本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)及成像方法。

背景技術(shù)：

超聲波檢查，是利用人體對超聲波的反射來進(jìn)行觀察。上位機(jī)是通過超聲換能器產(chǎn)生入射超聲波進(jìn)入人體組織，同時(shí)接收人體組織各界面的反射超聲波，再對這些反射信號(hào)進(jìn)行處理，獲得人體組織圖像的儀器。超聲換能器作為超聲診斷的重要部件，對超聲探測效果具有決定性的作用。

現(xiàn)有技術(shù)中，超聲換能器可以分為外用和內(nèi)用。其中，外用的超聲換能器一般為非固定式結(jié)構(gòu)，超聲檢查需要醫(yī)生手持超聲換能器按壓于被檢查者的待超聲部位的同時(shí)，由于一個(gè)超聲換能器的探測面有限，需要醫(yī)生多次移動(dòng)、變換檢查位置，以輸出各個(gè)檢查位置的單個(gè)切面的二維或三維圖像，然后在醫(yī)生腦中形成立體圖像。這種非固定式的超聲換能器，需要專門的超聲?？漆t(yī)生操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)，根據(jù)需求，可以選擇四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)，顯示至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像和整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像，無需人工手持，成像直觀、成像對比直觀，提高便利性；

本發(fā)明還提供一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的超聲成像方法，通過控制器對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成，得到整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像輸出顯示，便于醫(yī)生直觀、形象地了解心臟立體的實(shí)時(shí)超聲圖像，為手術(shù)提供輔助參考；實(shí)時(shí)超聲子圖像的碎片化處理方式，利于提高后續(xù)圖像合成的精確性。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)，其包括：

經(jīng)皮超聲換能器組件，其包括至少四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器，四個(gè)所述經(jīng)皮超聲換能器分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；

信號(hào)采集盒，其設(shè)有與每個(gè)所述經(jīng)皮超聲換能器通信連接的轉(zhuǎn)接頭組件，用于存儲(chǔ)所述至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；

上位機(jī)，其包括通信連接的控制器和顯示屏，所述控制器通信連接到所述信號(hào)采集盒；所述至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)采集盒同時(shí)傳輸至所述控制器進(jìn)行信號(hào)處理和存儲(chǔ)，輸出至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像和整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像至所述顯示屏顯示；

其中，所述四個(gè)監(jiān)測區(qū)分別為胸骨上窩區(qū)、胸骨左緣區(qū)、心尖區(qū)以及劍突下區(qū)；所述經(jīng)皮超聲換能器組件中至少一個(gè)所述經(jīng)皮超聲換能器是雙平面經(jīng)皮超聲換能器。

優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)接頭組件包括與所述經(jīng)皮超聲換能器可拆卸連接的至少四個(gè)轉(zhuǎn)接頭；所述轉(zhuǎn)接頭的數(shù)量大于所述經(jīng)皮超聲換能器的數(shù)量。

優(yōu)選的是，每個(gè)所述經(jīng)皮超聲換能器包括：換能器本體，其包括豎直設(shè)置的輔助端和水平設(shè)置的壓電晶片陣元體；所述壓電晶片陣元體固定到所述輔助端下方；粘貼板，其為柔性透明狀套設(shè)在所述壓電晶片陣元體外側(cè)；粘貼層，其位于所述粘貼板下方；以及，保護(hù)膜，其可拆卸覆蓋于所述粘貼層和所述壓電晶片陣元體下方。

優(yōu)選的是，所述壓電晶片陣元體下方伸出所述粘貼層；所述保護(hù)膜包括可拆卸覆蓋于所述粘貼層下方的第一保護(hù)膜和可拆卸封裝于所述壓電晶片陣元體伸出端外側(cè)的第二保護(hù)膜；所述第二保護(hù)膜與所述壓電晶片陣元體伸出端之間還包括具有耦合劑的耦合層。

優(yōu)選的是，所述換能器本體還設(shè)有留置線，所述留置線一端連接到所述壓電晶片陣元體、另一端從所述輔助端伸出，所述留置線的伸出端設(shè)有與所述轉(zhuǎn)接頭匹配插接的第一插頭。

