本发明涉及一种影像系统，特别涉及一种超声波影像系统。
背景技术：
1、最早的医疗用途超声波是在超声波探头内仅具有一组发射晶体及接收器，以侦测反射波振幅而获得一个一维信号。之后，通过晶体的线性切割，组成一维阵列的排列，而能进行一个方向性的电子相位聚焦，进而构建出一个断面的二维影像，此即为目前普遍于临床上进行深部组织的诊断的超声波技术。
2、然而，由于目前的超声波影像普遍只能产生断面的二维影像。当要进行三维影像的重建时，现有的第一种技术是通过机械扫描带动超声波阵列式探头，以依序撷取不同位置的断面影像，再利用数值运算方法进行信息的三维重建。现有的第二种技术是通过一个二维切割的超声波阵列探头，依序激发不同排的超声波探头，以取得不同位置的断面影像。由于第一种技术在机械设计上的高度复杂性，导致探头的价格相当昂贵，而第二种技术的二维超声波阵列探头的价格相较于第一种更是更加地昂贵。因此，是否存有其他更具成本优势且设计更简单的超声波影像系统，以将二维的超声波影像重建为三维影像便成为一个待解决的问题。此外，如何将重建的超声波影像与其他更解析度结构性影像如mri、ct等进行空间叠合显示，供临床医师做更佳的诊断，也必须在技术上能够克服。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于重建三维影像的超声波影像系统，以与其他多种影像在空间中精确叠合显示。
2、于是，根据本发明的一个观点，提供一种超声波影像系统，包含超声波探头及处理单元。
3、所述超声波探头受控制以在不同的多个倾斜角时产生多个对应的超声波发射信号，并接收对应的多个超声波反射信号，所述倾斜角位于摆动平面上。
4、所述处理单元电连接所述超声波探头。当所述超声波探头在每一个所述倾斜角时，所述处理单元控制所述超声波探头产生所述超声波发射信号中的一个超声波发射信号，并接收对应该一个超声波发射信号的所述超声波反射信号，以根据所述超声波反射信号产生对应的二维超声波影像。所述处理单元再根据所述二维超声波影像及对应的所述倾斜角，产生三维超声波影像。
5、在一些实施态样中，所述超声波影像系统还包含惯性感测器，所述惯性感测器设置于所述超声波探头上，并侦测三个轴向的加速度分量，且所述惯性感测器具有与所述超声波探头相同的所述倾斜角。所述处理单元电连接所述惯性感测器，当所述超声波探头在每一个所述倾斜角时，所述处理单元接收并储存所述三个轴向的所述加速度分量，并根据所述惯性感测器所产生的所述三个轴向的加速度分量，分别计算对应的所述倾斜角。
6、在一些实施态样中，所述超声波影像系统适用于待测表面，所述待测表面包含法向量。其中，所述三个轴向的加速度分量彼此两两互相垂直，且分别是ax轴加速度分量、ay轴加速度分量、及az轴加速度分量，每一个所述倾斜角是重力加速度g相对于所述az轴加速度分量的方向的夹角。每一个所述倾斜角所述ax轴加速度分量、所述ay轴加速度分量、及所述az轴加速度分量间的关系式如下：
7、
8、其中，g是所述重力加速度，a1是所述ax轴加速度分量，a2是所述ay轴加速度分量，a3是所述az轴加速度分量。
9、在一些实施态样中，其中，分别对应所述二维超声波影像的多个实际物体平面分别与所述摆动平面呈垂直，每一个所述实际物体平面的延伸平面相交成直线。
10、在一些实施态样中，其中，所述倾斜角的其中最大者大于其中最小者，且其中最大者的绝对值与其中最小者的绝对值相等。
11、在一些实施态样中，其中，所述倾斜角的其中最大者等于90度，所述倾斜角的其中最小者等于-90度。
12、在另一些实施态样中，其中，每一个所述二维超声波影像包含最大宽度w及最大高度h，所述三维超声波影像包含最大长度l、所述最大宽度w、及最大高度h，所述最大高度h、所述最大长度l、及所述最大高度h间的关系式如下：
13、
14、r是每一个所述实际物体平面的延伸平面所相交成的所述直线与每一个所述实际物体平面的距离，是所述倾斜角的其中最大者的绝对值，r大于或等于0。
