一种分布式超声容积数据采集方法技术

一种分布式超声容积数据采集方法，其用于超声容积数据采集的扫查装置包括分布式探头阵列和扫查运动机构，分布式探头阵列由两个以上探头阵列组成；采集超声容积数据的步骤包括：（1）安放扫查装置；（2）在控制系统控制下，扫查运动机构驱动分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动，对人体被测部位进行扫描；（3）在分布式探头阵列移动的过程中，各探头阵列将获得的超声扫描数据传输给控制系统，同时控制系统实时获取与超声扫描数据对应的空间位置参数。本发明专利技术一次扫描即可采集到人体被测部位完整的超声数据，控制系统在获取超声扫描数据的同时获取对应的探头阵列位置信息，有助于后续三维重建，并可进行多角度获取切面图像。

A distributed ultrasonic volume data acquisition method

A distributed ultrasonic volume data acquisition method is proposed. The scanning device for ultrasonic volume data acquisition includes a distributed probe array and a scanning motion mechanism. The distributed probe array consists of more than two probe arrays. Under the control system, the scanning mechanism drives the distributed probe array to move from the beginning to the end in the set direction, scanning the measured part of the human body; (3) In the process of moving the distributed probe array, each probe array transmits the obtained ultrasonic scanning data to the control system, and the control system acquires and ultrasonic in real time. Scan data corresponding to spatial location parameters. The invention can collect the complete ultrasonic data of the measured part of the human body by one scan, and the control system can acquire the position information of the corresponding probe array while acquiring the ultrasonic scanning data, which is helpful for the follow-up three-dimensional reconstruction, and can acquire the section image from multiple angles.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式超声容积数据采集方法
本专利技术涉及超声检查方法，具体涉及一种分布式超声容积数据采集方法。
技术介绍
传统的超声扫查，医生采用手持探头的方式对病人进行扫查，扫查过程依赖医生的操作和经验，且形成的超声数据序列由于物理位置信息的缺失以及空间采样的混乱，无法准确进行三维重建以及后处理多角度获取切面图像。现有的超声扫查设备基本采用单探头阵列方式，探头阵列的运动方式基本为直线或来回“弓”字形折线，探头阵列中心点的运动轨迹基本为直线或在同一平面上。采用上述单探头阵列方式，难以一次性完成人体不平坦部位的超声数据采集。以扫查甲状腺为例，人的颈前部呈弧状且个体差异很大，现有的单探头阵列方式，探头阵列无法很好地贴合整个颈前部，最终采集的超声数据只能呈现部分甲状腺的图像，而如果采用多次采集的方式，则会极大影响工作效率，增加医生的操作负担，而且多次采集所获取的超声数据序列如何重建也是个难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种分布式超声容积数据采集方法，采用这种分布式超声容积数据采集方法能够快速获取可三维重建的超声容积数据。