一種穿刺針增強顯示方法、裝置及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種穿刺針增強顯示方法，包括：將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的優(yōu)化角度；發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)；將所述回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下；對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別；將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。本發(fā)明還提出相應的裝置和系統(tǒng)。采用本方法可以實現(xiàn)在非線陣探頭下的穿刺針增強顯示。
【專利說明】一種穿刺針增強顯示方法、裝置及其系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲成像【技術領域】，具體的涉及一種穿刺針增強顯示方法、裝置及其系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術】
[0003]如圖7所示，現(xiàn)有的穿刺針圖像顯示都是配合線陣探頭實現(xiàn)的，因為線陣探頭所有發(fā)射線與針體的夾角相同，獲取的針體數(shù)據(jù)也是以直線形式存儲在回波數(shù)據(jù)中。所以探頭掃查可以直接獲取針體的圖像。
[0004]非線陣探頭，如:凸陣探頭和相控陣探頭，如圖所示，超聲波發(fā)射線每當遇到組織或針體會產生反射回波，系統(tǒng)將這些回波數(shù)據(jù)按照時間的先后順序上傳到系統(tǒng)中?，F(xiàn)有的穿刺增強技術不能在非線陣探頭下實現(xiàn)針體增強，由于凸陣探頭因為發(fā)射線與針體夾角各不相同，這樣獲取的針體數(shù)據(jù)是以彎曲形式存儲在回波數(shù)據(jù)中，無法正確顯示針體圖像，因此利用回波數(shù)據(jù)鑒別針體是十分困難的。而臨床許多介入應用和活體提取使用的探頭是非線陣探頭因此為醫(yī)生的診查帶來了局限。
【發(fā)明內容】
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種穿刺針增強顯示方法，可以實現(xiàn)在非線陣探頭下的穿刺針增強顯示。
[0006]本發(fā)明提出一種穿刺針增強顯示方法，包括:
將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度；
發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)；
將所述回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下；
對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別；
將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0007]本發(fā)明還提出一種穿刺針增強顯示裝置，所述裝置包括:第一控制單元、第一發(fā)射/接收單元、第一計算單元、第二計算單元、第三計算單元；
所述第一控制單元，用于將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度；
所述第一發(fā)射/接收單元，用于發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)； 所述第一計算單元，用于將所述極坐標系下的回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下；
所述第二計算單元，用于對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別；
所述第三計算單元，用于將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0008]本發(fā)明還提出一種穿刺針增強顯示裝置，所述裝置包括:所述第四計算單元，所述第二發(fā)射/接收單元，第五計算單元，所述第六計算單元，第二控制單元，第三接收單元，第七計算單元，第八計算單元，第九計算單元；
所述第四計算單元，用于建立極坐標系到直角坐標系的映射表；
所述第二發(fā)射/接收單元，用于發(fā)射并獲取組織極坐標系下的回波數(shù)據(jù)；
所述第五計算單元，用于根據(jù)映射表將組織回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下；
所述第六計算單元，用于計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角(thelta)與優(yōu)化角度的余角(delta)；
第二控制單元，用于根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
[0009]第三接收單元，用于獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)。
[0010]第七計算單元，用于根據(jù)映射表獲取直角坐標系下回波數(shù)據(jù)；
第八計算單元，用于對直角坐標系下回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)；
