專利名稱：超聲成像方法及婦科處置用實時超聲監(jiān)視裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲成像方法及利用該方法制造的醫(yī)療器械，尤其是一種婦科手術(shù)或檢查用的監(jiān)視裝置，具體方說是一種超聲成像方法及婦科處置用的實時超聲監(jiān)視裝置。
背景技術(shù)：
目前，在許多情況下，婦科的外科手術(shù)作業(yè)都是盲目進行的，僅僅依靠通過手工操作的器械傳來的“感覺”和外科醫(yī)師的經(jīng)驗來進行作業(yè)。但是，若醫(yī)師對子宮的位置和尺寸判斷不準(zhǔn)的話，很可能刺穿子宮。尤其在有宮頸狹窄或子宮腫瘤(子宮內(nèi)膜瘤或肉瘤)的情況下刺穿子宮的危險性更大。
為此人們分別發(fā)明了基于B超原理的經(jīng)腹壁超聲檢查儀和經(jīng)陰道的超聲檢查儀，并將他們用于婦科檢查或手術(shù)，并取得了一定的效果，大大減少了手術(shù)的盲目性，提高了診斷和治療的準(zhǔn)確性。B超的原理框圖如圖1所示。
但經(jīng)腹壁的超聲波通常不能用來實時監(jiān)控和指導(dǎo)上述的外科手術(shù)，因為它的分辨率較低，需要患者在手術(shù)過程中保持膀胱充滿尿液，并且還需要額外的手術(shù)材料。而經(jīng)陰道內(nèi)超聲裝置用于診斷和監(jiān)控產(chǎn)科和婦科疾病時常常發(fā)生手術(shù)器械偏離經(jīng)陰道超聲頭，致使手術(shù)者不能從顯示屏上觀察到手術(shù)情況，有時甚至?xí)斐烧`操作。
與此同時，現(xiàn)有的實時超聲成像目前還只能提供二維的切面圖像，目前還做不到在超聲導(dǎo)引下的對另一維的控制和監(jiān)視。首先，有限的聲窗位置很難同時滿足放置兩個掃查面互相垂直的探頭；其次，用第二臺超聲診斷儀來提供對上述的另一維的控制和監(jiān)視是不能夠做到的。這是因為超聲波在傳播過程中的反射和散射信號會同時被兩個探頭接收，以至于無法正確成像。
用平面陣探頭進行三維成像雖然是一個較好的辦法。但是到目前為止，基于工藝和成本上的限制，該項技術(shù)尚未有實際商品化的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的婦科處置過程無法對處理位置進行全程監(jiān)視的問題，一是提供基于超聲成像原理的二維超聲成像方法，二是提供一種基于所述成像方法的可同時監(jiān)視兩個超聲切面，適應(yīng)多種婦科手術(shù)的需求的婦科處置用實時超聲監(jiān)視裝置。
本發(fā)明的第一個目的可通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)一種超聲成像方法，其特征是利用受控于一臺或兩臺超聲發(fā)生裝置的兩個超聲探頭置于兩個不同的需探測位置，并使所述的兩個探頭交替工作以獲取各自探測位置處的超聲圖像，再將探測到的超聲圖像送至顯示裝置加以顯示。
上述的兩個超聲探頭中的一個超聲探頭探測形成的掃描面與另一個探頭探測形成的掃描面相互垂直；所述的顯示裝置為一臺顯示或或兩臺獨立的顯示器。
本發(fā)明的另一個目的可通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)一種婦科處置用實時超聲監(jiān)視裝置，其特征是它主要由至少一臺超聲發(fā)生接收裝置、至少一臺與所述超聲發(fā)生接收裝置的輸出相連的顯示裝置和兩個超聲探頭組成；所述超聲探頭分別為經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭，經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭均通過時序控制器與超聲發(fā)生裝置相連，它們在該時序控制器的控制下交替工作獲取被掃描對象的超聲反射信號，該超聲反射信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置處理后送到顯示裝置實時顯示圖像。
所述的超聲發(fā)生接收裝置的數(shù)量為兩臺時，它們通過一時序控制器與經(jīng)腹部超聲探頭、經(jīng)陰道超聲探頭及顯示裝置相連，該時序控制器由主機標(biāo)志輸入/輸出控制電路、幀同步輸入/輸出控制電路、工作狀態(tài)輸入/輸出控制電路組成。
所述的經(jīng)腹部超聲探頭為低頻探頭，經(jīng)陰道超聲探頭為高頻探頭。
所述的顯示裝置由兩臺顯示器組成，兩臺顯示器分別顯示對應(yīng)超聲探頭獲取的超聲信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置轉(zhuǎn)換后的圖像。
所述的顯示裝置為一臺顯示器時，在該臺顯示器上的同一屏上同時顯示對應(yīng)超聲探頭獲取的超聲信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置轉(zhuǎn)換后的兩幅圖像。
