CN113081032B - 人体器官扫描图像生成系统及超声诊断系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种人体器官扫描图像生成系统及超声诊断系统，其中，图像生成系统包括：检测臂，其上设置有水囊配件，水囊配件中用于与人体器官接触的表面为软性表面，与软性表面相对的表面为硬性表面；控制装置，用于控制检测臂移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面；以及用于控制扫描探头在水囊配件的硬性表面移动；图像采集装置，用于获取扫描探头采集到的分段扫描图像；图像生成装置，用于根据分段扫描图像进行融合拼接以生成器官图像。本申请实施例提供的人体器官扫描图像生成系统及超声诊断系统能够实现自动对人体器官进行超声扫描，提高检测效率。

Description

人体器官扫描图像生成系统及超声诊断系统

技术领域

本申请涉及图像扫描技术，尤其涉及一种人体器官扫描图像生成系统及超声诊断系统。

背景技术

随着医疗技术的不断发展与进步，超声诊断仪已经广泛地应用于对人体器官进行检测，医生根据超声图像得到诊断结果。超声诊断仪均配有手持超声探头和外接超声报告工作站，在检查过程中，医生在探头上涂抹耦合剂，然后手动将探头放置于待检查器官上，根据临床操作经验在器官一定范围内移动和变换探头角度进行扫查。超声诊断仪的显示屏实时显示探头扫描到的器官局部图像，医生根据图像内容确定所检查器官是否正常，诊断结果手动录入外接式超声工作站并附上相应超声图像后打印诊断报告。

上述传统的超声在扫查过程是依靠医生手动移动探头，并根据实时显示的器官局部图像观察分析得出结果，探头与器官接触压力无法保持均匀，且探头无法一次性无遗漏地完全覆盖整个器官，因此只能通过长时间的移动探头和变换探头角度获得局部图像进行检查，效率较低且容易漏诊。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种人体器官扫描图像生成系统及超声诊断系统。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种人体器官扫描图像生成系统，包括：

检测臂，其上设置有水囊配件，所述水囊配件中用于与人体器官接触的表面为软性表面，与软性表面相对的表面为硬性表面；

控制装置，用于控制检测臂移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面；以及用于控制扫描探头在水囊配件的硬性表面移动；

图像采集装置，用于获取扫描探头采集到的分段扫描图像；

图像生成装置，用于根据所述分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种超声诊断系统，包括：

如上所述的人体器官扫描图像生成系统；

超声诊断仪，用于接收人体器官扫描图像生成系统产生的器官图像；

超声诊断报告工作站，用于根据所述超声诊断仪产生的诊断数据生成诊断报告。

本申请实施例提供的人体器官扫描图像生成系统，包括检测臂、控制装置、图像采集装置和图像生成装置，其中，检测臂上设置有水囊配件，水囊配件中用于与人体器官接触的表面为软性表面，与软性表面相对的表面为硬性表面；控制装置用于控制检测臂移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面；以及用于控制扫描探头在水囊配件的硬性表面移动；图像采集装置用于获取扫描探头采集到的分段扫描图像；图像生成装置用于根据分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像。相比于传统的依靠医生手持探头在人体器官表面移动、观察及分析、截图、记录的方式相比，本实施例所提供的方案通过控制探头自动扫描并自动采集和处理图像，大幅度加快了检查速度，提高了效率，而且减轻了医生的工作量，使其能够将更多的时间投入于根据图像对病灶进行分析诊断。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的人体器官扫描图像生成系统的结构框图；

图2为本申请实施例提供的人体器官扫描图像生成方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的扫描探头与水囊配件的尺寸示意图；

图4为本申请实施例提供的探头扫描轨迹的示意图一；

图5为本申请实施例提供的探头扫描轨迹的示意图二；

图6为本申请实施例提供的探头扫描轨迹的示意图三；

图7为本申请实施例提供的扫描设备在非工作状态的结构示意图；

图8为本申请实施例通过的扫描设备在非工作状态的断面视图；

图9为本申请实施例提供的扫描设备中箱体的盖体打开的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的扫描设备中检测臂升起并水平转动的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的扫描设备中检测臂升起并水平转动的仰视角度结构示意图；

图12为本申请实施例提供的探头驱动装置的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的探头装配装置的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的探头装配装置的爆炸视图。

附图标记：

1-箱体；11-盖体；12-轮子；13-第一操控面板；14-升降筒；15-升降杆；

2-检测臂；21-第二操控面板；22-扶手；23-固定架；

3-水囊配件；31-硬性表面；

4-探头装配装置；41-第一固定件；42-第二固定件；43-第三固定件；44-第四固定件；45-电磁机构；

5-探头驱动装置；511-纵向导向杆；512-纵向导向块；521-横向导向杆；522-横向导向块；523-导向架；

6-显示器；

7-扫描探头。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种人体器官扫描图像生成系统，可应用于超声扫描设备，能够实现对人体器官进行自动扫描并生成器官图像。

