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CN113855188A - 超声扫查设备、成像设备、穿刺针监控方法及系统 - Google Patents

超声扫查设备、成像设备、穿刺针监控方法及系统 Download PDF

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CN113855188A
CN113855188A CN202111224440.1A CN202111224440A CN113855188A CN 113855188 A CN113855188 A CN 113855188A CN 202111224440 A CN202111224440 A CN 202111224440A CN 113855188 A CN113855188 A CN 113855188A
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CN
China
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puncture
puncture needle
scanning
needle
scanning array
Prior art date
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Application number
CN202111224440.1A
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English (en)
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张勇
马克伟
张沈晞
张书伟
龚栋梁
黄明进
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Chison Medical Technologies Co ltd
Wuxi Chison Medical Technologies Co Ltd
Original Assignee
Chison Medical Technologies Co ltd
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Publication date
Application filed by Chison Medical Technologies Co ltd filed Critical Chison Medical Technologies Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种超声扫查设备、成像设备、穿刺针监控方法及系统，属于医学影像技术领域，该超声扫查设备包括第一扫查阵列；还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，超声成像设备不仅可以得到目标组织位置的第一超声图像；还可以得到目标组织位置一侧的第二超声图像和/或目标组织位置另一侧的第三超声图像，即辅助超声图像；通过根据第一超声图像和辅助超声图像对穿刺针进行监控；可以解决无法确定出穿刺针是否已经偏离期望穿刺位置，导致穿刺结果不准确的问题；由于第二超声图像包括目标组织位置一侧的位置，第三超声图像包括目标组织位置另一侧的位置，因此，可以确定出穿刺针是否已经偏离期望穿刺位置，提高穿刺准确性。

Description

超声扫查设备、成像设备、穿刺针监控方法及系统
【技术领域】
本申请涉及一种超声扫查设备、成像设备、穿刺针监控方法及系统，属于医学影像技术领域。
【背景技术】
穿刺是指将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验，向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术。穿刺过程中往往需要使用超声设备监控穿刺针是否达到期望穿刺位置。
传统的穿刺针的监控方法，包括：通过超声设备的探头对期望穿刺位置采集超声图像，识别该超声图像中是否存在穿刺针的针图像，来确定穿刺针是否达到期望穿刺位置。
然而，即使超声图像中存在针图像，穿刺针可能已经偏离期望穿刺位置，而这种情况超声设备无法识别，会导致穿刺针的穿刺结果不准确的问题。
【发明内容】
本申请提供了一种超声扫查设备、成像设备、穿刺针监控方法及系统，可以解决传统的穿刺针的监控方法中，无法确定穿刺针是否偏离期望穿刺位置的问题。本申请提供如下技术方案：
第一方面，提供一种超声扫查设备，所述超声扫查设备，包括：
第一扫查阵列；
第二扫查阵列和/或第三扫查阵列；
所述第一扫查阵列、所述第二扫查阵列和所述第三扫查阵列均包括沿所述第一方向排列的至少一列结构基元，每列沿所述第一方向排列；
在第二方向上，所述第二扫查阵列和所述第三扫查阵列分别位于所述第一扫查阵列的两侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。
可选地，所述第一扫查阵列，用于在第一波束平面内对目标对象的目标组织位置进行探测，得到第一探测信号，以形成第一超声图像；
所述第二扫查阵列，用于在所述第二方向上，在第二波束平面内对位于所述目标组织位置的一侧第一组织位置进行探测，得到第二探测信号，以形成第二超声图像；
所述第三扫查阵列，用于在所述第二方向上，在第三波束平面内对位于所述目标组织位置的另一侧第二组织位置进行探测，得到第三探测信号，以形成第三超声图像；
其中，所述第一波束平面、所述第二波束平面和所述第三波束平面为不同的波束平面。
可选地，所述目标组织位置基于期望穿刺针到达的期望穿刺位置确定。
可选地，所述第一扫查阵列中结构基元的数量大于所述第二扫查阵列中结构基元的数量、且所述第一扫查阵列中结构基元的数量大于所述第三扫查阵列中结构基元的数量。
可选地，目标扫查阵列的数量为N个，相邻两个第二扫查阵列之间的阵列间隔为第一距离；所述第一扫查阵列与所述第二扫查阵列之间的最小阵列间隔为第二距离，所述N为正整数，所述目标扫查阵列为所述第二扫查阵列或者所述第三扫查阵列；
所述第一距离大于所述目标扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离；
所述第二距离大于所述目标扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离、且所述第二距离大于所述第一扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离。
可选地，所述第二距离小于第一距离阈值，所述第一距离阈值基于穿刺针的定位精度需求确定。
第二方面，提供一种超声成像设备，其特征在于，所述超声成像设备，包括：
处理器；
与所述处理器相连的存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行：
获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，所述超声扫查设备包括第一扫查阵列，所述探测信号包括第一探测信号；所述超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，所述探测信号包括所述第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，所述第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；
根据所述第一探测信号生成第一超声图像；
根据所述第二探测信号和/或所述第三探测信号生成辅助超声图像；
与所述处理器相连的输出装置，用于输出所述第一超声图像和所述辅助超声图像。
