專利名稱：超聲3d掃描導(dǎo)向和重建方法和裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及超聲3D掃查技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲3D掃描導(dǎo)向和重建 方法和裝置及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前超聲3D掃查技術(shù)領(lǐng)域中，前沿技術(shù)主要集中在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面，例如中國專 利申請?zhí)?00510006818. 5、發(fā)明名稱為“用于形成3D超聲圖像的設(shè)備和方法”和中國專利 申請?zhí)?2829603、發(fā)明名稱為“用于超聲射束三維掃描的機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)”。然而，在應(yīng)用中由于探頭尺寸、功率限制等因素的原因，往往一楨3D超聲圖像掃 查的范圍有限，很多時候不能完整掃查整個被掃查的臟器。在這種情況下，常常需要臨床醫(yī) 生移動超聲探頭以便對不同的位置進(jìn)行掃查。這種方式會造成將一些切面漏檢，從而給臨 床診斷造成影響，有時還會貽誤病情。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是提供一種能夠在多點(diǎn)進(jìn)行掃描然后將不同位置 的3D掃描圖像進(jìn)行重建從而得到整個臟器的超聲3D圖像的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法 和裝置及其系統(tǒng)。為了解決上述問題，本發(fā)明超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法的技術(shù)方案為掃查步驟對臟器進(jìn)行多點(diǎn)掃查以獲得多個3D圖像，每個3D圖像包含相應(yīng)的特征 fn息；重建步驟根據(jù)這些3D圖像重建整個臟器的3D圖像。所述特征信息包括特征血管、組織形態(tài)。其中，所述重建步驟進(jìn)一步包括提取步驟提取相鄰兩個3D圖像的所述特征信息；坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化步驟利用所述特征信息將一個3D圖像中的點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為在另一 個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；重復(fù)上述步驟直至所有3D圖像都處于一個坐標(biāo)系下。所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化步驟進(jìn)一步包括找出這兩個3D圖像共有的4個特征點(diǎn)，所述特征點(diǎn)是包含特征信息的空間上的占.
^ \\\ 對于每個特征點(diǎn)W，分別列出下列三個方程式χ' w = Rn*xw+R12*yw+R13*zw+tx _7]y' w = R21*xw+R22*yw+R23*zw+tyz' w = R31*xw+R32*yw+R33*Zw+tz其中，(xw，yw，zw)為特征點(diǎn)w在一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，(x' w，y' w,z' w) 為該特征點(diǎn)w在另一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；
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通過所列出的12個方程式得到12個未知數(shù)1^、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33>
tx、ty和tz的值；將所得12個未知數(shù)值代入下列方程式并按下列方程式進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化 χ Ru R12 R13 tx χ
權(quán)利要求
1.一種超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法，其特征在于，包括，掃查步驟對臟器進(jìn)行多點(diǎn)掃查以獲得多個3D圖像，每個3D圖像包含相應(yīng)的特征信息；重建步驟根據(jù)這些3D圖像重建整個臟器的3D圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法，其特征在于，所述特征信息包括 特征血管、組織形態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法，其特征在于，所述重建步驟進(jìn)一 步包括提取步驟提取相鄰兩個3D圖像的所述特征信息；坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化步驟利用所述特征信息將一個3D圖像中的點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為在另一個3D 圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；重復(fù)上述步驟直至所有3D圖像都處于一個坐標(biāo)系下。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法，其特征在于，所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化步 驟進(jìn)一步包括找出這兩個3D圖像共有的4個特征點(diǎn)，所述特征點(diǎn)是包含特征信息的空間上的點(diǎn)； 對于每個特征點(diǎn)W，分別列出下列三個方程式 χ' w = Rn*Xw+R12*yw+R13*zw+tx y' W = R21*x,R22*Wzw+ty Z' w = R31*xw+R32*yw+R33*zw+tz其中，(xw，yw，Zw)為特征點(diǎn)w在一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，(x' w，y' w,z' w)為該 特征點(diǎn)W在另一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；通過所列出的12個方程式得到12個未知數(shù)Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值；將所得12個未知數(shù)值代入下列方程式并按下列方程式進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化
5.如權(quán)利要求4所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法，其特征在于還包括驗證步驟，用于驗證拼接后所得的所述整個臟器的3D圖像的拼接誤差是否在 可接受的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法，其特征在于，所述驗證步驟進(jìn)一 步包括選擇3D圖像m和3D圖像η所共有的L個特征點(diǎn)； 按如下公式計算所述拼接誤差