所述的時序控制器或由單片機及其控制軟件組成，或由常規(guī)的時序控制電路組成。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過使二個不同頻率的探頭分別在人體內(nèi)外同時獲取掃查部位的圖像，從而給手術(shù)者提供了實時的掃查部位的手術(shù)器械的位置圖，為提高手術(shù)質(zhì)量、防止不必要的傷害提供了保障。利用現(xiàn)有的同步控制技術(shù)使二臺不同頻率的超聲探頭交替同步工作既保證了二者的互不干擾，又保證了圖像的連續(xù)性和清晰度。
本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，尤其控制電路均可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)，因此整個系統(tǒng)的開成成本較低。


圖1是現(xiàn)有的B超機原理框圖。
圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之一(由兩臺B超機組成的系統(tǒng))。
圖3是本發(fā)明的時序控制器的原理框圖。
圖4是本發(fā)明的一個基于單片機和軟件實現(xiàn)的時序控制器的電原理圖。
圖5是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二(由一臺B超機組成的系統(tǒng))。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
一種超聲成像方法，通過受控于一臺(也可以是兩臺)超聲發(fā)生裝置的兩個超聲探頭置于兩個不同的、相互垂直的需探測位置處，具體實施時可將其中的一個從水平方向?qū)Ρ惶綔y位置進行探測獲得垂直面的圖像，另一個探頭從垂直方向?qū)Ρ惶綔y位置進行探測獲得水平面的圖像，兩個探頭在時序控制器的控制下交替工作獲取各自的圖像，其間隔時間以保證獲得連接的圖像為標(biāo)準(zhǔn)加以設(shè)定，兩個探頭探測到的超聲圖像通過傳輸線送至一個顯示屏或二個顯示屏加以顯示，一個顯示屏顯示時應(yīng)將顯示屏分成二個畫面同時加以顯示，二個顯示屏?xí)r一個探頭對應(yīng)一臺顯示器。
以下是二個實現(xiàn)上述方法的具體的監(jiān)視裝置的實施例。
實施例一。
如圖2、3、4所示。
一種利用前超聲成像方法的婦科處置用實時超聲監(jiān)視裝置，如圖2所示，它主要由二臺超聲發(fā)生接收裝置1、2(如B超)、二臺與所述超聲發(fā)生接收裝置的輸出相連的顯示裝置3和兩個超聲探頭4、5組成，如圖2所示；所述超聲探頭4、5分別為經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭，經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭均通過時序控制器6(如圖2所示)與超聲發(fā)生裝置1、2相連，它們在該時序控制器6的控制下交替工作獲取被掃描對象的超聲反射信號，該超聲反射信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置聽中央控制器及DSC單元處理后送到顯示裝置3實時顯示圖像，顯示裝置3可以是一臺顯示器，也可以是二臺獨立的顯示器。時序控制器6的工作原理如圖3，它可采用現(xiàn)有的常規(guī)教科書或電子雜志上的時序電路加以實現(xiàn)，也可采用圖4所示的單片機加控制軟件的方式加以實現(xiàn)，即所述的時序控制器既可以是有形的控制器，也可以是虛擬的控制器，對于電氣技術(shù)人員來說，對照圖3、4即可方便地實現(xiàn)，圖4中U1、U2為二臺B超控制電路中常用的單片機，。
所述的超聲發(fā)生接收裝置的數(shù)量為兩臺時，它們通過一時序控制器與經(jīng)腹部超聲探頭、經(jīng)陰道超聲探頭及顯示裝置相連，該時序控制器由主機標(biāo)志輸入/輸出控制電路、幀同步輸入/輸出控制電路、工作狀態(tài)輸入/輸出控制電路組成。
所述的經(jīng)腹部超聲探頭一般采用頻率為3.5MHz的低頻探頭，經(jīng)陰道超聲探頭為6.5MHz的高頻探頭。
所述的顯示裝置可由一臺顯示器組成，在該臺顯示器上的同一屏上同時顯示對應(yīng)超聲探頭獲取的超聲信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置轉(zhuǎn)換后的兩幅圖像，顯示裝置也可由兩臺顯示器組成，兩臺顯示器分別顯示對應(yīng)超聲探頭獲取的超聲信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置轉(zhuǎn)換后的圖像。