可选地，所述方法还包括：
基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定所述穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果；所述期望穿刺位置为期望所述穿刺针在目标组织中到达的位置。
可选地，所述穿刺针的穿刺方式为平面外穿刺，所述超声扫查设备包括目标扫查阵列，所述目标扫查阵列为所述第二扫查阵列或者所述第三扫查阵列，相应地，所述辅助超声图像包括基于所述目标扫查阵列扫查得到的探测信号形成的超声图像；
所述基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：
若所述第一超声图像和所述辅助超声图像中均未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针未到达所述期望穿刺位置；
若所述第一超声图像中先监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针到达所述期望穿刺位置；
若所述辅助超声图像中先监测到所述穿刺针，则在所述第一超声图像中监测到所述穿刺针时，确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针到达所述期望穿刺位置。
可选地，所述穿刺针的穿刺方式为平面外穿刺，所述超声扫查设备包括所述第二扫查阵列和所述第三扫查阵列，相应地，所述辅助超声图像包括基于所述第二探测信号形成的第二超声图像和基于所述第三探测信号形成的第三超声图像；
所述基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：
若所述第二超声图像监测到所述穿刺针、且所述第一超声图像和所述第三超声图像均未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针未到达所述期望穿刺位置；
若所述第二超声图像和所述第一超声图像均监测到所述穿刺针、且所述第三超声图像未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针已到达所述期望穿刺位置；
若所述第二超声图像、所述第一超声图像和所述第三超声图像均监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针已越过所述期望穿刺位置。
可选地，所述穿刺针的穿刺方式为平面内穿刺，所述超声扫查设备包括所述目标扫查阵列，所述目标扫查阵列为所述第二扫查阵列和/或所述第三扫查阵列，相应地，所述辅助超声图像包括基于所述目标扫查阵列扫查得到的探测信号形成的超声图像；
所述基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：
若所述第一超声图像和所述辅助超声图像中均未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针未到达所述期望穿刺位置；
若所述第一超声图像监测到所述穿刺针、且所述辅助超声图像未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针到达所述期望穿刺位置；
若所述第一超声图像监测到所述穿刺针、且所述辅助超声图像监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针向所述目标扫查阵列的一侧偏离。
可选地，所述处理器，还用于基于期望穿刺位置确定所述穿刺针在穿刺架的安装位置；其中，所述穿刺架包括多个辅助穿刺结构，每个辅助穿刺结构用于使所述穿刺针以固定的架设角度和架设位置执行穿刺操作，不同辅助穿刺结构对应的架设角度不同，和/或，不同辅助穿刺结构对应的架设位置不同；
所述输出装置，还用于输出所述安装位置。
可选地，所述基于所述期望穿刺位置确定所述穿刺针在穿刺架的安装位置，包括：
获取所述穿刺架的穿刺架型号；
确定所述穿刺架型号下，架设角度和架设位置与所述期望穿刺位置相匹配的辅助穿刺结构，所述辅助穿刺结构所在位置为所述安装位置。
可选地，所述处理器，还用于在所述安装位置下，基于所述期望穿刺位置确定所述穿刺针的进针深度；所述穿刺针上设置有刻度；
所述输出装置，还用于输出所述进针深度。
第三方面，提供一种穿刺针监控方法，用于第二方面提供的超声成像设备中，所述方法包括：
获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，所述超声扫查设备包括第一扫查阵列，所述探测信号包括第一探测信号；所述超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，所述探测信号包括所述第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，所述第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；
根据所述第一探测信号生成第一超声图像；
根据所述第二探测信号和/或所述第三探测信号生成辅助超声图像；
通过输出装置输出所述第一超声图像和所述辅助超声图像。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现第三方面提供的穿刺针监控方法。
第五方面，提供一种穿刺针监控系统，其特征在于，所述系统包括：超声扫查设备、和与所述超声扫查设备通信相连的超声成像设备；
所述超声扫查设备包括第一方面所述的超声扫查设备；
所述超声成像设备包括第二方面所述的超声成像设备。
可选地，所述系统还包括穿刺架，所述穿刺架包括多个辅助穿刺结构，每个辅助穿刺结构用于使所述穿刺针以固定的架设角度和架设位置执行穿刺操作，不同辅助穿刺结构对应的架设角度不同，和/或，不同辅助穿刺结构对应的架设位置不同；
可选地，所述系统还包括穿刺针，所述穿刺针上设置有刻度，所述刻度用于指示进针深度。
本申请的有益效果至少包括：通过设置超声扫查设备，该超声扫查设备包括第一扫查阵列，不仅可以得到目标组织位置的第一超声图像；还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地还可以得到目标组织位置一侧的第二超声图像和/或目标组织位置另一侧的第三超声图像，即辅助超声图像；通过超声成像设备根据第一超声图像和辅助超声图像对穿刺针进行监控；可以解决仅通过第一超声图像确定穿刺针是否到达期望穿刺位置时，无法确定出穿刺针是否偏离期望穿刺位置，导致穿刺结果不准确的问题；由于第二超声图像和第三超声图像可以确定出穿刺针在目标组织位置两侧的位置，从而可以确定出穿刺针相对于期望穿刺位置的位置，因此可以提高穿刺准确性。
另外，在平面内穿刺的方式下，通过第二超声图像可以确定出穿刺针是否向第二扫查阵列的一侧偏离，通过第三超声图像可以确定出穿刺针是否向第三扫查阵列的一侧偏离，提高平面内穿刺时穿刺针监控的准确性。
另外，在平面外穿刺的方式下，通过第二超声图像可以确定出穿刺针是否到达第二扫查阵列，通过第三超声图像可以确定出穿刺针是否到达第三扫查阵列，提高平面外穿刺时穿刺针监控的准确性。
另外，通过设置第一扫查阵列中的结构基元的数量大于第二扫查阵列中结构基元的数量、且大于第三扫查阵列中结构基元的数量，可以保证第一超声图像的分辨率较高，提高图像分析的准确性；同时，还可以在保证能够监测到穿刺针的情况下降低第二超声图像和第三超声图像的分辨率，节省图像处理资源。
另外，通过设置至少两个第二扫查阵列和/或至少两个第三扫查阵列，可以提高穿刺针的定位精度。
另外，通过基于定位精度需求确定第一扫查阵列与第二扫查阵列之间的距离，和/或，基于定位精度需求确定第一扫查阵列与第三扫查阵列之间的距离，在定位精度需求较低时，可以设置较大的距离，在定位精度需求较高时，可以设置较小的距离，使得超声扫查设备可以满足不同的扫查场景。
