一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统技术方案

本发明专利技术公开一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，所述系统包括：超声探头，超声探头被配置成对患者进行连续超声扫描而形成多个超声图像；一个或多个三维视觉采集模块，一个或多个三维视觉采集模块用于连续采集患者和超声探头而形成三维视觉信息；处理设备，处理设备用于根据三维视觉采集模块的第一位置信息、多个超声图像和三维视觉信息，实时产生与多个超声图像匹配的三维超声模型，三维超声模型中包括三维患者模型和超声探头的位置及朝向。本发明专利技术通过提供三维超声模型以加强超声医生的感知，并将超声扫描的过程进行规范化、数字化、形象化，同时，由于整个扫描过程可以被记录，可以用于指导其他超声医师阅读超声图像。图像。图像。

【技术实现步骤摘要】
一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统


[0001]本专利技术涉及超声扫描
，尤其涉及一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统。

技术介绍

[0002]超声扫描是医疗当中常用的手段，而超声医生的经验与水平直接决定了超声扫描的质量。而超声扫描的质量评估需要借助超声扫描中的额外信息进行评判，例如利用超声探头与病人身体的相对位置。由于不同的超声操作医生采用超声探头对人体部位进行超声扫描时，会存在不同的超声探头朝向，这样会导致在针对同一人体部位的扫描中，不同的医生操作会产生不同的超声图像。此种情况的弊端在于，医生在对超声图像进行判断时，若该超声图像不是自己操作扫描的，将会无法读懂该超声图像。这将会为治疗病患带来阻碍。