图1为本申请实施例提供的人体器官扫描图像生成系统的结构框图。如图1所示，本实施例提供的人体器官扫描图像生成系统包括：检测臂、控制装置、图像采集装置和图像生成装置。

其中，检测臂上设置有水囊配件，水囊配件内部填充有能够穿透超声波的液体介质。水囊配件中用于与人体器官接触的下表面为软性表面，软性表面在受到外部压力时可发生变形，能够与人体器官表面自然贴合。水囊配件中与软性表面相对的上表面为硬性表面，不可变形。水囊配件的囊体可采用硅胶制成，内部填充的液体介质可以为蒸馏水。

控制装置用于控制检测臂移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面，以及控制扫描探头在水囊配件的硬性表面按照一定的轨迹移动。扫描探头在移动过程中采集人体器官的图像，扫描探头采集到的图像是分段的。

图像采集装置用于获取扫描探头采集到的分段扫描图像，然后通过图像生成装置根据分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像，该器官图像可以为三维图像。

图2为本申请实施例提供的人体器官扫描图像生成方法的流程图。如图2所示，上述系统执行的方法包括如下几个步骤：

步骤101、当获取到扫描指令时，控制装置控制检测臂移动，直至水囊配件覆设于人体器官表面。

扫描设备上可以设置有按钮，当按钮被按下时生成扫描指令。该按钮可以为机械式按钮，也可以为触摸式按钮。或者，该扫描设备也可以与其他设备通信连接，通过其他设备发送扫描指令。

检测臂的移动可以有多种方式：例如：检测臂直接水平转动，或者检测臂先上升，再水平转动。水囊配件覆设于人体器官表面，水囊配件的软性表面根据人体器官的形状发生适应性变形，自然贴合在人体器官表面。

在应用过程中，水囊配件的软性表面可涂覆医用耦合剂，以消除软性表面与人体器官之间的空气。水囊配件的硬性表面也可以涂覆医用耦合剂，以消除硬性表面与探头之间的空气。

步骤102、控制装置控制扫描探头在硬性表面上移动。

扫描探头可按照一定的移动速度和移动轨迹进行移动，该移动轨迹可以为预设的轨迹，也可以根据扫描探头的尺寸进行设定。

步骤103、图像采集装置获取扫描探头采集到的分段扫描图像。

步骤104、图像生成装置根据分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像。

本实施例提供的人体器官扫描图像生成系统，包括检测臂、控制装置、图像采集装置和图像生成装置，其中，检测臂上设置有水囊配件，水囊配件中用于与人体器官接触的表面为软性表面，与软性表面相对的表面为硬性表面；控制装置用于控制检测臂移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面；以及用于控制扫描探头在水囊配件的硬性表面移动；图像采集装置用于获取扫描探头采集到的分段扫描图像；图像生成装置用于根据分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像。相比于传统的依靠医生手持探头在人体器官表面移动、观察及分析、截图、记录的方式相比，本实施例所提供的方案通过控制探头自动扫描并自动采集和处理图像，大幅度加快了检查速度，提高了效率，而且该检测过程可以由护士操作，减轻了医生的工作量，使其能够将更多的时间投入于根据图像对病灶进行分析诊断。

另外，上述技术方案所生成的完整器官图像具体可以为器官的断面图像，能够全面展示病灶，提高诊断准确性，降低漏诊率。

实际应用中，上述方法可以通过计算机程序实现，例如，应用软件等；或者，该方法也可以实现为存储有相关计算机程序的介质，例如，U盘、云盘等；再或者，该方法还可以通过集成或安装有相关计算机程序的实体装置实现，例如，芯片、可移动智能设备等。

上述扫描探头可以为与扫描设备匹配的固定的扫描探头，即：扫描探头可以为唯一的探头，其扫描宽度是固定的，扫描设备中的处理器按照固定的动作控制扫描探头移动。

或者，扫描设备能够适用多种厂商生产的不同型号的扫描探头。每种型号的扫描探头的扫描宽度可以不相同。当扫描探头安装至扫描设备上之后，扫描设备自动获取扫描探头的扫描宽度，并根据扫描宽度确定扫描行程范围及扫描次数，再根据扫描行程范围及扫描次数生成移动轨迹。在对器官进行检测的过程中，按照预设轨迹控制扫描探头在硬性表面上移动，进行匀速扫描。