優(yōu)選的是，所述探測本體還設(shè)有與所述轉(zhuǎn)接頭匹配插接的第二插頭，所述第二插頭位于所述輔助端上方，所述第二插頭穿過所述輔助端電連接到所述壓電晶片陣元體。

優(yōu)選的是，所述經(jīng)皮超聲換能器是雙平面經(jīng)皮超聲換能器；所述留置線或所述第二插頭為兩個(gè)，所述壓電晶片陣元體為對應(yīng)匹配的兩個(gè)；所述換能器本體還包括分別位于所述輔助端上的第一開關(guān)和第二開關(guān)；所述第一開關(guān)和第二開關(guān)分別對應(yīng)電連接到一個(gè)所述留置線與一個(gè)所述壓電晶片陣元體之間或分別對應(yīng)電連接到一個(gè)所述第二插頭與一個(gè)所述壓電晶片陣元體之間。

一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲成像方法，其包括以下步驟：

至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)的采集：四個(gè)所述經(jīng)皮超聲換能器分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；

至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像的信號(hào)處理和顯示：實(shí)時(shí)超聲子圖像所述控制器對所述信號(hào)采集盒發(fā)送的至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)分別進(jìn)行信號(hào)處理，得到至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，輸出至所述顯示屏顯示；

整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)處理和顯示：控制器對所述至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成，得到整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像，輸出至所述顯示屏顯示。

優(yōu)選的是，所述圖像裁剪和合成，包括以下步驟：

對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像分別進(jìn)行裁剪，得到實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集并存儲(chǔ)；

根據(jù)心臟立體形狀，確定待鑲嵌區(qū)域的范圍；對所述待鑲嵌區(qū)域進(jìn)行劃分，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域；

將所述實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集分別對應(yīng)鑲嵌至若干個(gè)所述待鑲嵌單區(qū)域，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像；

將所述若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像對應(yīng)鑲嵌匯總至所述待鑲嵌區(qū)域，輸出合成的整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像。

優(yōu)選的是，將所述實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集分別對應(yīng)鑲嵌至若干個(gè)所述待鑲嵌單區(qū)域，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像；包括以下步驟：

根據(jù)每個(gè)所述待鑲嵌單區(qū)域，對所述實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集內(nèi)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片進(jìn)行鑲嵌篩選，得到每個(gè)所述待鑲嵌單區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片子集；

將所述實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片子集內(nèi)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片進(jìn)行勻色處理，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1)本發(fā)明提供的基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)，根據(jù)需求，可以選擇四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)，顯示至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像和整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像，無需人工手持，成像直觀、成像對比直觀，提高便利性；

2)信號(hào)采集盒用于存儲(chǔ)至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；所述轉(zhuǎn)接頭組件包括與所述經(jīng)皮超聲換能器可拆卸連接的至少四個(gè)轉(zhuǎn)接頭；使得經(jīng)皮超聲換能器與信號(hào)采集盒模塊化連接，拆裝便利，便于模塊化生產(chǎn)；轉(zhuǎn)接頭的數(shù)量大于經(jīng)皮超聲換能器的數(shù)量，其中一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)接頭損壞，仍然可以通過其他轉(zhuǎn)接頭保證經(jīng)皮超聲換能器的連接；

3)壓電晶片陣元體下方伸出粘貼層，探測本體11粘貼到監(jiān)測區(qū)時(shí)，壓電晶片陣元體下方在粘貼層粘貼到監(jiān)測區(qū)皮膚的壓力作用下可以擠壓監(jiān)測區(qū)，以更好地實(shí)現(xiàn)超聲成像；保護(hù)膜包括可拆卸覆蓋于粘貼層下方的第一保護(hù)膜和可拆卸封裝于壓電晶片陣元體伸出端外側(cè)的第二保護(hù)膜，第二保護(hù)膜與壓電晶片陣元體伸出端之間還包括具有耦合劑的耦合層，使得粘貼層與壓電晶片陣元體伸出端的耦合劑層的保護(hù)分開，互不影響；醫(yī)生撕開第二保護(hù)膜即可直接粘貼到對應(yīng)監(jiān)測區(qū)，無需再涂敷耦合劑，節(jié)省時(shí)間，使用便利；

