(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210892348.0 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 华力创科 学 （深圳） 有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙岗区宝龙街 道宝龙社区宝荷大道76号智慧家园B 座2101 (72)发明人 白仲皖　鱼晨　 (74)专利代理 机构 深圳市中科创为专利代理有 限公司 4 4384 专利代理师 彭西洋　何路 (51)Int.Cl. A61B 8/00(2006.01) A61B 8/08(2006.01) G06V 20/64(2022.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种3D视觉与接触力融合传感优化的超声 扫描系统 (57)摘要 本发明公开一种3D视觉与接触力融合传感 优化的超声扫描系统， 所述系统包括： 超声探头， 超声探头被配置成对患者进行连续超声扫描而 形成多个超声图像； 一个或多个三维视觉采集模 块， 一个或多个三维视觉采集模块用于连续采集 患者和超声探头而形成三维视觉信息； 处理设 备， 处理设备用于根据三维视觉采集模块的第一 位置信息、 多个超声图像和三维视觉信息， 实时 产生与多个超声图像匹配的三维超声模 型， 三维 超声模型中包括三维患者模型和超声探头的位 置及朝向。 本发 明通过提供三维超声模型以加强 超声医生的感知， 并将超声扫描的过程进行规范 化、 数字化、 形象化， 同时， 由于整个扫描过程可 以被记录， 可以用于指导其他超声医师阅读超声 图像。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 115251983 A 2022.11.01 CN 115251983 A 1.一种3D视 觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 超声探头， 所述超声探 头被配置成对患者进行 连续超声扫描 而形成多个超声图像； 一个或多个三维视觉采集模块， 一个或多个所述三维视觉采集模块用于连续采集患 者 和所述超声探 头而形成三维视 觉信息； 处理设备， 所述处理设备用于根据所述三维视觉采集模块的第一位置信息、 多个所述 超声图像和所述三维视觉信息， 实时产生与多个所述超声图像匹配的三维超声模型， 所述 三维超声模型中包括 三维患者模型和所述超声探 头的位置及朝向。 2.根据权利要求1所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述处理设备包括 位置测量模块、 三维重建模块、 融合模块， 其中： 所述位置测量模块用于计算所述第 一位置信 息和所述三维视觉信 息， 得到所述超声探 头相对于患者的第二 位置信息， 所述第二 位置信息包括所述超声探 头的空间坐标和朝向； 所述三维重建模块用于根据 所述第一位置信 息和所述三维视觉信 息， 得到所述三维患 者模型； 所述融合模块用于将所述第二 位置信息和所述 三维患者模型合成得到所述 三维超声。 3.根据权利要求2所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述位置测量模块在获得所述第二位置信息的过程中， 具体执行以下情况中的一种或多 种： 在所述三维视觉信 息中获取所述超声探头的三维点云模型， 并根据所述超声探头的三 维点云模型的空间位置转移 矩阵以得到所述第二 位置信息； 识别所述三维视觉信 息中包含的二维图像， 二维图像中具有所述超声探头的外 壳上设 置的第一标记图片， 计算出所述第一标记图片与所述三 维视觉采集模块的相对空间位置关 系， 得到所述超声探 头的第二 位置信息； 识别所述三维视觉信 息中设置于所述超声探头上的数据线缆的多个第 二标记图片， 计 算出所述第二标记图片与所述三 维视觉采集模块的相对空间位置关系， 得到所述超声探头 的第二位置信息； 在所述三维视觉信 息中获取设置于所述超声探头的物理标记结构的三维点云模型， 并 根据所述物理标记结构的三 维点云模型的空间位置转移矩阵以得到所述第二位置信息， 其 中， 所述物理标记结构具有 多个， 其呈规则或不 规则形状， 以及别呈现不同的颜色。 4.根据权利要求3所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述位置测量模块还用于获取包含有 所述物理标记结构的二 维图像， 通过计算出在二维图 像中所述物理标记结构与所述三维视觉采集模块的相对空间位置关系而得到所述超声探 头的第二 位置信息 。 5.根据权利要求1所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 一个或多个所述 三维视觉采集模块与所述超声探 头连接于同一机 械臂上； 或一个或多个所述三维视觉采集模块设置于一个或多个可独立自由移动的多轴机器 人上， 所述多轴机器人设置于可采集到一个或多个所述超声探头及患者姿态的任意位置 上， 以及所述多轴机器人 具有多个运动自由度。 6.根据权利要求1所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述处理设备在获得超声图像时， 还获得所述超声探头接触患者所产生的接触力信息， 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115251983 A 2述处理设备将所述接触力 信息匹配进所述 三维超声模型中。 7.根据权利要求6所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述超声探头的超声波发生区域内覆盖有弹性传感材料， 所述超声图像中包括所述 弹性传 感材料的形状； 所述处理设备基于所述超声图像计算出所述弹性传感材料 的形变量， 及基 于所述形变量而求得 所述弹性传感材 料所受到的所述接触力 信息。 8.根据权利要求6所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述超声探头与力 传感模块连接， 所述力 传感模块用于在所述超声探头被施加外力时感知 所述接触力 信息。 9.根据权利要求1所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在于， 所述三维视觉采集模块包括 三维相机、 三维线扫激光扫描仪中的一种或两种。 10.根据权利要求1所述的3D视觉与接触力融合传感优化的超声扫描系统， 其特征在 于， 所述处理设备还用于将包括有所述超声图像和所述三维视觉信息的所述三维超声模型 实时显示， 和以流 媒体或图片形式存 储。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115251983 A 3