【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动化弹性超声成像检测，尤其涉及一种自动化定量超声弹性成像方法和系统。
技术介绍
1、弹性是表征一种物质物理特性的重要参数，其中测量某种物质的弹性或者对它的弹性特性分布进行成像对于了解该种物质的属性及结构是一种相当重要的手段，其中组织弹性对疾病的诊断具有重要的参考价值。超声弹性成像能提供与组织异常的病理状态密切相关的组织弹性信息，逐渐被应用于乳腺、肝脏、前列腺等器官疾病筛查中。在临床检查中，超声弹性成像通常由操作者手持探头完成，对操作手法要求高，因此不同操作者获得的成像结果具有较大差异，可重复性差。此外，长时间操作和保持超声探头处于期望位姿增加了操作者身体负担，易引发手腕、腰椎损伤等疾病。
2、超声弹性成像主要分为剪切波弹性成像和准静态弹性成像。剪切波弹性成像通过测量组织内剪切波波速，能够获得定量的组织弹性结果。然而，这种成像方式需要特殊的信号检测和外部激励装置，增加了系统成本和复杂度。准静态弹性成像通过控制探头获取感兴趣区中同一位置两次不同的压力下超声回波信号的波形，利用两次回波信号进行相关运算,获取组织弹性信息。该技术无需额外硬件辅助设备，能兼容任意超声系统，易于实现和广泛部署。但由于准静态弹性成像要求探头在轴向方向做挤压运动，徒手操作难以保证均匀一致的应力和成像精度，且只能得到二维、定性的组织弹性结果，不便于在临床诊疗中推广应用。
3、采用机器人辅助进行弹性超声成像的诊疗方式有助于实现成像过程的自动化，提高成像结果准确性、可重复性和可参考性，同时缓解操作者工作负荷，具有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种自动化定量超声弹性成像方法和系统，用以解决现有技术中难以同时兼顾系统成本、复杂度和扩展性的缺陷，实现系统成本更低、复杂度更低和扩展性更高的三维超声图像的重建。
2、本专利技术提供一种自动化定量超声弹性成像方法，包括：
3、s1：扫描待测组织的人体表面，得到表面点云图像，根据所述表面点云图像生成规划扫描轨迹并计算所述规划扫描轨迹中各成像位点的法向量；
4、s2：将所述规划扫描轨迹的起始点作为当前成像位点；
5、s3：沿着所述当前成像位点的法向量进行超声扫描，在所述当前成像位点处调整超声探头的位姿满足预设条件，采集所述当前成像位点处的成像数据，所述成像数据包括超声回波信号、所述超声探头的接触力和位姿；根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果；
6、s4：将所述规划扫描轨迹的下一个成像位点作为当前成像位点，重复步骤s3，直至所述当前成像位点是所述规划扫描轨迹中的最后一个成像位点；
7、s5：根据所述成像数据、所述定量弹性超声成像结果进行待测组织三维超声图像的重建，得到目标三维超声图像。
8、根据本专利技术提供的一种自动化定量超声弹性成像方法，所述成像数据包括第一成像数据和第二成像数据；所述在所述当前成像位点处调整超声探头的位姿满足预设条件，采集所述当前成像位点处的成像数据，具体包括:
9、在所述当前成像位点处调整超声探头的位姿满足预设条件，采集所述当前成像位点处的第一超声回波信号，并记录所述当前成像位点处所述超声探头的接触力和位姿，得到第一成像数据；
10、控制所述超声探头进行移动，在移动后的当前位置处调整超声探头的位姿角度满足预设条件，采集所述当前位置处的第二超声回波信号，并记录所述当前位置处所述超声探头的接触力和位姿，得到第二成像数据；
11、持续采集所述第二成像数据，直至所述超声探头恢复到最开始的所述当前成像位点的位置。
12、根据本专利技术提供的一种自动化定量超声弹性成像方法，所述控制所述超声探头进行移动，具体包括：
13、控制所述超声探头沿着所述当前成像位点的法向量指向所述待测组织表面的方向和/或背向所述待测组织表面的方向运动。
14、根据本专利技术提供的一种自动化定量超声弹性成像方法，所述预设条件包括：所述超声探头贴着所述待测组织的人体表面并与所述当前成像位点的法向量平行，和/或所述超声探头的轴向接触力的组织应力为预设值。
15、根据本专利技术提供的一种自动化定量超声弹性成像方法，所述根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果，具体包括：
16、根据所述第一成像数据和所有所述第二成像数据组成第一成像位点图像集；
17、从所述第一成像位点图像集中提取任意两组图像数据；
18、对于每组所述图像数据，根据所述成像数据计算按压前后所述超声回波信号的形变场和组织轴向应变场；根据按压前后所述超声探头的位姿计算所述超声探头的轴向按压位移，根据按压前后所述超声探头接触力得到所述超声探头施加在所述待测组织上的轴向力；
