超音波掃描系統(tǒng)、超音波掃描方法及超音波探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超音波掃描系統(tǒng)、超音波掃描方法及超音波探頭，其中超音波掃描系統(tǒng)包含超音波掃描儀、超音波探頭以及攝像單元。超音波探頭包含殼體、通訊單元以及超音波掃描器。超音波掃描器對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自標的物反射的超音波訊號，其中超音波訊號經(jīng)由通訊單元傳送至超音波掃描儀。攝像單元擷取標的物的局部影像，且將局部影像傳送至超音波掃描儀。超音波掃描儀根據(jù)超音波訊號產(chǎn)生原始超音波影像，且賦予原始超音波影像中的物體的第一顏色。超音波掃描儀計算局部影像的第二顏色，且將第一顏色轉(zhuǎn)換為第二顏色。
【專利說明】超音波掃描系統(tǒng)、超音波掃描方法及超音波探頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種超音波掃描系統(tǒng)、超音波掃描方法及超音波探頭,尤指一種可將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色的超音波掃描系統(tǒng)、超音波掃描方法及超音波探頭。

【背景技術(shù)】
[0002]超音波掃描在產(chǎn)科上的應(yīng)用已有五十年左右，隨著超音波掃描性能的提升與醫(yī)學(xué)的進步，產(chǎn)科超音波掃描檢查已經(jīng)成為篩檢胎兒先天異常和產(chǎn)前診斷的一大利器。一般而言，超音波影像的顏色是以黑白來呈現(xiàn)，所以又稱為灰階超音波影像。為了讓胎兒的超音波影像看起來更為真實，目前超音波掃描技術(shù)系可將胎兒的影像轉(zhuǎn)換為一預(yù)定的顏色(例如，黃色或橘色)，然而，由于此預(yù)定的顏色為系統(tǒng)預(yù)設(shè)，還是無法忠實呈現(xiàn)胎兒真正的膚色，使得視覺效果大打折扣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種超音波掃描系統(tǒng)、超音波掃描方法及超音波探頭，其可將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色，以解決上述問題。
[0004]本發(fā)明提供了一種超音波掃描系統(tǒng)，包含:
[0005]超音波掃描儀；以及
[0006]超音波探頭，與該超音波掃描儀形成通訊，該超音波探頭包含:
[0007]殼體；
[0008]通訊單元；以及
[0009]超音波掃描器，設(shè)置于該殼體中且電性連接于該通訊單元，該超音波掃描器對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號，該超音波訊號經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀；以及
[0010]攝像單元，與該超音波掃描儀形成通訊，該攝像單元擷取該標的物的局部影像，且將該局部影像傳送至該超音波掃描儀；
[0011]其中，該超音波掃描儀根據(jù)該超音波訊號產(chǎn)生原始超音波影像，且賦予該原始超音波影像中的物體第一顏色，該超音波掃描儀計算該局部影像的第二顏色，且將該第一顏色轉(zhuǎn)換為該第二顏色。
[0012]較佳的，該標的物為母體，該第二顏色為該母體的膚色，且該物體為胎兒。
[0013]較佳的，該超音波掃描儀將該原始超音波影像分割成背景影像以及包含該物體的前景影像；該超音波掃描儀根據(jù)該前景影像于該原始超音波影像中找出該物體，將該原始超音波影像中的該物體的所有像素值平均，以得到第一平均像素值，且將該局部影像中的所有像素值平均，以得到第二平均像素值；當該物體中的原始像素值等于該第一平均像素值時，該超音波掃描儀以該第二平均像素值取代該原始像素值；當該物體中的該原始像素值大于該第一平均像素值時，該超音波掃描儀將該第二平均像素值增強，且以增強后的該第二平均像素值取代該原始像素值；當該物體中的該原始像素值小于該第一平均像素值時，該超音波掃描儀將該第二平均像素值減弱，且以減弱后的該第二平均像素值取代該原始像素值。
[0014]較佳的，在將該局部影像中的所有像素值平均前，該超音波掃描儀先對該局部影像進行平滑處理。
[0015]較佳的，該攝像單元設(shè)置于該殼體上且電性連接于該通訊單元，該攝像單元經(jīng)由該通訊單元與該超音波掃描儀形成通訊，且將該局部影像經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀。
