CN109157192B - 一种基于三维电机的立体定位膀胱位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于三维电机的立体定位膀胱位置的方法，是在测容前，获得正交的两幅扫描区域内的二维B超图像信息，找出膀胱边界，确定膀胱的中心位置坐标，根据膀胱椭球形状特点，求出膀胱椭球体的长轴、短轴和深度，三维重建膀胱大小，并将俯视投影到投影圆中的投影位置上。投影圆显示在屏幕上，根据投影圆中的俯视投影实心圆位置和指示箭头，自动提示操作者如何移动探头，使膀胱的中心位置移至投影圆的中心，表示膀胱的中心已在三维扫描区域中心，获得准确定位。本发明是在测量膀胱容积前，采用立体、准确定位膀胱的中心位置，有效的节省了医护人员的时间；该发明只需要根据箭头方向调整探头位置即可，测量精度不受操作者经验、手法的影响。

Description

一种基于三维电机的立体定位膀胱位置的方法

技术领域

本发明涉及超声扫描技术领域，具体的说是一种基于三维电机的立体定位膀胱位置的方法。

背景技术

医护人员对患者膀胱状态的监测和诊断，特别是术后膀胱功能的评估都需要对膀胱内尿量进行精准测量。目前测量膀胱容积，都是利用超声成像原理，采用三维探头旋转一周获取膀胱的一副或者多幅二维超声图像进行三维重建，然后计算得到膀胱容积。其中，如何在超声区域内找到膀胱、定位膀胱位置是精确测量膀胱容积的必要条件，找到膀胱才能进行膀胱容积的测量，精确定位膀胱位置决定膀胱容积值的准确度：因为测量膀胱容积时，需要探头旋转一周获取多幅二维切面图像，而获取的每幅二维切面图像都能覆盖膀胱区域，这样才能确保膀胱容积的精准度。所以定位膀胱位置时，将膀胱位置移至到扫描区域中心附近才能确保膀胱都在扫描区域内。在超声成像区域内找膀胱，可根据超声波在人体内不同组织界面回声强弱的信息很方便的找到膀胱区域。而膀胱的定位，目前世界上大致有三种方法，第一种方法是：每次探头旋转一周完成一次三维扫描后，重建出膀胱的投影，告知上次三维扫描膀胱的中心位置，操作者根据投影提示，移动探头调整扫描位置，使膀胱位置移动至扫描区域中心附近，这种定位方法需要重复多次测量调整才能确定膀胱位置调整至扫描区域中心附近。该定位方法的好处是：操作者不需要具备影像学专业技术以及经验、仪器可不显示超声图像、这种三维扫描后的膀胱投影确定位置、定位较准确。该定位方法的弊端是：测量完成后才知道膀胱位置的定位、反复调整才能确定膀胱位置调整至扫描区域中心附近，流程复杂耗时长(测量一次的时间一般需要5-7秒钟)。第二种方法是：在三维扫描之前，即二维B超扫描阶段(预扫描时)进行膀胱位置的定位，这种方法是由操作者根据观察的二维B超图像、经验判断膀胱位置、调整探头左右上下移动。该定位方法的好处是：简单明了、易操作。该定位方法的弊端是：操作者需具备一定的影像学专业技术能力、其次用一个方向的切面二维B超图像(在预扫描阶段)定位膀胱的中心位置的准确度存在着不确定性(如膀胱不是一个很规则的形状，很多患者的膀胱形状都不规则)。第三种方法是在第二种方法的基础上，仅仅将原来由操作者根据观察二维B超图像、经验判断膀胱位置、调整探头左右上下移动的工作改为仪器自动判断，这种方法的出现，操作者不需具备一定的影像学专业技术能力，由于该定位方法还是采用一个方向的切面二维B超图像(在预扫描阶段)定位膀胱的中心位置，同样准确度存在着不确定性。

发明内容

针对现有技术中对膀胱定位方法所存在的问题，本发明提供一种预扫描阶段(即三维扫描前)，控制三维电机对膀胱进行水平方向和垂直方向扫描，快速、准确、自动确定膀胱本身的立体中心位置，采用三维重建投影方式进行显示，同时采用指示箭头方式指导操作者移动探头，使膀胱的位置调整至扫描区域中心附近，实现了基于三维电机立体定位膀胱位置的方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，包括以下步骤：

1)开始预扫描，驱动主电机旋转置0度，使得探头扫描切面到达水平切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得水平扫描切面上的扇形超声成像信息；

