一种四肢肌骨超声断层成像系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种四肢肌骨超声断层成像系统，包括超声断层成像仪床体和储液箱，超声断层成像仪床体安装有至少一组2048阵元的环形超声探头、高压激励和回波采集子系统、运动控制与成像重建服务器、运动控制机构和阅片工作站，并提供了配套的使用方法，实现了标准化的，立体的，无金属伪影干扰和适应各种类型患者的四肢肌骨软组织成像。者的四肢肌骨软组织成像。者的四肢肌骨软组织成像。

【技术实现步骤摘要】
一种四肢肌骨超声断层成像系统及方法


[0001]本专利技术属于超声成像领域中，更具体地，涉及一种四肢肌骨超声断层成像方法及系统。

技术介绍

[0002]超声成像系统因为其对软组织的优良显像和便于操作以及实时成像的优点，正广泛用于临床软组织疾患的诊断中，特别是肌骨超声领域。传统意义上，肌骨超声是指利用超声成像设备对肌肉，骨骼表面、神经、肌腱、血管，病变肿块等结构进行成像从而达到疾病诊断的目的。但是，即使对于经验丰富的超声医师，肌骨超声检查依然具有很大挑战性。除超声外，MRI也常用于软组织成像，但其成本通常较为昂贵，并且不能用于有金属植入物的患者。
[0003]在当下，由于各种原因带来的肌腱、韧带、半月板和肌肉的拉伤撕裂和各种血肿，神经积液或肿大以及各类囊肿，包块等软组织疾患正在大量的危害着人们的健康。临床上对于肌骨成像手段中，传统超声检查依赖医生的经验和手法，缺少标准化扫查方法；平片X光缺少立体信息，并且无法显示软组织信息；X
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CT扫查是检测组织对于X射线的吸收，对于有植入物的患者金属伪影较强，结构显示不清晰，无法较清楚的识别神经和血管等肌骨领域内疾病诊断的关键组织；核磁共振显示人体内水分子的分布情况，由于不同组织含水量不同，所以核磁共振对于肌腱、肌肉和神经等组织的细节显示不全，且无法适应体内有金属植入物的患者。
[0004]有鉴于此，申请人提出了一种基于2048阵元环形超声探头的新型四肢肌骨超声断层成像方法，并且提供了一套四肢肌骨超声扫描成像系统，以实现标准化的，立体的，无金属伪影干扰和适应各种类型患者的四肢肌骨软组织成像。根据目前的成像结果显示，四肢肌骨超声断层系统可以用于：血管神经显示、诊断软组织肿瘤、骨肉瘤诊断及术前评估、骨肉瘤术后复查随访评估、分析病人疼痛原因等等，并且这些应用基本上是其他成像手段无法应用或者是效果不如超声断层成像的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种四肢肌骨超声断层成像方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的目前肌骨成像手段中现有的成像技术无法实现标准化的、立体的、无金属伪影干扰和适应各种类型患者的四肢肌骨软组织成像的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种四肢肌骨超声断层成像系统，包括超声断层成像仪床体和储液箱，述超声断层成像仪床体安装有至少一组2048阵元的环形超声探头，储液箱设置于所述超声断层成像仪床体下方，2048阵元的环形超声探头伸入所述储液箱内，还包括：
[0007]高压激励和回波采集子系统，其用于产生特定的高压信号激励超声探头产生超声波，并收集探头接收到回波信号，并进行预处理并传输至成像重建子系统；
[0008]运动控制与成像重建服务器，其与所述高压激励和回波采集子系统通讯连接，其内存储有预设好相关参数的精密运动控制算法和超声断层图像重建模块以及数据重排与解码模块，该服务器在接收到所述高压激励和回波采集子系统采集到的数据后，将多层回波数据解码后重排为实际物理阵元的发射顺序，超声断层图像重建模块运用重排解码后的数据实现超声四肢肌骨断层图像重建。
[0009]运动控制机构，其用于根据存储于所述运动控制与成像重建服务器之中的精密运动控制算法来控制所述环形超声探头与所述储液箱之间的相对位置；
[0010]阅片工作站，其用于将所述运动控制与成像重建服务器重建得到的超声四肢肌骨断层图像显示给使用者。
[0011]作为一种优选的技术方案，预处理包括放大、滤波和数字化处理。
[0012]作为一种优选的技术方案，运动控制机构包括支架，所述支架的一侧上端通过螺钉I安装有控制箱，所述支架的另一侧上端固定安装有丝杆模块，所述丝杆模块的滑块上通过螺钉II安装有步进电机蜗杆减速器，所述步进电机蜗杆减速器的下端通过螺钉II固定安装在连接架上，所述连接架的下端固定连接有固定托盘，所述固定托盘中上放置有旋转托盘，所述固定托盘与旋转托盘之间的间隙处环绕设置若干个有滚珠，所述旋转托盘的外侧环绕焊接有托盘外轮齿，所述固定托盘的一外侧焊接固定有连接耳板，所述连接耳板上开设有轴承孔，轴承孔中插设并焊接固定有轴承，所述步进电机蜗杆减速器的下端设置有输出转轴，所述输出转轴的下端插设在轴承中，所述输出转轴上位于连接耳板的上方固定套设有齿轮，所述齿轮与旋转托盘上的托盘外轮齿啮合，所述旋转托盘上固定有环形超声探头，所述支架的一侧设置有水箱，所述固定托盘、旋转托盘以及环形超声探头均放置于水箱中。
