專利名稱：基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及醫(yī)用超聲探頭三維空間位置信息定位系統(tǒng)，包含空間定位技術(shù)的具體應(yīng)用，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，超聲影像診斷對臨床疾病診斷工作的幫助也日益顯著。對于超聲診斷而言，影像質(zhì)量固然非常重要，然而超聲圖像是人體局部斷層影像，沒有類似于CT、MRI檢查的定位圖，若診斷醫(yī)生沒有親自操作，對于一幅靜止的超聲圖像，醫(yī)師往往無法判斷此圖是何部位的斷面，更無從診斷。如果能夠同時提供超聲探頭對于檢查部位的空間位置信息，如探頭中心所在體表位置、空間角度關(guān)系，可使診斷醫(yī)師能夠準(zhǔn)確判斷聲像圖所顯示的解剖部位及其相關(guān)影像特征。目前在超聲影像診斷系統(tǒng)中，在把已查患者影像資料存儲到本地磁盤和上傳到信息中心的計算機(jī)時，這些影像資料里缺乏相應(yīng)于檢查部位的探頭空間位置信息，不利于以后的回顧性診斷分析和對照，也不利于進(jìn)行專家的遠(yuǎn)程診斷分析和指導(dǎo)。超聲檢查是一項操作性很強(qiáng)的檢查，不同于CT、MRI的標(biāo)準(zhǔn)斷面，雖然也有一些標(biāo)準(zhǔn)的解剖斷面，但大多數(shù)情況下，能夠清晰顯示病灶的切面不在那些標(biāo)準(zhǔn)的解剖斷面上。 超聲切面的隨意性，也是超聲檢查的優(yōu)點(diǎn)之一，對同一病灶可以通過多個不同的切面加以觀察，但要求檢查醫(yī)師對超聲探頭的熟練把握。因此對那些含有診斷信息的超聲聲像圖而言其相應(yīng)探頭所在具體位置和空間角度關(guān)系的顯示尤為重要。如果缺乏探頭的這些信息， 那些沒有進(jìn)行實際操作的專家在進(jìn)行診斷分析和指導(dǎo)時會產(chǎn)生不利的影響，甚至無法做出有效的判斷。同樣，如果缺乏探頭的這些信息，在進(jìn)行回顧性診斷分析時，即使是原來的檢查醫(yī)師也可能無法回想起當(dāng)時的探頭檢查狀態(tài)，從而對疾病的診斷產(chǎn)生不利影響?，F(xiàn)代陀螺儀是一種能夠精確地確定運(yùn)動物體的方位的儀器，它的發(fā)展對一個國家的工業(yè)、國防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。傳統(tǒng)的機(jī)械式慣性陀螺儀對工藝結(jié)構(gòu)要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其精度受到多方面的制約。自上世紀(jì)七十年代，現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展進(jìn)入了全新的階段，光纖陀螺儀和激光諧振陀螺儀有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域已取代機(jī)械式傳統(tǒng)陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀的關(guān)鍵部件。除環(huán)式激光陀螺儀外，集成式振動陀螺儀也是現(xiàn)代陀螺儀的重要發(fā)展方向，它具有更高的集成度、體積更小?，F(xiàn)在廣泛使用的MEMS陀螺(微機(jī)械)已廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域，并且MEMS陀螺相比傳統(tǒng)陀螺儀有著更為明顯的優(yōu)勢①體積小、重量輕低成本；③高可靠性，內(nèi)部無轉(zhuǎn)動部件，全固態(tài)裝置，抗大過載沖擊，工作壽命長低功耗大量程；⑥易于數(shù)字化、智能化，可數(shù)字輸出，溫度補(bǔ)償，零位校正等。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了克服目前上述超聲診斷中缺乏探頭信息、的缺點(diǎn)，提出一種基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)，將MEMS陀螺儀應(yīng)用于超聲診斷工作，可感知超聲探頭的方位、水平、位置、速度和加速度等，結(jié)合攝像裝置對探頭體表位置的捕獲，可彌補(bǔ)目前超聲診斷中缺乏探頭信息的不足，為超聲診斷提供必要的診斷信息。本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案一種基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)，包括圖像獲取模塊、超聲探頭、通信模塊、信號處理裝置、顯示裝置，其中超聲探頭的內(nèi)部或表面安裝有三軸陀螺儀；所述圖像獲取模塊用于獲取超聲探頭所在人體具體解剖部位的視頻信號，所述三軸陀螺儀用于確定超聲探頭所處的三維空間狀態(tài)，通信模塊分別將三軸陀螺儀、圖像獲取模塊獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送至信號處理裝置；信號處理裝置將接收的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送至顯示裝置顯示。