图3为本申请实施例提供的扫描探头与水囊配件的尺寸示意图。如图3所示，例如：水囊配件的硬性表面31为矩形，其长度L1为20cm，宽度L2为20cm。一种扫描探头7的扫描宽度D2为5cm，则该探头的扫描行程范围为5cm×20cm。假设探头沿着硬性表面的长度方向为扫描方向，在扫描完一行之后沿宽度方向移动进行逐行扫描，且各行之间扫描区域不重合，则扫描次数为4次。另一种探头的扫描宽度为8cm，则该探头的扫描行程范围为8cm×20cm。假设探头沿着硬性表面的长度方向为扫描方向，在扫描完一行之后沿宽度方向移动进行逐行扫描，且各行之间扫描区域不重合，则扫描次数为3次。

根据扫描行程范围及扫描次数控制扫描探头在硬性表面上移动，具体可以根据扫描行程范围及扫描次数确定扫描轨迹，然后控制扫描探头沿着扫描轨迹在硬性表面上移动。

例如：以上述长宽均为20cm水囊配件和扫描宽度为5cm的扫描探头为例，扫描行程范围为5cm×20cm，进行逐行扫描，且各行之间扫描区域不重合，扫描次数为4次。扫描轨迹可以为蛇形扫描，图4为本申请实施例提供的探头扫描轨迹的示意图一。例如图4：探头在第一行从左到右扫描，探头移动到右端之后下移至第二行然后从右到左扫描，移动到左端之后下移至第三行然后从左到右扫描，移动到右端之后下移至第四行然后从右到左扫描。

图5为本申请实施例提供的探头扫描轨迹的示意图二。如图5所示，蛇形扫描还可以进行逐列扫描，例如：沿着左端向下移动至底端，然后向右移动至第二列再向上移动，向右移动至第三列再向下移动，向右移动至第四列再向上移动。

图6为本申请实施例提供的探头扫描轨迹的示意图三。如图6所示，或者，扫描轨迹可以为螺旋形扫描，即：探头沿着左边沿从上到下扫描第一列，移动到下端后沿着下边沿从左至右移动扫描，移动至上端后向左移动呈螺旋形向内移动扫描直至覆盖全部硬性表面。

上述描述中的“上”、“下”、“左”、“右”均以附图的视图角度设定的。实际应用中，人体可以平躺在检测床上，水囊配件水平敷设于人体器官上，扫描探头在水囊配件的硬性表面上水平移动。“上”具体可以指从人体器官朝向头部延伸的方向，“下”具体可以指从人体器官朝向脚部的方向。

当各行图像之间不重合时，可以根据扫描宽度及扫描轨迹对各扫描图像进行拼接，生成完整的断面图像，然后对断面图像进行叠加，进行三维重建。

或者，为了得到准确的扫描图像，可对探头边缘扫过的区域进行二次扫描，例如：将硬性表面的侧边顶端作为0cm，底端为20cm。探头对第一行的扫描是从硬性表面的顶端0cm至下方5cm的宽度范围进行扫描，对第二行的扫描是从硬性表面的顶端下方4cm至9cm的宽度范围进行扫描，两行图像存在1cm宽度重合。

根据上述扫描宽度和扫描轨迹确定扫描图像的边界，根据边界对扫描图像进行裁剪以去除重叠区域，再对裁剪后的扫描图像进行融合拼接。其中，确定扫描图像的边界可以根据扫描宽度和扫描轨迹确定扫描图像的重复区域，然后根据重复区域确定扫描图像的边界。

基于上述示例，可以设定第一行扫描图像中距离下边沿0.5cm的位置作为边界，将下方0.5cm裁减掉；设定第二行扫描图像中距离上边沿0.5cm的位置作为边界，将上方0.5cm裁减掉。然后将裁剪过的两行图像对应融合拼接。

或者，可以设定第二行扫描图像中距离上边沿1cm的位置作为边界，将上方1cm裁减掉。然后将裁剪过的第二行图像与第一行图像对应融合拼接。

在上述技术方案的基础上，本实施例还提供一种超声扫描设备的实现方式：

图7为本申请实施例提供的扫描设备在非工作状态的结构示意图，图8为本申请实施例通过的扫描设备在非工作状态的断面视图，图9为本申请实施例提供的扫描设备中箱体的盖体打开的结构示意图，图10为本申请实施例提供的扫描设备中检测臂升起并水平转动的结构示意图，图11为本申请实施例提供的扫描设备中检测臂升起并水平转动的仰视角度结构示意图。

如图7至图11所示，扫描设备包括：箱体1、检测臂2、水囊配件3、探头装配装置4和探头驱动装置5。其中，箱体1用于容纳检测臂2。检测臂2在工作状态时可相对于箱体升高，伸出箱体，并可以水平转动至人体上方；在非工作状态时，检测臂2可水平转动至箱体正上方，并下降至收纳于箱体1内。