4)控制器對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成的過程，是基于至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像的碎片化處理方式，將無效、重疊部分的超聲子圖像進(jìn)行裁剪和重新合成，降低信號(hào)處理量，利于提高后續(xù)圖像合成的精確性。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的基于四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)的通信示例圖；

圖2為本發(fā)明所述的信號(hào)采集盒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3(a)-圖3(b)為本發(fā)明所述的經(jīng)皮超聲換能器的兩個(gè)實(shí)施例的豎直剖面圖；

圖4為本發(fā)明所述的基于四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的超聲成像方法流程示例圖；

圖5為本發(fā)明所述的圖像裁剪和合成的方法流程圖；

圖6為本發(fā)明所述的鑲嵌篩選的方法流程圖；

圖7為本發(fā)明所述的勻色處理的方法流程圖；

圖中：

10-經(jīng)皮超聲換能器；

11-換能器本體；111-輔助端；112-壓電晶片陣元體；113-耦合劑層；114-留置線；115-第一插頭；116-第二插頭；117-第一開關(guān)；118-第二開關(guān)；

12-粘貼板；131-第一保護(hù)膜；132-第二保護(hù)膜；14-粘貼層；

20-信號(hào)采集盒；21-轉(zhuǎn)接頭；

30-上位機(jī)；31-控制器；32-顯示屏。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

實(shí)施例1

一般心臟超聲檢查，需要完成對四個(gè)監(jiān)測區(qū)的多個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲圖像，四個(gè)監(jiān)測區(qū)指的是心臟的胸骨上窩區(qū)、胸骨左緣區(qū)、心尖區(qū)以及劍突下區(qū)，多個(gè)心臟切面可以包括例如：胸骨上窩區(qū)取得的胸骨上窩區(qū)主動(dòng)脈弓長軸切面、胸骨左緣區(qū)分別取得的胸骨旁長軸切面和胸骨旁短軸切面、心尖區(qū)取得的心尖四室切面以及劍突下區(qū)分別取得劍下四腔切面和劍下IVC切面。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)，其包括經(jīng)皮超聲換能器組件、信號(hào)采集盒20以及上位機(jī)30。經(jīng)皮超聲換能器組件包括至少四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10，四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)。信號(hào)采集盒20設(shè)有與每個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10通信連接的轉(zhuǎn)接頭組件，用于存儲(chǔ)至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)。上位機(jī)30包括通信連接的控制器31和顯示屏32，控制器31通信連接到信號(hào)采集盒20；至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集盒20同時(shí)傳輸至控制器31進(jìn)行信號(hào)處理和存儲(chǔ)，輸出至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像和整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像至顯示屏32顯示。

上述實(shí)施方式中，四個(gè)監(jiān)測區(qū)分別為胸骨上窩區(qū)、胸骨左緣區(qū)、心尖區(qū)以及劍突下區(qū)。經(jīng)皮超聲換能器10相對于普通超聲換能器，可以通過粘貼于監(jiān)測區(qū)來持續(xù)采集實(shí)時(shí)超聲信號(hào)，無需手持操作。經(jīng)皮超聲換能器10的數(shù)量為至少四個(gè)，是為了一個(gè)或幾個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10出現(xiàn)故障后仍然具有其他四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10來保證四個(gè)監(jiān)測區(qū)的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)采集，圖1給出了經(jīng)皮超聲換能器10為四個(gè)的通信示例。為了保證四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)，則經(jīng)皮超聲換能器組件中至少一個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10是雙平面經(jīng)皮超聲換能器，水平面經(jīng)皮超聲換能器指的是一個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10可以同時(shí)采集兩個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)。例如，設(shè)置位于胸骨左緣區(qū)的經(jīng)皮超聲換能器10為雙平面經(jīng)皮超聲換能器，則該監(jiān)測區(qū)的經(jīng)皮超聲換能器10可以同時(shí)完成胸骨旁長軸切面和胸骨旁短軸切面的兩個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)采集；又如，設(shè)置位于劍突下區(qū)的經(jīng)皮超聲換能器10為雙平面經(jīng)皮超聲換能器，則該監(jiān)測區(qū)的經(jīng)皮超聲換能器10可以同時(shí)完成劍下四腔切面和劍下IVC切面的兩個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)采集。因此，粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)的四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10全部為雙平面經(jīng)皮超聲換能器時(shí)，最多實(shí)現(xiàn)同時(shí)采集八個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)。需要說明的是，超聲換能器組件中的每個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10，可以是單面采集、雙平面采集，也可以是其他任意多平面采集，如，多平面采集的平面?zhèn)€數(shù)為四個(gè)，則一個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10可以同時(shí)采集四個(gè)平面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；至于多平面采集的具體平面?zhèn)€數(shù)，本發(fā)明不做具體限定。