2)找出水平扫描切面膀胱边界，确定膀胱的中心位置在X轴上的坐标即膀胱在水平切面上的中心轴坐标x0(也是膀胱三维重建投影图形的x0坐标)以及膀胱在水平扫描切面上的X轴方向的长度；

3)驱动主电机旋转置90度，使得探头扫描切面到达垂直切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得垂直扫描切面的扇形超声成像信息；

4)找出垂直扫描切面膀胱边界，确定膀胱的中心位置在Y轴上的坐标即膀胱在垂直切面的中心轴坐标y0(也是膀胱三维重建投影图形的坐标y0)以及膀胱垂直扫描切面Y轴方向的长度和Z轴方向的深度；

5)根据膀胱水平扫描切面的中心轴坐标x0和垂直扫描切面的中心轴坐标y0，(x0，y0)坐标点即为膀胱中心点，也是膀胱在投影圆中的投影位置坐标，用三维重建膀胱大小(实心圆表示)，并显示到投影圆中已确定的投影位置坐标上；

6)显示界面根据膀胱三维重建的投影，提示探头移动的方向，指导操作者按照箭头指示方向移动探头，使实心圆位于扫描区域中心；

7)步骤2所述的找到水平扫描切面膀胱边界，是在获取的膀胱B超图像中，读出垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界；

8)步骤2所述的找到膀胱水平切面上的中心轴坐标x0，是由膀胱边界内的所有点在X方向的坐标平均即为水平切面上的中心轴x0坐标；

9)步骤2所述的确定膀胱水平切面上的X轴方向的长度，是将膀胱水平扫描切面上的X轴方向最长的距离定为X轴方向的长度；

10)步骤4所述的找到膀胱垂直扫描切面边界，是在获取的膀胱B超图像中，读出垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界；

11)步骤4所述的找到膀胱垂直切面的中心轴坐标y0，是由膀胱边界内的所有点在Y方向的坐标平均即为垂直切面上的中心轴坐标y0；

12)步骤4所述的确定膀胱垂直切面上的Z轴方向的深度，是将膀胱垂直扫描切面上的Z轴方向最长的距离定为Z轴方向的深度；

13)步骤4所述的确定膀胱垂直扫描切面上Y轴方向的长度，是将膀胱垂直扫描切面中的Y轴方向最长的距离定为Y轴方向的长度；

14)步骤5所述的投影圆，是指三维扫描区域；

15)步骤5所述的投影位置，是将得到的膀胱水平切面上的坐标x0和膀胱垂直切面上的y0坐标，即(x0，y0)坐标所确定的点即是膀胱的中心位置，也是投影位置坐标；

16)步骤5所述的三维重建膀胱大小，是根据膀胱水平切面上在X轴方向的长度、膀胱垂直切面上在Y轴方向的长度、膀胱垂直切面上在Z轴的深度，求出膀胱容积，并将俯视投影到投影圆中；

17)步骤6所述的三维重建的投影，是指投影位置和三维重建膀胱大小(实心圆)组成。

18)步骤6所述的扫描区域中心，也是投影圆的中心；

本发明的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，使用三维步进电机(由上置步进电机(从电机)和下置步进电机(主电机)组成，主电机负责空间旋转，从电机负责扇形扫描获取图像)进行膀胱预扫描，预扫描分为水平扫描和垂直扫描。从电机水平扫描时，通过计算得到膀胱的中心位置x0坐标；然后主电机旋转90度，从电机开始垂直扫描，通过计算得到膀胱的中心位置y0坐标。因为垂直扫描切面是在水平扫描切面的基础上顺时针旋转90度，构成一个三维扫描空间，空间的坐标轴为：X、Y、Z。膀胱的水平扫描切面上的信息位于X、Z轴坐标系中，膀胱的垂直扫描切面上的信息位于Y、Z轴坐标系中。膀胱三维中心位置坐标为(xO，y0，z0)。由于投影是建立在X、Y坐标平面上的投影，坐标z0可以不考虑。所以膀胱中心位置坐标以(x0，y0)表示。再根据箭头的指示，将(x0，y0)坐标调整至扫描区域中心点(0，0)附近即可。在测量膀胱容积前(即预扫描时)，根据正交(即膀胱的水平扫描和膀胱的垂直扫描)的两幅扫描区域内的二维B超图像信息，快速、准确、自动定位膀胱立体中心位置，并三维重建膀胱大小。将膀胱的中心位置一一对应到屏幕显示的投影圆中的位置，三维重建膀胱大小的俯视图投影到投影圆相对应的膀胱的中心位置上，将定位通过屏幕上的投影图很直观的告知操作者，指导操作者很方便的、准确的进行膀胱定位。而不需要扫描完成后根据投影是否准确来重新扫描膀胱，有效的节省了医护人员的时间；该发明也无需观测“膀胱的最大面积”这种无法定量的指标，只需要根据箭头方向调整探头位置即可，测量精度不受操作者经验、手法的影响。

