CN102499716A

CN102499716A - 基于网络云计算的分体式超声诊断系统

Info

Publication number: CN102499716A
Application number: CN2011103740678A
Authority: CN
Inventors: 朱丹丹; 李岭; 张炽敏
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种基于网络云计算的分体式超声诊断系统，包括超声探头、数字扫描转换器、PML服务器、远程终端机；其中，数字扫描转换器、PML服务器设置于云计算网络中，超声探头对人体脏器进行扫描获取超声信息，然后通过网络将获取的超声信息发送至云计算网络中的数字扫描转换器，经数字扫描转换器处理后在远程终端机中显示出超声图像信息；远程终端机根据获取的超声图像信息生成超声探头的调节信号，并发送至云计算网络中的PML服务器进行处理；PML服务器将处理后的信息分别发送至超声探头端和远程终端机。本发明与便携式超声仪压缩主机大小相比，成像质量提高，并可以通过同一PML服务器连接多个超声探头和远程终端机，同时进行多处图像处理。

Description

基于网络云计算的分体式超声诊断系统

技术领域

本发明涉及一种对人体脏器进行超声波检查的仪器，属于医疗器械技术领域。

背景技术

医用超声诊断仪器在医疗机构中已经普及，特别是小型轻便的医用超声仪器在当前生活中已必不可少。目前超声诊断仪主要由超声换能器和主机两部分构成，超声换能器也就是探头，主机是将探头采集到的信号进行后处理并显示为图像。

传统的医用超声诊断仪的探头和主机是经线相连的，因为其体积和重量大，不易移动；在临床科室危重患者进行床边检查、各种灾害性事件发生时，大型的仪器和专业的操作人员无法进行检查。近几年出现了便携式超声诊断仪，重量在10kg左右，是将主机设计为笔记本电脑大小，加上外接探头使用，但仍存在的不足和缺点：

1、压缩了主机的空间，图像后处理和储存能力较传统大型仪器差，获得的诊断图像质量差；

2、需由超声专业人员操作；

3、仍是一人一机的模式，只有现场人员才能对图像进行分析；

4、如果没有外接电源，使用时间短，约4小时左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述缺点，提供一种基于网络云计算的分体式超声诊断系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于网络云计算的分体式超声诊断系统，包括超声探头、数字扫描转换器、PML服务器、远程终端机；其中，所述数字扫描转换器、PML服务器设置于云计算网络中，超声探头对人体脏器进行扫描获取超声信息，然后通过网络将获取的超声信息发送至云计算网络中的数字扫描转换器，经数字扫描转换器处理后在远程终端机中显示出超声图像信息；所述远程终端机根据获取的超声图像信息生成超声探头的调节信号，并发送至云计算网络中的PML服务器进行处理；PML服务器将处理后的信息分别发送至超声探头端和远程终端机。

进一步的，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，超声探头包括压电换能器、接收电路、发射电路、控制电路、A/D转换器、数字信号发射卡、数字信号接收卡、无线网卡、显示屏、电源模块、音频通讯模块、显示屏；其中，压电换能器内置于超声探头顶端，用于将超声探头获取的机械波信号和电信号相互转换；数字信号接收卡用于接收云计算网络中发来的数字信号，将该数字信号传输至控制电路，然后通过控制电路按时序激发发射电路和接收电路，压电换能器接收发射电路的电信号并转换成超声波信号发射出去，同时接收超声波信号并转换成电信号，然后接收的电信号通过接收电路发送至A/D转换器，并在控制电路的调节下，A/D转换器将获取的电信号转换为数字信号，然后将数字信号经过数字信号发射卡发送至云计算网络中；控制电路同时控制显示屏显示出图像、音频用于探头操作者和主机旁人员通讯、以及其它外接设备；所述无线网卡用于超声探头与云计算网络进行无线通信。

进一步的，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，远程终端机包括无线网卡、数字信号收发装置、控制器、显示屏和音频等外接设备；其中控制器通过数字信号收发装置接收云计算网络中处理过的数字信号，并将接收的数字信号传输至显示屏中显示出图像；同时，控制器通过数字信号收发装置将调节信号发送至云计算网络中进行处理。