技术实现思路

[0003]鉴于以上技术问题，本专利技术提供了一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，以解决上述提及的问题。
[0004]本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
[0005]本专利技术公开一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，所述系统包括：超声探头，所述超声探头被配置成对患者进行连续超声扫描而形成多个超声图像；一个或多个三维视觉采集模块，一个或多个所述三维视觉采集模块用于连续采集患者和所述超声探头而形成三维视觉信息；处理设备，所述处理设备用于根据所述三维视觉采集模块的第一位置信息、多个所述超声图像和所述三维视觉信息，实时产生与多个所述超声图像匹配的三维超声模型，所述三维超声模型中包括三维患者模型和所述超声探头的位置及朝向。
[0006]进一步的，所述处理设备包括位置测量模块、三维重建模块、融合模块，其中：所述位置测量模块用于计算所述第一位置信息和所述三维视觉信息，得到所述超声探头相对于患者的第二位置信息，所述第二位置信息包括所述超声探头的空间坐标和朝向；所述三维重建模块用于根据所述第一位置信息和所述三维视觉信息，得到所述三维患者模型；所述融合模块用于将所述第二位置信息和所述三维患者模型合成得到所述三维超声。
[0007]进一步的，所述位置测量模块在获得所述第二位置信息的过程中，具体执行以下情况中的一种或多种：
[0008]在所述三维视觉信息中获取所述超声探头的三维点云模型，并根据所述超声探头的三维点云模型的空间位置转移矩阵以得到所述第二位置信息；
[0009]识别所述三维视觉信息中包含的二维图像，二维图像中具有所述超声探头的外壳上设置的第一标记图片，计算出所述第一标记图片与所述三维视觉采集模块的相对空间位置关系，得到所述超声探头的第二位置信息；
[0010]识别所述三维视觉信息中设置于所述超声探头上的数据线缆的多个第二标记图
片，计算出所述第二标记图片与所述三维视觉采集模块的相对空间位置关系，得到所述超声探头的第二位置信息；
[0011]在所述三维视觉信息中获取设置于所述超声探头的物理标记结构的三维点云模型，并根据所述物理标记结构的三维点云模型的空间位置转移矩阵以得到所述第二位置信息，其中，所述物理标记结构具有多个，其呈规则或不规则形状，以及别呈现不同的颜色。
[0012]进一步的，所述位置测量模块还用于获取包含有所述物理标记结构的二维图像，通过计算出在二维图像中所述物理标记结构与所述三维视觉采集模块的相对空间位置关系而得到所述超声探头的第二位置信息。
[0013]进一步的，一个或多个所述三维视觉采集模块与所述超声探头连接于同一机械臂上；或一个或多个所述三维视觉采集模块设置于一个或多个可独立自由移动的多轴机器人上，所述多轴机器人设置于可采集到一个或多个所述超声探头及患者姿态的任意位置上，以及所述多轴机器人具有多个运动自由度。
[0014]进一步的，所述处理设备在获得超声图像时，还获得所述超声探头接触患者所产生的接触力信息，所述处理设备将所述接触力信息匹配进所述三维超声模型中。
[0015]进一步的，所述超声探头的超声波发生区域内覆盖有弹性传感材料，所述超声图像中包括所述弹性传感材料的形状；所述处理设备基于所述超声图像计算出所述弹性传感材料的形变量，及基于所述形变量而求得所述弹性传感材料所受到的所述接触力信息。
[0016]进一步的，所述超声探头与力传感模块连接，所述力传感模块用于在所述超声探头被施加外力时感知所述接触力信息。
[0017]进一步的，所述三维视觉采集模块包括三维相机、三维线扫激光扫描仪中的一种或两种。
[0018]进一步的，所述处理设备还用于将包括有所述超声图像和所述三维视觉信息的所述三维超声模型实时显示，和以流媒体或图片形式存储。
[0019]本公开的技术方案具有以下有益效果：
[0020]提供一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，该系统可对超声扫描过程进行优化后的标准化处理。由于超声医生的经验与水平直接决定了超声扫描的质量。而超声扫描的质量评估需要借助超声扫描中的额外信息进行评判，例如利用超声探头与病人身体的相对位置，本系统提供三维超声模型以加强超声医生的感知，利用超声探头的相对位置以确认三维超声模型与二维超声图像的采集点，并且借助力传感技术感知超声探头与患者之间的接触力，以判断医生在扫描过程中的手法。因此，在此基于本公开可以记录超声医生在扫图过程中行为，并辅以对应的三维超声模型、二维为超声图像及接触力信息。借助本公开，可为任意超声扫描过程采集标准化信息，并一次建立标准化模型。
[0021]所需要的信息将不但可以在超声扫描过程中实时显示，同时也会被记录下来并在扫描完成后作为交叉验证。在读片诊断过程中，该系统可为读片医生提供扫图医生在超声扫描过程中的全部信息，从而辅助读片医生更好地对超声结果进行判断。
附图说明
[0022]图1为本说明书实施例中超声扫描系统的结构示意图；
[0023]图2为本说明书实施例中三维视觉采集模块的其中一种示例性结构图；
[0024]图3为本说明书实施例中三维视觉采集模块的再一种示例性结构图
[0025]图4为本说明书实施例中超声探头的弹性传感材料的受力示意图；
[0026]图5为本说明书实施例中由形变量计算得到接触力信息的方法流程图；
[0027]图6为本说明书实施例中超声探头的其中一种示例性结构图；
[0028]图7为本说明书实施例中处理设备的结构框图；
[0029]图8为本说明书实施例中超声探头的再一种示例性结构图。
[0030]附图标记说明：100、超声探头；101、弹性传感材料；102、被检测物；103、第一外壳；104、第二外壳；105、第一标记图片；106、第二标记图片；107、物理标记结构；200、三维视觉设备；201、三维视觉采集模块；202、多轴机器人；203、行动轮；300、处理设备；301、位置测量模块；302、三维重建模块；303、融合模块；304、接触力计算模块；400、显示设备。
具体实施方式
[0031]下面将结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，其特征在于，所述系统包括：超声探头，所述超声探头被配置成对患者进行连续超声扫描而形成多个超声图像；一个或多个三维视觉采集模块，一个或多个所述三维视觉采集模块用于连续采集患者和所述超声探头而形成三维视觉信息；处理设备，所述处理设备用于根据所述三维视觉采集模块的第一位置信息、多个所述超声图像和所述三维视觉信息，实时产生与多个所述超声图像匹配的三维超声模型，所述三维超声模型中包括三维患者模型和所述超声探头的位置及朝向。2.根据权利要求1所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，其特征在于，所述处理设备包括位置测量模块、三维重建模块、融合模块，其中：所述位置测量模块用于计算所述第一位置信息和所述三维视觉信息，得到所述超声探头相对于患者的第二位置信息，所述第二位置信息包括所述超声探头的空间坐标和朝向；所述三维重建模块用于根据所述第一位置信息和所述三维视觉信息，得到所述三维患者模型；所述融合模块用于将所述第二位置信息和所述三维患者模型合成得到所述三维超声。3.根据权利要求2所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统，其特征在于，所述位置测量模块在获得所述第二位置信息的过程中，具体执行以下情况中的一种或多种：在所述三维视觉信息中获取所述超声探头的三维点云模型，并根据所述超声探头的三维点云模型的空间位置转移矩阵以得到所述第二位置信息；识别所述三维视觉信息中包含的二维图像，二维图像中具有所述超声探头的外壳上设置的第一标记图片，计算出所述第一标记图片与所述三维视觉采集模块的相对空间位置关系，得到所述超声探头的第二位置信息；识别所述三维视觉信息中设置于所述超声探头上的数据线缆的多个第二标记图片，计算出所述第二标记图片与所述三维视觉采集模块的相对空间位置关系，得到所述超声探头的第二位置信息；在所述三维视觉信息中获取设置于所述超声探头的物理标记结构的三维点云模型，并根据所述物理标记结构的三维点云模型的空间位置转移矩阵以得到所述第二位置信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：白仲皖，鱼晨，
申请(专利权)人：华力创科学深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：