CN103156648A - 体外冲击波碎石机b超检靶结石的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，包括如下步骤：a.将B超探头的切面移动至与冲击波源杯的中轴线相交于波源焦点处，即该点为冲击波波源的焦点；b.将B超探头实时采集到的扫描影像传送给计算机，设定一幅结石处于波源焦点的扫描影像为模板图像；c.计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，如果二者匹配时启动冲击波进行碎石，然后跳转到步骤d，否则不启动冲击波进行碎石，跳转到步骤c；d.计算机自动采集一幅冲击后的且结石仍处于波源焦点的B超切面影像替代前面的模板图像，然后跳转到步骤c。本发明的有益效果是：通过对图像偏差设定一个门坎值，可以判断结石是否漂移到波源焦点上，从而保证机器发出的冲击波准确的作用到结石上，提高了治疗效果，降低患者的手术损伤，便于推广。

Description

体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法

技术领域

本发明涉及体外冲击波碎石机医疗器械领域，尤其是关于一种体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法。 

背景技术

体外冲击波碎石机在我国应用很普遍。其定位原理主要依靠B超或X线影像发现结石，并通过波源和床的相对运动将人体结石移动到波源的波源焦点，最后通过波源将冲击力汇聚到结石上使结石粉碎。但在实际的碎石过程中通过B超影像发现结石随着患者的呼吸结石相对于波源焦点来回漂移约2cm，使得定时触发的冲击波只有大约30％能够作用到结石上，其余的冲击波都作用到患者的其它地方，造成碎石效率降低，碎石过程延长，甚至患者皮肤淤血增加患者痛苦等。因此如何提高碎石效率成为需要解决的课题。 

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明所要解决的技术问题是，克服定时触发或心率同步触发的冲击波作用到结石的效率低下的不足，提供了一种利用B超影像进行机器识别结石随患者呼吸回归波源焦点的方法，保证波源发出的冲击力都能准确作用到结石上。 

本发明解决其技术问题所采用的技术是一种体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，包括如下步骤：a.将B超探头的切面移动至与冲击波源杯的中轴线相交于波源焦点处；b.将B超探头实时采集到的扫描影像传送给计算机，设定一幅结石处于波源焦点的扫描影像为模板图像；c.计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，如果二者匹配时启动冲击波进行碎石，然后跳转到步骤d，否则不启动冲击波进行碎石，跳转到步骤c；d.计算机自动采集一幅冲击后的且结石仍处于波源焦点的B超切面影像替代前面的模板图像，然后跳转到步骤c。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述步骤c中的匹配是允许B超探头实时扫描影像与模板图像存在不大于一定范围的误差。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述的误差是根据如下公式计算得出，其中模板图像和B超探头实时扫描影像的大小相等，宽为m，高为n，模板图像中某点坐标为(x₀，y₀)，该点的灰度为U(x₀，y₀)；与模板图像对应重合的实时扫描影像中的点坐标为(X₀，Y₀)，该点的灰度为V(X₀，Y₀)，则两图像的差别ε由下式计算得出： 

$\mathrm{\ϵ}=\underset{x_0=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y_0=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{[U(x_0,y_0)-V(X_0,Y_0)]}^2.$

误差ε的具体大小，可以根据具体需要来设定。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述的步骤c中在再次跳转到步骤c之前有一个时间条件判断，该时间条件为如果连续执行跳转到步骤c超过一定时间则退出计算机自动检靶结石过程，并在显示器上显示相应提示信息。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述步骤d中的计算机自动选择的模板图像的过程是在一定时间内B超探头实时采集到的扫描影像中与原模板图像之间误差最小的那幅扫描影像。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述步骤d中的计算机自动选择的模板图像的过程是计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，当实时扫描影像与模板图像不匹配时选择前面比较结果中与模板图像最接近的一幅扫描影像做为新的模板图像。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述步骤d中的计算机自动选择的模板图像的过程是计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，当实时扫描影像与模板图像不匹配时选择最后一个匹配的扫描影像做为新的模板图像。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，步骤d中所述的计算机自动选择的模板图像是步骤c中所述的与模板匹配的实时扫描影像。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述步骤c中的跳转到步骤d之前需要延时100至300ms。 

作为上述体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法进一步改进，所述步骤c或步骤d进行中随时可以通过人为的操作将其打断，而退出碎石过程或重新进行碎石过程。 

相较于现有技术，本发明的有益效果是：通过对图像偏差设定一个门坎值，可以判断结石是否漂移到波源焦点上，从而保证机器发出的冲击波准确的作用到结石上，提高了治疗效果，降低患者的手术损伤，便于推广。 

附图说明

图1是本发明实施方式的图像比较示意图； 

图中：1、冲击波源；2、水囊；3、B超探头；4、手术床；5、波源焦点；6、定位在波源焦点的结石；7、飘移到波源焦点外的结石；8、控制计算机；9、B超机。 

具体实施方式

下面结合附图对发明进行详细说明。 

如图1所示，采用本发明方法的设备体外冲击波碎石机包括冲击波源1、水囊2、B超探头3、手术床4，B超探头3连接B超机9，B超机9连接控制计算机8。B超探头3的切面与冲击波源1中波源的中轴线相交于波源焦点5。当结石漂移到波源焦点5外时，B超探头3的切面影像中没有或很少的结石影像，如漂移到波源焦点外的结石7，当结石回归到波源焦点5时，B超探头3的切面影像就会出现结石影像，如定位在波源焦点的结石6。控制计算机8把采集到结石位于波源焦点5处的B超探头3的切面影像作为模板，与后续采集的B超探头3的切面影像进行比较，当偏差大于某一程度时可认为结石已经漂移出波源焦点5，当偏差小到某一程度时可认为结石漂移到波源焦点5此时触发冲击波即可作用到结石之上。 

