一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法技术

本发明专利技术提供一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，其中方法包括：步骤S1：获取超声平面波信号；步骤S2：基于FFT，根据所述超声平面波信号，确定最清晰穿刺针图像；步骤S3：对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理；步骤S4：从图像优化处理结果中分割出穿刺针针体；步骤S5：检测所述穿刺针针体是否穿出探头检测区域；步骤S6：输出检测结果。本发明专利技术的判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，通过超声平面波成像，实时检测穿刺针插入组织的图像，并且在得到针体图像的同时能够预测针的直线路径以及检测针尖位置。的直线路径以及检测针尖位置。的直线路径以及检测针尖位置。

【技术实现步骤摘要】
一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法


[0001]本专利技术涉及超声穿刺
，特别涉及一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法。

技术介绍

[0002]目前，超声穿刺针追踪技术的工作原理主要是通过超声成像技术来实现定位和导航，该技术可以更加精确和安全地帮助医生进行穿刺手术，可以帮助医生在进行穿刺手术时，更准确地定位目标区域，降低手术风险和损伤。超声穿刺针追踪技术还可以提高手术效率和减少手术时间，从而更好地满足患者的治疗需求。
[0003]该技术旨在解决临床应用中，超声穿刺针穿出探头检测区域时，无法第一时间从图像上判断穿刺针针尖是否还在探头检测区域中。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的之一在于提供了一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，通过超声平面波成像，实时检测穿刺针插入组织的图像，并且在得到针体图像的同时能够预测针的直线路径以及检测针尖位置。
[0005]本专利技术实施例提供的一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，包括：
[0006]步骤S1：获取超声平面波信号；
[0007]步骤S2：基于FFT，根据所述超声平面波信号，确定最清晰穿刺针图像；
[0008]步骤S3：对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理；
[0009]步骤S4：从图像优化处理结果中分割出穿刺针针体；
[0010]步骤S5：检测所述穿刺针针体是否穿出探头检测区域；
[0011]步骤S6：输出检测结果。
[0012]优选的，所述步骤S3：对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理，包括：
[0013]对所述最清晰穿刺针图像依次进行压缩、平滑、变换处理。
[0014]优选的，所述步骤S5：检测所述穿刺针针体是否穿出探头检测区域，包括：
[0015]对所述穿刺针针体进行骨架化；
[0016]利用骨架化后的区域图像比较前一帧最清晰穿刺针图像与当前帧最清晰穿刺针图像是否存在帧间差，获得第一结果；
[0017]判断所述穿刺针针体是否存在多普勒频移，获得第二结果；
[0018]当所述第一结果为true、所述第二结果为true时，确定穿刺针针体在探头检测区域并运动；
[0019]当所述第一结果为true、所述第二结果为false时，确定图像卡顿；
[0020]当所述第一结果为false、所述第二结果为true时，确定穿刺针针体已穿出探头检测区域并运动；
[0021]当所述第一结果为false、所述第二结果为false时，确定穿刺针针体已静止。
[0022]优选的，对所述穿刺针针体进行骨架化，包括：
[0023]使用的是形态学处理中膨胀算法和腐蚀算法的算法组合，对所述穿刺针针体进行骨架化，得到穿刺针针体的骨架。
[0024]优选的，形态学处理中膨胀算法和腐蚀算法的算法组合具体如下：
[0025]在对所述穿刺针针体中的每个像素P1进行删除或保留的判断时，关注其周围的8连通邻近点像素P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8的值；
[0026]先判断P1的8连通邻近点：
[0027][0028][0029]其中，B(P1)表示8个邻居中非零邻居的数量，数据类型为int16；A(P1)是指从P2到P9，0
‑
1变化了几次；
[0030]再判断：
[0031][0032]其中，
[0033]最后综合得出：
[0034]P1＝0或者P1＝1。
[0035]优选的，利用骨架化后的区域图像比较前一帧最清晰穿刺针图像与当前帧最清晰穿刺针图像是否存在帧间差，包括：
[0036]frameDiff＝part(skel1)
‑
part(skel2)
[0037]其中，frameDiff是帧间差，数据类型为int16；
[0038]part(skel1)是当前一帧图像只包含针体骨架的二值图，数据类型int16；
[0039]part(skel2)是前一帧图像只包含针体骨架的二值图，数据类型int16。
[0040]优选的，多普勒平移的计算时，因为声波信号为复数，数据类型double，比较前一帧与当前帧相同位置信号数据的频率会有差别；
[0041]公式如下：