水囊配件3设置在检测臂2的底部，检测臂2水平转动至水囊配件3到达人体待检测器官的上方。水囊配件3的囊体采用能穿透超声波的材料制成，内部填充液体介质，该液体介质也为超声波可穿透的物质。水囊配件3的上表面为硬性表面，下表面为软性表面。硬性表面的形状不易受压变形，软性表面在未受到外部压力时能够保持相对固定的形状，在受到外部压力时其形状随着待检测器官的表面形状发生改变，进而包覆在待检测器官的表面与待检测器官的表面自然贴合。

探头装配装置4设置在检测臂2上，用于装配扫描探头，该扫描探头可以为传统超声诊断仪上的普通扫描探头。对于不同品牌或同品牌不同型号的扫描探头，其形状和尺寸是不同的。本实施例中的探头装配装置4可根据不同型号的扫描探头对应设置多种，其形状及尺寸可与多种扫描探头对应，以使本实施例提供的扫描设备能够装配多种型号的扫描探头。

探头驱动装置5设置在检测臂2上，用于驱动扫描探头在水囊配件3的硬性表面移动，在相同压力下按照设定的速度进行移动。扫描探头在水囊配件3的硬性表面移动，同时透过水囊配件3对待检测器官进行扫描。

上述设备能够与外接的超声扫描仪、超声诊断报告工作站配合使用，其使用过程为：将扫描设备放置在检测床周围，使检测臂2从箱体1内伸出并水平转动至人体待检测器官的上方；扫描探头可以预先装配至探头装配装置上，也可以在扫描之前装配；然后将扫描探头接口插接至超声诊断仪的插槽上。在检测过程中，启动探头驱动的装置，使扫描探头自动移动并扫描，扫描探头采集到的信号发送给超声诊断仪，通过超声诊断仪生成扫描图像。

另外，超声诊断仪的输出端口与扫描设备的输入端口相连，用于将扫描图像发送给扫描设备，扫描设备设有显示器能与超声诊断仪同步显示扫描图像。扫描设备的输出端口还可以与超声诊断报告工作站的输入端口相连，用于根据扫描图像生成诊断报告。

扫描设备中设置有超声图像采集卡，可同步获取超声探头扫描获取到的器官的分段局部图像，并进行自动存储。扫描探头获取到的扫描图像在超声诊断仪和扫描设备显示屏同步进行显示。根据采集到的器官局部分段超声图像，扫描设备还能够通过图像融合技术自动完成分段图像融合拼接成器官断面图像，并对断面图像进行三维重建，生成完整器官图像。后续用户可对三维图像进行任意切面显示(例如：横切、纵切、斜切等操作)以获得器官任意断面的完整显示，对有病灶可能的切面显示进行诊断，从而更加准确无遗漏得获取病灶相关图像和数据，降低漏诊率，提高了检测效率。病灶图像可以发送给或与外接式超声诊断报告工作站共享打印诊断报告，或直接在本系统上自动生成并打印诊断报告。

本实施例所提供的设备可用于对表浅小器官进行检查，例如：乳腺、甲状腺等器官。该设备操作简单，无需专业超声医生亲自操作，护士可以在医生不在场的情况下独立完成全部检查操作，患者无需等待，增加就诊患者数量，医生仅需根据图像结果完成诊断，节省专业资源，提高效率。另外，该设备具有较强的通用性，可与目前医院所有存量超声设备和未来增量设备配合使用，不受超声设备的品牌和型号和探头形状限制，帮助医院现存资源的充分利用和共享，节省投入。该设备还具有轻便、可移动、操作环境适应性强等优点，能够适应除传统超声诊断室以外的各种不同特殊诊断环境(病房，急诊，其它专业临床科室等)，包括救护车等移动检查平台。设备中设置有通信装置，可通过无线通信技术(例如第五代通信技术)将采集到的图像进行远程实时传送，支持远程会诊和医生的临床培训。

上述系统还包括：压力反馈装置，用于检测水囊配件与人体器官之间的压力。当水囊配件压覆在人体器官时，压力反馈装置能检测到人体器官对水囊配件的压力反馈。控制装置还用于当获取到水囊配件与人体器官之间的压力达到预设压力值时，控制检测臂停止向下移动。

具体的，压力反馈装置设置在检测臂2上，用于对水囊配件3与人体之间的压力进行检测。在检测臂2下降的过程中，当检测到压力达到预设值，则检测臂2停止下降，确保水囊配件压在人体器官上之后，人体处于安全压力范围内。

进一步的，检测臂2的端部设置有扶手22，医生手握扶手22进行操作，确保操作安全。当出现紧急情况，例如检测臂在下降过程中压力反馈装置失效，医生手握扶手22可阻止检测臂继续下降，保证患者安全，形成双保险。

