CN104000621A - 一种4d探头扫查控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种4D探头扫查控制方法，包括：控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。本发明还介绍了相关控制装置及整个4D扫查的控制系统。通过调整正反向扫查的延时时间，实现各扫查线位置的对齐，从而避免了4D图像的抖动。

Description

一种4D探头扫查控制方法、装置及系统

技术领域

    本发明涉及探头领域，具体的涉及一种4D探头扫查控制方法、装置及系统。

 

背景技术

四维超声就是四维成像技术（4D），能直观、立体显示人体器官的三维(3D)结构及动态、实时地观察立体结构，4D成像技术是在3D成像技术基础上增加了时间特性而形成的，即是动态的3D图像，而3D成像技术又是在2D成像技术的基础上发展而来的，2D成像技术在临床上只能反映人体器官的平面信息，比如B模式下的图像，但医生已不满足这一技术，希望三维成像提供直观的立体信息，三维超声扫查是通过旋转或摆动该部位的平面实现的，三维重建要求二维扫查要获得协调连续的部位平面，以便能够在水平或垂直方向上获得所需部位的切面图，计算机不断的将切面的位置记录下来，超声图像数据与这些位置对应，然后重建3D图，3D图再随着时间不断更新并显示出来即是4D成像，4D成像能直观、立体显示人体器官的三维结构及动态、实时地观察立体结构。4D技术的应用，为临床超声诊断提供了更丰富的影像信息，减少了病灶的漏诊，提高了诊疗质量。

4D超声成像需要用到4D探头，超声主机通过正确的控制4D探头对同一物体的同一部位进行扫查，从而得到该部位的4D图像。超声主机控制4D探头发射超声波，需要得到4D探头的方向信号，根据探头的方向信号发射超声波，四维探头在工作时，有以下几个阶段:正向加速区、正向匀速区、正向减速区、反向加速区、反向匀速区、反向减速区。如图7所示。

现有技术在匀速区控制4D探头发射超声波，由于扫查线发射时间不精确会出现同一物体正向扫查和反向扫查超声图像不在同一位置的问题，出现4D图像摆动现象的出现。常规的4D扫查线控制方法是等待固定延时T1开始扫查。在4D探头进入正向匀速区时，等待固定延时T1时间开始发射第一条扫查线，等到发射N条扫查线后结束，这时离正向扫查结束还有T2时间；在进入反向扫查匀速区后同样等待固定延时T1，开始发射第N条扫查线，等到扫查线的发射序号减到1时，反向扫查完成，这时反向扫查剩余时间为T3。由于T1并不一定等于T3。所以正向扫查第一条线与反向扫查第一条线的相对位置并不相同，导致4D超声图像摆动。如下图7所示。

由图7可知，由上位机下载延时的方法控制4D扫查，很难精确的确定延时时间，使图2当中的T1等于T3。一旦T1与T3之间出现较大偏差，就会导致相同序号的正反向扫查线的对应的超声图像的位置有所偏差，根据偏差值的大小出现一定程度的4D图像抖动。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种4D探头扫查控制方法、装置及系统，通过调整正反向扫查的延时时间，实现各扫查线位置的对齐，从而避免了4D图像的抖动。

本发明提供一种4D探头扫查的控制方法，包括：

控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；

获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；

控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。

 

本发明还提供一种4D探头扫查的控制装置，包括：

第一控制模块，用于控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；

第一获取模块，用户获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；

第二控制模块，用于控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。

 

本发明还提供一种系统，包括一扫查控制装置，所述扫查控制装置包括：

第一控制模块，用于控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；

第一获取模块，用户获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；

第二控制模块，用于控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。

 

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：通过控制4D正反向扫查的延时发射时间，使正反向扫查线对齐，从而解决4D超声图像抖动的问题。 