[0016]本發(fā)明還提供一種超音波掃描方法，其包含下列步驟:
[0017]對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號；
[0018]擷取該標的物的局部影像；
[0019]根據(jù)該超音波訊號產(chǎn)生的原始超音波影像，且賦予該原始超音波影像中的物體第一顏色；
[0020]計算該局部影像的第二顏色；以及
[0021]將該第一顏色轉(zhuǎn)換為該第二顏色；
[0022]其中，該擷取步驟可于該對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號步驟之前、之后或同時進行。
[0023]較佳的，該標的物為母體，該第二顏色為該母體的膚色，且該物體為胎兒。
[0024]較佳的，還包含下列步驟:
[0025]將該原始超音波影像分割成背景影像以及包含該物體的前景影像；
[0026]根據(jù)該前景影像于該原始超音波影像中找出該物體；
[0027]將該原始超音波影像中的該物體的所有像素值平均，以得到第一平均像素值；
[0028]將該局部影像中的所有像素值平均，以得到第二平均像素值；
[0029]當該物體中的原始像素值等于該第一平均像素值時，以該第二平均像素值取代該原始像素值；
[0030]當該物體中的該原始像素值大于該第一平均像素值時，將該第二平均像素值增強，且以增強后的該第二平均像素值取代該原始像素值；以及
[0031]當該物體中的該原始像素值小于該第一平均像素值時，將該第二平均像素值減弱，且以減弱后的該第二平均像素值取代該原始像素值。
[0032]較佳的，在將該局部影像中的所有像素值平均前，先對該局部影像進行平滑處理。
[0033]本發(fā)明還提供了一種超音波探頭，與超音波掃描儀形成通訊，該超音波探頭包含:
[0034]殼體；
[0035]通訊單元；
[0036]超音波掃描器，設(shè)置于該殼體中且電性連接于該通訊單元，該超音波掃描器對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號，該超音波訊號經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀；以及
[0037]攝像單元，設(shè)置于該殼體上且電性連接于該通訊單元，該攝像單元擷取該標的物的局部影像，該局部影像經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀。
[0038]綜上所述，本發(fā)明可于超音波探頭的殼體上設(shè)置攝像單元，當操作人員以超音波探頭對標的物進行超音波掃描時，攝像單元即會同時擷取標的物的局部影像。接著，超音波掃描儀即會根據(jù)超音波訊號產(chǎn)生原始超音波影像，且將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色。當被掃描標的物為母體，且原始超音波影像中的物體為胎兒時，本發(fā)明即可以母體膚色來呈現(xiàn)原始超音波影像中的胎兒膚色，藉此，即可讓胎兒的超音波影像看起來更為真實且自然。需說明的是，本發(fā)明并不限定于母體與胎兒的膚色轉(zhuǎn)換，只要是將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。此外，本發(fā)明的超音波掃描方法除了可以超音波探頭的殼體上的攝像單元來擷取標的物的局部影像外，亦可以獨立于超音波探頭外的其它攝像單元來擷取標的物的局部影像。
[0039]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的超音波掃描系統(tǒng)的示意圖。
[0041]圖2為圖1中的超音波探頭的功能方塊圖。
[0042]圖3為以圖1中的超音波掃描系統(tǒng)對標的物進行超音波掃描的示意圖。
[0043]圖4為原始超音波影像分割成背景影像以及包含物體的前景影像的示意圖。
[0044]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的超音波掃描方法的流程圖。
[0045]圖6為圖5中的步驟S18的詳細流程圖。
[0046]圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的超音波掃描系統(tǒng)對標的物進行超音波掃描的示意圖。

【具體實施方式】
[0047]為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。