上述實(shí)施方式中，相比于單個(gè)、普通超聲換能器的手持、不斷變換監(jiān)測區(qū)域，通過本發(fā)明提供的四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)，無需人工手持和不斷變換監(jiān)測區(qū)域，節(jié)省人力資源，節(jié)省心臟監(jiān)測的操作空間。因?yàn)樗膫€(gè)經(jīng)皮超聲換能器10可以同時(shí)采集實(shí)時(shí)超聲信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集盒20發(fā)送給上位機(jī)的控制器31進(jìn)行信號(hào)處理，因此，可以同時(shí)輸出至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，而不是傳統(tǒng)的通過不斷變換監(jiān)測區(qū)域陸續(xù)輸出多個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，成像速度更快。相對于傳統(tǒng)的醫(yī)生必須通過持續(xù)變換監(jiān)測區(qū)連續(xù)得到的多個(gè)心臟切面的超聲子圖像串聯(lián)起來想象整個(gè)心臟的立體模型和心臟整體的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)活動(dòng)，本發(fā)明通過控制器31對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像進(jìn)行處理，可以輸出整體心臟立體的實(shí)時(shí)超聲圖像至顯示屏32顯示，即控制器31對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像進(jìn)行三維重建和模擬后，可以得到整體心臟立體的實(shí)時(shí)超聲圖像，查看更直觀、形象；并且，醫(yī)生還可以同時(shí)結(jié)合至少四個(gè)心臟切面中任意單個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖與整體心臟立體的實(shí)時(shí)超聲圖像進(jìn)行對比查看，查看心臟各個(gè)腔室的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)、瓣膜運(yùn)動(dòng)以及血流情況等等，能較好地實(shí)現(xiàn)心臟功能變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測，為手術(shù)提供輔助參考。作為更優(yōu)選的方式，至少四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10對應(yīng)粘貼到不同監(jiān)測區(qū)以采集多個(gè)不同心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)，多個(gè)不同心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)經(jīng)控制器31數(shù)據(jù)處理后生成多個(gè)不同心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，多個(gè)不同心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，為后續(xù)控制器31的進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理以得到整個(gè)心臟的立體實(shí)時(shí)超聲圖像的三維重建和模擬提供豐富的來源，提高了控制器31進(jìn)行整個(gè)心臟的立體實(shí)時(shí)超聲圖像的三維重建和模擬的精確度。反過來，根據(jù)控制器31得到的整個(gè)心臟的立體實(shí)時(shí)超聲圖像，控制器31還可以推算出其他多個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，供醫(yī)護(hù)人員了解其他多個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)、瓣膜運(yùn)動(dòng)以及血流情況等等。另外，相對于現(xiàn)有技必須人工手持、持續(xù)地操作才可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測若干個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，本發(fā)明提供的經(jīng)皮超聲換能器10粘貼于監(jiān)測區(qū)后，可以持續(xù)、同時(shí)輸出對應(yīng)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，無需醫(yī)生持續(xù)性地手持操作，節(jié)省時(shí)間、節(jié)省人力資源。需要說明的是，每個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10采集后經(jīng)控制器31輸出的實(shí)時(shí)超聲子圖像，可以是二維或三維的超聲圖像，為了便于直觀查看，本發(fā)明優(yōu)選為三維超聲圖像。為了便于顯示和操作，顯示屏32優(yōu)選為觸摸屏。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖2所示，轉(zhuǎn)接頭組件包括與經(jīng)皮超聲換能器10可拆卸連接的至少四個(gè)轉(zhuǎn)接頭21；轉(zhuǎn)接頭21的數(shù)量大于經(jīng)皮超聲換能器10的數(shù)量。該實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)接頭21與經(jīng)皮超聲換能器10的可拆卸連接，促使經(jīng)皮超聲換能器組件與轉(zhuǎn)接頭組件之間模塊化連接，則，醫(yī)療人員根據(jù)心臟切面超聲圖像需求的數(shù)量，選擇對應(yīng)數(shù)量的經(jīng)皮超聲換能器10裝配到轉(zhuǎn)接頭組件即可，拆裝便利；經(jīng)皮超聲換能器10和轉(zhuǎn)接頭組件也可以分開模塊化生產(chǎn)。轉(zhuǎn)接頭21的數(shù)量大于經(jīng)皮超聲換能器10的數(shù)量，是為了其中一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)接頭21損壞時(shí)，仍然具有其他轉(zhuǎn)接頭21來保證經(jīng)皮超聲換能器21的可拆卸連接，提高信號(hào)采集盒20的使用壽命。圖2中給出了轉(zhuǎn)接頭21為四個(gè)的示例。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖3(a)和圖3(b)所示，每個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10包括換能器本體11、粘貼板12、保護(hù)膜以及粘貼層14。換能器本體11包括豎直設(shè)置的輔助端111和水平設(shè)置的壓電晶片陣元體112，壓電晶片陣元體112固定安裝到輔助端111下方。粘貼板12為柔性透明狀套設(shè)在壓電晶片陣元體112外側(cè)。粘貼層14位于粘貼板12下方。保護(hù)膜可拆卸覆蓋于粘貼層14和壓電晶片陣元體112下方。

