超声3d扫描导向和重建方法和装置及其系统的制作方法
专利名称：超声3d扫描导向和重建方法和装置及其系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及超声3D扫查技术领域，尤其涉及一种超声3D扫描导向和重建 方法和装置及其系统。
背景技术：
在当前超声3D扫查技术领域中，前沿技术主要集中在系统实现方面，例如中国专 利申请号200510006818. 5、发明名称为“用于形成3D超声图像的设备和方法”和中国专利 申请号02829603、发明名称为“用于超声射束三维扫描的机构和系统”。然而，在应用中由于探头尺寸、功率限制等因素的原因，往往一桢3D超声图像扫 查的范围有限，很多时候不能完整扫查整个被扫查的脏器。在这种情况下，常常需要临床医 生移动超声探头以便对不同的位置进行扫查。这种方式会造成将一些切面漏检，从而给临 床诊断造成影响，有时还会贻误病情。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种能够在多点进行扫描然后将不同位置 的3D扫描图像进行重建从而得到整个脏器的超声3D图像的超声3D扫描导向和重建方法 和装置及其系统。为了解决上述问题，本发明超声3D扫描导向和重建方法的技术方案为扫查步骤对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征 fn息；重建步骤根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。所述特征信息包括特征血管、组织形态。其中，所述重建步骤进一步包括提取步骤提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化步骤利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一 个3D图像坐标系下的坐标；重复上述步骤直至所有3D图像都处于一个坐标系下。所述坐标系转化步骤进一步包括找出这两个3D图像共有的4个特征点，所述特征点是包含特征信息的空间上的占.
^ \\\ 对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w) 为该特征点w在另一个3D图像坐标系下的坐标；
6
通过所列出的12个方程式得到12个未知数1^、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33>
tx、ty和tz的值；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化 χ Ru R12 R13 tx χ
权利要求
1.一种超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，包括，扫查步骤对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建步骤根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。
2.如权利要求1所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述特征信息包括 特征血管、组织形态。
3.如权利要求2所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述重建步骤进一 步包括提取步骤提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化步骤利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一个3D 图像坐标系下的坐标；重复上述步骤直至所有3D图像都处于一个坐标系下。
4.如权利要求3所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述坐标系转化步 骤进一步包括找出这两个3D图像共有的4个特征点，所述特征点是包含特征信息的空间上的点； 对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式 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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w)为该 特征点W在另一个3D图像坐标系下的坐标；通过所列出的12个方程式得到12个未知数Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化
5.如权利要求4所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于还包括验证步骤，用于验证拼接后所得的所述整个脏器的3D图像的拼接误差是否在 可接受的范围内。
6.如权利要求5所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述验证步骤进一 步包括选择3D图像m和3D图像η所共有的L个特征点； 按如下公式计算所述拼接误差
7.一种超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，包括，扫查单元对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建单元根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。
8.如权利要求7所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述特征信息包括 特征血管、组织形态。
9.如权利要求8所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述重建单元进一 步包括提取单元提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化单元利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一个3D 图像坐标系下的坐标。
10.如权利要求9所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述坐标系转化单 元进一步包括找出这两个3D图像共有的4个特征点的单元，所述特征点是包含特征信息的空间上的点；对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式的单元 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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w)为该 特征点W在另一个3D图像坐标系下的坐标；通过所列出的12个方程式得到12个未知数Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值的单元；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化的单元
11.如权利要求10所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于还包括验证单元，用于验证拼接后所得的所述整个脏器的3D图像的拼接误差是否在 可接受的范围内。
12.如权利要求11所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述验证单元进 一步包括选择3D图像m和3D图像η所共有的L个特征点的单元；按如下公式计算所述拼接误差的单元
13.—种超声系统，其特征在于，包括超声3D扫描导向和重建装置，所述超声3D扫描导 向和重建装置包括扫查单元对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建单元根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。
14.如权利要求13所述的超声系统，其特征在于，所述特征信息包括特征血管、组织形态。
15.如权利要求14所述的超声系统，其特征在于，所述重建单元进一步包括 提取单元提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化单元利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一个3D 图像坐标系下的坐标。
16.如权利要求15所述的超声系统，其特征在于，所述坐标系转化单元进一步包括 找出这两个3D图像共有的4个特征点的单元，所述特征点是包含特征信息的空间上的占.对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式的单元 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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w)为该 特征点W在另一个3D图像坐标系下的坐标；通过所列出的12个方程式得到12个未知数Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值的单元；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化的单元
17.如权利要求16所述的超声系统，其特征在于还包括验证单元，用于验证拼接后所得的所述整个脏器的3D图像的拼接误差是否在 可接受的范围内。
18.如权利要求17所述的超声系统，其特征在于，所述验证单元进一步包括选择3D图像m和3D图像η所共有的L个特征点的单元； 按如下公式计算所述拼接误差的单元
全文摘要
本发明公开了一种超声3D扫描导向和重建方法和装置及其系统。所述超声3D扫描导向和重建方法包括扫查步骤对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建步骤根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。所述超声3D扫描导向和重建装置包括扫查单元和重建单元。所述超声系统包括所述超声3D扫描导向和重建装置。采用本发明的技术方案能够在多点进行扫描然后将不同位置的3D扫描图像进行重建从而得到整个脏器的超声3D图像。
文档编号A61B8/00GK102078203SQ20091022586
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者沈亮, 陈惠人 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司
技术领域：
本发明总体上涉及超声3D扫查技术领域，尤其涉及一种超声3D扫描导向和重建 方法和装置及其系统。
背景技术：
在当前超声3D扫查技术领域中，前沿技术主要集中在系统实现方面，例如中国专 利申请号200510006818. 5、发明名称为“用于形成3D超声图像的设备和方法”和中国专利 申请号02829603、发明名称为“用于超声射束三维扫描的机构和系统”。然而，在应用中由于探头尺寸、功率限制等因素的原因，往往一桢3D超声图像扫 查的范围有限，很多时候不能完整扫查整个被扫查的脏器。在这种情况下，常常需要临床医 生移动超声探头以便对不同的位置进行扫查。这种方式会造成将一些切面漏检，从而给临 床诊断造成影响，有时还会贻误病情。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种能够在多点进行扫描然后将不同位置 的3D扫描图像进行重建从而得到整个脏器的超声3D图像的超声3D扫描导向和重建方法 和装置及其系统。为了解决上述问题，本发明超声3D扫描导向和重建方法的技术方案为扫查步骤对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征 fn息；重建步骤根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。所述特征信息包括特征血管、组织形态。其中，所述重建步骤进一步包括提取步骤提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化步骤利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一 个3D图像坐标系下的坐标；重复上述步骤直至所有3D图像都处于一个坐标系下。所述坐标系转化步骤进一步包括找出这两个3D图像共有的4个特征点，所述特征点是包含特征信息的空间上的占.