第九計算單元，用于將所述針體的回波數(shù)據(jù)與組織圖像的回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0011]一種穿刺針增強顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括:第三發(fā)射/接收單元，第十計算單元，第四控制單元，第四接收單元，第十一計算單元，第十二計算單元，第十三計算單元；
所述第三發(fā)射/接收單元，用于發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)；
所述第十計算單元，用于計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角與優(yōu)化角度的余角(delta)；
所述第四控制單元，用于根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度；
所述第四接收單元，用于獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)；
所述第十二計算單元，用于將所述回波數(shù)據(jù)轉換為直角坐標系下穿刺回波數(shù)據(jù)；所述第十三計算單元，用于對穿刺圖像進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)；所述第十四計算單元，用于將所述直角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換成初始的極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)。
[0012]本發(fā)明還提出一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括如上所述的裝置。
[0013]從以上技術方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:
1、由于通過將發(fā)射線調整到與針體垂直或接近垂直的優(yōu)化角度，并將獲取的超聲回波數(shù)據(jù)轉換到直角坐標系下單獨進行針體識別后再與組織圖像進行融合，從而可以獲得清晰的穿刺針體圖像。
[0014]2、由于建立直角坐標系與極坐標系的映射關系表，即只需對每幀穿刺圖像做一次映射表索引即可。獲取的直角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)，不需要再轉為極角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)，直接和組織圖像映射在極坐標系之后的結果相加，從而節(jié)省了計算量，加快了成像的速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1，為本發(fā)明一個實施例的一種穿刺針增強顯示方法整體流程示意圖；
圖2，為本發(fā)明另一實施例的一種穿刺針增強顯示方法整體流程示意圖；
圖3，為本發(fā)明另一實施例的一種穿刺針增強顯示方法整體流程示意圖； 圖4，為本發(fā)明一個實施例的穿刺針增強顯示裝置的結構框圖；
圖5，為本發(fā)明一個實施例的發(fā)射線調整角度的過程示意圖；
圖6，為本發(fā)明一個實施例的非線陣探頭掃描下的發(fā)射圖和直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)對比圖；
圖7，為本發(fā)明一個實施例的在線陣探頭和非線陣探頭下進行穿刺的掃描線發(fā)射對比圖；
圖8，為本發(fā)明一個實施例的在直角坐標系下和極坐標系下的超聲穿刺成像對比圖。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提出一種穿刺針增強顯示方法。同時，本發(fā)明還提出了相應的裝置、系統(tǒng)及其應用。本方案通過探頭的固定幾何屬性，計算出每條數(shù)據(jù)線與針體的垂直或接近垂直余角，設置探頭掃查角度表，可以得到最佳的針體數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了可以針對非線陣探頭下的穿刺針的增強顯示。
[0017]下面將結合本發(fā)明中的說明書附圖，對發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]本發(fā)明的穿刺針增強顯示方法主要應用在超聲成像中在非線陣探頭下的穿刺針增強顯示。所述非線陣探頭可以包括:凸陣探頭、相控陣探頭等等，且本發(fā)明需應用在非線陣探頭配合穿刺架使用的情況下才能適用，即穿刺針與探頭的角度通過穿刺架可以預先確定的情況適用該發(fā)明。但本發(fā)明并不限于只在上述情況下應用，所有可能使用該方法的成像過程都屬于本發(fā)明保護的范圍內。
[0019]實施例一、
如圖1所示，本發(fā)明提出一種穿刺針增強顯示方法，所述方法包括如下步驟:
S101將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直或接近垂直或接近垂直的角度。
[0020]如圖5所示，在穿刺顯示中，一般只有在發(fā)射線與穿刺針角度成垂直或接近垂直(不一定要確定完全垂直才可以，比如針和線的夾角在85-95度，也是可以的)的時候，針體顯示的效果才最好，該垂直或接近垂直的角度稱為優(yōu)化角度，偏離上述的優(yōu)化角度一般顯示不出針體。又由于使用非線陣探頭進行穿刺，每條數(shù)據(jù)線與穿刺針的夾角不同。因此為獲得最高的成像效果，需要將每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度。
[0021]實際操作時，非線陣探頭需要配有穿刺夾使用，穿刺夾是有固定角度的，根據(jù)該角度，可以調整發(fā)射線與穿刺針的角度垂直或接近垂直。
