[发明专利]穿刺针可视化方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及医疗超声成像领域，尤其涉及一种穿刺针可视化方法和装置。

背景技术

由于超声成像设备能够对人体血管、血流等进行清晰地成像，所以能够在手术过程中，尤其是对于诸如心脏介入术等手术起到很好的定位和辅助作用，使得医生能够清晰地看到病人病变部位的情况以及手术的每一点点的进展，从而对手术的成功进行起到很重要的作用。

对于需要介入神经以及血管等的手术而言，需要采用穿刺针探入，能够实时且高质量地看到穿刺针图像是至关重要的。因此，需要超声成像设备能够实时且高质量地显示行进的穿刺针的图像。

当前超声成像系统的穿刺针可视化技术主要有B steer(偏转B模式)、SteerXBeam(偏转扫查模式)和Expanded SteerXBeam(扩展偏转扫查模式)等等。美国文献US3556079、US4249539、US4431006、US4407294、US4428379公开了穿刺针中的超声换能器。Kurohiji等人公开了题为“Motion marking in color Doppler ultrasound needle and catheter visualization”(J Ultrasound Med，9：243-245，1990)的多普勒方法。美国文献US5095910公开了题为“Applying mechanical vibration to the needle combined with Doppler method”的使穿刺针可视的技术。文献US4869259、US4977897和EP1132049等等也公开了修改穿刺针以增强声反射的技术。MKE公开了在穿刺针尖附连电磁装置的技术。Uhercik等人的Multi-resolution parallel integral projection for fast localization of a straight electrode in 3D ultrasound images，ISBI 2008公开了基于振幅信息的图像分技术。文献EP0952462公开了调整扫描角度的技术。另外，美国文献US6524247公开了一种针可视化的扫查技术。

上述技术最通常采用的方式是在人体组织帧(下面简称组织帧)中加入格外的用以探测穿刺针的帧(下面简称穿刺针帧)，例如每显示5个组织帧后显示一个穿刺针帧，虽然这些技术能够在超声图像中呈现出穿刺针的图像，但是所显示的穿刺针的图像是有延迟的，也即医生操作一下穿刺针后需等待一时间段后才能在超声图像中显示出当前穿刺针所处人体中的位置。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种能够实时均匀地示出穿刺针的穿刺针可视化方法和装置。

为了解决上述问题，本发明穿刺针可视化的技术方案包括步骤：

以一定时间间隔一个组织帧一个穿刺针帧交替地采集以形成帧序列；

对所述帧序列进行空间复合；

输出空间复合后的图像帧。

对于组织帧而言，对相同解剖空间以若干规则角度采集若干个组织帧。

对于穿刺针帧而言，以比采集组织帧的所有规则角度都大的角度来采集。

所述对所述帧序列进行空间复合进一步包括：

在所述帧序列中依次取一定数目的连续帧；

对所取数目的连续帧的相同位置处的值求平均。

此外，所述对所述帧序列进行空间复合进一步包括：

在所述帧序列中依次取一定数目的连续帧；

对所取数目的连续帧的相同位置处的值取最大值。

优选地，所述对所述帧序列进行空间复合进一步包括：

在所述帧序列中依次取一定数目的连续帧；

将所取的一定数目的连续帧中的组织帧空间复合成一个新的组织帧；

把穿刺针帧和该新的组织帧中相同位置处的值按照随深度增加而增大的比例进行选取后求和，所述深度指超声探头扫查的深度。

其中，所述一定数目的连续帧可以包括若干个组织帧和若干个穿刺针帧。

另外，所述一定数目的连续帧包括若干个组织帧和一个最新采集的穿刺针帧。

相应地，本发明穿刺针可视化装置的技术方案包括：

采集单元，用于以一定时间间隔一个组织帧一个穿刺针帧交替地采集以形成帧序列；

空间复合单元，用于对所述帧序列进行空间复合；

输出单元，用于输出空间复合后的图像帧。

对于组织帧而言，对相同解剖空间以若干规则角度采集若干个组织帧。