乳腺容积超声成像装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种乳腺容积超声成像装置与方法，实现对乳腺的三维容积超声成像，以利对乳腺病症的检查和诊断。该装置由一个主机体、主机架和探头机构组成，探头机构可上下移动和/或旋转以进行纵向或横向的检测。探头机构包含一个探测支架，一个压紧固定装置，和一个探测扫描机构组成。被测乳腺组织被夹在中间，上部的夹紧装置可上下移动，下部扫描装置带有超声探头和运动机构，在一次成像过程中，超声探头完成对被测乳腺的扫描，并获得扫描过程中每时刻的超声探头的位置数据和超声采样图像，其后通过图像处理获得的具有位置信息的超声切面图像组，并据此进行三维图像重建，得到乳腺组织的三维超声容积成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声诊断
，尤其是乳腺超声扫描，医学图像处理与重建，具体而言涉及一种乳腺容积超声成像装置与方法。
技术介绍
钼靶是现有技术中常用的乳腺成像检测法。成像简便，具有可重复性，为目前乳腺癌检查的金标准。但钼靶成像具有X射线辐射，需要特殊的防护使用环境，并且对致密性的乳腺检查效果不佳。有研究表明，对于高密度的乳房组织，钼靶检测报告的灵敏度是44％。密实的乳房(即BI-RADSTM乳房密度为3或4)常见于年轻妇女，而相对西方妇女，东方妇女的的乳腺相对致密，且乳腺癌的发病年龄较低。所以需要其他的检测设备。另外，核磁共振(MRI)也在乳腺癌诊断过程中起到补充作用。核磁共振具有明显的灵敏度优势，但其使用耗时长而且费用高。超声为最常使用的医疗影像设备，适于不同场合的使用，具有成本和价格优势，常用于乳腺癌的检查。但常规超声系统在乳腺检查的使用，包括彩超血流和弹性成像等功能，受到了几方面的局限：对医生的技能要求高，缺乏重复性，和可追溯性。这种传统的超声成像模式仅能提供乳腺某一断面的图像。临床上需要医生根据实时二维图像在脑海中拼出乳房组织的三维结构，这需要医生具有非常丰富的临床经验和长时间的训练，而这对于肿瘤的位置、形状和大小很容易产生不准确的估测结果，并且在后续的超声检查中，根据之前的二维超声图像，医生很难定位之前检查得到的图像，也很难重复得到同样位置的超声图像，这对于病灶的长期跟踪观察是不利的。乳腺三维超声能够解决上述二维超声所存在的问题，提供乳腺结构的三维超声图像。基于三维图像，医生可以得到肿块精确的位置、大小和边界等信息。此外，其他界面的图像，如乳腺冠状面图像，也可以通过三维超声图像得到，这些角度的图像可以为医生提供更多、更准确的诊断信息，提高该病诊断的准确性。近几年出现的三种自动全乳超声成像系统分别为SiemensHealthcare,U-SystemsInc.和SonoCiné三家公司所开发拥有。Siemens的ABUS系统采用了一个特制的扫描头，该扫描头类似一个X-Y运动架，带动超声探头在该运动架上移动，可以覆盖15x17cm的范围。操作人员将该扫描头放置于被测组织上，扫描架带动超声探头移动，与此同时采集超声图像和位置信息。完成扫描后将采集到的上千组数据进行融合，以形成乳腺组织的三维超声图像(容积成像)。SonoCine的系统基于超声探头与三维扫描臂的集成，于2008年完成开发。U-SystemsInc.于2012年完成了其产品的开发，后来被GE收购。这些系统证明全乳超声成像具有良好的临床价值。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种新型的乳腺容积超声成像装置和图像处理方法，实现对乳腺组织的全乳超声成像。