[发明专利]超声探头、三维成像方法及装置、放疗定位追踪方法

权利要求书

1.超声探头，其特征在于，包括：至少两组线性换能器相控阵列，每组线性换能器相控阵列包括多个线性排列的阵元；

每组线性换能器相控阵列均能够获取其正下方标记物标记点切面的二维超声图像。

2.根据权利要求1所述的超声探头，其特征在于，所有所述线性换能器相控阵列分布在一个同一平面内，且互不重合。

3.三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：采集标记物的3D形态模型；

A2：利用如权利要求1或2所述的超声探头获取标记物多个不同位置标记点切面的二维超声图像；

A3：将不同时刻超声探头获得二维超声图像中标记物的标记点位置形态信息与A1获得的标记物的3D形态模型通过匹配模型，进行多次匹配；

根据匹配误差，调整匹配模型的模型参数；

当匹配误差小于阈值，获得最终匹配模型和对应模型参数；

A4：将超声探头获取的标记物的实时二维超声图像经过A3得到的最终匹配模型进行处理，生成标记物的实时三维影像。

4.根据权利要求3所述的三维成像方法，其特征在于，A2中，利用超声探头获取标记物至少三个不同位置标记点切面的二维超声图像，且所有标记点不在同一直线上。

5.根据权利要求4所述的三维成像方法，其特征在于，A2具体包括以下步骤：

A2.1：利用超声探头在患者的体表移动，并实时二维成像，确认标记物的位置；

A2.2：将超声探头的中心对准标记物位移的轨迹中心，且超声探头所在位置能够获取标记物至少三个不同位置标记点切面的二维超声图像；

A2.3：将超声探头固定在患者体表的相应位置。

6.三维成像装置，其特征在于，包括：

如权利要求1或2所述的超声探头，所述超声探头用于获取标记物多个不同位置标记点切面的二维超声图像；

3D形态模型采集模块，所述3D形态模型采集模块用于采集标记物的3D形态模型；

匹配模块，所述匹配模块用于将不同时刻超声探头获得二维超声图像中标记物的标记点位置形态信息与所述3D形态模型采集模块获得的标记物的3D形态模型通过匹配模型，进行多次匹配；

根据匹配误差，调整匹配模型的模型参数；

当匹配误差小于阈值，获得最终匹配模型和对应模型参数；

三维影像生成模块，所述三维影像生成模块用于将超声探头获取的标记物的实时二维超声图像经过所述匹配模块得到的最终匹配模型进行处理，生成标记物的实时三维影像。

7.根据权利要求6所述的三维成像装置，其特征在于，所述超声探头用于获取标记物至少三个不同位置标记点切面的二维超声图像，且所有标记点不在同一直线上。

8.放疗定位追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：放疗前，采集肿瘤及周边组织的4D影像，根据4D影像进行肿瘤的勾画，同时获取肿瘤随身体正常生理变化的第二动态曲线，获取不同生理状态下肿瘤的位置和形变数据；

S2：在勾画肿瘤的同时，通过4D影像寻找并确认满足要求的标记物并对其进行勾画，同时获取标记物随身体正常生理变化的第一动态曲线，获取不同生理状态下标记物的位置和形变数据；

S3：通过如权利要求1或2所述的超声探头获取标记物的二维超声图像，得到标记物实时的位置移动和姿态变化；

S4：根据标记物的第一动态曲线和肿瘤的第二动态曲线，在不同的正常生理变化条件下，实现标记物位置移动和姿态变化与肿瘤位置变化和形态变化之间的相互关系，获得完整的匹配模型及模型参数；

S5：放疗中，通过如权利要求1或2所述的超声探头获取标记物的二维超声图像，计算机通过映射模型将二维超声图像中的标记点位置信息实时转换成标记物的三维信息，实现标记物的定位跟踪，同时生成标记物的第三动态曲线；

S6：将S5得到的第三动态曲线和S2中的第一动态曲线进行生理状态确认，再通过S4中的匹配模型得到肿瘤的位置和形变；

S7：将S6得到的肿瘤位置及形状信息发送给放疗控制设备，控制光栅进行调整。