超声自动扫查中的定位方法和超声设备与流程

本发明涉及超声自动扫查技术领域，尤其涉及一种超声自动扫查中的定位方法和超声设备。

背景技术：

在通过超声设备对被检体进行超声检查时，自动扫查已经成为日后发展的必然趋势。然而当前的自动扫查，机械臂无法确定待扫查部位的位置。因此，在自动扫查时如何准确的定位到待扫查部位的位置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种超声自动扫查中的定位方法和超声设备，解决相关技术中存在的无法准确定位待扫查部位的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种超声自动扫查中的定位方法，其特征在于，包括：

分别获取定位装置的测量信息以及超声探头的位置和方位信息，其中所述定位装置设置在待扫查部位的周围；

根据所述测量信息获得待扫查部位的定位信息；

根据所述待扫查部位的定位信息以及超声探头的位置和方位信息计算得到机械臂移动至所述待扫查部位的运动路径。

进一步地，所述定位装置包括电磁定位装置，所述定位装置的测量信息包括电磁定位装置中的线圈感应电流。

进一步地，所述根据所述测量信息获得待扫查部位的定位信息，包括：

根据所述线圈感应电流计算电流信号强度；

根据所述电流信号强度得到待扫查部位的位置和方位信息。

进一步地，所述定位装置包括红外定位装置，所述定位装置的测量信息包括红外定位装置中的红外反光球的空间位置。

进一步地，所述根据所述测量信息获得待扫查部位的定位信息，包括：

根据所述红外反光球的空间位置确定所述待扫查部位的多个标志点；

根据所述待扫查部位的多个标志点计算得到所述待扫查部位的位置和方位信息。

进一步地，所述获取超声探头的位置和方位信息，包括：

获取所述定位装置的测量信息，所述超声探头上设置所述定位装置；

根据所述测量信息获得所述超声探头的位置和方位信息。

进一步地，所述根据所述待扫查部位的定位信息以及超声探头的位置和方位信息计算得到机械臂移动至所述待扫查部位的运动路径，包括：

根据所述待扫查部位的位置和方位信息以及超声探头的六自由度数据和长宽高数据计算得到机械臂移动至所述待扫查部位所需要的平移距离以及旋转角度。

作为本发明的另一个方面，提供一种超声设备，其中，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行前文所述的超声自动扫查中的定位方法。

进一步地，还包括：定位装置，所述定位装置与所述处理器通信连接，所述定位装置用于定位待扫查部位的位置。

进一步地，所述定位装置包括电磁定位装置，所述电磁定位装置包括磁场发生器和至少一个定位传感器，每个所述定位传感器均与所述磁场发生器磁场耦合连接，每个定位传感器均设置在待扫查部位的周围；

所述磁场发生器用于产生强度和分布已知的交变电磁场，所述定位传感器用于当磁场变化时检测所述磁场发生器的线圈感应电流，并将所述线圈感应电流发送至所述处理器。

进一步地，所述定位装置包括红外定位装置，所述红外定位装置包括：红外线发射装置、至少两个红外接收器和至少一个红外反光球，每个所述红外接收器均与所述处理器通信连接，每个所述红外反光球均设置在待扫查部位的周围；

所述红外线发射装置用于发射红外光；

每个红外反光球均用于反射所述红外光；

每个所述红外接收器均用于接收经所述红外反光球反射的红外光。

进一步地，所述定位装置包括红外定位装置，所述红外定位装置包括：至少一个红外灯和至少两个红外接收器，每个所述红外灯均设置在待扫查部位的周围，每个所述红外接收器与所述处理器通信连接，所述红外灯用于发射红外线，所述红外接收器用于接收所述红外线。

作为本发明的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行前文所述的超声自动扫查中的定位方法。

本发明提供的超声自动扫查中的定位方法，通过在待扫查区域设置定位装置，并获取定位装置的测量信息从而得到待扫查区域的定位信息，可以实现对待扫查区域的准确定位，且通过待扫查区域的定位信息以及超声探头的位置和方位信息来获得机械臂的运动轨迹，以使得机械臂可以按照运动轨迹将超声探头移动至待扫查区域实现超声扫查。这种超声自动扫查中的定位方法可以实现对待扫查区域的准确定位，从而方便超声自动扫查对待扫查区域的位置确定，进而能够提高超声自动扫查的扫查效率。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提供的超声自动扫查中的定位方法的流程图。

