[发明专利]基于三维轮廓测量的三维超声成像系统

说明书

一种基于三维轮廓测量的三维超声成像系统，包括超声探头、超声设备、超声探头三维测量模块和PC机，其中，超声探头三维测量模块包括两台相机，PC机包括超声图像三维重建模块和时间同步模块。以超声图像为基础，采用三维轮廓测量技术获得每帧二维超声图像在空间中的三维位置信息，依据每帧二维超声图像的三维位置信息，对二维超声图像进行三维重建。

技术领域

本发明涉及一种基于三维轮廓测量的三维超声成像系统，采用三维轮廓测量技术，结合传统二维超声系统，将二维超声图像重建成为三维超声图像，可以用于医学检测、工业检测等领域。

背景技术

我们所处的世界是三维的，人体脏器是三维的，工业设备、零件也是三维的。以医学检测为例，为了获得人体内部脏器、组织的信息，可以采用CT、MRI与超声成像的多种检测技术。其中，超声成像技术因其无辐射、使用简便、设备价格适中、检查费用低廉、对某些疾病特异性强等优势得到了大力推广，如B超设备在各级医院均得到了广泛使用。

对超声成像设备而言，其检测的为人体三维脏器的一个二维切面，即对人体脏器的一个二维切面进行成像。医生在使用超声成像设备时，为获得人体脏器的三维信息，需要不断地移动超声探头的位置与角度，以获得感兴趣区域的一个二维切面图像，并依据医生的经验，在头脑中重建出人体脏器的三维信息。这种检测方法需要医生的经验作为支撑，并具有一定的主观性，且不利于检查信息在医生间的交流。鉴于超声图像反映了人体脏器的二维切面信息，因此若能记录每个二维切面在空间中的三维位置信息，就可以通过三维重建算法重建出完整的人体脏器的三维图像。

发明内容

本发明针对以上问题，以超声图像为基础，采用三维轮廓测量技术获得每帧二维超声图像在空间中的三维位置信息，其目的在于依据每帧二维超声图像的三维位置信息，对二维超声图像进行三维重建。

本发明涉及的三维轮廓测量也称为三维表面测量、三维面形测量等，其目的是获得一个三维物体表面轮廓的三维信息。依据测量方法的不同，可将其分为基于被动式立体视觉、基于结构光、基于激光飞行时间法以及基于光场等方法的三维轮廓测量。

本发明提供的一种基于三维轮廓测量的三维超声成像系统，采用以下技术方案：

一种基于三维轮廓测量的三维超声成像系统，其特征在于：以超声图像为基础，采用三维轮廓测量技术获得每帧二维超声图像在空间中的三维位置信息，依据每帧二维超声图像的三维位置信息，对二维超声图像进行三维重建；系统包括超声探头、超声设备、超声探头三维测量模块和PC机，其中，超声探头三维测量模块包括两台相机，PC机包括超声图像三维重建模块和时间同步模块；

超声探头采集被测物体内部不同位置的超声波反射信息并通过缆线传递给超声设备，超声设备根据接收到的反射信息构建二维超声图像，并通过缆线传递给PC机中的超声图像三维重建模块；超声探头三维测量模块中的两台相机分别同时拍摄超声探头在被测物体表面不同位置的图像并通过缆线传递给PC机中的超声图像三维重建模块；PC机中的时间同步模块用于将超声图像三维重建模块接收到的超声设备传递的二维超声图像与两台相机传递的超声探头二维轮廓位置信息一一对应，实现超声探头在被测物体表面任一位置采集的二维超声图像信息与超声探头的位置信息同步，PC机中的超声图像三维重建模块根据超声设备发送的超声图像和超声探头三维测量模块中的两台相机发送的超声探头在被测物体表面不同的二维轮廓位置信息，计算不同时刻超声探头所在被测物体表面位置的三维坐标，并与这些时刻采集到的超声图像进行三维重建，得到被测物体内部的三维轮廓图像。