7.一種超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，其特征在于，包括，掃查單元對臟器進(jìn)行多點(diǎn)掃查以獲得多個3D圖像，每個3D圖像包含相應(yīng)的特征信息；重建單元根據(jù)這些3D圖像重建整個臟器的3D圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，其特征在于，所述特征信息包括 特征血管、組織形態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，其特征在于，所述重建單元進(jìn)一 步包括提取單元提取相鄰兩個3D圖像的所述特征信息；坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化單元利用所述特征信息將一個3D圖像中的點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為在另一個3D 圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
10.如權(quán)利要求9所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化單 元進(jìn)一步包括找出這兩個3D圖像共有的4個特征點(diǎn)的單元，所述特征點(diǎn)是包含特征信息的空間上的點(diǎn)；對于每個特征點(diǎn)W，分別列出下列三個方程式的單元 χ' w = Rn*Xw+R12*yw+R13*zw+tx y' W = R21*x,R22*Wzw+ty ζ' w = R31*xw+R32*yw+R33*zw+tz其中，(xw，yw，Zw)為特征點(diǎn)w在一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，(x' w，y' w,z' w)為該 特征點(diǎn)W在另一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；通過所列出的12個方程式得到12個未知數(shù)Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值的單元；將所得12個未知數(shù)值代入下列方程式并按下列方程式進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化的單元
11.如權(quán)利要求10所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，其特征在于還包括驗證單元，用于驗證拼接后所得的所述整個臟器的3D圖像的拼接誤差是否在 可接受的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，其特征在于，所述驗證單元進(jìn) 一步包括選擇3D圖像m和3D圖像η所共有的L個特征點(diǎn)的單元；按如下公式計算所述拼接誤差的單元
13.—種超聲系統(tǒng)，其特征在于，包括超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置，所述超聲3D掃描導(dǎo) 向和重建裝置包括掃查單元對臟器進(jìn)行多點(diǎn)掃查以獲得多個3D圖像，每個3D圖像包含相應(yīng)的特征信息；重建單元根據(jù)這些3D圖像重建整個臟器的3D圖像。
14.如權(quán)利要求13所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于，所述特征信息包括特征血管、組織形態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于，所述重建單元進(jìn)一步包括 提取單元提取相鄰兩個3D圖像的所述特征信息；坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化單元利用所述特征信息將一個3D圖像中的點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為在另一個3D 圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
16.如權(quán)利要求15所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于，所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化單元進(jìn)一步包括 找出這兩個3D圖像共有的4個特征點(diǎn)的單元，所述特征點(diǎn)是包含特征信息的空間上的占.對于每個特征點(diǎn)W，分別列出下列三個方程式的單元 χ' w = Rn*Xw+R12*yw+R13*zw+tx y' W = R21*x,R22*Wzw+ty ζ' w = R31*xw+R32*yw+R33*zw+tz其中，(xw，yw，Zw)為特征點(diǎn)w在一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，(x' w，y' w,z' w)為該 特征點(diǎn)W在另一個3D圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；通過所列出的12個方程式得到12個未知數(shù)Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值的單元；將所得12個未知數(shù)值代入下列方程式并按下列方程式進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化的單元
17.如權(quán)利要求16所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于還包括驗證單元，用于驗證拼接后所得的所述整個臟器的3D圖像的拼接誤差是否在 可接受的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求17所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于，所述驗證單元進(jìn)一步包括選擇3D圖像m和3D圖像η所共有的L個特征點(diǎn)的單元； 按如下公式計算所述拼接誤差的單元
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法和裝置及其系統(tǒng)。所述超聲3D掃描導(dǎo)向和重建方法包括掃查步驟對臟器進(jìn)行多點(diǎn)掃查以獲得多個3D圖像，每個3D圖像包含相應(yīng)的特征信息；重建步驟根據(jù)這些3D圖像重建整個臟器的3D圖像。所述超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置包括掃查單元和重建單元。所述超聲系統(tǒng)包括所述超聲3D掃描導(dǎo)向和重建裝置。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠在多點(diǎn)進(jìn)行掃描然后將不同位置的3D掃描圖像進(jìn)行重建從而得到整個臟器的超聲3D圖像。
文檔編號A61B8/00GK102078203SQ20091022586
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者沈亮, 陳惠人 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司