[发明专利]超声波设备和图像捕捉方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像采集技术，特别涉及一种超声波设备和一种以针刀为目标的图像捕捉方法。 

背景技术

针刀治疗方法是一种能够治疗颈椎病、关节炎、股骨头坏死等多种复杂疾病的中医疗法。 

针刀通常为带有手柄的钢针，且钢针上具有一用于实现切割的刃部。医生可手持针刀的手柄将钢针插入病人身体，并利用刃部切割病人身体内部的病变组织。 

但是，针刀的切割过程是在病人身体内部进行的，因而针刀治疗过程为一个非可视化过程，医生只能够凭借其经验来操作针刀，从而使得针刀治疗存在着例如损伤正常组织等潜在危险。 

目前存在通过超声波引导对例如针穿刺等操作实现可视化的技术。但是，针刀在进行切割等操作时会出现偏转或摆动等运动，针刀的某些部分(例如刃部)可能会移出超声波图像之外。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种超声波设备和一种图像捕捉方法，能够对针刀操作实现超声波引导，而且，针刀刃部即使因切割等操作而发生运动，也能及时地被超声波束追踪覆盖到。 

本发明所提供的超声波设备包括：一个超声波信号提供单元，其包括一个超声波探头和一个超声波扫描电路，用于调整所发射的超声波束的照射方向，并处理接收到的超声波反馈信号；一个针刀，所述针刀安装于所述超声波探头上且包括一个能相对于所述超声波探头运动的刃部，其中该针刀具有旋转自由度；一个角度信息提供单元，用于测量所述针刀的偏转角度，根据所述偏转角度生成角度信息，并将所述角度信息输出给所述超声波信号提供单元以调整超声波束的照射方向，使得超声波束的方向跟随所述针刀的刃部的运动方向。 

在一个优选实施例中，所述超声波扫描电路用于根据所述角度信息提供单元提供的所述角度信息，确定与超声波束偏向角度相应的发射参数，使得所发射的超声波束的方向跟随所述针刀的刃部的运动方向，并向所述超声波探头输出超声波发射信号，以及处理来自所述超声波探头的超声波反馈信号；所述超声波探头用于发射来自所述超声波扫描电路的超声波发射信号，以及将接收到的超声波反馈信号输出给所述超声波扫描电路。 

具体地，所述超声波扫描电路包括：波束成形中央控制器，用于根据所述角度信息提供单元输出的角度信息，调整与超声波束偏向角度相应的发射参数，使得超声波束的照射方向偏向所述针刀的刃部的运动方向；波束成形发射器，用于在所述波束成形中央控制器的控制下，生成数字发射信号；数字模拟转换器，用于将来自所述波束成形发射器的所述数字发射信号转换为模拟的超声波发射信号并输出给发射接收切换器；该发射接收切换器，用于交替地将所述超声波发射信号输出给所述超声波探头、接收来自所述超声波探头的超声波反馈信号；模拟数字转换器，用于将来自所述发射接收切换器的所述超声波反馈信号转换为数字反馈信号；波束成形接收器，用于在所述波束成形中央控制器的控制下，对来自所述模拟数字转换器的所述数字反馈信号进行合成处理。 

具体地，所述超声波探头包括作为超声波信号发射面的传感器阵列，所述传感器阵列上具有沟槽；所述针刀的刃部从所述超声波探头的内部通过所述沟槽伸出到所述超声波探头之外，所述针刀的手柄从与刃部伸出超声波探头相反的方向，伸出到所述超声波探头之外。 

优选地，所述超声波扫描电路周期性地交替发射不同发射角度的超声波信号，使得所述传感器阵列上靠近所述沟槽的传感器所发射的超声波信号周期性地向所述沟槽的方向倾斜。 

在该优选实施例中，所述角度信息提供单元包括：角度测量传感器，用于测量所述针刀的偏转角度；方向判断电路，用于根据所述角度测量传感器测量得到的所述偏转角度，生成用于调整超声波发射角度的角度信息。 

在另一个优选实施例中，所述超声波扫描电路用于向所述超声波探头输出超声波发射信号，以及接收来自所述超声波探头的超声波反馈信号；所述超声波探头用于根据所述角度信息提供单元提供的所述角度信息，调整超声波信号发射面的倾角，使得超声波束的照射方向偏向所述针刀的刃部的运动方向，并发射来自所述超声波扫描电路的超声波发射信号，以及将接收到的超声波反馈信号输出给所述超声波扫描电路。