[0048]請參閱圖1以及圖2，圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的超音波掃描系統(tǒng)I的示意圖，圖2為圖1中的超音波探頭12的功能方塊圖。如圖1所示，超音波掃描系統(tǒng)I包含超音波掃描儀10以及超音波探頭12，其中超音波探頭12與超音波掃描儀10形成通訊。超音波掃描儀10可為電腦或其它具有資料運算、處理與顯示功能的電子裝置。超音波探頭12與超音波掃描儀10可藉由纜線14形成通訊，使得超音波探頭12在對標的物進行超音波掃描時，可于超音波掃描儀10的顯示器100上顯示超音波掃描影像。
[0049]如圖1與圖2所示，超音波探頭12包含殼體120、通訊單元122、超音波掃描器124以及攝像單元126。通訊單元122與超音波掃描器124皆設(shè)置于殼體120中，且超音波掃描器124電性連接于通訊單元122。此外，攝像單元126設(shè)置于殼體120上且電性連接于通訊單元122。因此，超音波掃描器124與攝像單元126皆可經(jīng)由通訊單元122與超音波掃描儀10形成通訊。于此實施例中，通訊單元122可為任何具有訊號傳送與接收功能的通訊模組，且攝像單元126可為任何具有影像擷取功能的攝像裝置。需說明的是，超音波掃描器124的作用原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計系為習(xí)知技藝之人所熟知，在此不再贅述。
[0050]請參閱圖3至圖6，圖3為以圖1中的超音波掃描系統(tǒng)I對標的物3進行超音波掃描的示意圖，圖4為原始超音波影像Il分割成背景影像12以及包含物體30的前景影像13的示意圖，圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的超音波掃描方法的流程圖，圖6為圖5中的步驟S18的詳細流程圖。圖5中的超音波掃描方法適用于圖1中的超音波掃描系統(tǒng)I。
[0051]如圖3所示，在以超音波掃描系統(tǒng)I對標的物3進行超音波掃描時，操作人員先于標的物3的受檢部位涂抹凝膠，再以超音波探頭12接觸標的物3的受檢部位。接著，控制超音波掃描器124對標的物3的受檢部位發(fā)出超音波訊號且接收自標的物3反射的超音波訊號(圖5中的步驟S10)。此時，超音波訊號即會經(jīng)由通訊單元122傳送至超音波掃描儀10。在對標的物3進行超音波掃描之前、之后或同時，攝像單元126會擷取標的物3的受檢部位的局部影像(圖5中的步驟S12)，且將局部影像經(jīng)由通訊單元122傳送至超音波掃描儀10。換言之,步驟S12可在步驟SlO之前、之后或同時進行。
[0052]在接收來自超音波掃描器124的超音波訊號后，超音波掃描儀10即會根據(jù)超音波訊號產(chǎn)生原始超音波影像Il (如圖4所示)，且賦予原始超音波影像Il中的物體30第一顏色(圖5中的步驟S14)。一般而言，第一顏色是以黑白的灰階來呈現(xiàn)，但不以此為限。此夕卜，在接收來自攝像單元126的局部影像后，超音波掃描儀10即會計算局部影像的第二顏色(圖5中的步驟S16)，且將第一顏色轉(zhuǎn)換為第二顏色(圖5中的步驟S18)。于此實施例中，標的物3可為母體，第二顏色可為母體的膚色，且物體30可為胎兒。換言之，本發(fā)明可以母體膚色來呈現(xiàn)原始超音波影像中的胎兒膚色，藉此，即可讓胎兒的超音波影像看起來更為真實且自然。需說明的是，本發(fā)明并不限定于母體與胎兒的膚色轉(zhuǎn)換，只要是將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色，皆應(yīng)屬本發(fā)明之涵蓋范圍。
[0053]于此實施例中，在將原始超音波影像11中的物體30的第一顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物3的局部影像的第二顏色時，超音波掃描儀10可先將原始超音波影像Il分割成背景影像12以及包含物體30的前景影像13(圖6中的步驟S180)，如圖4所示。于實際應(yīng)用中，可利用Mean-Shift影像分割演算法將原始超音波影像Il分割成背景影像12以及包含物體30的前景影像13，但不以此為限。需說明的是，Mean-Shift影像分割演算法為習(xí)知技藝之人所熟知，在此不再贅述。接著，超音波掃描儀10根據(jù)前景影像13于原始超音波影像Il中找出物體30(圖6中的步驟S182)。接著，超音波掃描儀10將原始超音波影像Il中的物體30的所有像素值平均，以得到第一平均像素值(圖6中的步驟S184)，且將局部影像中的所有像素值平均，以得到第二平均像素值(圖6中的步驟S186)。