[0042][0043]其中：
[0044]f
′
为观察到的频率；
[0045]f为发射源于介质中的原始发射频率；
[0046]v为波在介质中的行进速度；
[0047]v0观察者相对于介质的移动速度，若接近发射源则前方运算符号为+号，反之为
‑
号；
[0048]v
s
为发射源相对于介质的移动速度，若接近观察者则前方运算符号为
‑
号，反之为+号。
[0049]优选的，在超声系统中，声信号经过特质材料的定量级转换为模拟信号，然后模拟信号经过数字电路中的AD转换模块形成数字信号，最后经过一系列预处理得到可供使用的超声平面波信号。
[0050]本专利技术实施例提供的一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的系统，包括：
[0051]超声平面波信号获取模块，用于获取超声平面波信号；
[0052]最清晰穿刺针图像确定模块，用于基于FFT，根据所述超声平面波信号，确定最清晰穿刺针图像；
[0053]图像优化处理模块，用于对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理；
[0054]穿刺针针体分割模块，用于从图像优化处理结果中分割出穿刺针针体；
[0055]检测模块，用于检测所述穿刺针针体是否穿出探头检测区域；
[0056]输出模块，用于输出检测结果。
[0057]优选的，所述图像优化处理模块对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理，包括：
[0058]对所述最清晰穿刺针图像依次进行压缩、平滑、变换处理。
[0059]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0060]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0061]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0062]图1为本专利技术实施例中一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法的示意图；
[0063]图2为本专利技术实施例中判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法的工作流程图；
[0064]图3为本专利技术实施例中判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法的又一工作流程图；
[0065]图4为本专利技术实施例中8连通邻近点示意图；
[0066]图5为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，其特征在于，包括：步骤S1：获取超声平面波信号；步骤S2：基于FFT，根据所述超声平面波信号，确定最清晰穿刺针图像；步骤S3：对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理；步骤S4：从图像优化处理结果中分割出穿刺针针体；步骤S5：检测所述穿刺针针体是否穿出探头检测区域；步骤S6：输出检测结果。2.如权利要求1所述的一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，其特征在于，所述步骤S3：对所述最清晰穿刺针图像进行图像优化处理，包括：对所述最清晰穿刺针图像依次进行压缩、平滑、变换处理。3.如权利要求1所述的一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，其特征在于，所述步骤S5：检测所述穿刺针针体是否穿出探头检测区域，包括：对所述穿刺针针体进行骨架化；利用骨架化后的区域图像比较前一帧最清晰穿刺针图像与当前帧最清晰穿刺针图像是否存在帧间差，获得第一结果；判断所述穿刺针针体是否存在多普勒频移，获得第二结果；当所述第一结果为true、所述第二结果为true时，确定穿刺针针体在探头检测区域并运动；当所述第一结果为true、所述第二结果为false时，确定图像卡顿；当所述第一结果为false、所述第二结果为true时，确定穿刺针针体已穿出探头检测区域并运动；当所述第一结果为false、所述第二结果为false时，确定穿刺针针体已静止。4.如权利要求3所述的一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，其特征在于，对所述穿刺针针体进行骨架化，包括：使用的是形态学处理中膨胀算法和腐蚀算法的算法组合，对所述穿刺针针体进行骨架化，得到穿刺针针体的骨架。5.如权利要求4所述的一种判断超声穿刺针是否穿出探头检测区域的方法，其特征在于，形态学处理中膨胀算法和腐蚀算法的算法组合具体如下：在对所述穿刺针针体中的每个像素P1进行删除或保留的判断时，关注其周围的8连通邻近点像素P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8的值；先判断P1的8连通邻近点：
其中，B(P1)表示8个邻居中非零邻居的数量，数据类型为int16；A(P1)是指从P2到P9，0
‑
1变化了几次；再判断：其中，最后综合得出：P1＝0或者P1＝1。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，丁勇，雅克，
申请(专利权)人：逸超医疗科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：