[0022]S102，發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)。
[0023]超聲波發(fā)射線每當遇到組織或針體會產生反射回波，系統(tǒng)將這些回波數(shù)據(jù)按照時間的先后順序上傳到系統(tǒng)中，并在極坐標系下進行保存(非線陣探頭獲得的回波數(shù)據(jù)一般都是按照極坐標系進行保存的)。例如，如圖5、6所示，發(fā)射線11、12、13是探頭3個陣元的發(fā)射方向，各自經過針體，得到極坐標系下的回波數(shù)據(jù)。
[0024]S103，將所述回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下。
[0025]如圖5所示，超聲系統(tǒng)按時間順序一條線一條線接收回波數(shù)據(jù)，因此超聲系統(tǒng)采集的每條回波數(shù)據(jù)線，都是在極坐標系下以矩陣的形式存儲。如圖8所示，在該坐標系下，由于針體的密度高于組織，因此成像時針體區(qū)域相對于其它組織區(qū)域成高亮顯示。
[0026]如圖5、6、8所示，根據(jù)步驟S102，發(fā)射線11、12、13是探頭3個陣元的發(fā)射方向，各自經過針體，得到回波數(shù)據(jù)。以發(fā)射線11為例進行說明，發(fā)射線11的超聲波在組織上傳播，傳播了 dl距離遇到針體Pl的反射波，同理P2、P3均如此。由于dl、d2、d3的距離各不相同，因此，各點P1、P2、P3的反射回波ΡΓ、P2’、P3’相連不是位于一條直線上，即所述針體的回波數(shù)據(jù)不是位于一條直線上，因此所顯示的圖像中針體是彎曲的。因此為了能夠識別針體，需要將極坐標角坐標系下的矩陣數(shù)據(jù)轉換成直角坐標系，從而還原成實際掃查的位置。即將針體由彎曲恢復成直線狀態(tài)。
[0027]S104，對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別。
[0028]所述針體識別方法可以包括:霍夫變換方法、OpenCV等等。
[0029]本具體實施例優(yōu)選霍夫變換的方法。霍夫變換(Hough Transform)是圖像處理中的一種特征提取技術，它通過一種投票算法檢測具有特定形狀的物體。該過程在一個參數(shù)空間中通過計算累計結果的局部最大值得到一個符合該特定形狀的集合作為霍夫變換結果?；舴蜃儞Q于1962年由Paul Hough首次提出[53]，后于1972年由Richard Duda和Peter Hart推廣使用[54]，經典霍夫變換用來檢測圖像中的直線?；舴蜃儞Q運用兩個坐標空間之間的變換將在一個空間中具有相同形狀的曲線或直線映射到另一個坐標空間的一個點上形成峰值，從而把檢測任意形狀的問題轉化為統(tǒng)計峰值問題，一條直線在直角坐標系下可以用y=kx+b表示，霍夫變換的主要思想是將該方程的參數(shù)和變量交換，即用X，y作為已知量k, b作為變量坐標,所以直角坐標系下的直線y=kx+b在參數(shù)空間表示為點(k, b),而一個點(xl，yl)在直角坐標系下表示為一條直線yl=xl*k+b，其中(k，b)是該直線上的任意點。為了計算方便，我們將參數(shù)空間的坐標表示為極坐標下的Y和Θ。因為同一條直線上的點對應的(Y，Θ)是相同的，因此可以先將圖片進行邊緣檢測，然后對圖像上每一個非零像素點，在參數(shù)坐標下變換為一條直線，那么在直角坐標下屬于同一條直線的點便在參數(shù)空間形成多條直線并內交于一點。因此可用該原理進行直線檢測。而針體相當于直線?；舴蛩惴▽儆诂F(xiàn)有技術。
[0030]S105，將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0031]所述組織回波數(shù)據(jù)是不包含穿刺針圖像的單純組織回波數(shù)據(jù)，這是在步驟SlOl調整每條發(fā)射線與穿刺針的角度之前，由于發(fā)射線與穿刺針的角度不垂直或接近垂直，從而獲取不到穿刺針的回波數(shù)據(jù)而只能獲取單純的組織圖像的回波數(shù)據(jù)。
[0032]所述融合可以包括很多方法，比如:直接相加法、權重法，平均法，二值法等本具體實施例優(yōu)選比較簡單的直接相加法，即將組織圖像與針體圖像直接相加。
[0033]綜上所述，通過將發(fā)射線調整到與針體垂直或接近垂直的優(yōu)化角度，并將獲取的超聲回波數(shù)據(jù)轉換到直角坐標系下單獨進行針體識別后再與組織圖像進行融合，從而可以獲得清晰的穿刺針體圖像。
[0034]在一些實施例中，步驟S105中，將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合?？梢园▋煞N方法。
[0035]第一種方法為，將直角坐標系下的所述識別后的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換成初始的極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)，然后與極坐標系下的組織回波數(shù)據(jù)相融合。
[0036]提取針體區(qū)域后，需要將識別后的針體回波數(shù)據(jù)轉換回初始的回波數(shù)據(jù)格式以與超聲圖像進行融合。也就是步驟S103的逆運算。所述轉換公式如下:
II深度方向 for i = 1:M //水平方向 for j = 1:N
//根據(jù)回波數(shù)據(jù)的索引i，j計算對應實際圖像的坐標X，y.// Μ是深度方向最深點的索引，N是水平方向最右邊的索引。
[0037]丨丨angle是兩條相鄰數(shù)據(jù)線夾角。
[0038]// R是探頭的幾何半徑。
[0039]丨丨Wid是實際圖像的水平寬度的1/2