[0054]當物體30中的原始像素值等于第一平均像素值時，超音波掃描儀10即會以第二平均像素值取代原始像素值(圖6中的步驟S188)。當物體30中的原始像素值大于第一平均像素值時，超音波掃描儀10即會將第二平均像素值增強，且以增強后的第二平均像素值取代原始像素值(圖6中的步驟S190)。當物體30中的原始像素值小于第一平均像素值時，超音波掃描儀10即會將第二平均像素值減弱，且以減弱后的第二平均像素值取代原始像素值(圖6中的步驟S192)。
[0055]舉例而言，假設(shè)上述的第一平均像素值為100，且上述的第二平均像素值為120，當物體30中的原始像素值為100 (亦即，等于第一平均像素值)時，超音波掃描儀10即會以120取代原始像素值；當物體30中的原始像素值為120 (亦即，大于第一平均像素值)時，超音波掃描儀10即會將第二平均像素值增強(例如，由120增強為140)，且以增強后的第二平均像素值(亦即，140)取代原始像素值；當物體30中的原始像素值為90 (亦即，小于第一平均像素值)時，超音波掃描儀10即會將第二平均像素值減弱(例如，由120減弱為110)，且以減弱后的第二平均像素值(亦即，110)取代原始像素值。在將物體30中的每一個像素的原始像素值進行圖6中的步驟S188至步驟S192后，超音波掃描儀10再將背景影像12與轉(zhuǎn)換顏色后的物體30結(jié)合，即可完成將原始超音波影像Il中的物體30的第一顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物3的局部影像的第二顏色。
[0056]因此，本發(fā)明可根據(jù)前景影像13于原始超音波影像Il中找出物體30的位置，根據(jù)標的物的局部影像顏色將原始超音波影像Il中的物體30的顏色轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的RGB顏色，且根據(jù)原始超音波影像Il中的物體30的影像亮度決定轉(zhuǎn)換后的物體30的顏色強度。
[0057]需說明的是，在進行圖6中的步驟S186將局部影像中的所有像素值平均前，超音波掃描儀10可先對局部影像進行平滑處理，以避免局部影像中因存在疤痕或膚色不均而影響最后的成色。
[0058]請參閱圖7，圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的超音波掃描系統(tǒng)I’對標的物3進行超音波掃描的示意圖。超音波掃描系統(tǒng)I’與上述的超音波掃描系統(tǒng)I的主要不同之處在于，超音波掃描系統(tǒng)I’的攝像單元126’是獨立于超音波探頭12外的獨立元件，亦即，攝像單元126’并非設(shè)置于殼體120上。于此實施例中，攝像單元126’可以有線或無線的方式與超音波掃描儀10形成通訊，也就是攝像單元126’內(nèi)建有線或無線通訊單元在內(nèi)。如圖5中的步驟S12所示，在對標的物3進行超音波掃描之前、之后或同時，攝像單元126’會擷取標的物3的受檢部位的局部影像，且將局部影像傳送至超音波掃描儀10。需說明的是，圖7中與圖3中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
[0059]綜上所述，本發(fā)明可于超音波探頭的殼體上設(shè)置攝像單元，當操作人員以超音波探頭對標的物進行超音波掃描時，攝像單元即會同時擷取標的物的局部影像。接著，超音波掃描儀即會根據(jù)超音波訊號產(chǎn)生原始超音波影像，且將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色。當被掃描標的物為母體，且原始超音波影像中的物體為胎兒時，本發(fā)明即可以母體膚色來呈現(xiàn)原始超音波影像中的胎兒膚色，藉此，即可讓胎兒的超音波影像看起來更為真實且自然。需說明的是，本發(fā)明并不限定于母體與胎兒的膚色轉(zhuǎn)換，只要是將原始超音波影像中的物體顏色轉(zhuǎn)換為被掃描標的物的局部影像顏色，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。此外，本發(fā)明的超音波掃描方法除了可以超音波探頭的殼體上的攝像單元來擷取標的物的局部影像外，亦可以獨立于超音波探頭外的其它攝像單元來擷取標的物的局部影像。