图2为本发明提供的定位传感器直接贴附的结构示意图。

图3为本发明提供的定位传感器通过罩体进行贴附的结构示意图。

图4为本发明提供的超声设备的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种超声自动扫查中的定位方法，图1是根据本发明实施例提供的超声自动扫查中的定位方法的流程图，如图1所示，包括：

s100、分别获取定位装置的测量信息以及超声探头的位置和方位信息，其中所述定位装置设置在待扫查部位的周围；

在一些实施方式中，待扫查部位可以为被检体的某一待检查部位，所述被检体的某一待检查部位可以为动物的任一部位，比如，女性的乳腺区域，或者，成年男性的浅表层器官区域，又或者，颈动脉区域，再或者，甲状腺区域等等，本实施例对此并不做限定。

在一些实施方式中，所述定位装置可以包括电磁定位装置，相应地，所述定位装置的测量信息包括电磁定位装置中的线圈感应电流。

具体地，所述电磁定位装置具体可以包括磁场发生器和至少一个定位传感器，每个所述定位传感器均与所述磁场发生器磁场耦合连接，每个定位传感器均设置在待扫查部位的周围；

所述磁场发生器用于产生强度和分布已知的交变电磁场，所述定位传感器用于当磁场变化时检测所述磁场发生器的线圈感应电流，并将所述线圈感应电流发送至超声设备的处理器。

应当理解的是，在所述待扫查部位的周围可以设置多个定位传感器，具体数量本发明实施例不做限定，定位传感器的数量越多，则定位信息越准确。

在一些实施方式中，定位传感器可以通过贴片方式贴附在被检体表面上待扫查区域的周围。在一些实施方式中，定位传感器还可以通过罩体的方式进行设置，其中定位传感器设置在罩体的四周。

以待扫查区域为胸部为例，定位传感器可以包括4个，分别位于胸部的上下左右四个方位。又比如，定位传感器还可以包括5个，分别为上下左右以及乳头5个位置。如图2所示，为定位传感器10直接贴附在胸部上的示意图，图3所示，为定位传感器10通过罩体20设置的示意图。

在一些实施方式中，所述定位装置可以包括红外定位装置，相应地，所述定位装置的测量信息包括红外定位装置中的红外反光球的空间位置。

具体地，所述红外定位装置包括被动式红外定位装置和主动式红外定位装置。

进一步具体地，所述被动式红外定位装置包括：红外线发射装置、至少两个红外接收器和至少一个红外反光球，每个所述红外接收器均与所述超声设备的处理器通信连接，每个所述红外反光球均设置在待扫查部位的周围；

所述红外线发射装置用于发射红外光；

每个红外反光球均用于反射所述红外光；

每个所述红外接收器均用于接收经所述红外反光球反射的红外光。

应当理解的是，红外线发射装置发射出的红外光能够经过红外反光球的反射后被至少两个红外接收器接收，这样可以方便后续对待扫查区域的位置的计算。

还应当理解的是，在待扫查部位的周围设置的红外反光球的数量越多，获得的定位信息越准确。

需要说明的是，通过采用所述红外反光球，可以实现反射来自各个角度的光，从而为定位提供更加精确的测量信息。

进一步具体地，所述主动式红外定位装置包括：至少一个红外灯和至少两个红外接收器，每个所述红外灯均设置在待扫查部位的周围，每个所述红外接收器与所述超声设备的处理器通信连接，所述红外灯用于发射红外线，所述红外接收器用于接收所述红外线。