本發(fā)明的監(jiān)視裝置由2臺普通B超，經(jīng)過改造，加裝同步控制后組成(當(dāng)然，這只是為了方便，完全可以根據(jù)這個原理，在一臺B超中設(shè)計實現(xiàn)這個系統(tǒng)功能，詳見實施例二)。加裝同步控制的目的，是為了防止一個探頭發(fā)射的超聲波沒有被人體充分衰減而被另一個探頭接收成像，這對于另一個探頭而言，這種超聲波就是干擾信號，而且這種干擾會很強，妨礙正常的圖像顯示。
本發(fā)明的核心，是兩個相同或不同的探頭同時實時掃查兩個不同的斷層并同時顯示。其核心技術(shù)，也就是這種同步控制技術(shù)，通過這種技術(shù)，達到了二臺B超的協(xié)同工作、互不干擾，同時實時地觀察到兩個不同切面的超聲斷層圖像，可大大增強臨床診斷的準(zhǔn)確性、可靠性。
同步控制的目的，簡單地說，就是要讓低頻探頭發(fā)射接收一幀圖像時(這是為了方便，也可以不是一幀，具體設(shè)計相應(yīng)有所改變，但原理相同)，高頻探頭停止發(fā)射接收；而高頻探頭發(fā)射接收一幀圖像時，低頻探頭停止發(fā)射接收。這樣“乒乓”式地交替工作，兩個探頭各自采集各自的圖像，互不干擾。只是由于對每臺B超而言，有一半時間在等待中，不能采集圖像，因此超聲圖像的幀率會下降一半。但由于現(xiàn)代B超的幀率可在15-30幀/秒之間，再加上所探查的多數(shù)是慢速運動的臟器，所以這種系統(tǒng)仍然有很高的臨床價值。
同步控制的工作原理如圖3所示，可利用其中的三對控制信號來實現(xiàn)，通過專用的接口和電纜將二臺B超相連。其中，兩臺經(jīng)過改造的B超的關(guān)系是對等的，都可以是主機或從機，但同時掃查時，只能有一臺是主機，這由仲裁邏輯決定。
當(dāng)然，這種實現(xiàn)方式并不是唯一的，為了方便，下面僅就這種方式進行介紹。
下面分別介紹這3對控制信號1、主機標(biāo)志輸入/輸出信號這對信號決定了同時掃查時，哪臺機器是主機，哪臺機器是從機。
主機決定從機的工作狀態(tài)，而從機只能被動地接受主機安排的工作狀態(tài)；但這種關(guān)系不是固定的，當(dāng)主機停止掃查時，就會放棄主機狀態(tài)，從機變?yōu)橹鳈C，直到它停止掃查為止。
假定兩臺機器從關(guān)機狀態(tài)到開機，并要開始掃查，則先開始掃查的機器就為主機；兩臺機器同時競爭主機的情況很容易在操作中排除，也可以進一步在軟硬件中改進加以排除。
當(dāng)主機停止掃查時，從機變?yōu)橹鳈C，直到它停止掃查為止。
當(dāng)某臺機器為主機時，其主機標(biāo)志輸出信號為有效，否則為無效；從機的主機標(biāo)志輸出信號總為無效2、幀同步輸入/輸出信號這對信號用于同步兩臺機器同時掃查時超聲幀掃描的節(jié)拍的，從機總是按照主機輸出的節(jié)拍工作，同步于主機，但從機在當(dāng)前節(jié)拍是掃查還是停止，則由下一信號控制，就是主機的工作狀態(tài)輸出信號。
3、工作狀態(tài)輸入/輸出信號這對信號決定兩臺機器同時掃查時，哪臺掃查當(dāng)前幀，哪臺停止掃查，這由主機決定。我們可以定義主機的工作狀態(tài)輸出信號無效時，主機掃查當(dāng)前幀，從機停止掃查；而主機的工作狀態(tài)輸出信號有效時，從機掃查當(dāng)前幀，主機停止掃查。這樣，就做到了有條不紊，協(xié)同工作。
上述的實現(xiàn)原理是基本的，具體實施時可以還可根據(jù)具體情況設(shè)計出許多不同的實施方案，但萬變不離其宗，就是主從機的周期交替工作，從而得到兩個不同層面的、相同的或不同的兩個探頭掃查的超聲橫斷圖像。
使用時可將經(jīng)腹部探頭用于固定在病人腹部，通過腹部對患者部位進行一個超聲切面(如橫切面)監(jiān)視。將經(jīng)陰道超聲探頭通過陰道置入患者陰道內(nèi)，尤其是可以置于宮頸部位或后穹窿部位(探頭與后穹窿的形狀相對吻合)，提供患者部位的另一個切面(如縱切面)檢查監(jiān)視。
經(jīng)腹部探頭和經(jīng)陰道探頭發(fā)射/接收超聲波信號是分時進行的。一只探頭在工作的時候，另一只探頭不會引起干擾，就像不存在一樣。探頭切換是利用電子開關(guān)進行高速切換。
主機同時實時顯示兩個探頭的超聲圖像。
本發(fā)是克服了現(xiàn)有裝置的缺點，使B型超聲監(jiān)測儀探頭的位置進入較理想的位置便于手術(shù)?？捎糜谧訉m內(nèi)、宮頸和輸卵管外科手術(shù)和非外科手術(shù)作業(yè)(包括身體檢查等使用)的實時超聲導(dǎo)引和監(jiān)視的裝置。
以下是一個具體的使用過程患者取截石位，本裝置主機置于患者左側(cè)，一個3.5MHzR60探頭橫向固定于患者腹部，一個6.5MHzR10探頭置于患者陰道中的穹隆部位，顯示器通過主機的連接臂固定在患者腹部上方。
顯示器上顯示兩個探頭的掃查圖像，其中的一個顯示了子宮的橫切面，另一個顯示了子宮的縱切面。