为此目的，本专利技术公开的第一方面提出一种乳腺容积超声成像装置，其特征在于，包括一主机体、一主机架以及一探头机构，所述主机架位于所述主机体的上部用于提供所述探头机构的支撑，所述探头机构可从外部操作控制以实现移动或旋转，其中：所述探头机构包括一探头支架、探测压紧组件以及探测扫描组件，所述探测压紧组件与探测扫描组件之间的空间构成待测乳腺的容置空间所述探测压紧组件包括一压紧板，该压紧板可滑动；所述探测扫描组件包括扫描机构外壳、滑动带、导辊、超声探头扫描组件、扫描驱动组件及驱动马达，该超声探头扫描组件包括至少一个超声探头；所述主机体包括一计算机系统，该计算机系统至少包括一显示器、一操作键盘以及一主机，该主机包含超声成像模块，运动控制和数据采集模块，该主机通过所述至少一个超声探头的引线发送指令和接收数据，并基于图像数据进行三维超声成像。根据本专利技术公开的另一方面提出一种乳腺容积超声成像方法，包括以下步骤：接收来自一超声探头扫描组件的超声图像，其中该超声探头扫描组件可包括一个或多个相同的超声探头，该多个超声探头平行设置且至少部分地重叠，在利用所述超声探头扫描组件扫描被测乳腺组织时，按照设定间隙采集每个探头的超声图像，并记录该时刻的位置信息；完成扫描后，对接收到的超声图像进行有效区域识别处理，去除超声探头在被测组织外的无效区域，获得每个探头的有效组织图像组；在使用多个超声探头时，基于有效区域识别处理后的超声图像，对所述多个超声探头针对同一被测乳腺位置的超声图像进行图像融合，得到一组完整的超声图像，每一超声图像完整反映被测乳腺组织在一个位置的超声切面图像；对被测乳腺组织不同位置的超声图像进行图像组的位置配准，以补偿组织位移对超声图像的影响。由以上本专利技术的技术方案可知，本专利技术所提出的乳腺容积超声成像装置，采用新的方式来实现对乳腺组织的全乳超声成像，在结构和方法上不同于现有ABUS(全乳超声成像)技术，人体为立式(非躺下)，乳腺组织以类似钼靶机的方式夹紧，起到定位和增强重复性的作用，超声成像扫描透过组织，采用特殊超声成像方式避免夹板的回声影响。因超声不面向人体，对乳腺组织的成像避免了人体胸部对成像的影响。获得的乳腺容积成像更具有可重复性和与钼靶成像的可对应性，利于对乳腺病症的检查与诊断。本专利技术所提出的乳腺容积超声成像方法，针对接收到的不同乳腺组织的被测位置超声图像，结合超声探头的几何位置以及超声扫描机构的位置，并充分考虑对乳腺组织的夹紧作用以及被测者呼吸等因素导致组织的位移所带来的误差，进行图像的相应处理(有效区域识别、融合、空间配准)，从而形成完整的三维数据组，对于此三维数据组可借助三维重建方法完成乳腺组织的三维模型重建。本专利技术的乳腺容积超声成像装置，成像途径类似现有常用的乳腺钼靶机，从真正意义上实现超声乳腺成像与钼靶乳腺成像的并列对照，有利于对乳腺癌的诊断。超声探头只涉及平移，而且由于夹紧作用，乳腺组织不会产生大的移动，所以在扫描过程中获得的图像具有良好的空间确定性(优于Siemens和GE等系统)，可以获得良好的三维图像。本专利技术的乳腺容积超声成像装置采用常规的超声探头来实现不同大小乳腺的扫描成像，对超声探头没有特殊要求和限制，可以配套不同的超声探头和模块，具有灵活性。整个扫描过程为全自动，没有操作人员的干扰，如操作手持探头的移动，或扫描中探头对组织压力的变化。从而保证了成像的稳定性。利用本专利技术的乳腺容积超声成像装置，在测量过程中人体无需躺下，取站姿或坐姿，使用方便。附图说明图1为本专利技术一实施方式乳腺容积超声成像装置的整体结构示意图。图2为图1实施例中乳腺容积超声成像装置的探头机构旋转后的示意图。图3为图1实施例中探头机构的结构示意图。