// Tangle是實際圖像最左和最右數(shù)據(jù)線夾角。
[0040]II pi是圓周率
x=intl6(ceil(sin ((j-N/2)*angle)*(R + i))) + Wid;
y =intl6(ceil(cos ((j-N/2)*angle)*(R + i) - R*cos(TAngle * 0.5 *
pi/180)));
回波數(shù)據(jù)(i，j)=實際圖像(y，x-l);
end
end
關鍵點在于得到回波數(shù)據(jù)(i，j)和實際圖像(y，x_l)中的索引的映射關系，即極坐標系和直角坐標系的映射關系。
[0041]第二種方法為，將組織回波數(shù)據(jù)轉換成直角坐標系下回波數(shù)據(jù)與直角坐標系下的所述針體回波數(shù)據(jù)相融合。
[0042]在一些實施例中，所述步驟S101具體可以包括如下步驟:
S1011,計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角(thelta)與優(yōu)化角度的余角(delta)。
[0043]根據(jù)發(fā)射線與穿刺針垂直或接近垂直可以得到最佳回波效果的原理，計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角thelta與優(yōu)化角度的差，公式:delta = 90 -thelta。
[0044]S1012，根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
[0045]如圖5、6所示，L1，L2，L3是探頭任意3條發(fā)射線，沿探頭曲線半徑方向延伸，此時發(fā)射偏轉角度是0度。這樣與針體的夾角thelta均不是垂直或接近垂直。根據(jù)S1011步驟計算的結果，可以得到每條發(fā)射線需要偏轉多少角度才可以與針體垂直或接近垂直。將計算結果發(fā)送到超聲系統(tǒng)的探頭發(fā)射模塊，使其不同的發(fā)射線按照不同的偏轉角度發(fā)射。圖5、6中的11，12，13是偏轉之后的發(fā)射線，每條線與針體垂直或接近垂直，夾角優(yōu)化角度，PI, P2, P3是其與針體的交點。
[0046]在一些實施例中，在步驟S103將所述回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下之前，可以包括預先計算并建立極坐標系和直角坐標系的映射關系表。這樣在得到穿刺圖像后可以通過查表的方式直接找到對應的映射點坐標位置，且做完針體識別步驟后，把結果數(shù)據(jù)保存；并將獲取的組織回波數(shù)據(jù)根據(jù)映射表轉換成直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)；之后直接做圖像融合。該方法可以極大提高系統(tǒng)的運算效率。
[0047]在一些實施例中，在所述步驟S105將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像之前還包括發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)的步驟。
[0048]通常情況下在獲取實時穿刺針圖像時，探頭是發(fā)射并獲取一幀組織回波數(shù)據(jù)與發(fā)射并獲取一幀待穿刺針超聲回波數(shù)據(jù)交替進行的。
[0049]在發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)的步驟中，直接通過非線陣探頭進行發(fā)射掃查，由于沒有將發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度的調整過程，因此獲取不到穿刺針的回波數(shù)據(jù)，而只能獲取單純的組織回波數(shù)據(jù)。
[0050]實施例二、
為方便本發(fā)明的理解，下面以另一更詳細的實施例說明本發(fā)明的方法，如圖2所示，所述方法包括如下步驟:
S201，發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)。
[0051]通常情況下在獲取實時穿刺針圖像時，探頭是發(fā)射并獲取一幀組織回波數(shù)據(jù)與發(fā)射并獲取一幀待穿刺針超聲回波數(shù)據(jù)交替進行的。
[0052]在發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)的步驟中，直接通過非線陣探頭進行發(fā)射掃查，由于沒有將發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度的調整過程，因此獲取不到穿刺針的回波數(shù)據(jù)，而只能獲取單純的組織回波數(shù)據(jù)。
[0053]S202,計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角(thelta)與優(yōu)化角度的余角(delta), S203，根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
[0054]S204，發(fā)射并獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)。
[0055]S205，將所述極坐標系下回波數(shù)據(jù)轉換為直角坐標系下回波數(shù)據(jù)。
[0056]S206，對直角坐標系下回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)。
[0057]S207，將所述直角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換成初始的極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)。