进一步的，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，压电换能器由超声诊断探头嵌入构成，所述超声诊断探头的类型为线阵、凸阵或者相控阵。

进一步的，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，所述显示屏能任意角度旋转，或与超声探头分离。

进一步的，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，所述超声探头的一侧设置有用于握持的手柄。

进一步的，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，电源模块采用锂电池。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1）由于图像检查参数调节和后处理均由终端处理器和PML服务器完成，能获得高质量超声图像，清晰度与大型超声仪一样，与便携式超声仪压缩主机大小相比，不以牺牲图像质量而达到便携的目的；

2）卡片式超声探头的超声换能器获取超声波回波信号后，直接在探头内经A/D转换器转换成原始的数字信号后通过网络中的数字扫描转换器处理，与经电缆连接探头和主机相比，减少了信号的丢失，提高成像质量；

3）终端处理器旁可有多个专家进行会诊，并可以通过同一PML服务器连接多个卡片式超声探头和终端处理器，同时进行多处图像处理；

4）卡片式超声探头的操作人员可以是无专业知识的或是专业经验不足的人员，在专业人员指导下进行简单扫描操作，而较复杂、短时间难以掌握的参数调节和后处理，仍由专业人员操作；

5）由于只有探头和显示屏，没有外界电源的情况下，靠锂电池可以进行数小时的工作，并且可以用充好电的电池进行更换进行更长时间的扫描。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明的具体操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明将传统的超声诊断系统的主机与探头分开，将探头的扫描信号经网络云计算传输至终端处理器，终端处理器发送调节指令至PML（Physical Markup Language，实体标示语言）服务器，经PML服务器处理后，将信号传输至探头和终端处理器。这样，进行图像参数调节和后处理的终端处理器不会因为减小空间而以降低部分功能为代价，从而能获得高质量超声图像；并且终端处理器旁操作人员可以指导现场扫查人员，还可以多方会诊病例；超声探头的操作人员可以是无超声工作经验的人，探头制作成手机大小，方便携带，能耗低可长时间使用。

无超声工作操作经验的人携带分体式超声诊断系统中的超声探头进入现场，根据在终端处理器旁操作的专业人员的指导进行操作，扫描获得超声信号经网络云计算传输至终端处理器，终端处理器操作人员发送图像的各个参数的调节指令至PML服务器，PML服务器进行处理后，将信号传输至终端处理器及探头的显示屏，从而获取高质量的超声图像，协助诊断病情。

如图1所示，本发明的分体式超声诊断系统，由卡片式探头与终端处理器经云计算网络连接，卡片式超声探头包括超声探头压电换能器、可旋转/拆卸显示屏、数字信号发射卡、数字信号接收卡、A/D转换器、无线上网卡、音频通讯模块、锂电池、手柄一起组合为类似手机大小的移动诊断设备。超声探头压电换能器将电信号和机械波信号相互转换；A/D转换器将压电换能器的电信号转换为数字信号；数字信号发射卡和接收卡用于数字信号的发射和接收；终端信号处理器对检查参数的进行调节；PML服务器对终端信号处理器的指令进行处理；音频通讯模块用于现场操作人员与终端信号处理器旁专业人员的交流；锂电池用于整个仪器的供电且更换方便。

其中，超声探头压电换能器可以是线阵的、凸阵的、相控阵的（频率1-14MHZ）；可旋转/拆卸显示屏可以与超声探头可以任意角度旋转，还可以从超声探头上拆卸下来，经线或蓝牙与超声探头相连；手柄置于超声探头的侧面，方便操作。