采用的技术方案如下：一种分布式超声容积数据采集方法，其特征在于：用于超声容积数据采集的扫查装置包括分布式探头阵列以及能够驱动分布式探头阵列沿设定方向移动的扫查运动机构；分布式探头阵列由两个以上探头阵列组成；采集超声容积数据的步骤包括：（1）安放扫查装置，使各探头阵列与人体被测部位的表面接触；（2）在控制系统控制下，扫查运动机构驱动分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动，分布式探头阵列在移动过程中对人体被测部位进行扫描；（3）在分布式探头阵列移动的过程中，各探头阵列将获得的超声扫描数据传输给控制系统，同时控制系统实时获取与超声扫描数据对应的空间位置参数。上述分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动结束后，即可完成一次扫描，获得人体被测部位的超声容积数据。分布式探头阵列与人体被测部位的形状及尺寸相吻合。分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动时，分布式探头阵列的扫描区域可对人体被测部位形成全面覆盖，避免造成漏检。分布式探头阵列的具体移动方向可根据人体被测部位的形状以及工作场合决定，例如，对甲状腺进行扫查时分布式探头阵列自下至上扫描或自上至下扫描，也可以自左至右扫描或自右至左扫描。优选方案中，上述分布式探头阵列中，相邻两个探头阵列的扫描区域存在重叠部分。这样可以避免探头阵列与探头阵列之间的组合空隙所产生的采集盲区。具体方案中，可以单独设置某个探头阵列进行“梯形成像”（即扫描区域的截面呈梯形），或同时设置所有探头阵列都进行“梯形成像”，使相邻两个探头阵列的扫描区域存在重叠部分。为了使探头阵列更好地贴合人体被测部位并且进行扫查，分布式探头阵列中的各探头阵列应根据人体被测部位的外表轮廓设置。例如：（1）分布式探头阵列由两个线形探头阵列组成（两个线形探头阵列长度可相同或不同），两个探头阵列呈八字形设置；（2）分布式探头阵列由三个线形探头阵列组成（三个线形探头阵列长度可相同或互不相同）；（3）分布式探头阵列由两个凹形探头阵列组成，两个探头阵列大致呈八字形设置；（4）分布式探头阵列由两个凸形探头阵列组成，两个探头阵列大致呈八字形设置；（5）分布式探头阵列由不同形状的多个探头阵列组成，例如由一个线形探头阵列和一个凹形探头阵列组成。分布式探头阵列中各探头阵列可处于同个平面，也可处于不同平面。多个探头阵列组合成一定形状的分布式探头阵列后，可通过手动录入、编码器、传感器等方式将空间位置参数的初始值输入给控制系统。在分布式探头阵列移动过程中，可通过编码器、传感器等将空间位置参数的实时值输入给控制系统。控制系统可预设各探头阵列的超声工作参数以及超声扫描序列，在扫查运动机构驱动分布式探头阵列移动的时候，分布式探头阵列按预设的超声工作参数以及超声扫描序列进行超声电子扫描。本专利技术中分布式探头阵列扫描所采用的超声工作参数可以是多样的，例如（以分布式探头阵列由两个探头阵列组成为例）：第1个探头阵列和第2个探头阵列采用不同或相同的超声工作频率；第1个探头阵列和第2个探头阵列采用不同或相同的超声成像模式；第1个探头阵列和第2个探头阵列采用不同或相同的超声扫描深度，等等。控制系统预设的超声扫描序列可以是多样的，例如：控制系统将第1个探头阵列分为n个区域，将第2个探头阵列分为m个区域，n和m均大于等于1，区域总数为n+m。进行扫描时，以上n+m个区域可按任意顺序排序形成超声扫描序列。例如，基础的超声扫描序列为Z1n1→Z1n2→Z1n3→...→Z1nn→Z2m1→Z2m2→Z2m3→...→Z2mm（Z代表探头阵列）。控制系统预设各个区域的超声工作参数到超声发射接收前端。扫查运动机构开始机械运动时分布式探头阵列开始扫描，分布式探头阵列按照上述超声扫描序列循环进行扫描（在扫查运动机构的驱动下，分布式探头阵列每到达一个位置则按照上述超声扫描序列进行一个循环的扫描），直至机械运动完毕，数据采集结束。同样道理，以Z和n/m为单位进行编辑的其它任意序列，控制系统都能正常控制并进行扫描工作。为了更好地进行后续的数据重建工作，采用机械连接方式实现分布式探头阵列与扫查运动机构之间的连接，并且可在机械活动处、关键连接部位以及各探头阵列上都设置有位置传感器（或编码器）和/或压力传感器，分别用于获取探头阵列所处的物理位置、和/或探头阵列对人体被测部位所施加的压力。一种优选方案中，上述扫查装置采用纵向扫查装置，纵向扫查装置包括分布式探头阵列、纵向平移座、探头阵列安装架和能够驱动纵向平移座纵向移动的扫查运动机构；分布式探头阵列包括横向排列的多个探头阵列，这多个探头阵列均安装在探头阵列安装架上，探头阵列安装架安装在纵向平移座上；扫查运动机构的动力输出端连接纵向平移座；扫查运动机构包括用于检测分布式探头阵列的纵向位置信息的纵向编码器；各探头阵列上分别安装有一个陀螺仪；在分布式探头阵列纵向移动的过程中，纵向编码器将检测到的分布式探头阵列的纵向位置信息传输给控制系统，陀螺仪将检测到的探头阵列的位置信息传输给控制系统。上述纵向扫查装置可用于人体甲状腺的扫查，纵向是指对颈部进行扫查时沿人体高度的方向，横向是指人体左右方向。