[0060]本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超音波掃描系統(tǒng)，其特征在于，包含: 超音波掃描儀；以及 超音波探頭，與該超音波掃描儀形成通訊，該超音波探頭包含: 殼體； 通訊單元；以及 超音波掃描器，設(shè)置于該殼體中且電性連接于該通訊單元，該超音波掃描器對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號，該超音波訊號經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀；以及 攝像單元，與該超音波掃描儀形成通訊，該攝像單元擷取該標的物的局部影像，且將該局部影像傳送至該超音波掃描儀； 其中，該超音波掃描儀根據(jù)該超音波訊號產(chǎn)生原始超音波影像，且賦予該原始超音波影像中的物體第一顏色，該超音波掃描儀計算該局部影像的第二顏色，且將該第一顏色轉(zhuǎn)換為該第二顏色。
2.如權(quán)利要求1所述的超音波掃描系統(tǒng)，其特征在于，該標的物為母體，該第二顏色為該母體的膚色，且該物體為胎兒。
3.如權(quán)利要求1所述的超音波掃描系統(tǒng)，其特征在于，該超音波掃描儀將該原始超音波影像分割成背景影像以及包含該物體的前景影像；該超音波掃描儀根據(jù)該前景影像于該原始超音波影像中找出該物體，將該原始超音波影像中的該物體的所有像素值平均，以得到第一平均像素值，且將該局部影像中的所有像素值平均，以得到第二平均像素值；當該物體中的原始像素值等于該第一平均像素值時，該超音波掃描儀以該第二平均像素值取代該原始像素值；當該物體中的該原始像素值大于該第一平均像素值時，該超音波掃描儀將該第二平均像素值增強，且以增強后的該第二平均像素值取代該原始像素值；當該物體中的該原始像素值小于該第一平均像素值時，該超音波掃描儀將該第二平均像素值減弱，且以減弱后的該第二平均像素值取代該原始像素值。
4.如權(quán)利要求3所述的超音波掃描系統(tǒng)，其特征在于，在將該局部影像中的所有像素值平均前，該超音波掃描儀先對該局部影像進行平滑處理。
5.如權(quán)利要求1所述的超音波掃描系統(tǒng)，其特征在于，該攝像單元設(shè)置于該殼體上且電性連接于該通訊單元，該攝像單元經(jīng)由該通訊單元與該超音波掃描儀形成通訊，且將該局部影像經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀。
6.一種超音波掃描方法，其特征在于，包含下列步驟: 對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號； 擷取該標的物的局部影像； 根據(jù)該超音波訊號產(chǎn)生的原始超音波影像，且賦予該原始超音波影像中的物體第一顏色； 計算該局部影像的第二顏色；以及 將該第一顏色轉(zhuǎn)換為該第二顏色； 其中，該擷取步驟可于該對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號的步驟之前、之后或同時進行。
7.如權(quán)利要求6所述的超音波掃描方法，其特征在于，該標的物為母體，該第二顏色為該母體的膚色，且該物體為胎兒。
8.如權(quán)利要求6所述的超音波掃描方法，其特征在于，還包含下列步驟: 將該原始超音波影像分割成背景影像以及包含該物體的前景影像； 根據(jù)該前景影像于該原始超音波影像中找出該物體； 將該原始超音波影像中的該物體的所有像素值平均，以得到第一平均像素值； 將該局部影像中的所有像素值平均，以得到第二平均像素值； 當該物體中的原始像素值等于該第一平均像素值時，以該第二平均像素值取代該原始像素值； 當該物體中的該原始像素值大于該第一平均像素值時，將該第二平均像素值增強，且以增強后的該第二平均像素值取代該原始像素值；以及 當該物體中的該原始像素值小于該第一平均像素值時，將該第二平均像素值減弱，且以減弱后的該第二平均像素值取代該原始像素值。
9.如權(quán)利要求8所述的超音波掃描方法，其特征在于，還包含下列步驟: 在將該局部影像中的所有像素值平均前，先對該局部影像進行平滑處理。
10.一種超音波探頭，與超音波掃描儀形成通訊，其特征在于，該超音波探頭包含: 殼體； 通訊單元； 超音波掃描器，設(shè)置于該殼體中且電性連接于該通訊單元，該超音波掃描器對標的物發(fā)出超音波訊號且接收自該標的物反射的該超音波訊號，該超音波訊號經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀；以及 攝像單元，設(shè)置于該殼體上且電性連接于該通訊單元，該攝像單元擷取該標的物的局部影像，該局部影像經(jīng)由該通訊單元傳送至該超音波掃描儀。
【文檔編號】A61B8/00GK104257399SQ201410514831
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】陳翔洲 申請人:蘇州佳世達電通有限公司, 佳世達科技股份有限公司