具体的本发明体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，包括如下步骤： 

S101.将B超探头的切面移动至与冲击波源的中轴线相交于波源焦点5处； 

图1中B超探头3的切面与冲击波源1的中轴线相交于波源焦点5处。 

S102.将B超探头实时采集到的扫描影像传送给计算机，设定一幅结石处于波源焦点5的扫描影像为模板图像； 

有时候人体的呼吸时，使得人体的结石也随呼吸在波源焦点5处来回移动。当结石处于波源焦点5时用电脑手动采集一幅B超切面影像作为初始模板图像。 

S103.计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，如果二者匹配 时启动冲击波进行碎石，然后跳转到步骤S104，否则不启动冲击波进行碎石，跳转到步骤S103； 

上面所述的匹配是允许B超探头实时扫描影像与模板图像存在一定范围的误差。误差的计算方式可以有很多，其中一种就是根据如下公式计算得出，其中模板图像和B超探头实时扫描影像的大小相等，宽为m，高为n，模板图像中某点坐标为(x₀，y₀)，该点的灰度为U(x₀，y₀)；与模板图像对应重合的实时扫描影像中的点坐标为(X₀，Y₀)，该点的灰度为V(X₀，Y₀)，则两图像的差别ε由下式计算得出： 

该误差ε的具体大小范围，可以根据具体需要来设定。 

还有本步骤中在再次跳转到本步骤S103之前有一个时间条件判断，该时间条件为如果连续执行跳转到本步骤S103超过一定时间则退出计算机自动检靶结石过程，并在显示器上显示相应提示信息；也可以换成次数条件，如果连续执行跳转到本步骤S103超过一定次数则退出计算机自动检靶结石过程，并在显示器上显示相应提示信息。 

S104.计算机自动采集一幅冲击后的且结石仍处于波源焦点5的B超切面影像替代前面的模板图像，然后跳转到步骤S103。 

本步骤中的计算机自动选择的模板图像的过程是在一定时间内B超探头实时采集到的扫描影像中与原模板图像之间误差最小的那幅扫描影像，具体误差计算方式可参照S103步骤中所采用的；还可以，本步骤中的计算机自动选择的模板图像的过程是计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，当实时扫描影像与模板图像不匹配时选择前面比较结果中与模板图像最接近的一幅扫描影像做为新的模板图像；本步骤中的计算机自动选择的模板图像的过程是计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，当实时扫描影像与模板图像不匹配时选择最后一个匹配的扫描影像做为新的模板图像；本步骤d中所述的计算机自动选择的模板图像是步骤S103中所述的与模板匹配的实时扫描影像，然后延时100至300ms再跳转到步骤S103。 

在上述的实施方式中，由于每次触发冲击前都用电脑对B超切面影像进行确认结石回归波源焦点5，因此可实现对结石冲击的检靶，进而提高碎石效率，减少患者的手术损伤和痛苦。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (10)

1.体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于包括如下步骤：

a.将B超探头的切面移动至与冲击波源杯的中轴线相交于波源焦点处；

b.将B超探头实时采集到的扫描影像传送给计算机，设定一幅结石处于波源焦点的扫描影像为模板图像；

c.计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，如果二者匹配时启动冲击波进行碎石，然后跳转到步骤d，否则不启动冲击波进行碎石，跳转到步骤c；

d.计算机自动采集一幅冲击后的且结石仍处于波源焦点的B超切面影像替代前面的模板图像，然后跳转到步骤c。

2.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述步骤c中的匹配是允许B超探头实时扫描影像与模板图像存在不大于一定范围的误差。

3.根据权利要求2所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述的误差是根据如下公式计算得出，其中模板图像和B超探头实时扫描影像的大小相等，宽为m，高为n，模板图像中某点坐标为(x₀，y₀)，该点的灰度为U(x₀，y₀)；与模板图像对应重合的实时扫描影像中的点坐标为(X₀，Y₀)，该点的灰度为V(X₀，Y₀)，则两图像的差别ε由下式计算得出：

$\mathrm{\ϵ}=\underset{x_0=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y_0=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{[U(x_0,y_0)-V(X_0,Y_0)]}^2.$

4.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述的步骤c中在再次跳转到步骤c之前有一个时间条件判断，该时间条件为如果连续执行跳转到步骤c超过一定时间则退出计算机自动检靶结石过程，并在显示器上显示相应提示信息。

5.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述步骤d中的计算机自动选择的模板图像的过程是在一定时间内B超探头实时采集到的扫描影像中与原模板图像之间误差最小的那幅扫描影像。

6.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述步骤d中的计算机自动选择模板图像的过程是计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，当实时扫描影像与模板图像不匹配时选择前面比较结果中与模板图像最接近的一幅扫描影像做为新的模板图像。

7.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述步骤d中的计算机自动选择的模板图像的过程是计算机将B超探头实时扫描影像与模板图像进行比较，当实时扫描影像与模板图像不匹配时选择最后一个匹配的扫描影像做为新的模板图像。

8.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：步骤d中所述的计算机自动选择的模板图像是步骤c中所述的与模板匹配的实时扫描影像。

9.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述步骤c中的跳转到步骤d之前需要延时100至300ms。

10.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超检靶结石的方法，其特征在于：所述步骤c或步骤d进行中随时可以通过人为的操作将其打断，而退出碎石过程或重新进行碎石过程。

Images