另外，通过根据期望穿刺位置确定穿刺针在穿刺架的安装位置并输出，可以提示操作者安装穿刺针的位置，提高穿刺效率。
另外，通过根据期望穿刺位置确定穿刺针的进针深度，按照穿刺针上的刻度和进针深度进针，可以进一步提高穿刺准确性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
图1是本申请一个实施例提供的平面内穿刺的示意图；
图2是本申请一个实施例提供的平面外穿刺的示意图；
图3是本申请一个实施例提供的穿刺针监控系统的结构示意图；
图4是本申请一个实施例提供的超声扫查设备的结构示意图；
图5是本申请一个实施例提供的超声成像设备的结构示意图；
图6是本申请一个实施例提供的从A至C进行平面外穿刺的示意图；
图7是本申请又一个实施例提供的从A至C进行平面外穿刺的示意图；
图8是本申请另一个实施例提供的从A至C进行平面外穿刺的示意图；
图9是本申请再一个实施例提供的从A至C进行平面外穿刺的示意图；
图10是本申请一个实施例提供的平面内穿刺的超声图像示意图；
图11是本申请又一个实施例提供的平面内穿刺的超声图像示意图；
图12是本申请一个实施例提供的平面内穿刺偏离期望穿刺位置的示意图；
图13是本申请一个实施例提供的穿刺架的结构示意图；
图14是本申请一个实施例提供的确定辅助穿刺结构的示意图；
图15是本申请一个实施例提供的穿刺针的结构示意图；
图16是本申请一个实施例提供的穿刺针监控方法的流程图；
图17是本申请一个实施例提供的穿刺针监控装置的框图；
图18是本申请一个实施例提供的超声设备的框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
首先，对本申请涉及的若干名词进行介绍。
平面内穿刺：是指在穿刺过程中，穿刺针整体位于超声设备的超声波束平面内，超声图像可以显示穿刺针的穿刺路径的穿刺方式。
平面外穿刺：是指在穿刺过程中，穿刺针整体或局部位于超声设备的超声波束平面外，超声图像可以显示穿刺针的针尖横截面图像或针杆横截面的穿刺方式。
参考图1，对于平面内穿刺，若穿刺针的期望穿刺位置为位置11，则传统的穿刺针监控方法包括：通过探头采集位置11的超声图像12，并在探头的超声波束平面内进行穿刺，此时，超声图像12可以显示穿刺针的穿刺路径。超声图像12中虽然穿刺针已经到达位置11。然而，在实际场景中，穿刺针可能已经向垂直于超声波束平面(阴影部分表示的平面)的方向偏移，此时，穿刺针实际并没有到达位置11。
参考图2，对于平面外穿刺，若穿刺针的期望穿刺位置为位置21，则传统的穿刺针监控方法包括：通过探头采集位置21的超声图像22，并在探头的超声波束平面外进行穿刺，此时，穿刺针到达超声波束平面时，超声图像22可以显示穿刺针的针尖的横截面图像，在穿刺针针尖越过超声波束平面时，超声图像22可以显示穿刺针的针杆的横截面图像。
在穿刺针监控过程中，只要超声图像22中出现亮点，即确定穿刺针到达期望穿刺位置，但是该亮点具体是针尖的横截面图像还是针杆的横截面图像，无法进一步确定。在亮点是针杆的横截面图像的情况下，说明穿刺针已经越过位置21。
因此，无论是平面内穿刺，还是平面外穿刺，传统的穿刺针监控过程均存在无法确定穿刺针是否偏离期望穿刺位置的问题。
其中，期望穿刺位置是指期望穿刺针在目标组织中到达的位置。比如：需要对人体的病灶区域进行穿刺，则期望穿刺位置为该病灶区域所在位置。又比如：需要对人体的血管进行介入治疗，则期望穿刺位置为该血管所在位置。在实际实现时，期望穿刺位置也可以为目标组织的其它位置，本实施例不对期望穿刺位置的实际位置作限定。
基于上述技术问题，本申请提供一种超声扫查设备、超声成像设备、穿刺针监控方法、存储介质及穿刺针监控系统，通过在超声扫查设备上设置多个扫查阵列，使得超声成像设备不仅可以监测到期望穿刺位置是否存在穿刺针，还可以同时监测到期望穿刺位置的至少一侧是否存在穿刺针，从而可以确定出穿刺针相对于期望穿刺位置的位置，从而提高穿刺的准确性。
下面对本申请提供穿刺针监控系统进行介绍。
图3是本申请一个实施例提供的穿刺针监控系统的结构示意图，该系统至少包括：超声扫查设备310和超声成像设备320。
超声扫查设备310包括发射模式和接收模式。在发射模式中，超声扫查设备310能够将电能转换成机械能，产生的机械波向介质传播，并在介质内部形成波束平面。在接收模式中，超声扫查设备310接收反射的机械波形并由，超声扫查设备310转换成电信号。
超声扫查设备310也可以称为超声探头或者扫查探头等，本实施例不对超声扫查设备310的名称作限定。
本实施例中，参考图4，超声扫查设备310包括：第一扫查阵列311，还包括第二扫查阵列312和/或第三扫查阵列313。即，超声扫查设备310包括第一扫查阵列311和第二扫查阵列312；或者，超声扫查设备310包括第一扫查阵列311和第三扫查阵列313；或者，超声扫查设备310包括第一扫查阵列311、第二扫查阵列312和第三扫查阵列313。
第一扫查阵列311、第二扫查阵列312和第三扫查阵列313均包括至少一列结构基元，每列结构基元中的各个基元沿第一方向排列。
其中，结构基元可以为压电元件，在实际实现时，压电元件也可以为其它能够产生机械波的元件，本实施例不对结构基元的实现方式作限定。
在第二方向上，第二扫查阵列和第三扫查阵列分别位于第一扫查阵列的两侧。
其中，第二方向与第一方向垂直。
第一扫查阵列311，用于在第一波束平面内对目标对象的目标组织位置进行探测，得到第一探测信号，以形成第一超声图像。
其中，目标对象可以为人或动物等生物，目标组织位置为目标对象上的任意位置。可选地，目标组织位置基于期望穿刺针到达的期望穿刺位置确定。具体地，目标组织位置为包括期望穿刺位置的组织位置。换言之，在进行穿刺针监控时，第一扫查阵列对期望穿刺位置进行扫查。
第二扫查阵列312，用于在第二方向上，在第二波束平面内对位于目标组织位置一侧的第一组织位置进行探测，得到第二探测信号，以形成第二超声图像。
由于第二扫查阵列312在第二方向上位于第一扫查阵列311一侧，因此，在第一扫查阵列311对目标组织位置进行扫查的情况下，第二扫查阵列312可以在第二方向上对目标组织位置的一侧的位置进行扫查。
第三扫查阵列313，用于在第二方向上，在第三波束平面内对位于目标组织位置另一侧的第二组织位置进行探测，得到第三探测信号，以形成第三超声图像。
由于第三扫查阵列313在第二方向上位于第一扫查阵列311另一侧，因此，在第一扫查阵列311对目标组织位置进行扫查的情况下，第三扫查阵列313可以在第二方向上对目标组织位置另一侧的位置进行扫查。
其中，第一波束平面、第二波束平面和第三波束平面为不同的波束平面。可选地，第一波束平面、第二波束平面和第三波束平面中的至少两者相交或不相交，本实施例不对第一波束平面、第二波束平面和第三波束平面的实现方式作限定。
可选地，在第一扫查阵列311用于扫查期望穿刺位置的情况下，由于期望穿刺位置的超声图像通常还需要供医疗人员进行医疗诊断，因此，成像精度通常较高；而第二扫查阵列312和第三扫查阵列313得到的超声图像只是用于确定穿刺针相对于期望穿刺位置的位置，因此，并不需要过高的精度。基于此，第一扫查阵列311中结构基元的数量大于第二扫查阵列312中结构基元的数量、且第一扫查阵列311中结构基元的数量大于第三扫查阵列313中结构基元的数量。
可选地，目标扫查阵列的数量为N个，该目标扫查阵列为第二扫查阵列或者第三扫查阵列。N为正整数。换言之，第二扫查阵列的数量为一个或至少两个，第三扫查阵列的数量为一个或至少两个。不同的目标扫查阵列对应的波束平面不同。不同的波束平面相交或不相交，本实施例不对不同目标扫查阵列形成的波束平面的实现方式作限定。
N的数量基于穿刺针的定位精度需求设置。具体地，定位精度需求与N的数量呈正相关关系，即，定位精度需求越高，N的值越大；定位精度需求越低，N的值越小。
相邻两个目标扫查阵列之间的阵列间隔为第一距离；第一距离大于目标扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离。这样，可以保证相邻两个目标扫查阵列之间不会存在干扰。