控制装置可以按照预设的移动速度和移动轨迹控制扫描探头在硬性表面上移动。移动速度和移动轨迹均可以为预先设定的，当扫描探头为固定探头时，上述移动速度和移动轨迹可以在扫描设备出厂时进行设定。当扫描探头不固定时，在使用过程中，可以根据装配的扫描探头的特性确定移动轨迹。例如：控制装置获取扫描探头的扫描宽度，并根据扫描宽度确定扫描行程范围及扫描次数，根据扫描行程范围及扫描次数生成移动轨迹。

扫描设备还可以自动调整扫描探头的垂直状态和检测臂的水平状态。

在上述技术方案的基础上，本实施例提供几种箱体1的具体实现方式：

箱体1为长方体，其顶部设有供检测臂2通过的开口，并在开口处设置盖体11。一种实现方式：盖体11为一个，直接盖在箱体1开口处以遮蔽开口。或者，盖体11与开口处的长边铰接或与短边铰接，以使盖体11可相对于箱体1上下翻转打开或水平转动打开。

另一种实现方式：盖体11为两个，对称布置，分别与箱体开口处的相对两个长边铰接，盖体11可相对于箱体1朝两侧翻转打开，露出开口。

当检测臂2伸出后盖体11可闭合。盖体11上设有凹槽，当设备处于移动工作状态下或非常态工作环境中时，可在凹槽上稳固放置便携式超声设备并使用机体上预留的分电源。移动工作状态例如：在救护车内使用；设备处于专用的检查室内视为常态工作环境，设备处于非常态工作环境，例如：在病房、急诊室内。

扫描设备机体上预留的分电源能够向外接设备供电，外接设备例如：便携式超声设备、打印机等。扫描设备具有一个总电源接口，插接外部供电电源。外部设备无需插接多个电源插座，直接插接在扫描设备的分电源上即可，满足多个外接设备的供电需求。使得扫描设备对操作环境的供电要求较为简单，仅需一个供电源即可，机体上设置多个分电源，外接设备直接插接在分电源上即可，能够满足多个外接设备的供电需求。

设备上还设有照明装置，适应设备在暗黑环境下移动，照明装置可设置在箱体1上，也可以设置在检测臂2上，还可以设置在于检测臂2相连的立柱顶端。

箱体1的两侧带设置把手，把手可以为明把手，即：直接安装在箱体1表面的把手；或者把手也可以为暗把手，即：在不用时隐藏，在使用时拉出的结构。通过把手方便推动箱体1在地面移动或抬起箱体1。

箱体1的底部设置有轮子12，轮子12的数量可以为四个，分布在箱体1的四个顶角处。四个轮子12中的至少两个为万向轮，例如：其中两个为万向轮、三个为万向轮或四个均为万向轮，方便扫描设备整体移动。轮子12可增加减振设计，提高设备移动的稳定性。对角双轮或四轮采用脚踩式锁定机构，双轮联动或四轮联动，当踩下一个轮子的锁定机构时，将双轮锁定或四轮锁定。

箱体1还设有用于识别身份证或医保卡的读卡器。在检测过程中，将患者的身份证或医保卡放置在读卡器上，读出患者的个人信息或就诊信息，该信息与扫描检测结果进行关联后发送至超声诊断报告工作站生成诊断报告。

或者，箱体1表面也可以设有身份识别装置，身份识别装置为条码扫描装置、二维码扫描装置或生物识别装置，生物识别装置可以为指纹识别装置、面部识别装置、虹膜识别装置等能够根据人体特征对患者身份信息进行识别的装置。例如：条码扫描装置可以对医院管理系统打印出来的就诊单上的条形码进行扫描。

上述读卡器、身份识别装置可放置在箱体1的侧面，例如设置在箱体1的侧壁。或者，也可以在侧壁开设朝向箱体内部凹陷的容纳空间，读卡器、身份识别装置设置在该容纳空间内。

上述读卡器、身份识别装置也可以设置在检测臂2上。

箱体上还可以设置总电源开关(并设置若干分电源，供其它附属设备使用，例如便携式超声诊断仪，打印机等等)、检测臂升降按钮，例如可以直接设置在箱体1的侧壁上，或者在上述容纳空间内设置第一操控面板13，电源开关、检测臂升降按钮设置在该第一操控面板13上，读卡器、身份识别装置也可以设置在该第一操控面板13上。