該實(shí)施方式中，輔助端111用于手持換能器本體11以輔助完成經(jīng)皮超聲換能器10粘貼于監(jiān)測區(qū)的操作動(dòng)作，具體地，輔助端111為沿壓電晶片陣元體112豎直方向設(shè)置。壓電晶片陣元體112陣列形狀布滿用于發(fā)出超聲波信號(hào)的壓電晶片以及用于接收超聲波信號(hào)的壓電晶片。為了增加壓電晶片陣元體112與皮膚的接觸面以增大單個(gè)壓電晶片陣元體112的成像范圍的同時(shí)節(jié)省空間，壓電晶片陣元體112為水平方向設(shè)置、壓電晶片陣元體112呈長度大于高度的形狀。作為進(jìn)一步優(yōu)選，壓電晶片陣元體112的寬度大于輔助端111的寬度，避免輔助端111太寬占用換能器本體11上方的空間。粘貼層14為醫(yī)學(xué)膠水形成的不干膠層，對皮膚沒有傷害。保護(hù)膜用于保護(hù)粘貼層14和壓電晶片陣元體112下方。撕開保護(hù)膜，使得粘貼層14和壓電晶片陣元體112露出可貼附到病人監(jiān)測區(qū)皮膚上。粘貼層14粘貼到皮膚帶動(dòng)壓電晶片陣元體112可緊緊貼附到監(jiān)測區(qū)的皮膚上，進(jìn)而完成實(shí)時(shí)超聲信號(hào)的采集。粘貼板12為粘貼層14以及換能器本體11粘貼、固定到監(jiān)測區(qū)的皮膚表面提供支撐作用。為了提高粘貼的舒適度和牢固性，粘貼板12優(yōu)選為柔性材質(zhì)制成，柔性的粘貼板12可以很牢固地貼敷到監(jiān)測區(qū)高低不平的皮膚表面。為了進(jìn)一步提高壓電晶片陣元體112與監(jiān)測區(qū)對準(zhǔn)的精確性，粘貼板12優(yōu)選為透明材質(zhì)，不遮擋壓電晶片陣元體112與監(jiān)測區(qū)的對準(zhǔn)。為了節(jié)省空間位置、提高壓電晶片陣元體112與監(jiān)測區(qū)的對準(zhǔn)精確性以保證超聲成像的精確性，作為更進(jìn)一步地優(yōu)選，壓電晶片陣元體112的高度范圍優(yōu)選為1-3cm，壓電晶片陣元體112的水平面面積優(yōu)選為2-5cm²。需要說明的是，該實(shí)施方式中粘貼板12和壓電晶片陣元體112的具體形狀，可以是相同形狀，具體形狀可以是圓形、矩形、多邊形以及其他形狀，如粘貼板12和壓電晶片陣元體112是互相套接的兩個(gè)圓形；也可以是互相匹配套接但形狀不同，如粘貼板12和壓電晶片陣元體112是一個(gè)圓形內(nèi)套接一個(gè)方形。粘貼板12和壓電晶片陣元體112的形狀以適合完全粘貼于皮膚表面為參照，本發(fā)明不做具體限定。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖3(a)和圖3(b)所示，壓電晶片陣元體112下方伸出粘貼層14；保護(hù)膜包括可拆卸覆蓋于粘貼層14下方的第一保護(hù)膜131和可拆卸封裝于壓電晶片陣元體112伸出端外側(cè)的第二保護(hù)膜132；第二保護(hù)膜132與壓電晶片陣元體112伸出端之間還包括具有耦合劑的耦合層113。該實(shí)施方式中，壓電晶片陣元體112下方伸出粘貼層14，則探測本體11粘貼到監(jiān)測區(qū)時(shí)，壓電晶片陣元體112下方在粘貼層14粘貼到監(jiān)測區(qū)皮膚的壓力作用下可以擠壓監(jiān)測區(qū)，以更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)超聲信號(hào)的采集。保護(hù)膜包括可拆卸覆蓋于粘貼層14下方的第一保護(hù)膜131以及可拆卸封裝于壓電晶片陣元體112伸出端外側(cè)的第二保護(hù)膜132，如圖3(a)和圖3(b)所示，第二保護(hù)膜132呈開口朝上的凹槽型，第一保護(hù)膜131和第二保護(hù)膜132使得粘貼層14與壓電晶片陣元體112伸出端的保護(hù)分開，互不影響。第二保護(hù)膜132與壓電晶片陣元體112伸出端之間封裝有耦合層113，醫(yī)生撕開第二保護(hù)膜132即可立即、直接粘貼到對應(yīng)監(jiān)測區(qū)，無需提前在監(jiān)測區(qū)涂敷耦合劑，節(jié)省時(shí)間，使用便利。需要說明的是，耦合劑層113的厚度范圍優(yōu)選為3-8mm，不影響壓電晶片陣元體112與監(jiān)測區(qū)接觸探測的同時(shí)，也為壓電晶片陣元體112提供耦合、超聲信號(hào)采集的環(huán)境。為了保證經(jīng)皮超聲換能器10的美觀和收納時(shí)放置的平衡性，第一保護(hù)膜131與第二保護(hù)膜132下端齊平。