作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述圖像獲取模塊包括攝像頭、攝像頭固定裝置，其中攝像頭固定在檢查床上方，拍攝范圍覆蓋超聲探頭的檢查區(qū)域；攝像頭固定裝置為長桿狀，其下端與攝像頭固定連接，上端與天花板的滑軌相連接。作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述三軸陀螺儀為薄片狀三軸陀螺儀芯片， 內(nèi)部集成有微型電機(jī)系統(tǒng)。本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果設(shè)計合理，使用方便簡捷，包含相關(guān)探頭信息的超聲聲像圖更加精確和完整，有助于遠(yuǎn)程診斷時專家對患者病情的準(zhǔn)確分析及診斷，有效指導(dǎo)遠(yuǎn)程醫(yī)師的診斷和治療操作， 也有助于臨床進(jìn)行回顧性診斷和分析。

圖I是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖I所示，本方法的三維空間定位系統(tǒng)包括圖像獲取模塊、含三軸陀螺儀的超聲探頭、通信模塊、信號處理裝置和顯示裝置。其中，圖像處理模塊包括一個攝像頭，通過固定裝置放在檢查床上方，拍攝范圍覆蓋超聲探頭的檢查區(qū)域；長桿狀的攝像頭固定裝置上端與天花板的滑軌相連，可以進(jìn)行前后、左右滑動，也可進(jìn)行長短調(diào)節(jié)；超聲探頭內(nèi)(或探頭夕卜)安裝薄片狀三軸陀螺儀芯片，內(nèi)部集成有微型電機(jī)系統(tǒng)；通信模塊為探頭內(nèi)部(或探頭夕卜)的微處理器，通過總線和數(shù)據(jù)線分別與三軸陀螺儀芯片、信號處理裝置相連；信號處理裝置同時處理攝像頭捕獲的探頭具體解剖部位的視頻信號和三軸陀螺儀所感受的探頭空間位置信息，并將發(fā)送至顯示裝置顯示。本實用新型的三維空間定位系統(tǒng)的具體工作步驟如下步驟(1)，檢查前，調(diào)節(jié)攝像頭的位置，使攝像頭的拍攝范圍覆蓋超聲探頭的檢查區(qū)域； 步驟(2)，在該區(qū)域進(jìn)行掃查時，同步啟動攝像頭進(jìn)行連續(xù)拍攝，獲取超聲探頭所在人體具體解剖部位的視頻信號；步驟(3)，將步驟(2)獲得的視頻信號通過通信模塊發(fā)送至信號處理裝置，在顯示屏上特定位置進(jìn)行同步顯示；[0020]步驟(4)，在進(jìn)行步驟(2)的同時啟動三軸陀螺儀確定超聲探頭所處的三維空間狀態(tài)，然后將信息通過通信模塊發(fā)送至信號處理裝置；步驟(5)，信號處理裝置將步驟(4)所確定的空 間狀態(tài)信息以數(shù)值(X、Y、Z軸角度) 的形式顯示在屏幕的特定位置。
權(quán)利要求1.一種基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)，其特征在于包括圖像獲取模塊、超聲探頭、通信模塊、信號處理裝置、顯示裝置；其中，超聲探頭的內(nèi)部或表面安裝有三軸陀螺儀；所述圖像獲取模塊用于獲取超聲探頭所在人體具體解剖部位的視頻信號，所述三軸陀螺儀用于確定超聲探頭所處的三維空間狀態(tài)，通信模塊分別將三軸陀螺儀、圖像獲取模塊獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送至信號處理裝置；信號處理裝置將接收的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送至顯示裝置顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)，其特征在于所述圖像獲取模塊包括攝像頭、攝像頭固定裝置，其中攝像頭固定在檢查床上方，拍攝范圍覆蓋超聲探頭的檢查區(qū)域；攝像頭固定裝置為長桿狀，其下端與攝像頭固定連接，上端與天花板的滑軌相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)，其特征在于所述三軸陀螺儀為薄片狀三軸陀螺儀芯片，內(nèi)部集成有微型電機(jī)系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于醫(yī)用超聲探頭的三維空間定位系統(tǒng)，包括圖像獲取模塊、超聲探頭、通信模塊和信號處理裝置、顯示裝置，其中超聲探頭的內(nèi)部或表面安裝有三軸陀螺儀；圖像獲取模塊獲取探頭所在人體具體解剖部位的視頻信號，所述三軸陀螺儀用于確定超聲探頭所處的三維空間狀態(tài)，通信模塊分別將三軸陀螺儀、圖像獲取模塊獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送至信號處理裝置；信號處理裝置用于處理圖像獲取模塊獲取的探頭具體解剖部位的視頻信號和三軸陀螺儀所感知的探頭空間狀態(tài)信息，并將其發(fā)送至顯示裝置顯示。本實用新型可彌補(bǔ)目前超聲診斷中缺乏探頭信息的不足，為超聲診斷提供必要的診斷信息。
文檔編號A61B8/00GK202355467SQ20112046867
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者張熾敏, 沈會明 申請人:東南大學(xué)