附图说明

图1为本发明一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法的流程图；

图2为本发明中三维电机图示；

图3为本发明中定义水平和垂直方向图示；

图4为本发明中定义水平扫描膀胱的中心位置x0图示；

图5为本发明中定义垂直扫描膀胱的中心位置y0图示；

图6为本发明中三维空间坐标系图示；

图7为本发明中膀胱水平扫描切面中：定义膀胱壁方法、膀胱的中心位置X轴坐标(x0)、X轴方向长度(d0)图示；

图8为本发明中定位水平扫描面中膀胱壁函数图示；

图9为本发明中膀胱垂直扫描切面中：定义膀胱壁方法、膀胱的中心位置Y轴坐标(y0)、垂直扫描切面Y轴方向长度(d1)、Z轴方向深度(d2)图示；

图10为本发明中投影圆中的膀胱的位置坐标图示；

图11为本发明中投影圆中的膀胱居中的位置图示；

图12为本发明中实心圆投影在第一象限图示；

图13为本发明中实心圆投影在第二象限图示；

图14为本发明中实心圆投影在第三象限图示；

图15为本发明中实心圆投影在第四象限图示；

图16为本发明中实心圆投影在坐标原点图示。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法作进一步阐述。

本发明的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，是在测容前(即预扫描时)，获得正交(即膀胱的水平扫描和膀胱的垂直扫描)的两幅扫描区域内的二维B超图像信息，构成一个三维空间，空间的坐标轴为：X、Y、Z。膀胱的水平扫描切面上的信息位于X、Z轴坐标系中，膀胱的垂直扫描切面上的信息位于Y、Z轴坐标系中。膀胱三维中心位置坐标为(x0，y0，z0)。由于投影是建立在X、Y坐标平面上的投影，坐标z0可以不考虑。所以膀胱中心位置坐标以(x0，y0)表示。再根据箭头的指示，将(x0，y0)坐标调整至扫描区域中心点(0，0)附近即可。首先读出正交图像中的水平扫描二维B超图像在垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成水平扫描获得的膀胱边界。膀胱边界内的区域为膀胱区域；然后将膀胱边界内的所有点在水平方向的坐标平均即确定为膀胱水平切面上的中心轴坐标x0；其次将膀胱水平扫描切面上的X轴方向最长的距离定为X轴方向的长度。同理获得垂直扫描二维B超图像的膀胱边界；确定膀胱垂直切面的中心轴坐标y0；膀胱垂直扫描切面上的Y轴方向最长的距离定为Y轴方向的长度；膀胱垂直扫描切面上的Z轴方向最长的距离定为Z轴方向的深度。(x0，y0)就是膀胱的中心位置坐标，也是膀胱在投影圆中的投影位置坐标。根据膀胱水平切面上X轴方向的长度、膀胱垂直切面上Y轴方向的长度、膀胱垂直切面上Z轴的深度，求出膀胱容积，三维重建膀胱大小，并将俯视投影到投影圆中的投影位置上。自动提示操作者如何移动探头，使膀胱的中心位置移至投影圆的中心附近，获得准确定位。

如图1所示，本发明的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，包括如下步骤：

1)开始预扫描，驱动主电机旋转置0度，使得探头扫描切面到达水平切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得水平扫描切面上的扇形超声成像信息；

2找出水平扫描切面膀胱边界，确定膀胱的中心位置在X轴上的坐标即膀胱在水平切面上的中心轴坐标x0(也是膀胱三维重建投影图形的x0坐标)以及膀胱在水平扫描切面上的X轴方向的长度；

所述的找到水平扫描切面膀胱边界，是在获取的膀胱B超图像中，读出垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区(弱信息)、膀胱壁是亮点(强信息)，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界；

所述的找到膀胱水平切面上的中心轴坐标x0，是由膀胱边界内的所有点在X方向的坐标平均即为水平切面上的中心轴x0坐标；

所述的确定膀胱水平切面上的X轴方向的长度，是将膀胱水平扫描切面上的X轴方向最长的距离定为X轴方向的长度d0；

3)驱动主电机旋转置90度，使得探头扫描切面到达垂直切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得垂直扫描切面的扇形超声成像信息；