可选地，第一距离小于第三距离阈值，且第三距离阈值基于穿刺架的定位精度需求确定。具体地，第三距离阈值的取值与定位精度需求呈负相关关系；即，定位精度需求越高，第三距离阈值的值越小；定位精度需求越低，第三距离阈值的值越大。
第一扫查阵列与目标扫查阵列之间的最小阵列间隔为第二距离。换言之，第一扫查阵列与距离该第一扫查阵列最近的目标扫查阵列之间的阵列间隔为第二距离。
第二距离大于目标扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离、且第二距离大于第一扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离。这样，可以保证相邻两个目标扫查阵列之间不会存在干扰，且第一扫查阵列与距离该第一扫查阵列的目标扫查阵列之间不会存在干扰。
可选地，第二距离小于第一距离阈值，第一距离阈值基于穿刺架的定位精度需求确定。具体地，第一距离阈值的取值与定位精度需求呈负相关关系；即，定位精度需求越高，第一距离阈值的值越小；定位精度需求越低，第一距离阈值的值越大。
可选地，第一距离和第二距离之间相同或不同，示意性地，第一距离和第二距离小于或等于3毫米(mm)，在实际实现时，第一距离和第二距离的取值也可以为其它数值，本实施例不对第一距离和第二距离的取值作限定。
可选地，第二扫查阵列可拆卸地安装在超声扫查设备310上，且第二扫查阵列相对于第一扫查阵列的阵列距离可调整。和/或，第三扫查阵列可拆卸地安装在超声扫查设备310上，且第三扫查阵列相对于第一扫查阵列的阵列距离可调整。
比如：第二扫查阵列可插拔地安装在超声扫查设备310上，且超声扫查设备310具有多种阵列间距的安装接口，第二扫查阵列所使用的安装接口基于定位精度需求确定。
又比如：第三扫查阵列可插拔地安装在超声扫查设备310上，且超声扫查设备310具有多种阵列间距的安装接口，第三扫查阵列所使用的安装接口基于定位精度需求确定。
需要补充说明的是，超声扫查设备310还可以包括在超声扫查过程中需要使用的其它结构，比如：换能器、连接器和支撑结构等，本实施例在此不对超声扫查设备310中的结构一一进行列举。
超声扫查设备310与超声成像设备320通信相连。具体地，超声扫查设备310与超声成像设备320可以基于有线或无线的方式进行通信相连。在实际实现时，超声扫查设备310与超声成像设备320可以实现在同一超声设备中，或者作为相互独立的设备使用，本实施例不对超声扫查设备310与超声成像设备320的实现方式作限定。
超声成像设备320用于获取超声扫查设备310得到的探测信号，并基于该探测信号生成超声图像。
本实施例中，参考图5，超声成像设备320包括处理器321、与处理器321相连的存储器322、以及与处理器321相连的输出装置323。
存储器322中存储有程序，程序由处理器321加载并执行：获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，超声扫查设备包括第一扫查阵列，探测信号包括第一探测信号；超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，探测信号包括第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；根据第一探测信号生成第一超声图像；根据第二探测信号和/或第三探测信号生成辅助超声图像。
输出装置323，用于输出第一超声图像和辅助超声图像。本实施例中，通过辅助超声图像可以确定出穿刺针相对于期望穿刺位置的位置，从而实现识别穿刺针是否偏离期望穿刺位置。
在一个示例中，输出装置323输出第一超声图像和辅助超声图像后，医疗人员人工判断穿刺针相对于期望穿刺位置的位置。
在另一个示例中，处理器321还用于基于第一超声图像和辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果。本示例中，通过处理器自动监控穿刺针是否到达期望穿刺位置，可以提高穿刺针的监控效率。
下面对基于第一超声图像和辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置的方式进行介绍。
在一个示例中，穿刺针的穿刺方式为平面外穿刺，超声扫查设备包括目标扫查阵列，目标扫查阵列为第二扫查阵列或者第三扫查阵列，相应地，辅助超声图像包括基于目标扫查阵列扫查得到的探测信号形成的超声图像。
基于第一超声图像和辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：若第一超声图像和辅助超声图像中均未监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置；若第一超声图像中先监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针到达期望穿刺位置；若辅助超声图像中先监测到穿刺针，则在第一超声图像中监测到穿刺针时，确定穿刺针监控结果为穿刺针到达期望穿刺位置。
换言之，在第一超声图像和辅助超声图像中均未监测到穿刺针的情况下，说明穿刺针既未到达期望穿刺位置的一侧，也未到达期望穿刺位置。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置。在实际实现时，还可以确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达目标扫查阵列对应的位置。
在第一超声图像中先监测到穿刺针的情况下，即，在第一超声图像检测到穿刺针的同时、辅助超声图像未检测到穿刺针，此时，说明穿刺针从第一扫查阵列向目标扫查阵列的方向进入，先到达第一扫查阵列、再到达目标扫查阵列。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针到达期望穿刺位置。在实际实现时，还可以确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达目标扫查阵列对应的位置。
在辅助超声图像中先监测到穿刺针的情况下，即，在辅助超声图像检测到穿刺针的同时、第一超声图像未检测到穿刺针，此时，说明穿刺针从目标扫查阵列向第一扫查阵列的方向进入，先到达目标扫查阵列、再到达第一扫查阵列。此时，可以先确定穿刺针监控结果为穿刺针到达目标扫查阵列对应的位置，之后，在第一超声图像中监测到穿刺针时，再确定穿刺针监控结果为穿刺针到达期望穿刺位置。
比如：以目标扫查阵列为第二扫查阵列为例，参考图6，A为第二扫查阵列形成的第二波束平面，B为第一扫查阵列形成的第一波束平面。其中，第一波束平面包括期望穿刺位置。穿刺针以平面外穿刺的方式进行穿刺的方向为从A向B的方向穿刺，但是并未到达A。此时，第二扫查阵列扫描到的第二超声图像61和第一扫查阵列扫描到第一超声图像62均未包括针图像。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置。即，穿刺针未到达B指示的第一波束平面。
之后，穿刺针继续在目标组织内部进针，参考图7，穿刺针以平面外穿刺的方式进行穿刺的方向为从A向B的方向穿刺，且已经到达A。此时，第二扫查阵列扫描到的第二超声图像71包括针图像，即，针尖的横截面图像或针杆的横截面图像(71中亮点所示)、第一扫查阵列扫描到第一超声图像72未包括针图像。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置、但已经接近期望穿刺位置。即，穿刺针已到达A指示的第二波束平面、但未到达B指示的第一波束平面。