箱体1内设置有承托台面，当检测臂2收纳于箱体1内时，承托台面用于对水囊配件进行支撑，避免水囊配件的下表面在长时间处于自然垂落的状态下发生变形。

箱体1上还可以设置打印机，用于打印诊断报告。箱体1还可以设置探头固定装置和/或耦合剂固定装置，便于存放非使用状态时的探头夹持装置、耦合剂瓶体。探头固定装置的形式可以有多种，以满足不同型号的探头对应的夹持装置。不同的夹持装置用于夹持不同型号的探头，在使用过程中通过夹持装置将探头固定在检测臂2上。

箱体1内设置有系统主机，包括处理器及相关电路，完成全部软件部分工作(机械控制，数据存储，图像处理，传送，病案管理、打印等)，多种规格的输出/输入端口外露箱体侧面。

进一步的，检测臂2上设置有轨迹球操控装置，包括轨迹球及确认按钮，医生用手推轨迹球转动，便可以对显示器上所显示的图像进行测量、确定、存储、传送和打印。轨迹球和确认按钮可以为机械结构，也可以为设置在触摸屏上的虚拟按键。

具体的，在检测臂2的端面设置第二操控面板21，轨迹球操控装置设置在第二操控面板21上。第二操控面板21上还可以设置有用于控制检测臂升降的升降操控按钮、用于控制水囊配件水平移动的水囊操控按钮等。

扫描设备还可以包括显示器6，用于显示实时的动态超声扫描图像，也可以显示拼接处理后的完整器官切面超声图像、三维重建后图像等静态图像。显示器6可以与超声诊断仪同步显示扫描图像。显示器6通过安装架体可拆卸安装至箱体或检测臂2上，以安装在检测臂2上为例，安装架体设置在检测臂2的侧面，显示器6固定在安装架体上，操作者可以一边操控轨迹球操控装置，一边观察显示器6上的图像。或者，也可以将显示器6从安装架体取下手持使用或放置在桌面上使用。显示器6具体可以为便携式显示触控终端，例如：平板电脑、iPad等。

对于检测臂2升降的方式，可以有多种方案，本实施例提供一种具体方案：在箱体1内设置升降筒14，采用升降柱15滑动插设于升降筒14内。检测臂2设置在升降柱15的顶端。升降柱15通过电动驱动装置控制升降。或者，升降柱15也可以通过液压或气动的驱动方式进行升降。

对于检测臂2水平转动的方式，检测臂2可以在水平方向360°转动。本实施例提供一种具体的方案：检测臂2的一端与升降柱15转动连接，二者之间可设置阻尼结构，当手动转动检测臂2时，检测臂2在水平转动过程中可停在任一位置。检测臂2也可以通过电动的方式实现自动水平转动。

水囊配件3设置在检测臂2的底部，其硬性表面朝上，软性表面朝下。扫描探头安装在水囊配件3的上方。检测臂2的上方具有开口，扫描探头可从检测臂2上方的开口进行拆装。

水囊配件3的数量可以为一个，用于覆盖人体器官进行超声扫描，例如对甲状腺或乳腺进行扫描。水囊配件3的形状可以根据人体器官的形状进行设定，例如：当待检测器官为乳腺时，水囊配件3的软性表面近似为平面；当待检测器官为甲状腺时，水囊配件3的软性表面可以呈向上拱起的形状，以适应人体颈部曲线，使得软性表面能够贴紧颈部皮肤。

或者，水囊配件3的数量为两个，沿检测臂2的长度方向依次间隔排布，可一次扫描行程完成对双侧乳腺进行扫描。进一步的，其中一个水囊配件3在检测臂2上的位置相对固定，另一个水囊配件3在检测臂2上的位置可调，调节方向与检测臂2的长度方向相同。在对双侧乳腺进行超声扫描的过程中，调节其中一个水囊配件3的相对位置，使得两个水囊配件3与双侧乳腺的位置正对，压覆在双侧乳腺上进行扫描，适应不同体型的患者。水囊配件3的位置可通过电动驱动装置进行驱动调节。

水囊配件3可以通过螺栓固定在检测臂2上，也可以通过卡接件固定在检测臂2上。对于可调节位置的水囊配件3，一种实现方式为：在检测臂上设置多个螺栓孔，通过螺栓将水囊配件3与检测臂2上不同的螺栓孔进行固定实现调节位置。或者，可调节位置的水囊配件也可以通过导轨和滑块的结构装配在检测臂2上，水囊配件通过滑块相对于导轨移动实现调节位置。

水囊配件的囊体采用透声性能较好的材料制成，例如：硅胶。囊体内部填充的液体介质为透明性能较好且对超声波传导性能较好的液体介质，例如：蒸馏水。在应用过程中，水囊配件的软性表面可涂覆医用耦合剂，以消除软性表面与人体器官之间的空气。水囊配件的硬性表面也可以涂覆医用耦合剂，以消除硬性表面与扫描探头之间的空气。