在一些实施方式中，所述红外灯包括发射红外线的二极管。

关于主动式红外定位装置的定位原理与被动式红外定位装置的定位原理相同，此处不再赘述。

s200、根据所述测量信息获得待扫查部位的定位信息；

在一些实施方式中，当所述定位装置为电磁定位装置时，所述根据所述测量信息获得待扫查部位的定位信息，包括：

根据所述线圈感应电流计算电流信号强度；

根据所述电流信号强度得到待扫查部位的位置和方位信息。

在一些实施方式中，当所述定位装置为红外定位装置时，所述根据所述测量信息获得待扫查部位的定位信息，包括：

根据所述红外反光球的空间位置确定所述待扫查部位的多个标志点；

根据所述待扫查部位的多个标志点计算得到所述待扫查部位的位置和方位信息。

应当理解的是，当获得待扫查部位的多个标志点时，多个标志点包围的多边形区域的中心位置确定为待扫查部位的位置。例如，当为2个标志点时，可以2个标志点的连线的中点确定待扫查部位的位置；当为4个标志点时，可以为4个标志点包围的多边形区域的中心确定待扫查部位的位置。

s300、根据所述待扫查部位的定位信息以及超声探头的位置和方位信息计算得到机械臂移动至所述待扫查部位的运动路径。

在一些实施方式中，根据所述待扫查部位的位置和方位信息以及超声探头的六自由度数据和长宽高数据计算得到机械臂移动至所述待扫查部位所需要的平移距离以及旋转角度。

应当理解的是，所述超声探头设置在机械臂的末端，当获得机械臂所需移动的平移距离以及旋转角度后，可以控制机械臂移动至待扫查区域的位置上方，然后慢慢向下，以使得超声探头与被检体表面接触，从而实现对待扫查区域进行扫查。

本发明实施例提供的超声自动扫查中的定位方法，通过在待扫查区域设置定位装置，并获取定位装置的测量信息从而得到待扫查区域的定位信息，可以实现对待扫查区域的准确定位，且通过待扫查区域的定位信息以及超声探头的位置和方位信息来获得机械臂的运动轨迹，以使得机械臂可以按照运动轨迹将超声探头移动至待扫查区域实现超声扫查。这种超声自动扫查中的定位方法可以实现对待扫查区域的准确定位，从而方便超声自动扫查对待扫查区域的位置确定，进而能够提高超声自动扫查的扫查效率。

需要说明的是，为了确定机械臂的运动路径，还需要确定超声探头的位置和方位信息。

在一些实施方式中，所述获取超声探头的位置和方位信息，包括：

获取所述定位装置的测量信息，所述超声探头上设置所述定位装置；

根据所述测量信息获得所述超声探头的位置和方位信息。

具体地，根据前文所述可知，定位装置可以为电磁定位装置，也可以为红外定位装置，当在超声探头上设置定位传感器以检测线圈感应电流时，可以根据电流强度得到超声探头的位置和方位信息。当在超声探头上设置红外反光球时，可以根据红外反光球反射的红外光形成标志点，进而确定超声探头的位置和方位信息。

需要说明的是，所述超声探头的位置和方位信息具体可以为六自由度数据，可以包括三维空间坐标（x、y、z）以及沿三个轴旋转的角度数据。采用光学传感器的方式的情况下，需要在探头上安装多个反光球或者红外灯，标志点只需要三维坐标就可以。

还需要说明的是，所述超声探头的定位不仅限于使用上述定位装置，还可以采用其他方式等来实现。

在一些实施例中，可以利用一个或多个传感器，从而来识别所述超声探头的位置和/或角度信息。在一些实施例中，采用多个传感器可以提高计算的精度，或者可以测量更多的位置或角度信息。在一些实施例中，可以通过传感器识别超声探头的变化的位置，从而识别超声探头的运动轨迹和速度。在一些实施例中，所述传感器可以是运动或者静止的。在一些实施例中，所述传感器的种类至少包括视觉传感器、位置传感器、压力传感器、红外传感器、速度传感器、加速度传感器、磁传感器中的一种或者任意几种的组合。

在一些实施例中，所述超声探头外设置有摄像头，用于采集超声探头相对于与待扫查部位的相对空间位置信息，摄像头可以是三维摄像头。三维摄像头采集超声探头的空间位置信息的空间位置信息，得到超声探头的空间位置信息。

在一些实施例中，超声探头内设有惯性传感器（imu），其可以获取超声探头的实时空间位置信息，例如超声探头的实时x轴、y轴、z轴的坐标信息。超声探头外设置有摄像头，用于采集超声探头相对于与检测对象的空间位置信息，摄像头可以是三维摄像头。这样能够更加精确的判断超声探头的空间位置信息。

