超音波数据采集制造技术

本发明专利技术公开一种校正超音波扫描器的方法，通过旋转

Ultrasonic data acquisition

The present invention discloses a method for correcting an ultrasonic scanner

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超音波数据采集优先权主张本专利申请案主张2014年2月5日申请的美国申请案号第61/936,232号申请案的优先权，并且该案以引用的方式并入本文中。附图说明图1-51示出本专利技术一个或多个实施例的特征。具体实施方式本专利申请案旨在描述本专利技术的一个或多个实施例。但是应当理解的是本专利所使用的绝对值，如"必须"、"会"及其类似物，以及具体数量，将被解释适用于一个或多个具体实施例，但是并非所有的实施例。因此，本专利技术的实施例可能省略、或包含各种变型，一个或多个特征或面貌描述在这些绝对术语前后。本专利技术的实施例可用于目前众多通用或专用的电脑系统环境或配置。如众所皆知的电脑系统、环境，和/或配置可以适用于本专利技术所使用，但并不限于，电子医疗设备、个人电脑、伺服器电脑、手持式或膝上型装置、多功能处理器系统、基于微处理器的系统、机上盒、可编程消费电子产品、网络PC、小型计算机，大型计算机、包含任何上述系统或设备的分布式计算环境及其相似功能等。本专利技术的实施例可在计算机执行一般指令如上下文所描述，如程序模块，可以执行于电脑和/或可读取电脑的媒介使指令或模块可以被储存。一般而言，程序模块包含例行程序、程序、物件、组件、数据结构等，他们可以执行特定任务或实现特定抽像数据类型。本专利技术也可以将任务通过个人通信网络连接远程处理元件执行分散式计算环境中实现。在分布式计算环境中，程序模块可以被设置于本地及远程计算储存媒介包含记忆储存设备。本专利技术实施例可包含或以各种计算机可读媒介所实现。计算机可读媒介可以是由一计算机的任何合适的媒介访问，包含一挥发性媒介、非挥发性媒介、可移动媒介和不可移动媒介。举例来说，但非针对其限制，计算机可读媒介可以包含计算机储存媒介及通信媒介。计算机储存媒介包含挥发性、非挥发性、可移动、不可移动媒介以实现于任何方法或技术以储存信息如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。计算机储存媒介包含但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存存储器或其他储存技术、CD-ROM、DVD或其他光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器、或任何磁储存设备、或任何可以被用来储存所需信息的媒介并且可由计算机访问。通信媒介通常包含计算机可读指令，数据结构，程序模块或其他在模块化数据信号内的数据如载波或其他传输机制，并且包含任何信息传递媒介。所述的"模块化数据信号"指的是包含有一个或多个特征设定或改变来进行编码的信息信号。举例来说，但非针对其限制，通信媒介包含有线媒介如有线网络或直接有线连接、无线媒介包含声学、RF、红外线或任何无线媒介。上述任何的组合也应包含在计算机可读媒介的范围之内。根据一个或多个实施例中，可创造一个机器或设备以得到结合软件或可执行计算机指令的计算机可读媒介。同样地，可创造一个机器或设备以得到通过处理元件执行软件或可执行计算机指令，根据一实施例，他可以在处理装置中或一自身。与此相对应，但是可以理解的是，计算机可读媒介可被储存其上的软件或计算机可执行指令变换。同样地，处理装置在执行软件或计算机可执行指令的过程中改变。此外，这是可以理解的，在第一组数据输入至处理装置，或以其他相关的由所述处理装置执行的软件或计算机可执行指令可转换成一第二组数据做为执行的结果。第二组数据可以随后被储存、显示或传达。这种转换，暗示在上述每个例子中，可以是一个结果，或以其他方式涉及一计算机可读媒介的物理改变的部分。这种转换，暗示在上述每个例子中，可以是一个结果，或以其他方式涉及的物理变化。例如，当执行处理装置的软件或通过处理装置执行计算机可执行指令的寄存器和/或相关的计数器的状态。