通常，上述分布式探头阵列在扫查运动机构的驱动下贴合人体被测部位的皮肤移动，通过一次扫查（即分布式探头阵列沿纵向移动一次，可以自靠近下巴的位置移动至紧贴锁骨的位置，也可以自紧贴锁骨的位置移动至靠近下巴的位置），其扫查面即可完全覆盖甲状腺检测区域，能完整呈现甲状腺的声像图。陀螺仪可随时检测相应探头阵列的位置信息（例如探头阵列的内外偏转的角度、张开和闭合方向的角度），成像系统可以通过各探头阵列的位置信息，拟合各探头阵列的声像图，实现完整成像。分布式探头阵列中的多个探头阵列排列成与人颈前部相吻合的形状，例如（1）分布式探头阵列由三个探头阵列组成，检测时中间的探头阵列处于人颈部的正前方（被检测者仰卧时中间的探头阵列处于人颈部的正上方），其余两个探头阵列分别处于人颈部的左前方和右前方（被检测者仰卧时这两个探头阵列分别处于人颈部的左上方和右上方）；或（2）分布式探头阵列由自左至右依次排列的多个探头阵列组成，这多个探头阵列排列的轨迹呈弧形，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式超声容积数据采集方法，其特征在于：用于超声容积数据采集的扫查装置包括分布式探头阵列以及能够驱动分布式探头阵列沿设定方向移动的扫查运动机构；分布式探头阵列由两个以上探头阵列组成；采集超声容积数据的步骤包括：（1）安放扫查装置，使各探头阵列与人体被测部位的表面接触；（2）在控制系统控制下，扫查运动机构驱动分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动，分布式探头阵列在移动过程中对人体被测部位进行扫描；（3）在分布式探头阵列移动的过程中，各探头阵列将获得的超声扫描数据传输给控制系统，同时控制系统实时获取与超声扫描数据对应的空间位置参数。

【技术特征摘要】
1.一种分布式超声容积数据采集方法，其特征在于：用于超声容积数据采集的扫查装置包括分布式探头阵列以及能够驱动分布式探头阵列沿设定方向移动的扫查运动机构；分布式探头阵列由两个以上探头阵列组成；采集超声容积数据的步骤包括：（1）安放扫查装置，使各探头阵列与人体被测部位的表面接触；（2）在控制系统控制下，扫查运动机构驱动分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动，分布式探头阵列在移动过程中对人体被测部位进行扫描；（3）在分布式探头阵列移动的过程中，各探头阵列将获得的超声扫描数据传输给控制系统，同时控制系统实时获取与超声扫描数据对应的空间位置参数。2.根据权利要求1所述的分布式超声容积数据采集方法，其特征是：所述分布式探头阵列中，相邻两个探头阵列的扫描区域存在重叠部分。3.根据权利要求1或2所述的分布式超声容积数据采集方法，其特征是：所述扫查装置采用纵向扫查装置，纵向扫查装置包括分布式探头阵列、纵向平移座、探头阵列安装架和能够驱动纵向平移座纵向移动的扫查运动机构；分布式探头阵列包括横向排列的多个探头阵列，这多个探头阵列均安装在探头阵列安装架上，探头阵列安装架安装在纵向平移座上；扫查运动机构的动力输出端连接纵向平移座；扫查运动机构包括用于检测分布式探头阵列的纵向位置信息的纵向编码器；各探头阵列上分别安装有一个陀螺仪；在分布式探头阵列纵向移动的过程中，纵向编码器将检测到的分布式探头阵列的纵向位置信息传输给控制系统，陀螺仪将检测到的探头阵列的位置信息传输给控制系统。4.根据权利要求3所述的分布式超声容积数据采集方法，其特征是：所述扫查运动机构包括扫查支架、纵向直线导轨、螺杆、螺母和驱动电机，纵向直线导轨固定安装在扫查支架上，纵向平移座上设有与纵向直线导轨滑动配合的第一滑块，螺杆可转动安装在扫查支架上并且与纵向直线导轨相互平行，螺母与螺杆啮合，螺母与纵向平移座连接，驱动电机的动力输出轴与螺杆传动连接。5.根据权利要求3所述的分布式超声容积数据采集方法，其特征是：所述探头阵列安装架上设有多个第一弹性复位部件，第一弹性复位部件与探头阵列数量相同且一一对应，第一弹性复位部件设于探头阵列安装架与对应的探头阵列之间，探头阵列能够相对于探头阵列安装架移动，第一弹性复位部件向对应的探头阵列施加朝向人体被测部位的作用力。6.根据权利要求5所述的分布式超声容积数据采集方法，其特征是：所述分布式探头阵列由左右并排的两个探头阵列组成；探头阵列安装架上设有左右并排的两个第二滑块，第二滑块中设有自上至下延伸的弧形导引通道，两第二滑块的弧形导引通道中分别设有一弧形滑轨，弧形滑轨与弧形导引通道滑动配合，弧形滑轨上端设有限位块，两个探头阵列分别固定安装在两弧形滑轨下端；所述探头阵列安装架上设有探头阵列偏转角调节机构，探头阵列偏转角调节机构包括调节手柄、蜗杆、两个蜗轮和两个转轴，蜗杆通过轴承安装在探头阵列安装架上且沿纵向设置，两个转轴左右并排并且分别通过轴承安装在探头阵列安装架上，转轴的轴线为上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德来，范列湘，蔡泽杭，刘炯斌，
申请(专利权)人：汕头市超声仪器研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44