jié)穿刺角度的穿刺架，實施本實施例方法時只針對其某一穿刺角度。
[0069]設置單元303，用于根據所述穿刺針圖形校正穿刺引導線。
[0070]在識別單元302識別出穿刺針圖形后，由于穿刺針圖形指示了對應角度下穿刺架的穿刺路徑，因此可以將穿刺針圖形的經過線確定為穿刺引導線。
[0071]則設置單元303根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線。
[0072]本實施例裝置可以用于穿刺引導線的初始化設置，也能夠用于已有穿刺引導線的校正，這里不作具體限定。
[0073]在本實施例中，首先獲取單元301獲取顯示穿刺架實際穿刺路徑的超聲圖像，然后識別單元302運用數字圖像處理技術識別指示該穿刺路徑的穿刺針圖形，最后設置單元303依據該穿刺針圖形設置穿刺引導線。該裝置自動執(zhí)行，無需用戶手動操作，提高了用戶體驗。
[0074]本發(fā)明第四實施例將對另一種穿刺引導線設置裝置進行詳細說明，本實施例所述的裝置具體結構請參見圖4，包括:
獲取單元401、識別單元402、設置單元403和存儲單元404。其中，獲取單元401、識別單元402、設置單元403和存儲單元404依次通信連接。
[0075]識別單元402還包括:二值化子單元4021、獲取子單元4022和集合子單元4023。其中，二值化子單元4021、獲取子單元4022和集合子單元4023依次通信連接。
[0076]設置單元403還包括:識別子單元4031、變形子單元4032和設置子單元4033。其中，識別子單元4031、變形子單元4032和設置子單元4033依次通信連接。
[0077]本實施例所述的裝置配合至少一個超聲成像設備和與之相連的一個超聲探頭、一個與該超聲探頭相匹配的穿刺架、一根穿刺針以及一個裝有均勻介質的容器使用。
[0078]用戶需將穿刺針的一端經由穿刺架插入均勻介質中，再使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像。
[0079]其中，本實施例中所采用的均勻介質是指聲阻抗率盡可能小的一種介質，可以為水或硅膠，這里不再贅述。
[0080]獲取單元401，用于獲取超聲圖像。
[0081]其中，根據以上操作，該超聲圖像中將包括代表穿刺針的圖形。
[0082]由于均勻介質中插入了穿刺針，且穿刺針的聲阻抗率與均勻介質相差懸殊，因此超聲圖像中穿刺針圖形即使是肉眼也是清晰可辨的。
[0083]識別單元402，用于識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形。識別單元402具體包括: 二值化子單元4021，用于對所述超聲圖像進行二值化處理。
[0084]所謂二值化，就是將圖像上的像素點的灰度值設置為O或255，也就是將整個圖像呈現出明顯的只有黑和白的視覺效果。二值化子單元4021具體可以采用全局二值化處理，二值化處理所依據的閾值根據實際情況確定，這里不作具體限定。
[0085]獲取子單元4022，用于獲取所述超聲圖像中像素點灰度值為255的目標像素點。
[0086]在二值化子單元4021執(zhí)行二值化處理后，超聲圖像中均勻介質圖像與穿刺針圖形視覺上更為分離。具體的，穿刺針圖形所有像素點的灰度值為255，而均勻介質圖像所有像素點的灰度值為O。
[0087]集合子單元4023，用于將連續(xù)分布的目標像素點集合作為穿刺針圖形。
[0088]設置單元403，用于根據所述穿刺針圖形校正穿刺引導線。設置單元403具體包括:
識別子單元4031，用于識別所述穿刺針圖形的輪廓。
[0089]通過數字圖像處理技術中的輪廓識別技術識別該穿刺針圖形的輪廓，例如使用Snake模型進行處理，這里不作具體限定。
[0090]變形子單元4032，用于將所述輪廓變形為輪廓矩形。
[0091]識別子單元4031所得到的輪廓可能為不規(guī)則的多邊形，因此，變形子單元4032將該輪廓進行變形處理，將其變形為近似的矩形，在本實施例中稱之為輪廓矩形。
[0092]設置子單元4033，用于將所述輪廓矩形的較長對稱軸設置為穿刺引導線。
[0093]非正方形的矩形都有長短不同的兩條對稱軸，變形子單元4032所得到的輪廓矩形長寬比非常大，設置子單元4033取其較長的對稱軸設置為穿刺引導線，該穿刺引導線與穿刺架當前穿刺角度的穿刺路徑完全重合。
[0094]存儲單元404，用于存儲所述穿刺引導線的位置信息。
[0095]存儲后的位置信息能夠在日后使用時隨時調用。在下一次校正流程中，將存儲新的穿刺引導線位置信息，并覆蓋舊數據。
[0096]穿刺引導線的位置信息可以通過如下技術方案進行描述:
取超聲圖像的豎直中線為參照線，以穿刺引導線與參照線的夾角角度為角度信息，以穿刺引導線與超聲圖像上邊的交點位置為位移信息，其中，交點位置用該點到參照線的距離描述。
[0097]可以想見，以上僅是對穿刺引導線位置信息的其中一種描述方案。其它方案這里不再贅述。