作為本發(fā)明的一種具體例，如圖3(a)所示，換能器本體11還設(shè)有留置線114，留置線114一端連接到壓電晶片陣元體112、另一端從輔助端111伸出，留置線114的伸出端設(shè)有與轉(zhuǎn)接頭21匹配插接的第一插頭115。通過留置線114的第一插頭115與轉(zhuǎn)接頭21可拆卸連接，實(shí)現(xiàn)換能器本體11與信號(hào)采集盒20之間的可拆卸連接以及連接后的數(shù)據(jù)通信。

作為本發(fā)明的另一種具體實(shí)施例，如圖3(b)所示，探測本體11還設(shè)有與轉(zhuǎn)接頭21匹配插接的第二插頭116，第二插頭116位于輔助端111上方，第二插頭116穿過輔助端111電連接到壓電晶片陣元體112。通過信號(hào)采集盒20的轉(zhuǎn)接頭21直接插接到輔助端上方的第二插頭116，實(shí)現(xiàn)換能器本體11與信號(hào)采集盒20之間的連接與數(shù)據(jù)通信，避免了繁雜的線纜造成的不便。為了進(jìn)一步美觀探測本體11，第二插頭116為嵌設(shè)于輔助端111上方，且第二插頭116與輔助端111頂部表面齊平。