如本文所用，一流程”自动地”执行可以意味着该流程可以是机器执行指令的结果，相较于其他需要手动的以建立的结果。本专利技术公开了一些相较于现有特定型式的超音波扫描器的校正方法的潜在可选优势(在本文中，可以为BladderScan产品)。一个实施例中试着解决校正流程的三个问题。第一，该方法检测所述换能器与圆顶中心的错位量(错位量为已知降低校正结果的因素)，且最大限度的降低校正流程的负面影响。第二，该方法试图最小化其因齿轮齿隙(backlash)和/或加工误差造成的双向扫描所获得的两影像帧间的未对准情形。一实施例中试着解决第三个问题，使校正无须使用水箱或额外的超音波目标物。一实施例提出一优于现存的超音波扫描器的可选择的校正手法。BladderScan产品通过获取及分析三维锥状超音波数据以量测膀胱体积。一个影响BladderScan是否准确量测体积的最主要的重要因素为几何结构，这是通过获得3D超音波数据的一组校正参数而决定。我们发现现有的校正演算法中的校正参数对由组装误差导致的旋转换能器与圆顶中心的错位量很敏感。因此，提出解决第一个问题的方法，侦测旋转中心及圆顶中心的错位量及最小化其校正过程的负面影响。不同于仅以一个方向扫描的BladderScan9400，次世代的膀胱扫描产品执行两方向的扫描，数据帧可以通过顺时针或逆时针方向或连续两个方向移动的马达获取。双向扫描的一个优点为在同一马达速度下，实时B模式的帧率(FrameRate)是单向扫描的两倍。此外，3D体积的数据采集时间可以减少一半。另一方面，由于潜在的加工误差及齿轮齿隙，由两个不同的扫描获取的数据帧彼此将不会自动对齐，导致实时B模式成像的偏差与对体积量测准确度的负面影响。所以一个实施例中通过对准双向扫描所获得的超音波影像打算解决第二个问题。针对目前的BladderScan9400校正流程，一螺旋状超音波目标物被用来安装在一塑料水箱中。操作者需要足够的水填满水箱以执行校正，且须于完成补偿后清空水箱，此为非常耗时的。此外，如上所述，当前的校正演算法的一假设为旋转中心与圆顶中心完美对齐。由于超音波目标被设在水箱中，亦存在圆顶中心与螺旋状超音波目标中心须对齐的一需求。类似于旋转换能器与圆顶中心的偏差，圆顶中心与超音波目标物中心的小偏差亦会导致不正确的偏移补偿值和有时的校正失败。因此，我们可以通过移除校正流程中水箱的需求，以消除影响校正不准确结果的一个误差来源。所以，我们想要解决的第三个问题是为了使校正不使用任何外部装置，如水箱和超音波目标物。针对三种不同的手段进行探讨。第一种手段(即，演算法I)确定性的计算旋转中心与圆顶中心的错位量，估算双向扫描的击发偏移(FiringOffset)值，以及检测DCM中潜在的故障。第二种手段(即，演算法II)试图解决递回式优化方式的校正参数，其中最佳化参数是通过计算圆顶几何球体与完美球体最小化的差异所估算。第三种手段利用互相交联的推算偏移补偿值与齿轮齿隙值。演算法I概论图1绘示演算法I的高阶方块图。该演算法的第一步骤为检测BladderScan的数据收集模块(DataCollectionModule,DCM)的旋转中心与圆顶中心的距离(即，错位量)。在检测偏差以及最大错位量的一对应平面后，该演算法旋转θ马达直至所述平面垂直于原平面。所述的流程可以于图2(a)更清楚描述，其中粗实线圆圈表示圆顶(从探测器的顶部观看)。相较于总是在第一个θ平面执行校正动作(在面内(in-plane)的旋转中心与圆顶中心的错位量极可能存在)，该演算法用最小量的面内(in-plane)偏差执行平面校正(图2(b))本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据上述描述的原理的系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.05 US 61/...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗思，崔俊焕，史蒂芬·杜迪哈，亚当·斯科特·加里森，克雷格·E·纳尔逊，劳伦斯·尼尔·胡恩，莫瑞斯·邓恩，马修·卡佩罗，安德鲁·亚姆，
申请(专利权)人：韦拉索恩股份有限公司，罗思，崔俊焕，史蒂芬·杜迪哈，亚当·斯科特·加里森，
类型：发明
国别省市：美国,US