在一些实施例中，可以通过磁传感器与摄像头结合的方式判断超声探头的空间位置信息。

另外，为了能够更好的控制超声探头的力度，可以在超声探头上力反馈传感器，所述力反馈传感器能够将超声探头的实时受力反馈至超声设备的处理器，超声设备的处理器根据超声探头的实时受力调节机械臂的末端的输出力。

机械臂能够根据超声探头的六自由度数据，可以控制探头旋转，以使得超声探头扫查并采集不同切面的图像。

作为本发明的另一实施例，提供一种超声设备，所述超声设备的结构示意图如图4所示，该超声设备可以包括：至少一个处理器41，例如cpu（centralprocessingunit，中央处理器），至少一个通信接口43，存储器44，至少一个通信总线42。其中，通信总线22用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口43可以包括显示屏（display）、键盘（keyboard），可选通信接口43还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器44可以是高速ram存储器（randomaccessmemory，易挥发性随机存取存储器），也可以是非不稳定的存储器（non-volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。存储器44可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器41的存储装置。其中，存储器44中存储应用程序，且处理器41调用存储器44中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。

其中，通信总线42可以是外设部件互连标准（peripheralcomponentinterconnect，简称pci）总线或扩展工业标准结构（extendedindustrystandardarchitecture，简称eisa）总线等。通信总线42可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器44可以包括易失性存储器（英文：volatilememory），例如随机存取存储器（英文：random-accessmemory，缩写：ram）；存储器也可以包括非易失性存储器（英文：non-volatilememory），例如快闪存储器（英文：flashmemory），硬盘（英文：harddiskdrive，缩写：hdd）或固态硬盘（英文：solid-statedrive，缩写：ssd）；存储器44还可以包括上述种类的存储器的组合。

其中，处理器41可以是中央处理器（英文：centralprocessingunit，缩写：cpu），网络处理器（英文：networkprocessor，缩写：np）或者cpu和np的组合。

其中，处理器41还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路（英文：application-specificintegratedcircuit，缩写：asic），可编程逻辑器件（英文：programmablelogicdevice，缩写：pld）或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件（英文：complexprogrammablelogicdevice，缩写：cpld），现场可编程逻辑门阵列（英文：field-programmablegatearray，缩写：fpga），通用阵列逻辑（英文：genericarraylogic,缩写：gal）或其任意组合。

可选地，存储器44还用于存储程序指令。处理器41可以调用程序指令，实现如前文所述的超声自动扫查中的定位方法。

具体地，还包括：定位装置，所述定位装置与所述处理器通信连接，所述定位装置用于定位待扫查部位的位置。

进一步具体地，所述定位装置包括电磁定位装置，所述电磁定位装置包括磁场发生器和至少一个定位传感器，每个所述定位传感器均与所述磁场发生器磁场耦合连接，每个定位传感器均设置在待扫查部位的周围；

所述磁场发生器用于产生强度和分布已知的交变电磁场，所述定位传感器用于当磁场变化时检测所述磁场发生器的线圈感应电流，并将所述线圈感应电流发送至所述处理器。

进一步具体地，所述定位装置包括红外定位装置，所述红外定位装置包括：红外线发射装置、至少两个红外接收器和至少一个红外反光球，每个所述红外接收器均与所述处理器通信连接，每个所述红外反光球均设置在待扫查部位的周围；

所述红外线发射装置用于发射红外光；

每个红外反光球均用于反射所述红外光；

每个所述红外接收器均用于接收经所述红外反光球反射的红外光。

进一步具体地，所述定位装置包括红外定位装置，所述红外定位装置包括：至少一个红外灯和至少两个红外接收器，每个所述红外灯均设置在待扫查部位的周围，每个所述红外接收器与所述处理器通信连接，所述红外灯用于发射红外线，所述红外接收器用于接收所述红外线。

需要说明的是，关于定位装置的具体实施方式可以参照前文的超声自动扫查中的定位方法中的描述，此处不再赘述。

作为本发明的另一实施例，提供一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的超声自动扫查中的定位方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（read-onlymemory，rom）、随机存储记忆体（randomaccessmemory，ram）、快闪存储器（flashmemory）、硬盘（harddiskdrive，缩写：hdd）或固态硬盘（solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。