^ \\\ 对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w) 为该特征点w在另一个3D图像坐标系下的坐标；
6
通过所列出的12个方程式得到12个未知数1^、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33>
tx、ty和tz的值；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化 χ Ru R12 R13 tx χ
权利要求
1.一种超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，包括，扫查步骤对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建步骤根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。
2.如权利要求1所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述特征信息包括 特征血管、组织形态。
3.如权利要求2所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述重建步骤进一 步包括提取步骤提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化步骤利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一个3D 图像坐标系下的坐标；重复上述步骤直至所有3D图像都处于一个坐标系下。
4.如权利要求3所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述坐标系转化步 骤进一步包括找出这两个3D图像共有的4个特征点，所述特征点是包含特征信息的空间上的点； 对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式 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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w)为该 特征点W在另一个3D图像坐标系下的坐标；通过所列出的12个方程式得到12个未知数Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化
5.如权利要求4所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于还包括验证步骤，用于验证拼接后所得的所述整个脏器的3D图像的拼接误差是否在 可接受的范围内。
6.如权利要求5所述的超声3D扫描导向和重建方法，其特征在于，所述验证步骤进一 步包括选择3D图像m和3D图像η所共有的L个特征点； 按如下公式计算所述拼接误差
7.一种超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，包括，扫查单元对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建单元根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。
8.如权利要求7所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述特征信息包括 特征血管、组织形态。
9.如权利要求8所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述重建单元进一 步包括提取单元提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化单元利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一个3D 图像坐标系下的坐标。
10.如权利要求9所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述坐标系转化单 元进一步包括找出这两个3D图像共有的4个特征点的单元，所述特征点是包含特征信息的空间上的点；对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式的单元 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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w)为该 特征点W在另一个3D图像坐标系下的坐标；通过所列出的12个方程式得到12个未知数Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值的单元；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化的单元
11.如权利要求10所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于还包括验证单元，用于验证拼接后所得的所述整个脏器的3D图像的拼接误差是否在 可接受的范围内。
12.如权利要求11所述的超声3D扫描导向和重建装置，其特征在于，所述验证单元进 一步包括选择3D图像m和3D图像η所共有的L个特征点的单元；按如下公式计算所述拼接误差的单元
13.—种超声系统，其特征在于，包括超声3D扫描导向和重建装置，所述超声3D扫描导 向和重建装置包括扫查单元对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建单元根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。
14.如权利要求13所述的超声系统，其特征在于，所述特征信息包括特征血管、组织形态。
15.如权利要求14所述的超声系统，其特征在于，所述重建单元进一步包括 提取单元提取相邻两个3D图像的所述特征信息；坐标系转化单元利用所述特征信息将一个3D图像中的点的坐标转化为在另一个3D 图像坐标系下的坐标。
16.如权利要求15所述的超声系统，其特征在于，所述坐标系转化单元进一步包括 找出这两个3D图像共有的4个特征点的单元，所述特征点是包含特征信息的空间上的占.对于每个特征点W，分别列出下列三个方程式的单元 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)为特征点w在一个3D图像坐标系下的坐标，(x' w，y' w,z' w)为该 特征点W在另一个3D图像坐标系下的坐标；通过所列出的12个方程式得到12个未知数Rn、R12> R13> R21 > R22> R23> R31 > R32> R33> tx、ty 和tz的值的单元；将所得12个未知数值代入下列方程式并按下列方程式进行坐标系转化的单元
17.如权利要求16所述的超声系统，其特征在于还包括验证单元，用于验证拼接后所得的所述整个脏器的3D图像的拼接误差是否在 可接受的范围内。
18.如权利要求17所述的超声系统，其特征在于，所述验证单元进一步包括选择3D图像m和3D图像η所共有的L个特征点的单元； 按如下公式计算所述拼接误差的单元
全文摘要
本发明公开了一种超声3D扫描导向和重建方法和装置及其系统。所述超声3D扫描导向和重建方法包括扫查步骤对脏器进行多点扫查以获得多个3D图像，每个3D图像包含相应的特征信息；重建步骤根据这些3D图像重建整个脏器的3D图像。所述超声3D扫描导向和重建装置包括扫查单元和重建单元。所述超声系统包括所述超声3D扫描导向和重建装置。采用本发明的技术方案能够在多点进行扫描然后将不同位置的3D扫描图像进行重建从而得到整个脏器的超声3D图像。
文档编号A61B8/00GK102078203SQ20091022586
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者沈亮, 陈惠人 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司
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