[发明专利]一种机械扫描实时三维超声成像系统及方法

权利要求书

1.一种机械扫描实时三维超声成像系统，其特征在于包括：

一台具有串行接口和USB接口或串行接口和网卡接口的PC机；

一台具有数字接口的用于产生诊断部位二维B超图像的B超仪；

步进电动机及其控制和驱动部分，控制和驱动部分中的控制器的输出与驱动模块的输入连接，驱动模块的输出与步进电动机的输入连接，步进电动机的旋转轴与B超仪的超声探头固定连接；PC机的USB或网卡接口与B超仪的数字接口连接，PC机串口与控制和驱动部分的控制器的通讯口连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述步进电动机与B超仪的超声探头集成为一体。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：控制和驱动部分中的控制器与驱动模块集成为一块电路板，并采用单片机或DSP芯片作为控制器实现对探头运动的控制。

4.采用权利要求1所述的机械扫描实时三维超声成像系统的成像方法，包括以下步骤：

步骤1：设置步进电动机驱动探头的扫描参数：扫描范围α、扫描速度s和扫描方向；

步骤2：根据扫描参数和B超仪的成像帧率计算扫描范围内的各帧剖面图像的相对位置关系；这个相对位置关系用各帧剖面图像之间的夹角来确定，其计算公式为：σ＝s/(B超仪成像帧率-1)；

步骤3：超声探头初始位置复位：将扫描范围α内α/2处的位置作为探头的初始位置和三维重建的参考位置；如果在扫描过程中在线进行了参数调节，则在参数调节时探头所处的位置作为在新的参数设置下的三维数据重建的初始参考位置；

步骤4：驱动探头扫描，B超仪所采集到的二维超声数字图像不断地从其数字接口经PC机USB口传送到PC机内存，完成空间目标区域的数据采集；

步骤5：对选定的扫描范围所确定的空间容积，PC机根据各帧图像方位信息，利用所采集的数据进行三维数据体的重建；

步骤6：用重建后的三维数据体更新原来的三维数据，实现空间三维图像的动态成像；并转至步骤4，如果是三维超声图像导引，则重复此过程直至使用者选择结束，如果是用于辅助诊断，则重复此过程直至完成所设置的扫描次数后自动结束。

5.根据权利要求4所述的方法，三维数据重建还包括如下步骤：(1)根据探头初始位置和二维剖面图像的空间位置关系获得每帧二维剖面图像的空间位置；(2)建立重建系数表；(3)获取存储源数据的内存首地址；(4)确定三维图像像元最近邻的四个采样点，读取其灰度值；(5)查找重建系数表，运用双线性插值方法，完成三维图像像元灰度值的重建。