另一种实现方式：水囊配件的四周侧壁也为软性表面，其软度可以与下表面相同，也可以略比下表面稍硬一点。

水囊配件3的位置可通过电动驱动装置进行驱动调节。例如：当水囊配件的数量为两个时，控制装置控制其中一个水囊配件沿检测臂的长度方向移动，直至两个水囊配件与两个待检测器官位置对应。

当水囊配件3为两个时，控制装置控制扫描探头在硬性表面上移动，具体可以为：控制装置控制扫描探头在第一个水囊配件的硬性表面上移动；在第一个水囊配件对应的分段扫描图像采集完毕后，控制装置控制扫描探头抬高预设距离，移动至第二个水囊配件的上方，再控制扫描探头下降并在第二个水囊配件的硬性表面移动进行扫描。图像生成装置分别根据两个水囊配件对应的分段扫描图像进行融合拼接，生成两个器官图像。

进一步的，水囊配件3可以为长方体，其上方囊壁和下方囊壁为正方形，侧面囊壁的高度小于上方囊壁的边长。上底面作为硬性表面，下底面作为软性表面。上方囊壁和下方囊壁的内表面设有多个排成阵列形式的凹坑，凹坑可以为圆形，直径为2mm，深度为2mm，两个凹坑间隔10mm。凹坑不会影响水囊配件3的结构强度，不影响水囊配件3的尺寸变形，也不影响扫描诊断，另外，设置凹坑作为定位标准点，有助于后期对扫描图像进行拼接。

进一步的，采用环形照射灯围设在水囊配件3的外侧，环形照射灯垂向下发光，环形照射灯3的投影区域即为水囊配件3接触人体后覆盖的位置。环形照射灯可以为圆形，也可以为方形。在检测过程中，将检测臂2水平转动至患者待检测器官的上方，打开环形照射灯，照射在患者身上，通过观察光线在患者身上的投影及待检测器官的位置调整检测臂2的位置以水囊配件3的位置，使得水囊配件3位于待检测器官的正上方，然后直接控制检测臂2下降并根据压力反馈装置的检测结果准确压覆在器官表面，提高了定位准确度，加快定位速度。在其中一个水囊配件3沿检测臂2移动时，通过环形照射灯也能实现定位。

对于上述探头装配装置4和探头驱动装置5，本实施例提供一种具体实现方式：

图12为本申请实施例提供的探头驱动装置的结构示意图，图13为本申请实施例提供的探头装配装置的结构示意图，图14为本申请实施例提供的探头装配装置的爆炸视图。如图12至14所示，探头驱动装置包括：纵向驱动组件、横向驱动组件和垂向驱动组件，其中，纵向驱动组件用于驱动扫描探头沿检测臂的长度方向移动；横向驱动组件用于驱动扫描探头沿检测臂的宽度方向移动；垂向驱动组件用于驱动扫描探头沿垂向方向移动。

对于纵向驱动的组件，例如可以包括：纵向导向杆511、纵向导向块512和纵向驱动机构。其中，纵向导向杆511设置在检测臂2上，沿检测臂2的长度方向延伸。纵向导向杆511的长度大于两个水囊配件3的长度方向之和。纵向导向杆511的数量为两个，对称分布在检测臂2的两侧。

具体的，在检测臂2上设置固定架23，固定架23沿检测臂的长度方向延伸，其两端向下延伸形成固定座。纵向导向杆511的两端固定在固定座上。纵向导向杆511的截面为圆形。纵向导向块512设有供纵向导向杆511穿过的通孔，纵向导向杆511穿设在该通孔内，纵向导向块512可相对于纵向导向杆511滑动。横向驱动组件及探头装配装置4与纵向导向块512固定连接，通过纵向驱动机构驱动横向驱动组件、探头装配装置4、纵向导向块512纵向移动。

横向驱动组件包括：横向导向杆521、横向导向块522和横向驱动机构。其中，横向导向杆521连接在两个纵向导向块512之间，沿检测臂2的宽度方向延伸。具体的，在两个纵向导向块512之间设置沿检测臂2宽度方向延伸的导向架523，导向架523的两端向下延伸形成固定座。横向导向杆521的两端固定在该固定座上。横向导向块522与横向导向杆521装配，可沿横向导向杆521滑动。探头装配装置4固定在横向导向块522上，横向驱动机构用于驱动横向导向块522和探头装配装置4移动。

横向导向块522的一端设有用于与横向导向杆521装配的装配部，另一端岔分出两个相互平行且水平延伸的连接部，两个连接部之间具有间隙。

探头装配装置4包括：第一固定件41、第二固定件42、第三固定件43和第四固定件44。其中，第一固定件41插设于横向导向块522的两个连接部之间的间隙内，且与横向导向块522安装在一起，以与横向导向块522同步移动。第二固定件42装配在第一固定件41上，可通过螺接、卡接等方式进行固定。