图4为图1实施例中探测扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳腺容积超声成像装置，其特征在于，包括一主机体(100)、一主机架(200)以及一探头机构(300)，所述主机架(200)位于所述主机体(100)的上部用于提供所述探头机构(300)的支撑，所述探头机构(300)可从外部操作控制以实现移动或旋转，其中： 所述探头机构(300)包括一探头支架(310)、探测压紧组件(320)以及探测扫描组件(330)，所述探测压紧组件(320)与探测扫描组件(330)之间的空间构成待测乳腺的容置空间 所述探测压紧组件(320)包括一压紧板，该压紧板可滑动； 所述探测扫描组件(330)包括扫描机构外壳(331)、滑动带(332)、导辊(333)、超声探头扫描组件(334)、扫描驱动组件(335)及驱动马达(336)，该超声探头扫描组件(334)包括至少一个超声探头(334‑2、334‑3)； 所述主机体(100)包括一计算机系统，该计算机系统至少包括一显示器(110)、一操作键盘(120)以及一主机(130)，该主机(130)包含超声成像模块、运动控制和数据采集模块，该主机通过所述至少一个超声探头(334‑2、334‑3)的引线(334‑6)发送指令和接收图像数据，并基于图像数据进行三维超声成像。...

【技术特征摘要】
1.一种乳腺容积超声成像装置，其特征在于，包括一主机体(100)、一主机架(200)以及一探头机构(300)，所述主机架(200)位于所述主机体(100)的上部用于提供所述探头机构(300)的支撑，所述探头机构(300)可从外部操作控制以实现移动或旋转，其中：
所述探头机构(300)包括一探头支架(310)、探测压紧组件(320)以及探测扫描组件(330)，所述探测压紧组件(320)与探测扫描组件(330)之间的空间构成待测乳腺的容置空间
所述探测压紧组件(320)包括一压紧板，该压紧板可滑动；
所述探测扫描组件(330)包括扫描机构外壳(331)、滑动带(332)、导辊(333)、超声探头扫描组件(334)、扫描驱动组件(335)及驱动马达(336)，该超声探头扫描组件(334)包括至少一个超声探头(334-2、334-3)；
所述主机体(100)包括一计算机系统，该计算机系统至少包括一显示器(110)、一操作键盘(120)以及一主机(130)，该主机(130)包含超声成像模块、运动控制和数据采集模块，该主机通过所述至少一个超声探头(334-2、334-3)的引线(334-6)发送指令和接收图像数据，并基于图像数据进行三维超声成像。
2.根据权利要求1所述的乳腺容积超声成像装置，其特征在于，所述超声探头扫描组件(334)包括一探头安装机构(334-1)，该探头安装机构(334-1)安装于所述扫描驱动组件(335)上，该扫描驱动组件(335)构造为一平移装置，在所述驱动马达(336)的驱动下带动探头安装机构(334-1)移动；该探头安装机构(334-1)上安装所述的至少一个超声探头(334-2、334-3)以及两个用于控制图像采集的传感器(334-4、334-5)。
3.根据权利要求2所述的乳腺容积超声成像装置，其特征在于，所述探头安装机构(334-1)上可安装有多个超声探头(334-2、334-3)，超声探头平行安装且部分地重叠，两个传感器(334-4、334-5)分别位于所述超声探头(334-2、334-3)组的两侧且其连线垂直于超声探头所在的平行线；所述多个超声探头(334-2、334-3)与所述滑动带(332)直接贴合且同步移动。
4.根据权利要求1所述的乳腺容积超声成像装置，其特征在于，所述探测压紧组件(320)的边缘还安装有一移动把手(321)，该移动把手上设置有与一位置锁定机构连接的锁位控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维平，
申请(专利权)人：南京星顿医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32