附图说明

图1，为本发明一种实施例的4D探头扫查控制方法的流程图；

图2，为本发明其中一种实施例的具体流程图；

图3，为本发明一种实施例的4D探头扫查控制装置的功能框图；

图4，为本发明另一种实施例的4D探头扫查控制装置的功能框图； 

图5，为本发明另一种实施例的4D探头扫查控制装置的功能框图；

图6，为本发明的实施例的4D探头扫查过程示意图；

图7，为现有技术的实施例的4D探头扫查过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的说明书附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种4D超声探头扫查控制方法，通过控制4D正反向扫查的延时发射时间，使正反向扫查线对齐，从而解决4D超声图像抖动的问题。

 

如图1所示，为本发明一种4D超声扫查控制方法的一个优选实施例，包括：

S101，控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时T1后，进入扫查线发射接收阶段。

如图7所示，4D探头通过正反向的来回摆动进行扫查，因此每一个周期需要经历正向扫查和反向扫查两个阶段，正向扫查阶段包括:正向加速区、正向匀速区、正向减速区；反向扫查阶段包括：反向加速区、反向匀速区、反向减速区。

在探头进入正向匀速区，进入扫查线发射接收阶段之前经历一个第一固定延时T1。 施加固定延时T1是为了等待4D探头进入稳定状态，因为4D探头在电机驱动正向扫查时，由加速区进入匀速区有一个状态的切换，为了防止干扰超声图像，所以施加延时T1，等待4D探头进入正向扫查匀速区稳定后再进行超声扫查。该延时根据4D探头电机特性决定，一般延时2ms左右，4D探头就可稳定。

S102，获取探头从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间TS；

如图7所示，通过获取第一过程时间TS，便可以知道探头从发射最后一条正向扫查线到正向匀速扫查结束的整个过程所经历的时间（其中所述最后一条扫查线为N号扫查线，所述N为大于等于1的整数），在反向扫查时，为了使正反向的N号扫查线在同一位置上，反向扫查的N号线发射的时间必然与所述第一过程时间TS有一定对应的关系。

S103，控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间TS减去每条扫查线开始发射前的第二固定延时Td后开始发射反向扫查线。

如图7所示，探头每发射一条扫查线需要经历发射和接收的整个过程。而每条扫查线在发射之前都要经历一个第二固定延时Td，所述第二固定延时Td是一固定延时参数,它的作用是保证在上一次发射和接收完成后有足够时间使硬件系统稳定，一般延时600个扫查时钟周期，本实施例当中扫查时钟周期优选为25ns。因此为了获取和正向扫查线的最后一条N号扫查线相同位置的扫查线，在反向扫查发射N号扫查线时，需要从时间TS中减去第二固定延时Td。即反向扫查需经历TS-Td延时开始发射N号反向扫查线。

综上所述，通过控制4D正反向扫查的延时发射时间，使正反向扫查线对齐，从而解决4D超声图像抖动的问题。

 

在一些实施例中，所述步骤S101之前还包括获取第一固定延时T1和第二固定延时TD的步骤。

优选的，所述第一固定延时T1，可以通过上位机下载或者作为一个固定参数预先设置好。

优选的，所述第二固定延时TD，可以通过上位机下载或者作为一个固定参数预先设置好。

上位机是可以发出特定操控命令的装置，通过操作预先设定好的命令，将命令传递给下位机，通过下位机来控制设备完成各项操作。下位机是命令执行者，通过解析上位机下发的命令，然后去执行，本专利内描述的一种4D探头扫查控制装置及系统就相当于一个下位机。

 

在一些实施例中，所述步骤S102获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的时间TS

所述时间TS可以通过记时器获取，即从最后一条正向扫查线发射同时，启动计时器至正向匀速扫查结束，记录下这段时间为TS。

而在另一些实施例中，所述步骤S102获取从探头发射最后一条正向扫查线到正向匀速扫查结束的第一过程时间TS可以包括如下步骤： 

S1021，获取最后一条正向扫查线从开始发射到接收的第二过程时间T3;

所述第二过程时间T3等于每条扫查线发射到接收的整个过程的时间Tprt减去每条扫查线发射的第二固定延时Td。其中，所述Tprt时间可以通过上位机下载得到

即T3=Tprt-Td。

所述第二过程时间T3除了通过以上公式获取，还可以通过记时器获取

S1022，获取最后一条扫查线完成发射和接收后到正向匀速扫查结束的第三过程时间T2；

所述第三过程时间T2通过记时器获取。

S1023，将所述第二过程T3与所述第三过程时间T2相加。即TS= Tprt-Td+T2.