之后，穿刺针继续在目标组织内部进针，参考图8，穿刺针以平面外穿刺的方式进行穿刺的方向为从A向B的方向穿刺，且已经到达B。此时，第二扫查阵列扫描到的第二超声图像81包括针图像，即，针杆的横截面图像(81中亮点所示)、第一扫查阵列扫描到第一超声图像82也包括针图像，即，针尖的横截面图像或针杆的横截面图像(82中亮点所示)。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针已到达期望穿刺位置。即，穿刺针已到达B指示的第一波束平面。
在又一个示例中，穿刺针的穿刺方式为平面外穿刺，超声扫查设备包括第二扫查阵列和第三扫查阵列，相应地，辅助超声图像包括基于第二探测信号形成的第二超声图像和基于第三探测信号形成的第三超声图像。基于第一超声图像和辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：若第二超声图像监测到穿刺针、且第一超声图像和第三超声图像均未监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置；若第二超声图像和第一超声图像均监测到穿刺针、且第三超声图像未监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针已到达期望穿刺位置；若第二超声图像、第一超声图像和第三超声图像均监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针已越过期望穿刺位置。
比如：基于图6、7和8所示的穿刺针状态和穿刺方向，C为第三扫查阵列形成的第三波束平面。穿刺针以平面外穿刺的方式进行穿刺的方向为从A向B再向C的方向穿刺。此时，第三扫查阵列扫描到的第三超声图像63、73和83均未包括针图像。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达C指示的第三波束平面，确定穿刺针监控结果为穿刺针已到达期望穿刺位置。在实际实现时，还可以确定穿刺针监控结果为穿刺针未越过期望穿刺位置。
在图8所示的穿刺针状态之后，穿刺针继续在目标组织内部进针，参考图9，穿刺针以平面外穿刺的方式进行穿刺的方向为从A向B再向C的方向穿刺，且已经到达C。此时，第一扫查阵列扫描到第一超声图像91包括针图像，即，针杆的横截面图像(91中亮点所示)。第三扫查阵列扫描到第三超声图像92也包括针图像，即，针尖的横截面图像或针杆的横截面图像(92中亮点所示)、第二扫查阵列扫描到的第二超声图像93也包括针图像，即，针杆的横截面图像(93中亮点所示)。此时，确定穿刺针监控结果为穿刺针已越过期望穿刺位置。即，穿刺针已到达C指示的第三波束平面。
在再一个示例中，穿刺针的穿刺方式为平面内穿刺，超声扫查设备包括目标扫查阵列，目标扫查阵列为第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，辅助超声图像包括基于目标扫查阵列扫查得到的探测信号形成的超声图像。基于第一超声图像和辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：若第一超声图像和辅助超声图像中均未监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置；若第一超声图像监测到穿刺针、且辅助超声图像未监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针到达期望穿刺位置；若第一超声图像监测到穿刺针、且辅助超声图像监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针向目标扫查阵列的一侧偏离。
可选地，若辅助超声图像监测到穿刺针、且第一超声图像未监测到穿刺针，则确定穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置。
比如：以目标扫查阵列包括第二扫查阵列和第三扫查阵列为例，第一波束平面包括期望穿刺位置。参考图10，穿刺针以平面内穿刺的方式进行穿刺时，第一超声图像101包括针图像(穿刺针整体图像)、第二超声图像102未包括穿刺针的针图像、第三超声图像103未包括穿刺针的针图像，确定穿刺针到达期望穿刺位置，同时还可以确定穿刺针未向第二扫查阵列的方向和第三扫查阵列的方向偏离。
又比如：以目标扫查阵列包括第二扫查阵列和第三扫查阵列为例，第一波束平面包括期望穿刺位置。参考图11，穿刺针以平面内穿刺的方式进行穿刺时，第一超声图像111包括针图像(穿刺针整体图像)、第二超声图像113不包括针图像、第三超声图像112包括穿刺针的针图像(穿刺针的针尖或针杆的横截面图像)，确定穿刺针向第三扫查阵列的方向偏离期望穿刺位置。比如：以图12的方式向第三扫查阵列的方向偏离期望穿刺位置，得到图11所示的超声图像。
可选地，处理器确定超声图像中是否包括针图像的方式，包括：对第一超声图像和辅助超声图像分别进行二值化处理；基于二值化后的超声图像确定第一超声图像和辅助超声图像是否包括穿刺针的针图像。
在二值化后的超声图像中，针图像的像素值不同于组织图像的像素值。这样，只需要根据二值化后的超声图像中各个位置的像素值，即可确定出超声图像是否包括针图像，而不需要进行复杂的计算，比如：神经网络计算等，可以提高确定超声图像是否包括针图像的效率。
其中，对第一超声图像和辅助超声图像分别进行二值化处理，包括：对于超声图像(第一超声图像或辅助超声图像)中的每个像素点，确定该像素点的像素值是否大于像素阈值；若像素值大于或等于像素阈值，则将该像素值设置为255；若像素值小于像素阈值，则将该像素值设置为0。
具体地，对第一超声图像和辅助超声图像分别进行二值化处理可以通过下式表示：
Figure BDA0003312304090000171
其中，Vo为更新后的像素值，Vi为超声图像中第i个像素点的像素值，i为正整数，Vt为预设的像素阈值。像素阈值可以根据经验值设置，或者，也可以是在超声图像不包括针图像时的最小像素值，本实施例不对像素阈值的取值方式作限定。
可选地，输出装置323包括显示器，显示器用于显示第一超声图像和辅助超声图像；并通过预设图标显示穿刺针监控结果；其中，不同的穿刺针监控结果对应的预设图标不同，或者不同的穿刺针监控结果对应的图标显示方式不同。
比如：预设图标为指示第二方向的方向图标，在穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置的情况下，预设图标以绿色显示；在穿刺针监控结果为穿刺针越过期望穿刺位置的情况下，预设图标以橙色显示；在穿刺针监控结果为穿刺针向第二扫查阵列偏离的情况下，预设图标以指向第二扫查阵列的的图标显示；在穿刺针监控结果为穿刺针向第三扫查阵列偏离的情况下，预设图标以指向第三扫查阵列的图标显示。上述显示方式仅是示例性的，在实际实现时，显示方式和预设图标的实现方式也可以为其它方式，本实施例不对预设图标和图标显示方式作限定。
可选地，输出装置323还包括音频播放器。音频播放器用于根据穿刺针监控结果输出音频提示，不同的穿刺针监控结果输出的音频提示不同。
比如：在穿刺针监控结果为穿刺针未到达期望穿刺位置的情况下，音频提示为第一频率的蜂鸣声；在穿刺针监控结果为穿刺针已到达期望穿刺位置的情况下，音频提示为第二频率的蜂鸣声；在穿刺针监控结果为穿刺针越过期望穿刺位置的情况下，音频提示为第三频率的蜂鸣声。第一频率低于第二频率低于第三频率。在穿刺针监控结果为穿刺针向第二扫查阵列偏离的情况下，音频提示为持续地、且为第一音量的蜂鸣声；在穿刺针监控结果为穿刺针向第三扫查阵列偏离的情况下，音频提示为持续地、且为第二音量的蜂鸣声，第一音量和第二音量不同。上述音频提示方式仅是示例性的，在实际实现时，音频提示方式也可以为其它方式，本实施例不对音频提示方式作限定。
需要补充说明的是，超声成像设备320还可以包括在超声成像过程所需的其它结构，比如用于接收探测信号的通信接口等，本实施例不对超声成像设备320包括结构一一列举。
可选地，参考图13，为了提高穿刺针穿刺过程的稳定性，穿刺针监控系统还包括穿刺架330。在穿刺过程中，穿刺架330安装在超声扫查设备310上，安装方式参考图3所示。
