本發(fā)明涉及一種超聲檢查設備，尤其涉及一種超聲自動掃查裝置及其成像方法。

背景技術：

傳統(tǒng)手持超聲掃查，由醫(yī)生手持掃查裝置在人體上壓迫及移動進行掃查，這極大依賴于醫(yī)生的操作，很容易因醫(yī)生的操作手法、覆蓋區(qū)域的差異造成診查結果不一致或漏診。

另外，無法反饋探頭的壓力，無法通過壓力的反饋來控制壓迫的力度，只能依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗，容易導致掃查結果不準確。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種超聲自動掃查裝置及其成像方法，這種超聲自動掃查裝置及其成像方法能夠適用于人體平坦或凹凸部位的掃查，并且能夠提高診斷的準確性。采用的技術方案如下：

一種超聲自動掃查裝置，包括超聲探頭，其特征是：還包括外殼、驅(qū)動裝置、橫向?qū)к?、橫向滑塊、橫向編碼器、縱向?qū)к墶⒖v向滑塊、縱向編碼器、壓力傳感器和彈簧；驅(qū)動裝置、橫向?qū)к壘惭b在外殼的內(nèi)腔中，橫向滑塊安裝在橫向?qū)к壣喜⒛軌蜓貦M向?qū)к壱苿樱瑱M向編碼器設置在橫向滑塊上，驅(qū)動裝置的動力輸出端與橫向滑塊連接；縱向?qū)к壈惭b在橫向滑塊上，縱向滑塊安裝在縱向?qū)к壣喜⒛軌蜓乜v向?qū)к壱苿?，縱向編碼器設置在縱向滑塊上；壓力傳感器安裝在縱向?qū)к壍捻敳?；彈簧套接在縱向?qū)к壨饷娌⑻幱诳v向滑塊的上端面與壓力傳感器之間；所述超聲探頭安裝在縱向滑塊的外側面上。

一般情況下，上述縱向?qū)к壍南露诉€設有限位塊，以對超聲探頭進行限位。

上述驅(qū)動裝置一般采用伺服電機、絲桿、導向桿、螺母相配合的結構，通過伺服電機驅(qū)動絲桿轉動，從而帶動橫向滑塊沿橫向?qū)к壱苿印?/p>

由于采用驅(qū)動裝置驅(qū)動超聲探頭沿橫向?qū)к壱苿舆M行自動掃查，避免因操作手法、覆蓋區(qū)域的差異造成診查結果不一致或漏診，提高診斷的準確性；由于超聲探頭與縱向?qū)к壷g沒有固定連接，而是通過彈簧對超聲探頭進行施壓，具有壓迫力的自適應功能，超聲探頭可隨人體上的凹凸而升高或下降，因此，能夠適用于人體平坦或凹凸部位的掃查；通過壓力傳感器反饋超聲探頭的壓迫力，反過來提示醫(yī)生進一步壓迫或松開一些，使超聲探頭保持適中的壓迫力度，進一步提高診斷的準確性；通過設置橫向編碼器和縱向編碼器，實時獲得超聲探頭的水平位置和高度位置，形成超聲探頭的運動軌跡，就可以結合從超聲探頭獲得的超聲掃描線數(shù)據(jù)進行三維圖像重建，而且一次性獲取大范圍的容積數(shù)據(jù)，操作過程自動化、標準化，可重復性高。

一種超聲自動掃查成像方法，其特征是包括如下步驟：

（1）采用上述超聲自動掃查裝置放置在人體表面上，使超聲探頭與人體表面直接接觸；

（2）通過驅(qū)動裝置驅(qū)動超聲探頭沿橫向?qū)к壱苿?，在人體上進行掃查，在此過程中，超聲探頭既作橫向移動，又隨人體的凹凸部位自動作縱向移動；

（3）在超聲診斷系統(tǒng)中，以橫向?qū)к墳閄軸、以縱向?qū)к墳閅軸、以超聲探頭的長度方向為Z軸建立坐標系，在超聲探頭的移動過程中，將超聲探頭獲得的超聲掃描線數(shù)據(jù)、橫向編碼器獲得的X軸位置、縱向編碼器獲得的Y軸位置上傳到超聲診斷系統(tǒng)并進行保存，其中，X軸位置、Y軸位置在超聲探頭的移動過程中構成超聲探頭的移動軌跡，各個超聲掃描線數(shù)據(jù)與移動軌跡上的點一一對應；