4)找出垂直扫描切面膀胱边界，确定膀胱的中心位置在Y轴上的坐标即膀胱在垂直切面的中心轴坐标y0(也是膀胱三维重建投影图形的坐标y0)以及膀胱垂直扫描切面Y轴方向的长度和Z轴方向的深度；

所述的找到垂直扫描切面膀胱边界，是在获取的膀胱B超图像中，读出垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界。

所述的找到膀胱垂直切面的中心轴坐标y0，是由膀胱边界内的所有点在Y轴方向的坐标平均即为垂直切面上的中心轴坐标y0；

所述的确定膀胱垂直扫描切面上Y轴方向的长度，是将膀胱垂直扫描切面中的Y轴方向最长的距离定为Y轴方向的长度d1；

所述的确定膀胱垂直切面上的Z轴方向的深度，是将膀胱垂直扫描切面上的Z轴方向最长的距离定为Z轴方向的深度d2；

5)根据膀胱水平扫描切面的中心轴坐标x0和垂直扫描切面的中心轴坐标y0，(x0，y0)坐标点即为膀胱中心点，也是膀胱在投影圆中的投影位置坐标，用三维重建膀胱大小(实心圆表示)，并显示到投影圆中已确定的投影位置坐标上；

所述的投影圆，是指三维扫描区域；

所述的投影位置，是将得到的膀胱水平切面上的坐标xO和膀胱垂直切面上的y0坐标，即(x0，y0)坐标所确定的点即是膀胱的中心位置，也是投影位置坐标；

所述的三维重建膀胱大小，是根据膀胱水平切面上在X轴方向的长度、膀胱垂直切面上在Y轴方向的长度、膀胱垂直切面上在Z轴的深度，求出膀胱容积，并将俯视投影到投影圆中；

6)显示界面根据膀胱三维重建的投影，提示探头移动的方向，指导操作者按照箭头指示方向移动探头，使实心圆位于扫描区域中心；

所述的三维重建的投影，是指投影位置和三维重建膀胱大小(实心圆)组成。

所述的扫描区域中心，是指投影圆的中心；

下面结合附图详细说明本发明的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法。

如图2、图3所示，定义三维步进电机(由上置步进电机(从电机)和下置步进电机(主电机)组成，主电机负责空间旋转，从电机负责扇形扫描获取图像)进行膀胱预扫描，预扫描分为水平扫描和垂直扫描。

如图4、图5、图6所示，定义水平扫描的膀胱中心位置坐标为x0，垂直扫描的膀胱中心位置坐标为y0。因为垂直扫描切面是在水平扫描切面的基础上顺时针旋转90度，构成一个三维扫描空间，空间的坐标轴为：X、Y、Z。膀胱的水平扫描切面上的信息位于X、Z轴坐标系中，膀胱的垂直扫描切面上的信息位于Y、Z轴坐标系中。膀胱三维中心位置坐标为(x0，y0，z0)。由于投影是建立在X、Y坐标平面上的投影，坐标z0可以不考虑。所以膀胱中心位置坐标以(x0，y0)表示。

如图7、图8所示，首先使三维步进电机中的下置步进电机(主电机)置于0度，从电机对膀胱进行水平扫描，此时从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得水平扫描切面的扇形超声成像信息，在这幅成像信息中读出垂直方向的信号线1、信号线2、信号线3共三根信号线信息，然后根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区(弱信息)、膀胱壁是亮点(强信息)，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，求出射线上的每一点的坐标值，读出该座标的信息，判断射线上相邻的两点信息，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界。如图已知：膀胱区域内的一点向四周发射24根射线，每根射线夹角为15°，X座标已知，射线函数为z＝x*tan(i*15°)，其中i取值为0、1、2、3、4、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、19、20、21、22、23，i为6和18时(射线在z轴上)，由于tan函数为无穷大，故函数为z＝z。确定膀胱边界后将膀胱边界内的所有点在水平方向的坐标平均即为水平切面上的中心轴x0坐标，将膀胱水平扫描切面上的X轴方向最长的距离定为X轴方向的长度(d0)。