云计算网络可以是无线的、有线的，可以是私营的、公用的网络；数字扫描转换器和PML服务器置于云计算网络中。现场操作人员通过云计算网络发出请求与终端处理器连接，选择合适的工作参数，现场操作人员用卡片式超声探头进行扫描，探头内的控制电路接收数字信号接收卡传递的云计算网络中发来的数字信号的控制，按时序激发发射电路和接收电路，发射电路产生高电压脉冲，通过超声探头压电换能器的逆压电效应，将电能转换为机械能发射超声波，同时获取人体脏器的回波信号后，通过压电换能器正压电效应将机械能转换为电能，经过接收电路和控制电路发送至A/D转换器， A/D转换器将获取的电信号转换为数字信号，然后将数字信号经过数字信号发射卡发送至云计算网络中的数字扫描转换器，超声探头不对图像进行任何处理，信号经数字扫描转换器处理后，传输至终端信号处理器的数字信号收发装置；终端信号处理器旁操作人员根据具体情况，将检查参数的调节信号经数字信号收发装置传递至云计算网络中的PML服务器，服务器进行处理后，将信号再通过网络传输至卡片式探头和终端信号处理器的数字信号收发装置，终端信号处理器可再次发出调节指令，PML服务器再次进行处理，直至获得满意的超声图像信息。卡片式探头和终端处理器可将数字信号转换为模拟信号以图像形式显示在显示屏上。

如图2所示，本发明的基于网络云计算的分体式超声诊断系统的操作流程为：

1）现场操作人员通过云计算网络发出请求与终端处理器连接；

2）操作人员经音频通讯模块接收指令，选择合适的工作参数，用超声探头进行扫描；

3）超声探头压电换能器获取超声波回波信号经A/D转换器转换成原始的数字信号后通过数字信号发射卡传至云计算网络中的数字扫描转换器，超声探头不对图像进行任何处理；

4）数字扫描转换器将转换后的信号经数字信号收发装置传输至终端信号处理器；

5）终端信号处理器旁操作人员根据具体情况，将检查参数的调节信号经数字信号收发装置传递至PML服务器；

6）PML服务器进行处理后，将信号再通过网络传输至超声探头和终端信号处理器；终端信号处理器可再次发出调节指令，PML服务器再次进行处理；直至图像符合要求为止；

7）超声探头和终端信号处理器可将数字信号转换为模拟信号以图像形式显示在显示屏上。

Claims

1.一种基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：包括超声探头、数字扫描转换器、PML服务器、远程终端机；其中，所述数字扫描转换器、PML服务器设置于云计算网络中，超声探头对人体脏器进行扫描获取超声信息，然后通过网络将获取的超声信息发送至云计算网络中的数字扫描转换器，经数字扫描转换器处理后在远程终端机中显示出超声图像信息；所述远程终端机根据获取的超声图像信息生成超声探头的调节信号，并发送至云计算网络中的PML服务器进行处理；PML服务器将处理后的信息分别发送至超声探头端和远程终端机。

2.根据权利要求1所述的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：所述超声探头包括压电换能器、接收电路、发射电路、控制电路、A/D转换器、数字信号发射卡、数字信号接收卡、无线网卡、显示屏、电源模块、音频通讯模块、显示屏；其中，压电换能器内置于超声探头顶端，用于将超声探头获取的机械波信号和电信号相互转换；数字信号接收卡用于接收云计算网络中发来的数字信号，将该数字信号传输至控制电路，然后通过控制电路按时序激发发射电路和接收电路；压电换能器接收发射电路的电信号并转换成超声波信号发射出去，同时将返回的超声波信号转换成电信号通过接收电路发送至A/D转换器；在控制电路的调节下，A/D转换器将获取的电信号转换为数字信号，然后将数字信号经过数字信号发射卡发送至云计算网络中；控制电路同时控制显示屏显示出云计算网络或远程终端传送的图像、音频信号；所述无线网卡用于超声探头与云计算网络进行无线通信。

3.根据权利要求1所述的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：所述远程终端机包括无线网卡、数字信号收发装置、控制器、显示屏和音频外接设备；其中控制器通过数字信号收发装置接收云计算网络中处理过的数字信号，并将接收的数字信号传输至显示屏中显示出图像；同时，控制器通过数字信号收发装置将调节信号发送至云计算网络中进行处理。

4.根据权利要求2所述的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：所述压电换能器由超声诊断探头嵌入构成，所述超声诊断探头的类型为线阵、凸阵或者相控阵。

5.根据权利要求2所述的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：所述显示屏能任意角度旋转，或与超声探头分离。

6.根据权利要求1所述的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：所述超声探头的一侧设置有用于握持的手柄。

7.根据权利要求2所述的基于网络云计算的分体式超声诊断系统，其特征在于：所述电源模块为锂电池。