技术特征：
1.术前肝脏三维超声拼接系统，其特征在于：其包括：采集及重建参数设置模块，其配置来设置二维超声序列保存路径、采集超声模式、屏幕截取模式、以及超声图像保存时间间隔；电磁跟踪设备连接模块，其配置来连接pc与电磁跟踪设备，建立数据传输通路，记录电磁跟踪设备中超声探头的空间位置变化；超声成像模块，其配置来连接pc与超声仪，二者之间通过采集卡进行连接，建立图像数据传输通路，保证pc实时获取超声仪的视频信号，截取模式由采集及重建参数设置模块中的屏幕截取模式确定；二维超声切片采集模块，其配置来控制二维超声切片的采集，采集超声模式以及超声保存时间间隔从采集及重建参数设置模块中获取；该模块通过系统程序发送开始信号后在设置保存路径中新建文件夹，并开始按照保存时间间隔读取超声切片以及切片对应跟踪信息保存于新建文件夹中；待发送结束信号后，停止保存切片与对应跟踪信息，单次采集结束；重复上述过程，获得多个用于重建不同三维数据的二维超声切片序列；三维超声重建模块，其配置来执行当前选择目录下所有文件夹中二维超声切片序列的三维超声重建，重建模式从采集及重建参数设置模块中获取，系统程序发送重建信号后开始对各文件夹中的二维超声切片序列进行重建；超声拼接模块，其配置来执行当前选择目录下所有文件夹中重建三维超声的拼接，系统程序发送拼接信号后开始利用所有文件夹中的三维超声进行拼接。2.根据权利要求1所述的术前肝脏三维超声拼接系统，其特征在于：所述电磁跟踪设备连接模块以独立线程的形式存在，该模块通过pc发送连接信号进行电磁跟踪设备与pc的连接或断连接，并将设备连接是否成功的信号放置于用户界面中，若电磁跟踪设备连接成功，则连接状态信号灯呈绿色，否则信号灯呈红色。3.根据权利要求2所述的术前肝脏三维超声拼接系统，其特征在于：所述二维超声切片采集模块在采集过程中实时对探头跟踪状态进行监测，若探头超出跟踪范围，跟踪状态信号灯呈红色，否则信号灯呈绿色；同时用户界面显示此次采集时长与采集切片总数。4.根据权利要求1所述的术前肝脏三维超声拼接系统，其特征在于：所述三维超声重建模块，待所有数据重建完成后，发送重建完毕信号，并在用户界面上显示，各重建结果保存于对应采集切片保存文件夹中。5.根据权利要求4所述的术前肝脏三维超声拼接系统，其特征在于：所述超声拼接模块，待拼接完成后，发送拼接完毕信号，并在用户界面上显示；拼接结果保存于当前选择目录下。6.术前肝脏三维超声拼接方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)连接设备线路，设置采集与图像重建参数；(2)连接电磁跟踪设备与超声仪；(3)测试电磁跟踪设备跟踪范围，此步骤模拟超声图像采集过程，点击用户界面上的开始按钮，并观察右下角跟踪状态信号灯：当跟踪状态信号灯成绿色时表示探头在跟踪范围内；当跟踪状态信号灯呈红色时表示探头超出跟踪范围，该探头位置无法获取跟踪信息，采集时避免探头移动到此位置；若重建目标部位未处于跟踪范围中，则调整电磁跟踪设备位置，以确保重建目标部位处于跟踪范围中；测试完毕后点击停止，停止测试；测试完毕后删除测试保存出的图像及文件夹；
(4)采集超声图像，点击用户界面上的开始按钮，将超声探头放置于重建目标部位，前后旋转超声探头采集用于重建三维超声的切片，当采集切片已覆盖目标部位时点击停止，结束采集；(5)三维超声重建，将路径设置为采集保存路径，路径下所有文件夹中图像若为普通超声，则采集超声模式选择单栏，若为超声造影，则采集超声模式选择双栏；点击用户界面中的重建按钮，依次将路径下各文件夹中的二维超声序列重建为三维超声，重建结果保存于对应采集切片保存文件夹中；(6)三维超声拼接，将路径设置为采集保存路径，路径下所有文件夹中二维超声切片序列也已重建为三维超声，点击用户界面上的拼接按钮，此时将所有文件夹中重建出的三维超声拼接为一个大范围三维超声，拼接完成，拼接结果存于采集保存路径下。7.根据权利要求6所述的术前肝脏三维超声拼接方法，其特征在于：所述步骤(1)包括以下分步骤：(1.1)电磁采集系统通过数据线与pc相连，超声仪通过采集卡与pc相连，设备上电；(1.2)设置保存路径，此保存路径中存在多个保存二维超声序列的文件夹，每个文件夹下的所有二维超声切片将重建为一个三维超声，路径中所有文件夹里的三维超声将拼接为一个大范围三维超声数据；若拼接目标有所改变，则重新选择保存路径再开始采集超声；(1.3)设置采集超声模式，选择模式有两种，分别为单栏和双栏，若采集超声为普通超声则选择单栏，若采集超声为超声造影则选择双栏；(1.4)选择屏幕截取模式，可选模式有两种，分别为最佳和全屏；(1.5)选择超声保存时间间隔。8.根据权利要求7所述的术前肝脏三维超声拼接方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在保证电磁跟踪设备和超声仪线路连接完毕且通电的情况下，点击用户界面连接按钮，当右下角连接状态信号灯呈绿色且电磁跟踪设备发出连接成功提示音时，电磁跟踪设备与pc连接成功；同时，当在用户界面显示当前超声图像时，超声仪与pc连接成功，实时获取超声仪的视频信号。9.根据权利要求8所述的术前肝脏三维超声拼接方法，其特征在于：所述步骤(4)中，采集单次用于重建的二维超声切片序列的过程中患者保持屏气状态，超声探头保持匀速前后旋转移动进行扇扫或平扫；若需拼接，将待拼接图像放置于同一保存路径下。10.根据权利要求9所述的术前肝脏三维超声拼接方法，其特征在于：所述步骤(5)中，当用户界面左下角出现重建结束的信号提示时，各文件夹三维超声重建结束，各重建结果保存于对应采集切片保存文件夹中；所述步骤(6)中，当左下角出现拼接结束的信号提示时，拼接完成，拼接结果存于采集保存路径下。
技术总结
术前肝脏三维超声拼接系统与方法，能够在无辐射的情况下获得患者三维数据，提供医生直观的病灶三维信息，扩大三维超声视野，提高导航准确性，为超声引导肝脏肿瘤消融手术提供一种便利的工具。系统包括：采集及重建参数设置模块，电磁跟踪设备连接模块，超声成像模块，二维超声切片采集模块，三维超声重建模块，超声拼接模块。拼接模块。拼接模块。
技术研发人员：付天宇 李静舒 杨健 范敬凡 宋红
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2021.06.24
技术公布日：2021/9/24