CN105224751A - 一种智能探头和数字超声模拟方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能探头和数字超声模拟方法及系统。其中所述智能探头包括：壳体；方位检测部件，用于检测探头空间方位参数；通信模块，与方位检测部件相连，用于向终端传输所述空间方位参数，以指示所述终端中的数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示；电源，用于供电。本发明提高了对超声设备操作的学习、训练和考核的效率。

Description

一种智能探头和数字超声模拟方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及医学诊断超声系统，尤其涉及一种智能探头和数字超声模拟方法及系统。

背景技术

众所周知，超声是一种利用声波在人体组织中的背向散射形成图像，并广泛应用于临床检查的成像方法。由于超声成像往往只探测一个切面，需要根据需求灵活掌握，所以检查操作非常依赖于技师或操作医生。当前的超声操作和诊断培训较多地停留在师傅带徒弟的原始阶段，迫切需要有效的规范化训练与考核。

根据需求，目前有利用仿生材料制作成人体模型，在超声设备下替代人体进行训练。但是通常人体模型是标准正常人体体模，体积笨重无法携带，也不能提供更多的阳性病变图像显示。还有通过三维采集的电子计算机断层扫描(ComputedTomography,CT)/磁共振(magneticresonance，MR)数据进行仿真，但是由于CT/MR图像和超声图像显示和特性的差异，培训的时候不具备足够的仿真性。同时，单纯的仿真软件通过鼠标进行空间方位的输入，其中三维操作和输入相对复杂，并且跟实际工作情况不符，仿真和训练效果不强。

发明内容

本发明实施例提供一种智能探头和数字超声模拟方法及系统，提高对超声设备操作的学习、训练和考核的效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能探头，该智能探头包括：

壳体；

方位检测部件，用于检测探头空间方位参数；

通信模块，与方位检测部件相连，用于向终端传输所述空间方位参数，以指示所述终端中的数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示；

电源，用于供电。

进一步的，所述智能探头，还包括：

主控模块，与所述方位检测部件和通信模块相连，用于将所述空间方位参数转换为空间坐标，并将所述空间坐标作为空间方位参数传递给通信模块。

进一步的，所述方位检测部件，包括：

定位传感器，位于所述壳体的表面，用于检测所述智能探头的位移坐标；

姿态传感器，用于检测所述智能探头旋转角度。

进一步的，所述方位检测部件，包括：磁定位传感器。

进一步的，所述智能探头还包括：

串行总线(UniversalSerialBus，USB)接口，用于通过USB数据线与终端进行数据传输和为所述智能探头供电。

第二方面，本发明实施例还提供了一种数字超声模拟系统，包括：

上述第一方面所述的智能探头，用于检测所述智能探头的空间方位参数；

数字超声模拟模块，配置在终端中，用于根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

进一步的，所述数字超声模拟模块包括：

坐标转换单元，用于将所述空间方位参数转换为空间坐标作为空间参数；

定位单元，用于根据所述空间参数在超声三维数字模型中定位；

二维切面生成单元，用于将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面；

显示单元，用于将所述超声二维切面进行实时显示。

第三方面，本发明实施例还提供了一种数字超声模拟方法，所述方法包括：

智能探头获取空间方位参数；

智能探头将所述空间方位参数传输给配置在终端中的数字超声模拟模块；

所述数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

进一步的，所述智能探头为上述第一方面所述的智能探头。

进一步的，所述数字超声模拟模块为上述第二方面中所述数字超声模拟模块。

进一步的，将在超声三维数字模型中的定位部位生成超声二维切面，实时显示之后，还包括：

当识别到所述智能探头在三维空间数字模型中扫到预设的三维空间坐标并停留设定时长，则显示成功找到预设部位。

本发明通过智能探头与终端数字超声模拟模块，实现超声操作的仿真和训练，从而提高了对超声设备操作的学习、训练和考核的效率。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种智能探头的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种数字超声模拟系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种数字超声模拟方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一中的一种智能探头的结构示意图，本实施例可适用于超声操作的训练和考核的情况，该智能探头可以由需要超声操作训练或考核的人员手持执行，该智能探头具体包括：壳体10、电源20、通信模块30和方位检测部件40。

为提高训练感觉的真实性，壳体10优选为和实际超声探头壳体一致。

其中，方位检测部件40可以是定位传感器和姿态传感器，也可以是磁定位传感器。磁定位传感器测得的空间方位参数较为精确，但磁定位传感器成本较高。因此，可以根据需要使用不同的传感器，实现空间方位参数的检测。其中，定位传感器，设置于壳体的表面，用于检测智能探头的位移坐标，可以选用光电传感器作为定位传感器。姿态传感器，用于检测所述智能探头旋转角度，可以选用陀螺仪作为姿态传感器。其中，空间方位参数表示智能探头在所设定空间内的三维位置参数。

其中，通信模块30与方位检测部件40相连，用于向终端传输空间方位参数，以指示终端中的数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

通信模块30向终端传输空间方位参数的方式可以是无线，也可以是有线。当为有线时，智能探头还可以包括USB接口，用于通过USB数据线与终端进行数据传输和为所述智能探头供电。为方便使用，本实施例的通信模块30优选为无线通信方式。