[0058]提取針體區(qū)域后，需要將識別后的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換回初始的回波數(shù)據(jù)格式以與超聲圖像進行融合。所述轉換公式如下:
Il深度方向 for i = 1:M //水平方向 for j = 1:N
Il根據(jù)回波數(shù)據(jù)的索引i，j計算對應實際圖像的坐標X，1.// M是深度方向最深點的索引，N是水平方向最右邊的索引。
[0059]Il angle是兩條相鄰數(shù)據(jù)線夾角。
[0060]// R是探頭的幾何半徑。
[0061]Il Wid是實際圖像的水平寬度的1/2
// Tangle是實際圖像最左和最右數(shù)據(jù)線夾角。
[0062]// pi是圓周率
x=intl6(ceil(sin ((j-N/2)*angle)*(R + i))) + Wid;
y =intl6(ceil(cos ((j-N/2)*angle)*(R + i) - R*cos(TAngle * 0.5 *pi/180)));
回波數(shù)據(jù)(i，j)=實際圖像(y，x_i);
end
end
關鍵點在于得到回波數(shù)據(jù)(i，j)和實際圖像(y，x_l)中的索引的映射關系，即直角坐標系和極坐標系的映射關系。
[0063]S208，將所述針體的回波數(shù)據(jù)與組織圖像的回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0064]一些步驟的詳細說明，在上面的實施例中已經有描述的，在此不再贅述。
[0065]實施三、
為方便本發(fā)明的理解，下面以更詳細的實施例說明本發(fā)明的方法，如圖3所示，所述方法包括如下步驟:
S301，建立極坐標系到直角標系的映射表。
[0066]預先計算極坐標系和直角坐標系的映射關系表。這樣在得到穿刺圖像后可以通過查表的方式直接找到對應的映射點坐標位置，且做完針體識別步驟后，把結果數(shù)據(jù)保存，在組織圖像做完掃描轉換之后直接做圖像融合。該方法可以極大提高系統(tǒng)的運算效率。
[0067]S302，獲取組織回波數(shù)據(jù)，S303并根據(jù)映射表將組織回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下。
[0068]在調整發(fā)射線發(fā)射角度之前，獲取單純的組織回波數(shù)據(jù)，用于與穿刺針針體回波數(shù)據(jù)融合。
[0069]S304,計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角(thelta)與優(yōu)化角度的余角(delta)。
[0070]非線陣探頭都是配有穿刺夾使用的，穿刺夾是有固定角度的，根據(jù)發(fā)射線與穿刺針垂直或接近垂直可以得到最佳回波效果的原理，計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角thelta與優(yōu)化角度的余角，公式:delta =優(yōu)化角度-thelta。
[0071]S305，根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
[0072]如圖4所示，L1，L2，L3是探頭任意3條發(fā)射線，沿探頭曲線半徑方向延伸，此時發(fā)射偏轉角度是0度。這樣與針體的夾角thelta均不是垂直或接近垂直。根據(jù)S1011步驟計算的結果，可以得到每條發(fā)射線需要偏轉多少角度才可以與針體垂直或接近垂直。將計算結果發(fā)送到超聲系統(tǒng)的探頭發(fā)射模塊，使其不同的發(fā)射線按照不同的偏轉角度發(fā)射。圖4中的11，12，13是偏轉之后的發(fā)射線，每條線與針體垂直或接近垂直，夾角優(yōu)化角度，P1，P2, P3是其與針體的交點。
[0073]S306，發(fā)射并獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)。
[0074]S307，根據(jù)映射表獲取直角坐標系下回波數(shù)據(jù)。
[0075]在得到穿刺圖像后可以通過查表的方式直接找到對應的映射點坐標位置。
[0076]S308，對直角坐標系下穿刺回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)。
[0077]S309，將所述針體的回波數(shù)據(jù)與組織圖像的回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0078]將直角坐標系下的組織回波數(shù)據(jù)與直角坐標系下的所述針體回波數(shù)據(jù)相融合。
[0079]采用上述方案由于建立極坐標系與直角坐標系的映射關系表，即只需對每幀穿刺圖像做一次映射表索引即可。獲取的直角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)，不需要再轉為極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)，直接和組織圖像映射在直角坐標系之后的結果相加，從而節(jié)省了計算量，加快了成像的速度。
[0080]一些步驟的詳細說明，在上面的實施例中已經有描述的，在此不再贅述。
[0081]實施例四、
如圖4所示，本發(fā)明提供一種穿刺針增強顯示裝置，所述裝置包括:第一控制單元401、第一發(fā)射/接收單元402、第一計算單元403、第二計算單元404、第三計算單元405。