穿刺架330包括多个辅助穿刺结构331，每个辅助穿刺结构用于使穿刺针以固定的架设角度和架设位置执行穿刺操作，不同辅助穿刺结构对应的架设角度不同，和/或，不同辅助穿刺结构对应的架设位置不同。
此时，处理器，还用于基于期望穿刺位置确定穿刺针在穿刺架的安装位置；输出装置，还用于输出安装位置。
其中，安装位置可以通过穿刺架上辅助穿刺结构的编号表示，或者，也可以通过穿刺架上辅助穿刺结构的排位序号表示，本实施例不对安装位置的表示方式作限定。
可选地，期望穿刺位置可以是超声成像设备显示第一超声图像，且接收到对第一超声图像上图像位置的选择操作，所述选择操作指示的位置；或者，期望穿刺位置也可以是超声成像设备使用图像识别算法对第一超声图像进行图像识别得到的。其中，图像识别算法可以为基于神经网络的目标识别算法，该神经网络基于样本超声图像和该样本超声图像对应的穿刺位置标签训练得到，本实施例不对期望穿刺位置的获取方式作限定。
示意性地，期望穿刺位置通过第一超声图像上的像素坐标表示。
在一个示例中，存储器中存储有各个穿刺架的穿刺架型号、每个穿刺架型号的穿刺架的架设角度和架设位置。此时，基于期望穿刺位置确定穿刺针在穿刺架的安装位置，包括：获取穿刺架的穿刺架型号；确定穿刺架型号下，架设角度和架设位置与期望穿刺位置相匹配的辅助穿刺结构，辅助穿刺结构所在位置为安装位置。
参考图14，若穿刺架330与超声扫查设备的扫查面之间的距离为H已知，期望穿刺位置为141，则在穿刺架型号下，某个辅助穿刺结构的架设位置至第一波束平面的距离d已知，根据该辅助穿刺结构的架设角度，可以计算出该辅助穿刺结构所能到达的第一波束平面的深度h。若深度h与期望穿刺位置指示的穿刺深度相符，则确定辅助穿刺结构与期望穿刺位置相匹配；若深度h与期望穿刺位置指示的穿刺深度不相符，则确定辅助穿刺结构与期望穿刺位置不匹配。
在其它示例中，基于期望穿刺位置确定穿刺针在穿刺架的安装位置，包括：对于每个穿刺架型号，确定所述穿刺架型号下，是否包括架设角度和架设位置与期望穿刺位置相匹配的辅助穿刺结构，所述与期望穿刺位置相匹配的辅助穿刺结构所在位置为安装位置；输出具有与期望穿刺位置相匹配的辅助穿刺结构的穿刺架型号。
在实际实现时，确定穿刺针在穿刺架的安装位置的方式还可以为其它方式，本实施例在此不再一一列举。
可选地，为了进一步地提高进针准确性，本实施例中，穿刺针监控系统还包括穿刺针340，参考图15，该穿刺针上设置有刻度341，刻度用于指示进针深度。相应地，处理器还用于确定在穿刺针340的安装位置下，基于期望穿刺位置确定穿刺针的进针深度；输出装置还用于输出该进针深度。
参考图14，基于期望穿刺位置确定穿刺针的进针深度，包括：计算期望穿刺位置的深度h和穿刺架330的安装高度H的高度和；基于勾股定理，使用高度和、架设位置至第一波束平面的距离d计算进针深度。
需要补充说明的是，在实际实现时，也可以不使用穿刺架进行穿刺，本实施例不对穿刺方式进行限定。
可选地，在超声扫查设备同时包括第二扫查阵列和第三扫查阵列的情况下，超声成像设备320还用于对超声扫查设备310中第一扫查阵列、第二扫查阵列和第三扫查阵列的工作状态进行控制。
在一个示例中，对于平面外穿刺方式，若穿刺方向为从第二扫查阵列向第一扫查阵列穿刺，则在穿刺针监控结果指示穿刺针未到达期望穿刺位置的情况下，超声成像设备320控制第一扫查阵列和第二扫查阵列保持开启，关闭第三扫查阵列；在穿刺针监控结果指示穿刺针已到达期望穿刺位置的情况下，超声成像设备320控制第一扫查阵列和第三扫查阵列保持开启，关闭第二扫查阵列。
若穿刺方向为从第三扫查阵列向第一扫查阵列穿刺，则在穿刺针监控结果指示穿刺针未到达期望穿刺位置的情况下，超声成像设备320控制第一扫查阵列和第三扫查阵列保持开启，关闭第二扫查阵列；在穿刺针监控结果指示穿刺针已到达期望穿刺位置的情况下，超声成像设备320控制第一扫查阵列和第二扫查阵列保持开启，关闭第三扫查阵列。
在其它实施方式中，超声成像设备320也可以在平面外穿刺过程中始终保持第一扫查阵列、第二扫查阵列和第三扫查阵列同时开启。
在另一个示例中，对于平面内穿刺方式，超声成像设备320在平面内穿刺过程中始终保持第一扫查阵列、第二扫查阵列和第三扫查阵列同时开启。
综上所述，本实施例提供的穿刺针监控系统，通过设置超声扫查设备，该超声扫查设备包括第一扫查阵列，不仅可以得到目标组织位置的第一超声图像；还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地还可以得到目标组织位置一侧的第二超声图像和/或目标组织位置另一侧的第三超声图像，即辅助超声图像；通过超声成像设备根据第一超声图像和辅助超声图像对穿刺针进行监控；可以解决仅通过第一超声图像确定穿刺针是否到达期望穿刺位置时，无法确定出穿刺针是否已经偏离期望穿刺位置，导致穿刺结果不准确的问题；由于第二超声图像包括目标组织位置一侧的位置，因此，可以确定出穿刺针是否位于目标组织位置一侧的位置、第三超声图像包括目标组织位置另一侧的位置，因此，可以确定出穿刺针是否位于目标组织位置另一侧的位置，即，可以确定出穿刺针相对于目标组织位置的位置，在目标组织位置为期望穿刺位置的情况下，可以根据穿刺针相对于期望穿刺位置的位置，确定出穿刺针是否已经偏离期望穿刺位置，提高穿刺准确性。
另外，在平面内穿刺的方式下，通过第二超声图像可以确定出穿刺针是否向第二扫查阵列偏离，通过第三超声图像可以确定出穿刺针是否向第三扫查阵列偏离，提高平面内穿刺时穿刺针监控的准确性。
另外，在平面外穿刺的方式下，通过辅助超声图像可以确定出穿刺针是否靠近期望穿刺位置和/或是否越过穿刺位置，提高平面外穿刺时穿刺针监控的准确性。
另外，通过设置第一扫查阵列中的结构基元的数量大于第二扫查阵列中结构基元的数量、且大于第三扫查阵列中结构基元的数量，可以保证第一超声图像的分辨率较高，提高图像分析的准确性；同时，还可以在保证能够监测到穿刺针的情况下降低第二超声图像和第三超声图像的分辨率，节省图像处理资源。
另外，通过设置至少两个第二扫查阵列和/或至少两个第三扫查阵列，可以提高穿刺针的定位精度。
另外，通过基于定位精度需求确定第一扫查阵列与第二扫查阵列之间的距离，和/或，基于定位精度需求确定第一扫查阵列与第三扫查阵列之间的距离，在定位精度需求较低时，可以设置较大的距离，在定位精度需求较高时，可以设置较小的距离，使得超声扫查设备可以满足不同的扫查场景。
另外，通过对超声图像进行二值化处理来确定超声图像中是否包括针图像，只需要根据二值化后的超声图像中各个位置的像素值，即可确定出超声图像是否包括针图像，而不需要进行复杂的计算，比如：神经网络计算等，可以提高确定超声图像是否包括针图像的效率。
另外，通过根据期望穿刺位置确定穿刺针在穿刺架的安装位置并输出，可以提示操作者安装穿刺针的位置，提高穿刺效率。
另外，通过根据期望穿刺位置确定穿刺针的进针深度，按照穿刺针上的刻度和进针深度进针，可以进一步提高穿刺准确性。
可选地，上述超声扫查设备310可单独作为超声扫查设备侧的一个设备实施例，超声成像设备320可单独作为超声成像设备侧的一个设备实施例，穿刺架330可单独作为穿刺架侧的一个设备实施例，穿刺针340可单独作为穿刺针侧的一个设备实施例。
图16是本申请一个实施例提供的穿刺针监控方法的流程图，本实施例以该方法用于图3中的超声成像设备320中为例进行说明，该方法至少包括以下几个步骤：
步骤1601，获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，超声扫查设备包括第一扫查阵列，探测信号包括第一探测信号；超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，探测信号包括第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；
步骤1602，根据第一探测信号生成第一超声图像；