则最终反向扫查开始需等待的延时=TS-Td=Tprt-Td+T2-Td= Tprt-2*Td+T2

优选的，本实施例用到的计时器是用计数器来实现的，计数器的时钟为扫查时钟，计数完成后把计数值与扫查时钟周期相乘得到时间值。

 

为便于更好的实施本发明实施例的技术方案，本发明实施例还提供用于实施上述控制方法的相关装置及系统。其中名词的含义与上述扫查控制方法中相同，具体实现细节可以参考方法实施例中的说明，在此不再赘述。

如下图4所示，为本发明一种4D探头扫查的控制装置的实施例，该装置300包括：

第一控制模块301，用于控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时T1后，进入扫查线发射接收阶段；

第一获取模块302，用于获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的时间TS。

第二控制模块303，用于控制探头在反向匀速扫查区等待所述时间TS减去每条扫查线发射的第二固定延时Td后开始发射反向扫查线。

 

如图5所示，在一些实施例中，本装置还包括：

第二获取模块303，用于获取第一固定延时T1。

第三获取模块304, 用于获取第二固定延时Td。

 

如图6所示，在一些实施例中，所述第一获取模块302可以包括：

第四获取模块3021，用于获取最后一条正向扫查线从开始发射到接收的时间第二过程T3; 

第五获取模块3022，用于获取最后一条扫查线完成发射和接收后到正向匀速扫查结束的第三过程时间T2；

第一计算模块3033，用于将所述步骤S1021所获取的时间与所述步骤S1022获取的时间相加。即TS= Tprt-Td+T2。

 

在一些实施例中，所述第一、第四、第五获取模块，还可以为一记时器，通过记时器记时获取各时间。

 

本发明还提供一种系统，所述系统具有如上述实施例所述的控制装置，所述装置见上述实施例的描述，在此不再赘述。

 

以上对本发明所提供的4D探头扫查控制方法、装置及系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种4D探头扫查控制方法，其特征在于，包括：

控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；

获取探头从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；

控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间为通过计时器获取。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间包括：

获取最后一条正向扫查线从开始发射到接收的第二过程时间;

获取最后一条扫查线完成发射和接收后到正向匀速扫查结束的第三过程时间；

将所述第二过程时间与所述第三过程时间相加。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二过程时间为每条扫查线发射和接收整个过程所用的时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一过程时间为通过记时器获得。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后开始发射正向扫查线之前还包括：获取所述第一固定延时和所述第二固定延时。

7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线之前还包括：获取所述第二固定延时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的时间为通过记时器获得。

9.一种4D探头扫查的控制装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，用于控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；

第一获取模块，用户获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；

第二控制模块，用于控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

第二获取模块，用于获取最后一条正向扫查线从开始发射到接收的第二过程时间;

第三获取模块，用于获取最后一条扫查线完成发射和接收后到正向匀速扫查结束的第三过程时间；

计算模块，用于将所述第二过程时间与所述第三过程时间相加。

11.一种系统，包括一扫查控制装置，其特征在于，所述扫查控制装置包括：

第一控制模块，用于控制探头在正向匀速扫查区等待第一固定延时后，进入扫查线发射接收阶段；

第一获取模块，用户获取从最后一条正向扫查线发射到正向匀速扫查结束的第一过程时间；

第二控制模块，用于控制探头在反向匀速扫查区等待所述第一过程时间减去每条扫查线发射前的第二固定延时后开始发射反向扫查线。