[0082]所述第一控制單元401，用于將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度；
所述第一發(fā)射/接收單元402，用于發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)；
所述第一計算單元403，用于將所述回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下；
所述第二計算單元404，用于對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別以獲得針體回波數(shù)據(jù)；
所述第三計算單元405，用于將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0083]所述各單元的詳細工作過程見上述實施例一，在此不再贅述。
[0084]實施例五、
本發(fā)明還提供一種穿刺針增強顯示裝置，所述裝置包括:所述第四計算單元501，所述第二發(fā)射/接收單元502，第五計算單元503，所述第六計算單元504，第二控制單元505，第三接收單元506，第七計算單元507，第八計算單元508，第九計算單元509。
[0085]所述第四計算單元501，用于建立極坐標系到直角坐標系的映射表。
[0086]所述第二發(fā)射/接收單元502，用于發(fā)射并獲取極坐標系下的組織回波數(shù)據(jù)；所述第五計算單元503，用于根據(jù)映射表將組織回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下。
[0087]所述第六計算單元504,用于計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角(thelta)與優(yōu)化角度的余角(delta)。
[0088]第二控制單元505，用于根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
[0089]第三接收單元506，用于獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)。
[0090]第七計算單元507，用于根據(jù)映射表獲取直角坐標系下回波數(shù)據(jù)。
[0091]第八計算單元508，用于對直角坐標系下回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)。
[0092]第九計算單元509，用于將所述針體的回波數(shù)據(jù)與組織圖像的回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
[0093]實施例六、
本發(fā)明還提供一種穿刺針增強顯示裝置，所述裝置包括:第三發(fā)射/接收單元601，第十計算單元602,第四控制單元604,第四接收單元605,第^^一計算單元605,第十二計算單元606，第十三計算單元607。
[0094]所述第三發(fā)射/接收單元601，用于發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)。
[0095]所述第十計算單元602,用于計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角(thelta)與優(yōu)化角度的余角(delta), 所述第四控制單元603，用于根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
[0096]所述第四接收單元604，用于獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)。
[0097]所述第十一計算單元605，用于將所述極坐標系下的回波數(shù)據(jù)轉換為直角坐標系下回波數(shù)據(jù)。
[0098]所述第十二控制單元606，用于對直角坐標系下回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)。
[0099]所述第十三計算單元607，用于將所述直角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換成初始的極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)。
[0100]實施例七、
本發(fā)明還提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以為包括任意實施例四、五、六任意一項所述的裝置，所述裝置的工作過程在上述實施例中已經詳細描述，在此不再贅述。
[0101]以上對本發(fā)明所提供的一種穿刺針增強顯示方法、裝置、系統(tǒng)及其應用進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，因此，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權利要求】