[0013]作为一种优选的技术方案，运动控制与成像重建服务器内还存储有图像后处理与显示模块，该模块会对重建后的图像进行灰度映射、背景分割、噪声去除的后处理操作后在所述阅片工作站上完成二维显示和三维重建。
[0014]一种四肢肌骨超声断层成像方法，使用了上述的一种四肢肌骨超声断层成像系统，包括以下步骤：
[0015]S1：扫描前，加水或耦合剂浸没成像区域及超声环形换能器，调整被检查者体位使待检查区域置于所述环形超声探头的换能器的中心位置处；
[0016]S2：设置扫描参数，并确认安全事项后开始扫描；
[0017]S3：所述运动控制与成像重建服务器发送激励采集指令与运动控制机构操作指令，激励采集系统激励产生超声波并接收超声回拨信号；所述运动控制与成像重建服务器接收采集系统传输来的原始数据，并将其保存待后续处理；
[0018]S4：所述运动控制与成像重建服务器对原始数据进行重排和解码，使得回波数据排列符合阵元的实际物理排列顺序，使用特定的重建算法，重建超声四肢肌骨断层图像；
[0019]S5：将重建结果预览在所述阅片工作站的显示器上。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1)提出了一种基于2048阵元环形超声探头的新型四肢肌骨超声断层成像方法，并且提供了一套四肢肌骨超声扫描成像系统，实现了标准化的，立体的，无金属伪影干扰和适应各种类型患者的四肢肌骨软组织成像。根据目前的成像结果显示，肌骨超声CT系统可以
用于：血管神经显示、诊断软组织肿瘤、骨肉瘤诊断及术前评估、骨肉瘤术后复查随访评估、分析病人疼痛原因等等，并且这些应用基本上是其他成像手段无法应用或者是效果不如超声断层的。
[0022]2)可实现标准化的扫描，因此能对扫描图像进行三维立体化重建，这是传统超声和平片CT所不能实现的；
[0023]3)相较于X
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CT扫查，超声断层成像不会有金属伪影，同时解决了MRI不能对具有金属植入物的患者进行检查的局限性；
[0024]4)超声对于软组织的成像效果优于MRI与CT,能够显示更多软组织如肌肉的纹理与细节。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一种四肢肌骨超声断层成像系统的结构框图；
[0026]图2为本专利技术一种四肢肌骨超声断层成像方法的流程图；
[0027]图3为X
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CT成像结果与使用本专利技术四肢肌骨超声断层成像方法及系统得到的肌骨超声断层成像结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四肢肌骨超声断层成像系统，包括超声断层成像仪床体和储液箱，其特征在于，所述超声断层成像仪床体安装有至少一组2048阵元的环形超声探头，所述储液箱设置于所述超声断层成像仪床体下方，所述2048阵元的环形超声探头伸入所述储液箱内，还包括：高压激励和回波采集子系统，其用于产生特定的高压信号激励超声探头产生超声波，并收集探头接收到回波信号，并进行预处理并传输至成像重建子系统；运动控制与成像重建服务器，其与所述高压激励和回波采集子系统通讯连接，其内存储有预设好相关参数的精密运动控制算法和超声断层图像重建模块以及数据重排与解码模块，该服务器在接收到所述高压激励和回波采集子系统采集到的数据后，将多层回波数据解码后重排为实际物理阵元的发射顺序，超声断层图像重建模块运用重排解码后的数据实现超声四肢肌骨断层图像重建。运动控制机构，其用于根据存储于所述运动控制与成像重建服务器之中的精密运动控制算法来控制所述环形超声探头与所述储液箱之间的相对位置；阅片工作站，其用于将所述运动控制与成像重建服务器重建得到的超声四肢肌骨断层图像显示给使用者。2.根据权利要求1所述的一种四肢肌骨超声断层成像方法及系统，其特征在于，所述预处理包括放大、滤波和数字化处理。3.根据权利要求1所述的一种四肢肌骨超声断层成像系统，其特征在于，所述运动控制机构包括支架，所述支架的一侧上端通过螺钉I安装有控制箱，所述支架的另一侧上端固定安装有丝杆模块，所述丝杆模块的滑块上通过螺钉II安装有步进电机蜗杆减速器，所述步进电机蜗杆减速器的下端通过螺钉II固定安装在连接架上，所述连接架的下端固定连接有固定托盘，所述固定托盘中上放置有旋转托盘，所述固定托盘与...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉迟明，郑元义，丁明跃，胡兵，张求德，魏聪，张辉，陈捷，杨涵韬，陈莉，刘权权，应涛，周亮，孔郁东，
申请(专利权)人：上海市第六人民医院，
类型：发明
国别省市：