19、根据所述形变场、所述组织轴向应变场、所述轴向按压位移、所述轴向力计算得到所述图像数据对应的所述待测组织的杨氏模量；
20、根据配准后的所述图像数据的相似性对所述图像数据对应的所述杨氏模量进行加权平均，得到定量弹性超声成像结果。
21、根据本专利技术提供的一种自动化定量超声弹性成像方法，所述根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果，之后还包括：
22、根据所述定量弹性超声成像结果判断是否存在可疑病变区域，若存在，则调整规划扫描轨迹使所述可疑病变区域处于所述超声探头的成像视野中间。
23、本专利技术还提供一种自动化定量超声弹性成像系统，用于实施如上述任一种所述的自动化定量超声弹性成像方法，包括：
24、深度成像模块，用于扫描待测组织的人体表面，得到表面点云图像，根据所述表面点云图像生成规划扫描轨迹并计算所述规划扫描轨迹中各成像位点的法向量；
25、超声探头，用于发射超声波信号，并采集超声回波信号；
26、机械臂，用于握持所述超声探头；
27、机械臂控制模块，用于确定当前成像位点，沿着所述当前成像位点的法向量控制所述机械臂以调整所述超声探头的方向及位置以对待测组织进行扫查；
28、数据采集及存储模块，用于在所述当前成像位点处调整超声探头的位姿满足预设条件，采集所述当前成像位点处的成像数据，所述成像数据包括超声回波信号、所述超声探头的接触力和位姿；
29、弹性参数计算模块，用于根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果；
30、超声成像模块，用于根据所述成像数据、所述定量弹性超声成像结果进行待测组织三维超声图像的重建，得到目标三维超声图像；
31、所述深度成像模块和所述机械臂控制模块连接，所述机械臂控制模块和所述机械臂、所述数据采集及存储本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述成像数据包括第一成像数据和第二成像数据；所述在所述当前成像位点处调整超声探头的位姿满足预设条件，采集所述当前成像位点处的成像数据，具体包括:
3.根据权利要求2所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述控制所述超声探头进行移动，具体包括：
4.根据权利要求3或4所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述超声探头贴着所述待测组织的人体表面并与所述当前成像位点的法向量平行，和/或所述超声探头的轴向接触力的组织应力为预设值。
5.根据权利要求4所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果，具体包括：
6.根据权利要求1所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果，之后还包括：
7.一种自动化定量超声弹性成像系统
8.根据权利要求7所述的自动化定量超声弹性成像系统，其特征在于，所述机械臂为六轴机械臂。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述自动化定量超声弹性成像方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述自动化定量超声弹性成像方法。
...【技术特征摘要】
1.一种自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述成像数据包括第一成像数据和第二成像数据；所述在所述当前成像位点处调整超声探头的位姿满足预设条件，采集所述当前成像位点处的成像数据，具体包括:
3.根据权利要求2所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述控制所述超声探头进行移动，具体包括：
4.根据权利要求3或4所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述超声探头贴着所述待测组织的人体表面并与所述当前成像位点的法向量平行，和/或所述超声探头的轴向接触力的组织应力为预设值。
5.根据权利要求4所述的自动化定量超声弹性成像方法，其特征在于，所述根据所述成像数据计算图像中各点的杨氏模量，进而得到定量弹性超声成像结果，具体包...
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