步骤1603，根据第二探测信号和/或第三探测信号生成辅助超声图像；
可选地，步骤1602可以在步骤1603之后执行；或者，也可以在步骤1603之前执行；或者，还可以与步骤1603同时执行，本实施例不对步骤1602和1603之间的执行顺序作限定。
步骤1604，通过输出装置输出第一超声图像和辅助超声图像。
本实施例的相关说明详见上述系统实施例，本实施例在此不再赘述。
综上所述，本实施例中，通过根据第一超声图像和辅助超声图像对穿刺针进行监控；可以解决仅通过第一超声图像确定穿刺针是否到达期望穿刺位置时，无法确定出穿刺针是否已经偏离期望穿刺位置，导致穿刺结果不准确的问题；由于第二超声图像包括目标组织位置一侧的位置，因此，可以确定出穿刺针是否位于目标组织位置一侧的位置、第三超声图像包括目标组织位置另一侧的位置，因此，可以确定出穿刺针是否位于目标组织位置另一侧的位置，即，可以确定出穿刺针相对于目标组织位置的位置，在目标组织位置为期望穿刺位置的情况下，可以根穿刺针相对于期望穿刺位置的位置，确定出穿刺针是否已经偏离期望穿刺位置，提高穿刺准确性。
图17是本申请一个实施例提供的穿刺针监控装置的框图。本实施例以该装置用于图3中的超声成像设备320中为例进行说明，该装置至少包括以下几个模块：信号获取模块1710、图像生成模块1720和结果输出模块1740。
信号获取模块1710，用于获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，所述超声扫查设备包括第一扫查阵列，所述探测信号包括第一探测信号；所述超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，所述探测信号包括所述第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，所述第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；
图像生成模块1720，用于根据所述第一探测信号生成第一超声图像；
所述图像生成模块1720，用于根据所述第二探测信号和/或所述第三探测信号生成辅助超声图像；
结果输出模块1740，用于通过输出装置输出所述第一超声图像和所述辅助超声图像。
相关细节参考上述方法和系统实施例。
需要说明的是：上述实施例中提供的穿刺针监控装置在进行穿刺针监控时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将穿刺针监控装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的穿刺针监控装置与穿刺针监控方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
请参阅图18，图18是本发明可选实施例提供的一种超声设备的结构示意图，该超声设备可以为上述实施例中的超声成像设备。如图18所示，该超声设备可以包括：超声探头、至少一个处理器181，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口183，存储器184，至少一个通信总线182。其中，通信总线182用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口183可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口183还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器184可以是高速RAM存储器(RandomAccess Memory，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184可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器181的存储装置。其中处理器181可以结合图7所描述的装置，存储器184中存储应用程序，且处理器181调用存储器184中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。
超声探头：由压电元件、连接器和支撑结构组成。超声探头在发射模式中将电能转换成机械能，产生的机械波向介质传播。在接收模式中，接收反射的机械波形并由超声探头转换成电信号。
其中，通信总线182可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(e18tended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线182可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图18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184可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器184还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器181可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器181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-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：comple18 programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器184还用于存储程序指令。处理器181可以调用程序指令，实现如本申请图1实施例中所示的穿刺针监控方法。
可选的，超声设备中还可以包括如下部件：
波形发生器：用于产生数据信号，以便脉冲发生器根据该数据信号产生发射脉冲。
发射波束合成器：用于实现电子聚焦和控制多阵元超声探头的声束。并针对每个阵元适当地延迟发送的信号，以使得发射器信号同时到达目标并在目标处产生最高声强，也即获取最强回波信号。
脉冲发生器：用于产生发射脉冲。
T/R开关：发射接收开关，用于控制超声探头当前处于发射模式或者接收模式。
TGC增益：控制放大器增益随探测深度的增加而加大，以补偿超声信号随传播距离的衰减。
模数转换器：用于将模拟信号转换成数字信号。
接收波束合成器：与发射波束合成器类似，用于实现电子聚焦和控制多阵元超声探头的声束。并通过对接收到的回波应用适当的延迟，以实现线性叠加来自多个阵元的回波信号，实现最高灵敏度。
匹配滤波器：和发射编码相匹配的滤波器实现编码的压缩。
横向滤波器：用于对接收到的信号做距离旁瓣抑制。
带通滤波器：用于从接收到的信号中选择过滤出期望的频带。
幅值检测器：用于检测得到接收到的信号的幅值。
扫描转换/显示：用于执行数据转换，进而做超声图像的展示。
当然实际实现时，超声设备可以包括更多或者更少的部件，本实施例对此并不做限定。
可选地，本申请还提供有一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的穿刺针监控方法。
可选地，本申请还提供有一种计算机产品，该计算机产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的穿刺针监控方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种超声扫查设备，其特征在于，所述超声扫查设备，包括：
第一扫查阵列；
第二扫查阵列和/或第三扫查阵列；
所述第一扫查阵列、所述第二扫查阵列和所述第三扫查阵列均包括至少一列结构基元，每列结构基元中的各个基元沿第一方向排列；