15、在一些实施态样中，其中，每一个所述二维超声波影像包含二维坐标系(x,y)，在所述二维坐标的x方向上的影像最大宽度等于所述最大宽度w，在所述二维坐标的y方向上的影像最大高度等于所述最大高度h，所述三维超声波影像包含三维坐标系(x,y,z)，所述三维坐标系(x,y,z)及所述二维坐标系(x,y)间的关系式如下，
16、x＝x，
17、
18、在另一些实施态样中，其中，所述超声波影像系统还包含显示单元，所述显示单元电连接所述处理单元，以显示所述三维超声波影像。所述处理单元还能够根据所述三维超声波影像作任意方向的剖面，以产生断面影像，且再根据所述断面影像作影像处理，产生至少一个功能性影像，以通过所述显示单元同时显示所述断面影像、所述至少一个功能性影像、所述三维超声波影像、所述二维超声波影像的其中至少一者。
19、在另一些实施态样中，其中，每一个所述二维超声波影像是一种b型(brightnessmode)影像。
20、于是，根据本发明的另一个观点，提供一种超声波影像系统，适用于待测物，并包含超声波探头、第一特征图案、第二特征图案、储存单元、影像撷取单元、显示单元、及处理单元。
21、所述超声波探头受控制以在不同的多个倾斜角时产生多个对应的超声波发射信号，并接收对应的多个超声波反射信号，所述倾斜角位于摆动平面上。所述第一特征图案设置于所述超声波探头上，且用于作影像辨识分析而产生对应所述第一特征图案的第一空间方位。所述第二特征图案设置于所述待测物上，并与所述待测物间保持固定的相对位置，且用于作影像辨识分析而产生对应所述第二特征图案的第二空间方位。
22、所述储存单元储存相关于所述待测物的三维影像、所述待测物与所述第二特征图案在空间上的第二相对位置关系、及通过所述超声波探头侦测所产生的二维超声波影像与所述第一特征图案在空间上的第一相对位置关系。所述影像撷取单元撷取包含所述待测物、所述第一特征图案、及所述第二特征图案的即时影像。
23、所述处理单元电连接所述储存单元、所述超声波探头、所述影像撷取单元、及所述显示单元。当所述超声波探头在每一个所述倾斜角时，所述处理单元控制所述超声波探头产生所述超声波发射信号中的一个超声波发射信号，并接收对应该一个超声波发射信号的所述超声波反射信号，以根据所述超声波反射信号产生对应的所述二维超声波影像，所述处理单元再根据所述二维超声波影像及对应的所述倾斜角，产生三维超声波影像。
24、所述处理单元根据所述即时影像的所述第一特征图案获得所述第一空间方位，再根据所述第一相对位置关系，获得所述三维超声波影像在空间中的超声波影像位置，并根据所述即时影像的所述第二特征图案获得所述第二空间方位，再根据所述第二相对位置关系，获得所述待测物在空间中的待测物位置，且根据所述超声波影像位置及所述待测物位置，将所述三维超声波影像及所述待测物的所述三维影像在空间上正确叠合并显示于所述显示单元。
25、在一些实施态样中，其中，所述超声波影像系统还包含惯性感测器，所述惯性感测器设置于所述超声波探头上，并侦测三个轴向的加速度分量，且所述惯性感测器具有与所述超声波探头相同的所述倾斜角，所述处理单元电连接所述惯性感测器，当所述超声波探头在每一个所述倾斜角时，所述处理单元接收并储存所述三个轴向的所述加速度分量，并根据所述惯性感测器所产生的所述三个轴向的加速度分量，分别计算对应的所述倾斜角。
26、在一些实施态样中，其中，所述待测物的所述三维影像是一种解剖式医学影像，并包含计算机断层扫描(computerized tomography，ct)影像及磁振造影(magneticresonance imaging，mri)影像的其中一者。
27、在另一些实施态样中，其中，所述第一特征图案及所述第二特征图案的其中每一者包含多个一维条码、多个二维条码、或可供影像辨识分析以获得方位与角度的图案。
28、在另一些实施态样中，其中，所述影像撷取单元设置于所述超声波探头上。