如图8、图9所示，驱动主电机旋转置90度，使得探头扫描切面到达垂直切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得垂直扫描切面的扇形超声成像信息，在这幅成像信息中读出垂直方向的信号线1、信号线2、信号线3共三根信号线信息，然后根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区(弱信息)、膀胱壁是亮点(强信息)，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，求出射线上的每一点的坐标值，读出该座标的信息，判断射线上相邻的两点信息，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界。如图已知：膀胱区域内的一点向四周发射24根射线，每根射线夹角为15°，X座标已知，射线函数为z＝x*tan(i*15°)，其中i取值为0、1、2、3、4、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、19、20、21、22、23，i为6和18时(射线在z轴上)，由于tan函数为无穷大，故函数为z＝z。确定膀胱边界后将膀胱边界内的所有点在Y轴方向的坐标平均即为垂直切面的中心轴y0坐标，将膀胱垂直扫描切面上的Y轴方向最长的距离定为Y轴方向的长度(d1)，将膀胱垂直扫描切面上的Z轴方向最长的距离定为Z轴方向的深度(d2)。

如图10、图11所示，膀胱中心位置坐标为(x0，y0，)，也是膀胱在投影圆中膀胱的位置坐标，投影圆中膀胱居中位置坐标为(0，0)。因为投影圆覆盖了整个扫描区域，扫描区域的坐标点和投影圆的坐标点一一对应，投影圆中膀胱居中位置也就是当前膀胱的中心位置处于扫描区域的中心位置。三维重建膀胱大小(实心圆表示)，是将膀胱按椭球的球体重建，我们已知球体的长轴d0、球体的短轴d1、球体的深度d2，膀胱容积＝0.5*d0*d1*d2，并将膀胱俯视投影到投影圆中，膀胱俯视投影用实心圆表示，实心圆大小根据膀胱容积公式

V已知，求出r，以r为半径画实心圆，得到的就是相应的膀胱大小俯视投影实心圆，并显示到投影圆中已确定的投影位置上。

在显示界面通过屏幕上的投影圆的图形很直观的告知操作者如何准确的进行膀胱定位：投影圆分4个象限：第一象限、第二象限、第三象限、第四象限；四个象限的交点就是扫描区域的中心位置；投影圆中的三维重建膀胱大小俯视投影实心圆提示操作者当前膀胱的中心位置处于扫描区域的某个象限、另外根据实心圆的大小可大致掌握目前膀胱内的尿量是多还是少；操作者根据投影圆内的箭头移动探头，使实心圆位于扫描区域中心附近。

实施例：

如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16所示，开始预扫描，驱动主电机旋转置0度，获得水平扫描切面上的扇形超声成像信息：获得膀胱边界、膀胱水平切面的中心轴坐标x0、水平扫描切面X轴方向的长度d0。驱动主电机旋转置90度，获得垂直扫描切面的扇形超声成像信息：获得膀胱边界、膀胱垂直切面的中心轴坐标y0、垂直扫描切面在Y轴方向的长度d1和Z轴方向的深度d2。求出膀胱的中心坐标点(x0，y0)，在投影圆中对应坐标也为(x0，y0)，该座标为投影位置坐标。计算三维重建膀胱大小(实心圆表示)，并将俯视投影到投影圆中的投影位置上。投影圆中的中心坐标为(0，0)。投影圆中的箭头指示是根据实心圆所在投影圆中的位置指示探头移动方向，当水平扫描时膀胱在扫描区域偏右；垂直扫描时膀胱在扫描区域偏左；实心圆位于第一象限，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部右下方45度角方向移动。当水平扫描时膀胱在扫描区域偏左；垂直扫描时膀胱在扫描区域偏左；实心圆位于第二象限，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部左下方45度角方向移动。当水平扫描时膀胱在扫描区域偏左；垂直扫描时膀胱在扫描区域偏右；实心圆位于第三象限，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部左上方45度角方向移动。当水平扫描时膀胱在扫描区域偏右；垂直扫描时膀胱在扫描区域偏右；实心圆位于第四象限，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部右上方45度角方向移动。当水平扫描时膀胱在扫描区域正中；垂直扫描时膀胱在扫描区域正上方或正下方；实心圆位于第一象限和第二象限的交界线区域，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部正下方移动；实心圆位于第三象限和第四象限的交界线区域，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部正上方移动。当水平扫描时膀胱在扫描区域正左方或正右方；垂直扫描时膀胱在扫描区域正中；实心圆位于第二象限和第三象限交界线区域，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部正左方向移动；实心圆位于第四象限和第一象限交界线区域，指示箭头方向为