[0098]在本實施例中，首先獲取單元401獲取顯示穿刺架實際穿刺路徑的超聲圖像，然后識別單元402運用數字圖像處理技術識別指示該穿刺路徑的穿刺針圖形，最后設置單元403依據該穿刺針圖形設置穿刺引導線。該裝置自動執(zhí)行，無需用戶手動操作，提高了用戶體驗。
[0099]本發(fā)明第五實施例將對一種穿刺引導線設置系統(tǒng)進行詳細說明，本實施例所述的系統(tǒng)具體結構請參見圖5，包括:
穿刺架501、超聲探頭502、穿刺針503、均勻介質504和穿刺引導線設置裝置505。
[0100]其中，穿刺架501裝配于超聲探頭502的端部，穿刺架501還裝載穿刺針503，超聲探頭502接觸均勻介質504的表面，穿刺針501的一端插入均勻介質504，穿刺引導線設置裝置505與超聲探頭502通信連接。用戶使用超聲探頭502對均勻介質504進行超聲成像。在進行超聲成像后調用穿刺引導線設置裝置505進行穿刺引導線設置。
[0101]本實施例所述的穿刺引導線設置裝置505具備同第三實施例所述的穿刺引導線設置裝置相同的功能，這里不再贅述。
[0102]優(yōu)選地，本實施例所述的穿刺引導線設置裝置505還可以具備同第四實施例所述的穿刺弓I導線設置裝置相同的功能，這里也不再贅述。
[0103]在本實施例中，首先獲取顯示穿刺架實際穿刺路徑的超聲圖像，然后運用數字圖像處理技術識別指示該穿刺路徑的穿刺針圖形，最后依據該穿刺針圖形設置穿刺引導線。該系統(tǒng)自動執(zhí)行，無需用戶手動操作，提高了用戶體驗。
[0104]以上對本發(fā)明實施例所提供的一種穿刺引導線設置方法、裝置和系統(tǒng)進行了詳細介紹，但以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的結構及其核心思想，不應理解為對本發(fā)明的限制。本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種穿刺引導線設置方法，包括:通過穿刺架將穿刺針插入均勻介質中；使用裝配所述穿刺架的超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像，其特征在于，還包括: 獲取超聲圖像，所述超聲圖像包括代表所述穿刺針的圖形； 識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑; 根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形包括: 對所述超聲圖像進行二值化處理； 獲取所述超聲圖像中像素點灰度值為255的目標像素點； 將連續(xù)分布的目標像素點集合作為穿刺針圖形。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述穿刺針圖形設置穿刺引導線包括: 識別所述穿刺針圖形的輪廓； 將所述輪廓變形為輪廓矩形； 將所述輪廓矩形的較長對稱軸設置為穿刺引導線。
4.根據權利要求1、2或3任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 存儲所述穿刺弓I導線的位置信息。
5.一種穿刺引導線設置裝置，配合裝配穿刺架的超聲探頭使用，所述穿刺架裝載一端插入均勻介質的穿刺針，所述超聲探頭用于對所述均勻介質進行超聲成像，其特征在于，包括: 獲取單元，用于獲取超聲圖像，所述超聲圖像包括代表所述穿刺針的圖形； 識別單元，用于識別所述超聲圖像中的穿刺針圖形，所述穿刺針圖形用于指示所述穿刺架的穿刺路徑； 設置單元，用于根據所述穿刺針圖形校正穿刺引導線。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述識別單元包括: 二值化子單元，用于對所述超聲圖像進行二值化處理； 獲取子單元，用于獲取所述超聲圖像中像素點灰度值為255的目標像素點； 集合子單元，用于將連續(xù)分布的目標像素點集合作為穿刺針圖形。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述設置單元包括: 識別子單元，用于識別所述穿刺針圖形的輪廓； 變形子單元，用于將所述輪廓變形為輪廓矩形； 設置子單元，用于將所述輪廓矩形的較長對稱軸設置為穿刺引導線。
8.根據權利要求5、6或7任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 存儲單元，用于存儲所述穿刺弓I導線的位置信息。
9.一種穿刺引導線設置系統(tǒng)，其特征在于，包括:穿刺架、超聲探頭、穿刺針、均勻介質和如權利要求5至8任一項所述的穿刺引導線設置裝置， 所述穿刺架裝配于所述超聲探頭的端部，所述穿刺架還裝載所述穿刺針，所述超聲探頭接觸所述均勻介質的表面，所述穿刺針的一端插入所述均勻介質，使用所述超聲探頭對所述均勻介質進行超聲成像。
【文檔編號】A61B8/00GK104162223SQ201410424411
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】魏國境, 周文平, 許龍 申請人:深圳市開立科技有限公司