主機的分時發(fā)射控制過程為對于3.5MHz探頭，探測距離約為200mm，一根聲束線需要約270μs，一幀掃查以128線計算，需要35ms；對于6.5MHz探頭，探測距離約為70mm，一根聲束線需要約90μs，一幀掃查以128線計算，需要12ms；這樣，兩個探頭各完成一幀掃描共需時間47ms，顯示器上的兩個探頭的掃查圖像的刷新周期約為20幀/秒，這樣就實現(xiàn)了同時對兩個探頭的實時成像。
實施例二。
如圖5所示。
本實施例與實施例一的不同之處在于所述的超聲發(fā)生接收裝置采用一臺B超帶兩個探頭的模式，其時序控制器將更為簡單，可采用一個單片機加軟件加以實現(xiàn)。其余未涉及部分均與有技術(shù)相同。
本發(fā)明未涉及部分均可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種超聲成像方法，其特征是利用受控于一臺或兩臺超聲發(fā)生裝置的兩個超聲探頭置于兩個不同的需探測位置，并使所述的兩個探頭交替工作以獲取各自探測位置處的超聲圖像，再將探測到的超聲圖像送至顯示裝置加以顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是一個超聲探頭探測形成的掃描面與另一個探頭探測形成的掃描面相互垂直；所述的顯示裝置為一臺顯示或或兩臺獨立的顯示器。
3.一種權(quán)利要求1所述方法的婦科處置用實時超聲監(jiān)視裝置，其特征是它主要由至少一臺超聲發(fā)生接收裝置、至少一臺與所述超聲發(fā)生接收裝置的輸出相連的顯示裝置和兩個超聲探頭組成；所述超聲探頭分別為經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭，經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭均通過時序控制器與超聲發(fā)生裝置相連，它們在該時序控制器的控制下交替工作獲取被掃描對象的超聲反射信號，該超聲反射信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置處理后送到顯示裝置實時顯示圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的超聲發(fā)生接收裝置的數(shù)量為兩臺時，它們通過一時序控制器與經(jīng)腹部超聲探頭、經(jīng)陰道超聲探頭及顯示裝置相連，該時序控制器由主機標(biāo)志輸入/輸出控制電路、幀同步輸入/輸出控制電路、工作狀態(tài)輸入/輸出控制電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的經(jīng)腹部超聲探頭為低頻探頭，經(jīng)陰道超聲探頭為高頻探頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的顯示裝置由兩臺顯示器組成，兩臺顯示器分別顯示對應(yīng)超聲探頭獲取的超聲信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置轉(zhuǎn)換后的圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的顯示裝置為一臺顯示器時，在該臺顯示器上的同一屏上同時顯示對應(yīng)超聲探頭獲取的超聲信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置轉(zhuǎn)換后的兩幅圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是所述的時序控制器或由單片機及其控制軟件組成，或由時序控制電路組成。
全文摘要
一種超聲成像方法及其婦科處置用實時超聲監(jiān)視裝置，屬于醫(yī)療器械，所述的裝置主要由至少一臺超聲發(fā)生接收裝置、至少一臺與所述超聲發(fā)生接收裝置的輸出相連的顯示裝置和兩個超聲探頭組成；所述超聲探頭分別為經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭，經(jīng)腹部超聲探頭和經(jīng)陰道超聲探頭均通過時序控制器與超聲發(fā)生裝置相連，它們在該時序控制器的控制下交替工作獲取被掃描對象的超聲反射信號，該超聲反射信號經(jīng)超聲發(fā)生裝置處理后送到顯示裝置實時顯示圖像。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的婦科超聲設(shè)備無法同時反映掃查部位的手術(shù)器械位置的問題，有利于提高手術(shù)質(zhì)量、防止不必要的傷害事件的發(fā)生。
文檔編號A61B8/13GK101032412SQ20071002089
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者王敏岐 申請人:王敏岐