，指示探头朝患者腹部正右方向移动。当水平扫描时膀胱在扫描区域正中；垂直扫描时膀胱也在扫描区域正中；实心圆位于扫描区域中心，这时膀胱位于扫描的中心位置。

图16是本发明采用基于三维电机的快速全自动定位膀胱位置方法的定位结果，采用立体定位膀胱中心位置，精确地、将三维膀胱重建大小的俯视投影显示在屏幕上，屏幕上的投影图自动提示操作者如何移动探头，指导操作者方便、准确的进行膀胱定位。使膀胱的中心位置移至投影圆的中心。而不需要扫描完成后根据投影是否准确来重新扫描膀胱，有效的节省了医护人员的时间；该发明也无需观测“膀胱的最大面积”这种无法定量的指标，只需要根据箭头方向调整探头位置即可，测量精度不受操作者经验、手法的影响。

Claims (13)

1.一种基于三维电机的立体定位膀胱位置的方法，包括以下步骤：1)开始预扫描，驱动主电机旋转置0度，使得探头扫描切面到达水平切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得水平扫描切面上的扇形超声成像信息；2)根据所述水平扫描切面上的扇形超声成像信息找出水平扫描切面膀胱边界，确定膀胱的中心位置在X轴坐标即在膀胱水平切面上的中心轴坐标x0以及膀胱在水平扫描切面上的X轴方向的长度d0；3)驱动主电机旋转置90度，使得探头扫描切面到达垂直切面位置，从电机带动换能器摆动并通过换能器发射接收超声信息，获得垂直扫描切面的扇形超声成像信息；4)根据所述垂直扫描切面的扇形超声成像信息找出垂直扫描切面膀胱边界，确定膀胱的中心位置在Y轴坐标即在膀胱垂直切面的中心轴坐标y0以及膀胱垂直扫描切面Y轴方向的长度d1和Z轴方向的深度d2；5)根据膀胱水平扫描切面的中心轴坐标x0和垂直扫描切面的中心轴坐标y0，用三维重建膀胱大小，实心圆表示，并显示到投影圆中已确定的投影位置坐标上；三维重建的膀胱用实心圆表示；其中，(x0，y0)坐标点即为膀胱中心点，也是膀胱在投影圆中的投影位置坐标；6)显示界面根据膀胱三维重建的投影，提示探头移动的方向，指导操作者按照箭头指示方向移动探头，使实心圆位于扫描区域中心。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤2)所述的找出水平扫描切面膀胱边界，是在获取的水平扫描切面上的扇形超声成像信息中，读出垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤2)所述的确定膀胱水平切面上的中心轴坐标x0，是由膀胱边界内的所有点在X方向的坐标平均即为水平切面上的中心轴x0坐标。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤2)所述的确定膀胱水平切面上的X轴方向的长度，是将膀胱水平扫描切面上的X轴方向最长的距离定为X轴方向的长度。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤4)所述的找出膀胱垂直扫描切面边界，是在获取的所述垂直扫描切面的扇形超声成像信息中，读出垂直方向的三根信号线信息，根据超声原理得知膀胱内的液体是暗区，找出在膀胱区域内的一个点，然后由该点向四周发射24根射线，射线以膀胱亮暗交界处的点即为膀胱壁，将24个边界点依次相连构成膀胱边界。

6.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤4)所述的确定膀胱垂直切面的中心轴坐标yO，是由膀胱边界内的所有点在Y方向的坐标平均即为垂直切面上的中心轴坐标y0。

7.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤4)所述的确定膀胱垂直切面上的Z轴方向的深度，是将膀胱垂直扫描切面上的Z轴方向最长的距离定为Z轴方向的深度。

8.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤4)所述的确定膀胱垂直扫描切面上Y轴方向的长度，是将膀胱垂直扫描切面中的Y轴方向最长的距离定为Y轴方向的长度。

9.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤5)所述的投影圆，是指三维扫描区域。

10.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤5)所述的投影位置，是将得到的膀胱水平切面上的坐标x0和膀胱垂直切面上的y0坐标，即(x0，y0)坐标所确定的点即是膀胱的中心位置，也是投影位置坐标。

11.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤5)所述的三维重建膀胱大小，是根据膀胱水平切面上在X轴方向的长度、膀胱垂直切面上在Y轴方向的长度、膀胱垂直切面上在Z轴的深度，求出膀胱容积，并将俯视投影到投影圆中。

12.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤6)所述的三维重建的投影，是指投影位置和三维重建膀胱大小组成。

13.根据权利要求1所述的一种基于三维电机的立体定位膀胱位置方法，其特征在于，步骤6)所述的扫描区域中心，也是指投影圆的中心。

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