在第二方向上，所述第二扫查阵列和所述第三扫查阵列分别位于所述第一扫查阵列的两侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。
2.根据权利要求1所述的超声扫查设备，其特征在于，所述第一扫查阵列中结构基元的数量大于所述第二扫查阵列中结构基元的数量、且所述第一扫查阵列中结构基元的数量大于所述第三扫查阵列中结构基元的数量。
3.根据权利要求1所述的超声扫查设备，其特征在于，目标扫查阵列的数量为N个，相邻两个目标扫查阵列之间的阵列间隔为第一距离；所述第一扫查阵列与所述目标扫查阵列之间的最小阵列间隔为第二距离，所述N为正整数，所述目标扫查阵列为所述第二扫查阵列或者所述第三扫查阵列；
所述第一距离大于所述目标扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离；
所述第二距离大于所述目标扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离、且所述第二距离大于所述第一扫查阵列中相邻两列结构基元之间的距离。
4.根据权利要求3所述的超声扫查设备，其特征在于，所述第二距离小于第一距离阈值，所述第一距离阈值基于穿刺针的定位精度需求确定。
5.一种超声成像设备，其特征在于，所述超声成像设备，包括：
处理器；
与所述处理器相连的存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行：
获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，所述超声扫查设备包括第一扫查阵列，所述探测信号包括第一探测信号；所述超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，所述探测信号包括所述第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，所述第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；
根据所述第一探测信号生成第一超声图像；
根据所述第二探测信号和/或所述第三探测信号生成辅助超声图像；
与所述处理器相连的输出装置，用于输出所述第一超声图像和所述辅助超声图像。
6.根据权利要求5所述的超声成像设备，其特征在于，所述处理器还用于：
基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定所述穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果；所述期望穿刺位置为期望所述穿刺针在目标组织中到达的位置。
7.根据权利要求6所述的超声成像设备，其特征在于，所述穿刺针的穿刺方式为平面外穿刺，所述超声扫查设备包括目标扫查阵列，所述目标扫查阵列为所述第二扫查阵列或者所述第三扫查阵列，相应地，所述辅助超声图像包括基于所述目标扫查阵列扫查得到的探测信号形成的超声图像；
所述基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：
若所述第一超声图像和所述辅助超声图像中均未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针未到达所述期望穿刺位置；
若所述第一超声图像中先监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针到达所述期望穿刺位置；
若所述辅助超声图像中先监测到所述穿刺针，则在所述第一超声图像中监测到所述穿刺针时，确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针到达所述期望穿刺位置。
8.根据权利要求6所述的超声成像设备，其特征在于，所述穿刺针的穿刺方式为平面外穿刺，所述超声扫查设备包括所述第二扫查阵列和所述第三扫查阵列，相应地，所述辅助超声图像包括基于所述第二探测信号形成的第二超声图像和基于所述第三探测信号形成的第三超声图像；
所述基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：
若所述第二超声图像监测到所述穿刺针、且所述第一超声图像和所述第三超声图像均未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针未到达所述期望穿刺位置；
若所述第二超声图像和所述第一超声图像均监测到所述穿刺针、且所述第三超声图像未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针已到达所述期望穿刺位置；
若所述第二超声图像、所述第一超声图像和所述第三超声图像均监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针已越过所述期望穿刺位置。
9.根据权利要求6所述的超声成像设备，其特征在于，所述穿刺针的穿刺方式为平面内穿刺，所述超声扫查设备包括所述目标扫查阵列，所述目标扫查阵列为所述第二扫查阵列和/或所述第三扫查阵列，相应地，所述辅助超声图像包括基于所述目标扫查阵列扫查得到的探测信号形成的超声图像；
所述基于所述第一超声图像和所述辅助超声图像，确定穿刺针是否到达期望穿刺位置，得到穿刺针监控结果，包括：
若所述第一超声图像和所述辅助超声图像中均未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针未到达所述期望穿刺位置；
若所述第一超声图像监测到所述穿刺针、且所述辅助超声图像未监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针到达所述期望穿刺位置；
若所述第一超声图像监测到所述穿刺针、且所述辅助超声图像监测到所述穿刺针，则确定所述穿刺针监控结果为所述穿刺针向所述目标扫查阵列的一侧偏离。
10.根据权利要求5所述的超声成像设备，其特征在于，
所述处理器，还用于基于期望穿刺位置确定所述穿刺针在穿刺架的安装位置；其中，所述穿刺架包括多个辅助穿刺结构，每个辅助穿刺结构用于使所述穿刺针以固定的架设角度和架设位置执行穿刺操作，不同辅助穿刺结构对应的架设角度不同，和/或，不同辅助穿刺结构对应的架设位置不同；
所述输出装置，还用于输出所述安装位置。
11.根据权利要求10所述的超声成像设备，其特征在于，所述基于所述期望穿刺位置确定所述穿刺针在穿刺架的安装位置，包括：
获取所述穿刺架的穿刺架型号；
确定所述穿刺架型号下，架设角度和架设位置与所述期望穿刺位置相匹配的辅助穿刺结构，所述辅助穿刺结构所在位置为所述安装位置。
12.根据权利要求10所述的超声成像设备，其特征在于，
所述处理器，还用于在所述安装位置下，基于所述期望穿刺位置确定所述穿刺针的进针深度；所述穿刺针上设置有刻度；
所述输出装置，还用于输出所述进针深度。
13.一种穿刺针监控方法，其特征在于，用于权利要求5至12任一所述的超声成像设备中，所述方法包括：
获取超声扫查设备扫查得到的探测信号，所述超声扫查设备包括第一扫查阵列，所述探测信号包括第一探测信号；所述超声扫查设备还包括第二扫查阵列和/或第三扫查阵列，相应地，所述探测信号包括所述第二扫查阵列扫查得到的第二探测信号，和/或，所述第三扫查阵列扫查得到的第三探测信号；
根据所述第一探测信号生成第一超声图像；
根据所述第二探测信号和/或所述第三探测信号生成辅助超声图像；
通过输出装置输出所述第一超声图像和所述辅助超声图像。
14.一种穿刺针监控系统，其特征在于，所述系统包括：超声扫查设备、和与所述超声扫查设备通信相连的超声成像设备；
所述超声扫查设备包括权利要求1至4任一所述的超声扫查设备；
所述超声成像设备包括权利要求5至12任一所述的超声成像设备。
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