第三固定件43和第四固定件44用于固定扫描探头7，并固定在第二固定件42上。第三固定件43和第四固定件44的形状和尺寸可以根据不同型号的扫描探头7进行设置。具体的，第二固定件设有用于容纳第三固定件43的安装槽，第三固定件43与扫描探头7安装后装入安装槽内，并通过螺栓将第四固定件44固定在第二固定件42上，将第三固定件43和扫描探头7固定。第三固定件43中与扫描探头接触的表面设有光滑材料涂层，用于保护探头使其不被磨损。

上述垂向驱动组件包括：电磁机构45，用于驱动探头装配装置沿垂向移动。当电磁机构45通电时，吸合第一固定件41，以带动扫描探头7向上移动；当电磁机构45断电时，第一固定件41下落，带动扫描探头7向下移动。

当检测臂2上设置有两个水囊配件时，采用一个扫描探头依次在两个水囊配件3的表面进行扫描：在扫描检测过程中，通过上述纵向驱动机构和横向驱动机构控制扫描探头7在第一个水囊配件3的硬性表面进行扫描，扫描完毕后，通过垂向驱动组件驱动扫描探头7略向上移动，然后控制扫描探头7移动至第二个水囊配件3的表面，再控制扫描探头7下降至第二个水囊配件3的表面进行扫描。

或者，也可以采用两个扫描探头7分别对两个水囊配件3进行扫描，具体驱动结构可参照上述方案进行适应性调整。

本实施例还提供一种超声诊断系统，包括：人体器官扫描图像生成系统、超声诊断仪以及超声诊断报告工作站。其中，人体器官扫描图像生成系统采用如上任一内容所提供的技术方案实现。超声诊断仪用于接收人体器官扫描图像生成系统产生的器官图像。超声诊断报告工作站用于根据超声诊断仪产生的诊断数据生成诊断报告。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

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

Claims (9)

1.一种人体器官扫描图像生成系统，其特征在于，包括：

检测臂，其上设置有水囊配件，所述水囊配件中用于与人体器官接触的表面为软性表面，与软性表面相对的表面为硬性表面；

控制装置，用于控制检测臂相对于箱体移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面；以及用于控制扫描探头在水囊配件的硬性表面移动；

图像采集装置，用于获取扫描探头采集到的分段扫描图像；

图像生成装置，用于根据所述分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像；

所述水囊配件的数量为两个；控制装置控制扫描探头在硬性表面上移动，包括：

控制装置控制扫描探头在第一个水囊配件的硬性表面上移动；

在分段扫描图像采集完毕后，控制装置控制扫描探头抬高预设距离，移动至第二个水囊配件的上方，再控制扫描探头下降并在第二个水囊配件的硬性表面移动进行扫描。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制装置用于控制检测臂移动至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面，包括：

控制装置控制检测臂向上移动，并在移动到位后水平转动；

当检测臂水平转动至位于人体器官上方时，控制装置控制检测臂向下移动，直至水囊配件的软性表面覆设于人体器官表面。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

压力反馈装置，用于检测水囊配件与人体器官之间的压力；

控制装置还用于当获取到水囊配件与人体器官之间的压力达到预设压力值时，控制检测臂停止向下移动。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制装置控制扫描探头在硬性表面上移动，包括：

控制装置按照预设的移动速度和移动轨迹控制扫描探头在硬性表面上移动。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

控制装置还用于获取扫描探头的扫描宽度，并根据所述扫描宽度确定扫描行程范围及扫描次数，根据所述扫描行程范围及扫描次数生成移动轨迹。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当水囊配件的数量为两个时，所述图像生成装置分别根据两个水囊配件对应的分段扫描图像进行融合拼接，生成两个器官图像。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当水囊配件的数量为两个时，控制装置控制其中一个水囊配件沿检测臂的长度方向移动，直至两个水囊配件与两个待检测器官位置对应。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，图像生成装置根据所述分段扫描图像进行融合拼接及三维重建，以生成完整器官图像，包括：

图像生成装置根据扫描宽度和扫描轨迹确定扫描图像的边界；

图像生成装置根据扫描图像的边界对扫描图像进行裁剪以去除重叠区域；

图像生成装置对裁剪后的扫描图像进行融合拼接；

图像生成装置对拼接后的断面图像进行三维重建，生成完整器官图像。

9.一种超声诊断系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的人体器官扫描图像生成系统；

超声诊断仪，用于接收人体器官扫描图像生成系统产生的器官图像；

超声诊断报告工作站，用于根据所述超声诊断仪产生的诊断数据生成诊断报告。

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