作為本發(fā)明的再一種具體實(shí)施例，探測本體11的輔助端111設(shè)有無線通信模塊，上位機(jī)30的控制器31也設(shè)有無線通信模塊，則通過兩個(gè)無線通信模塊之間的無線通信，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)皮超聲換能器10采集的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)直接傳輸給上位機(jī)30的控制器31進(jìn)行存儲(chǔ)和后續(xù)的信號(hào)處理，無需經(jīng)過圖像采集盒20的中間傳輸，提高超聲成像的速度。至于輔助端111無線通信模塊的具體安裝位置、結(jié)構(gòu)、類型，本發(fā)明不做具體限制，實(shí)現(xiàn)無線通信即可。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖3(a)和圖3(b)所示，經(jīng)皮超聲換能器10是雙平面經(jīng)皮超聲換能器時(shí)，則留置線114或第二插頭116分別為兩個(gè)、壓電晶片陣元體112也為對應(yīng)匹配的兩個(gè)；換能器本體11還包括分別位于輔助端111上的第一開關(guān)和第二開關(guān)118；第一開關(guān)117和第二開關(guān)118分別對應(yīng)電連接到一個(gè)留置線114與一個(gè)壓電晶片陣元體112之間或分別對應(yīng)電連接到一個(gè)第二插頭116與一個(gè)壓電晶片陣元體112之間。該實(shí)施方式中，通過第一開關(guān)117和第二開關(guān)118分別對應(yīng)控制雙平面經(jīng)皮超聲換能器的兩個(gè)壓電晶片陣元體112的啟停，以實(shí)現(xiàn)換能器本體11的兩個(gè)超聲平面的啟停、選擇。第一開關(guān)117和第二開關(guān)118可以沿輔助端111的同一個(gè)水平面設(shè)置，也可以沿輔助端111的軸向分開設(shè)置。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1提供的基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的心臟超聲系統(tǒng)基礎(chǔ)上，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的超聲成像方法，其包括以下步驟：

S10，至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)的采集：四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器分別對應(yīng)粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)以同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；

S20，至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像的信號(hào)處理和顯示：實(shí)時(shí)超聲子圖像控制器對信號(hào)采集盒發(fā)送的至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)分別進(jìn)行信號(hào)處理，得到至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，輸出至顯示屏顯示；

S30，整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)處理和顯示：控制器對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成，得到整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像，輸出至顯示屏顯示。

該實(shí)施方式中，通過四個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10分散粘貼于四個(gè)監(jiān)測區(qū)，以同時(shí)采集至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)；至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)分別通過經(jīng)皮超聲組件、轉(zhuǎn)接頭組件發(fā)送至信號(hào)采集盒20存儲(chǔ)。信號(hào)采集盒20將存儲(chǔ)的至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)30的控制器31進(jìn)行信號(hào)處理，得到至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像，控制器31將至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像輸出至顯示屏顯示的同時(shí)，控制器31對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成，輸出整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像至顯示屏顯示。

作為優(yōu)選，步驟S30中，圖像裁剪和合成，如圖5所示，包括以下步驟：

S31，對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像分別進(jìn)行裁剪，得到實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集并存儲(chǔ)；

S32，根據(jù)心臟立體形狀，確定待鑲嵌區(qū)域的范圍；對待鑲嵌區(qū)域進(jìn)行劃分，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域；

S33，將實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集分別對應(yīng)鑲嵌至若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像；

S34，將若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像對應(yīng)鑲嵌匯總至待鑲嵌區(qū)域，輸出合成的整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像。