29、于是，根据本发明的另一个观点，提供一种超声波影像系统，适用于待测物，并包含超声波探头、第一特征图案、第二特征图案、储存单元、影像撷取单元、显示单元、及处理单元。
30、所述超声波探头受控制以产生多个超声波发射信号，并接收对应的多个超声波反射信号。所述第一特征图案设置于所述超声波探头上，且用于作影像辨识分析而产生对应所述第一特征图案的第一空间方位。所述第二特征图案设置于所述待测物上，并与所述待测物间保持固定的相对位置，且用于作影像辨识分析而产生对应所述第二特征图案的第二空间方位。
31、所述储存单元储存相关于所述待测物的三维影像、所述待测物与所述第二特征图案在空间上的第二相对位置关系、及通过所述超声波探头侦测所产生的二维超声波影像与所述第一特征图案在空间上的第一相对位置关系。所述影像撷取单元撷取包含所述待测物、所述第一特征图案、及所述第二特征图案的即时影像。
32、所述处理单元电连接所述储存单元、所述超声波探头、所述影像撷取单元、及所述显示单元，并控制所述超声波探头产生所述超声波发射信号中的一个超声波发射信号，且接收对应该一个超声波发射信号的所述超声波反射信号，以根据所述超声波反射信号产生对应的所述二维超声波影像。
33、所述处理单元根据所述即时影像的所述第一特征图案获得所述第一空间方位，再根据所述第一相对位置关系，获得所述二维超声波影像在空间中的超声波影像位置，并根据所述即时影像的所述第二特征图案获得所述第二空间方位，再根据所述第二相对位置关系，获得所述待测物在空间中的待测物位置，且根据所述超声波影像位置及所述待测物位置，将所述二维超声波影像及所述待测物的所述三维影像在空间上正确叠合并显示于所述显示单元。
34、在一些实施态样中，其中，所述待测物的所述三维影像是一种解剖式医学影像，并包含计算机断层扫描(computerized tomography，ct)影像及磁振造影(magneticresonance imaging，mri)影像的其中一者。
35、在另一些实施态样中，其中，所述第一特征图案及所述第二特征图案的其中每一者包含多个一维条码、多个二维条码、或可供影像辨识分析以获得方位与角度的图案。
36、在另一些实施态样中，其中，所述影像撷取单元设置于所述超声波探头上。
37、本发明的有益效果在于：通过所述超声波探头在不同的所述倾斜角时，使得所述处理单元获得对应的所述二维超声波影像，且所述不同的倾斜角都位于所述摆动平面上。所述处理单元再通过所述二维超声波影像及对应的所述倾斜角，产生所述三维超声波影像，而能实现一种用于重建三维影像且设计简单又计算快速的超声波影像系统。再者，通过所述影像撷取单元所撷取的所述即时影像，使得所述处理单元据以获得所述待测物的所述三维影像与所述三维超声波影像(或与所述二维超声波影像)在空间中的正确相对位置，而能够将其正确叠合以显示于所述显示单元，进而实现一种兼顾高解度(即所述三维影像)与即时性(即超声波影像)的叠合影像，以方便在临床上进行治疗程序的导引。
1.一种超声波影像系统，适用于待测物，其特征在于：所述超声波影像系统包含：
2.根据权利要求1所述的超声波影像系统，其特征在于：所述超声波影像系统还包含惯性感测器，所述惯性感测器设置于所述超声波探头上，并侦测三个轴向的加速度分量，且所述惯性感测器具有与所述超声波探头相同的所述倾斜角，所述处理单元电连接所述惯性感测器，当所述超声波探头在每一个所述倾斜角时，所述处理单元接收并储存所述三个轴向的所述加速度分量，并根据所述惯性感测器所产生的所述三个轴向的加速度分量，分别计算对应的所述倾斜角。
3.根据权利要求2所述的超声波影像系统，其特征在于：所述待测物的所述三维影像是解剖式医学影像，并包含计算机断层扫描即ct影像及磁振造影即mri影像的其中一者。
4.根据权利要求2所述的超声波影像系统，其特征在于：所述第一特征图案及所述第二特征图案的其中每一者包含多个一维条码、多个二维条码、或可供影像辨识分析以获得方位与角度的图案。
5.根据权利要求2所述的超声波影像系统，其特征在于：所述影像撷取单元设置于所述超声波探头上。