（4）超聲診斷系統(tǒng)根據(jù)步驟（3）獲得的多個超聲掃描線數(shù)據(jù)和移動軌跡進行數(shù)據(jù)重建，獲得三維超聲圖像數(shù)據(jù)；

（5）超聲診斷系統(tǒng)根據(jù)三維超聲圖像數(shù)據(jù)進行三維超聲容積成像，以形成三維超聲圖像。

通過將各個超聲掃描線數(shù)據(jù)與移動軌跡上的點一一對應，進行數(shù)據(jù)重建及三維超聲容積成像，從而形成三維超聲圖像，解決了手持超聲掃查設備難以三維超聲容積成像的難題。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述步驟（5）之后還進行步驟（6）：超聲診斷系統(tǒng)從三維超聲圖像上獲得XY切面圖像、ＸZ切面圖像和YZ切面圖像，并根據(jù)超聲自動掃查裝置放置在人體表面的位置關系，將XY切面圖像、ＸZ切面圖像、YZ切面圖像分別與人體的冠狀面、矢狀面、橫斷面對應起來。

作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，所述位置關系通過外部攝像頭或者圖像特征識別進行智能化對應。例如，掃查乳腺時，可以通過圖像識別乳頭的位置然后將數(shù)據(jù)與人體位置對應起來。位置關系還可以通過醫(yī)生手動輸入給超聲診斷系統(tǒng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點：

由于采用驅(qū)動裝置驅(qū)動超聲探頭沿橫向?qū)к壱苿舆M行自動掃查，提高診斷的準確性；由于超聲探頭與縱向?qū)к壷g沒有固定連接，而是通過彈簧對超聲探頭進行施壓，具有壓迫力的自適應功能，適用于人體平坦或凹凸部位的掃查；通過壓力傳感器反饋超聲探頭的壓迫力，使超聲探頭保持適中的壓迫力度，進一步提高診斷的準確性；通過設置橫向編碼器和縱向編碼器，實時獲得超聲探頭的水平位置和高度位置，形成超聲探頭的運動軌跡，就可以結合從超聲探頭獲得的超聲掃描線數(shù)據(jù)進行三維圖像重建，而且一次性獲取大范圍的容積數(shù)據(jù)，操作過程自動化、標準化，可重復性高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施方式中超聲自動掃查裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施方式中超聲探頭進行掃查的示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施方式中超聲探頭的移動軌跡與超聲掃描線數(shù)據(jù)對應的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實施方式做進一步的說明。

如圖1所示，這種超聲自動掃查裝置，包括超聲探頭1、外殼（圖1中未畫出）、驅(qū)動裝置（圖1中未畫出）、橫向?qū)к?、橫向滑塊3、橫向編碼器4、縱向?qū)к?、縱向滑塊6、縱向編碼器7、壓力傳感器8和彈簧9；驅(qū)動裝置、橫向?qū)к?均安裝在外殼的內(nèi)腔中，橫向滑塊3安裝在橫向?qū)к?上并能夠沿橫向?qū)к?移動，驅(qū)動裝置的動力輸出端與橫向滑塊3連接，橫向編碼器4設置在橫向滑塊3上；縱向?qū)к?安裝在橫向滑塊3上，縱向滑塊6安裝在縱向?qū)к?上并能夠沿縱向?qū)к?移動，縱向編碼器7設置在縱向滑塊6上；壓力傳感器8安裝在縱向?qū)к?的頂部；彈簧9套接在縱向?qū)к?外面并處于縱向滑塊6的上端面與壓力傳感器8之間；超聲探頭1安裝在縱向滑塊6的外側面上。