1.一種穿刺針增強顯示方法，其特征在于，包括: 將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針成垂直或接近垂直的優(yōu)化角度； 發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)； 將所述回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下； 對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別； 將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合為，將直角坐標系系下的所述識別后的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換成初始的極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)，然后與直角坐標系下的組織回波數(shù)據(jù)相融合。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合為，將組織回波數(shù)據(jù)轉換成直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)與直角坐標系下的所述針體回波數(shù)據(jù)相融合。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)之前還包括:預先建立極坐標系與直角坐標系的映射關系表。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像之前還包括發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)的步驟。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度包括如下步驟: 計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角與所述優(yōu)化角度的余角； 根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度。
7.一種穿刺針增強顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括:第一控制單元、第一發(fā)射/接收單元、第一計算單元、第二計算單元、第三計算單元； 所述第一控制單元，用于將探頭的每條發(fā)射線調整到與穿刺針垂直或接近垂直的角度； 所述第一發(fā)射/接收單元，用于發(fā)射并獲取每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)； 所述第一計算單元，用于將所述極坐標系下的回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下； 所述第二計算單元，用于對所述直角坐標系下的回波數(shù)據(jù)進行針體識別； 所述第三計算單元，用于將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
8.一種穿刺針增強顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括:第四計算單元，第二發(fā)射/接收單元，第五計算單元，第六計算單元，第三控制單元，第二接收單元，第七計算單元，第八計算單元，第九計算單元； 所述第四計算單元，用于建立極坐標系與直角坐標系的映射關系表； 所述第二發(fā)射/接收單元，用于發(fā)射并獲取組織極坐標系下的回波數(shù)據(jù)； 所述第五計算單元，用于根據(jù)映射關系表將極坐標系下的組織回波數(shù)據(jù)映射到直角坐標系下； 所述第六計算單元，用于計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角與優(yōu)化角度的余角； 所述第二控制單元，用于根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度； 所述第三接收單元，用于獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的回波數(shù)據(jù)； 所述第七計算單元，用于根據(jù)映射表獲取直角坐標系下回波數(shù)據(jù)； 所述第八計算單元，用于對直角坐標系下回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體回波數(shù)據(jù)； 第九計算單元，用于將所述針體回波數(shù)據(jù)與組織回波數(shù)據(jù)相融合形成最終的超聲圖像。
9.一種穿刺針增強顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括:第三發(fā)射/接收單元，第十計算單元，第四控制單元，第四接收單元，第十一計算單元，第十二計算單元，第十三計算單元; 所述第三發(fā)射/接收單元，用于發(fā)射并獲取組織回波數(shù)據(jù)； 所述第十計算單元，用于計算出每條發(fā)射線與穿刺針的夾角與優(yōu)化角度的余角； 所述第四控制單元，用于根據(jù)所述余角改變探頭每條發(fā)射線的掃查角度； 所述第四接收單元，用于獲取改變掃查角度后的每條發(fā)射線的極坐標系下的回波數(shù)據(jù)； 所述第十二計算單元，用于將所述極坐標系下的回波數(shù)據(jù)轉換為直角坐標系下回波數(shù)據(jù)； 所述第十三計算單元，用于對直角坐標系下回波數(shù)據(jù)進行針體識別，以單獨獲取針體的回波數(shù)據(jù)； 所述第十四計算單元，用于將所述直角坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)逆向轉換成初始的極坐標系下的針體回波數(shù)據(jù)。
10.一種系統(tǒng)，其特征在于，所述設備包括如權利要求7-9任一項所述的裝置。
【文檔編號】A61B8/08GK104434273SQ201410774349
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權日:2014年12月16日
【發(fā)明者】楊仲漢, 馮乃章, 高梁 申請人:深圳市開立科技有限公司