該實(shí)施方式中，通過待鑲嵌區(qū)域的范圍確定和劃分，來匹配實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集內(nèi)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片的鑲嵌，進(jìn)一步通過鑲嵌輸出的若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像與待鑲嵌區(qū)域范圍的匹配鑲嵌，以輸出合成的整個(gè)心臟立體的實(shí)時(shí)超聲圖像。過程中，待鑲嵌區(qū)域的范圍確定和劃分，利于對實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片的大小做合理規(guī)劃，以便最大程度保留有效數(shù)據(jù)、減小數(shù)據(jù)量，大大降低數(shù)據(jù)冗余。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，步驟S33，具體步驟為：根據(jù)每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域，對實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集內(nèi)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片進(jìn)行鑲嵌篩選，得到每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片子集；將實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片子集內(nèi)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片進(jìn)行勻色處理，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像。其中，鑲嵌篩選，如圖6所示，包括以下步驟：

S331，篩選實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集內(nèi)對應(yīng)于每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片；

S332，確定重合面積，對具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片進(jìn)行有效性順序編碼；

S333，對具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片分別裁剪，得到具有有效性編碼的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片有效部分；

S334，將重合面積以及若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片有效部分匯總，作為每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片子集進(jìn)行輸出。

該實(shí)施方式中，篩選實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片集內(nèi)對應(yīng)于每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片，是為了對具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片分別裁剪，剔除幾個(gè)經(jīng)皮超聲換能器10采集的幾個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像中重合部分、并將一個(gè)重合面積與若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片有效部分進(jìn)行匯總，從而輸出每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片子集，為后續(xù)鑲嵌做準(zhǔn)備，降低數(shù)據(jù)匯總的信號(hào)處理量。對具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片進(jìn)行有效性順序編碼，使得具有重合面積的若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片具有可識(shí)別性，為后續(xù)自動(dòng)識(shí)別、精確匯總做準(zhǔn)備。

如圖7所示，勻色處理包括以下步驟：

S335，獲取重合面積以及若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片有效部分的輻射信息，并做輻射相似性分析；

S336，構(gòu)建勻色匹配模型；

S337，根據(jù)勻色匹配模型，對具有輻射相似性的重合面積以及若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片有效部分進(jìn)行勻色處理，輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像。

該實(shí)施方式中，通過針對每個(gè)待鑲嵌單區(qū)域的鑲嵌篩選，利于將若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像中重合的影像部分進(jìn)行裁剪和重新合成處理，降低信號(hào)處理量，提高超聲圖像合成的精確性；同時(shí)，全程自動(dòng)化處理，無需人工操作，提高工作效率。勻色處理，解決重合面積以及若干個(gè)實(shí)時(shí)超聲子圖像碎片有效部分合成過程中局部圖像色調(diào)不一致問題，最大程度保證局部圖像的色調(diào)一致性，提高超聲圖像的準(zhǔn)確性。若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域分別輸出若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像，以及將若干個(gè)待鑲嵌單區(qū)域?qū)崟r(shí)超聲圖像對應(yīng)鑲嵌匯總至待鑲嵌區(qū)域的過程均采用并行處理的方式，提高工作效率。需要說明的是，至于勻色匹配模型的建立，可以選擇圖像處理過程中常用的勻色匹配模型，例如直方圖勻色，本發(fā)明不做具體限定。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，本發(fā)明還可以利用對重合面積區(qū)域進(jìn)行羽化來消除鑲嵌形成的硬邊，以保證超聲圖像的連續(xù)一致。

本發(fā)明實(shí)施例提供的基于多個(gè)經(jīng)皮超聲換能器的超聲成像方法，通過控制器31對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成，得到整體心臟的實(shí)時(shí)三維立體動(dòng)態(tài)圖像輸出顯示，便于醫(yī)生直觀、形象地了解心臟立體的實(shí)時(shí)超聲圖像，為手術(shù)提供輔助參考；控制器31對至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像依次進(jìn)行圖像裁剪和合成的過程，是基于至少四個(gè)心臟切面的實(shí)時(shí)超聲子圖像的碎片化處理方式，將無效、重疊部分的超聲子圖像進(jìn)行裁剪和重新合成，降低信號(hào)處理量，利于提高后續(xù)圖像合成的精確性。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。