一般情況下，上述縱向?qū)к?的下端還設有限位塊，以對超聲探頭1進行限位。

上述驅(qū)動裝置一般采用伺服電機、絲桿、導向桿、螺母相配合的結構，通過伺服電機驅(qū)動絲桿轉動，從而帶動橫向滑塊沿橫向?qū)к壱苿印?/p>

基于上述超聲自動掃查裝置的一種超聲自動掃查成像方法，包括如下步驟：

（1）采用上述超聲自動掃查裝置放置在人體表面上，使超聲探頭1與人體表面直接接觸；

（2）通過驅(qū)動裝置驅(qū)動超聲探頭1沿橫向?qū)к?移動，在人體上進行掃查，在此過程中，超聲探頭1既作橫向移動，又隨人體的凹凸部位自動作縱向移動；

（3）如圖2所示，在超聲診斷系統(tǒng)中，以橫向?qū)к墳閄軸、以縱向?qū)к墳閅軸、以超聲探頭1的長度方向為Z軸建立坐標系，在超聲探頭的移動過程中，將超聲探頭獲得的超聲掃描線數(shù)據(jù)10、橫向編碼器4獲得的X軸位置、縱向編碼器7獲得的Y軸位置上傳到超聲診斷系統(tǒng)并進行保存，其中，X軸位置、Y軸位置在超聲探頭1的移動過程中構成超聲探頭1的移動軌跡11，各個超聲掃描線數(shù)據(jù)10與移動軌跡11上的點一一對應；

（4）如圖3所示，超聲診斷系統(tǒng)根據(jù)步驟（3）獲得的多個超聲掃描線數(shù)據(jù)10和移動軌跡11進行數(shù)據(jù)重建，獲得三維超聲圖像數(shù)據(jù)12；

（5）超聲診斷系統(tǒng)根據(jù)三維超聲圖像數(shù)據(jù)12進行三維超聲容積成像，以形成三維超聲圖像；

（6）超聲診斷系統(tǒng)從三維超聲圖像上獲得XY切面圖像、ＸZ切面圖像和YZ切面圖像，并根據(jù)超聲自動掃查裝置放置在人體表面的位置關系，將XY切面圖像、ＸZ切面圖像、YZ切面圖像分別與人體的冠狀面、矢狀面、橫斷面對應起來，位置關系通過外部攝像頭或者圖像特征識別進行智能化對應。例如，掃查乳腺時，可以通過圖像識別乳頭的位置然后將數(shù)據(jù)與人體位置對應起來。位置關系還可以通過醫(yī)生手動輸入給超聲診斷系統(tǒng)。

由于采用驅(qū)動裝置驅(qū)動超聲探頭1沿橫向?qū)к?移動進行自動掃查，避免因操作手法、覆蓋區(qū)域的差異造成診查結果不一致或漏診，提高診斷的準確性；由于超聲探頭1與縱向?qū)к?之間沒有固定連接，而是通過彈簧9對超聲探頭1進行施壓，具有壓迫力的自適應功能，超聲探頭1可隨人體上的凹凸而升高或下降，因此，能夠適用于人體平坦或凹凸部位的掃查；通過壓力傳感器8反饋超聲探頭1的壓迫力，反過來提示醫(yī)生進一步壓迫或松開一些，使超聲探頭1保持適中的壓迫力度，進一步提高診斷的準確性。通過設置橫向編碼器4和縱向編碼器7，實時獲得超聲探頭1的水平位置和高度位置，形成超聲探頭1的運動軌跡11，就可以結合從超聲探頭1獲得的超聲掃描線數(shù)據(jù)10進行三維圖像重建，而且一次性獲取大范圍的容積數(shù)據(jù)，操作過程自動化、標準化，可重復性高。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其各部分名稱等可以不同，凡依本發(fā)明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。