所述智能探头还可以包括主控模块，与所述方位检测部件40和通信模块30相连，用于将所述空间方位参数转换为空间坐标，并将所述空间坐标作为空间方位参数传递给通信模块30。其中，空间坐标表示智能探头在所设定三维空间的三维坐标。该空间坐标可以根据智能探头检测的位移坐标和其旋转角度计算获得。

该智能探头还包括其他相关模块，该模块可以是二维超声切面确定模块，该模块通过关联通信模块实现，当该模块被触发，则停止通信模块向终端数字超声模拟模块发送空间方位参数，此时终端显示触发前智能探头所指定的空间方位。否则，通信模块恢复向终端数字超声模拟模块发送空间方位参数。还可以有存储模块，对所确定的空间方位参数进行存储，利用所存储的空间方位参数可以在终端回顾所确定过的二维超声切面。

该智能探头的工作原理：方位检测部件利用传感器检测到空间方位参数，并将该空间方位参数传递给主控模块。主控模块通过计算将空间方位参数转换为空间三维坐标，并将该坐标作为空间方位参数传递给通信模块。通信模块将该参数通过无线电信号的形式发送给相应终端，并指示该终端中的数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，同时在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

本实施例的技术方案，通过传感器检测智能探头的空间方位参数，通信模块将该参数发送给相应终端，并指示该终端中的数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，同时在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。该智能探头实现了超声操作的仿真，提高了仿真效果。

实施例二

图2是本发明实施例二中的一种数字超声模拟系统的结构示意图，本实施例是在实施例一中一种智能探头的基础上，提出的一种数字超声模拟系统。该系统可适用于超声操作的训练和考核的情况，该系统可以由需要超声操作训练或考核的人员来执行，该系统包括：本发明任意实施例所提供的智能探头1和数字超声模拟模块2。

其中，数字超声模拟模块2，配置在终端中，用于根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。该数字超声模拟模块优选包括：

坐标转换单元，用于将所述空间方位参数转换为空间坐标作为空间参数；

定位单元，用于根据所述空间参数在超声三维数字模型中定位；

二维切面生成单元，用于将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，该过程可以通过多平面重建(MultiPlanarReconsturction，MPR)实现；

显示单元，用于将所述超声二维切面进行实时显示。

本实施例的技术方案，通过智能探头和数字超声模拟模块，实现对超声操作的仿真训练，提高了训练效率。

实施例三

图3是本发明实施例三中的一种数字超声模拟方法的流程图，本实施例是在实施例二中一种数字超声模拟系统的基础上，提出的一种数字超声模拟方法。该方法可适用于超声操作的训练和考核的情况，该方法可以由智能探头配合终端系统实现，该方法包括如下步骤：

S110、智能探头获取空间方位参数；

S120、智能探头将所述空间方位参数传输给配置在终端中的数字超声模拟模块；

S130、所述数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

其中，超声三维数字模型为人体及各部位的三维超声模型，该模型存储在数字超声模拟模块中。数字超声模拟模块可以存储一个或多个超声三维数字模型，该模型可以是人体或人体某个部位的三维超声模型，用户可以根据需要选择不同超声三维数字模型进行超声操作的训练或考核。

将在超声三维数字模型中的定位部位生成超声二维切面，实时显示之后，还可以包括：当识别到所述智能探头在三维空间数字模型中扫到预设的三维空间坐标并停留设定时长，则显示成功找到预设部位。

其中，预设的三维空间坐标为考核人提前根据超声三维数字模型标记的特定部位。该特定部位可以是病灶部位，也可以是某一器官的不同标志位。其中可以通过停留设定时长的方式确定找到预设部位，还可以在智能终端增设一按钮，该按钮关联通信模块。当按钮按下时，停止通信模块向终端数字超声模拟模块发送空间方位参数，此时终端显示按钮按下前所指定的位置。否则，当按钮弹起，通信模块恢复向终端数字超声模拟模块发送空间方位参数。确定找到预设部位的方式可以是任意一种确定当前三维坐标目的的方式，本实施例优选为利用按钮按下的方式确定找到预设部位，从而提高确定的效率和准确率。

本实施例的技术方案，通过智能探头和数字超声模拟模块的配合，实现对超声操作的仿真训练，提高了训练效率。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种智能探头，其特征在于，包括：

壳体；

方位检测部件，用于检测探头空间方位参数；

通信模块，与方位检测部件相连，用于向终端传输所述空间方位参数，以指示所述终端中的数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示；

电源，用于供电。

2.根据权利要求1所述的智能探头，其特征在于，所述智能探头，还包括：

主控模块，与所述方位检测部件和通信模块相连，用于将所述空间方位参数转换为空间坐标，并将所述空间坐标作为空间方位参数传递给通信模块。

3.根据权利要求1所述的智能探头，其特征在于，所述方位检测部件，包括：

定位传感器，位于所述壳体的表面，用于检测所述智能探头的位移坐标；

姿态传感器，用于检测所述智能探头旋转角度。

4.根据权利要求1所述的智能探头，其特征在于，所述方位检测部件，包括：磁定位传感器。

5.根据权利要求1所述的智能探头，其特征在于，还包括：

通用串行总线USB接口，用于通过USB数据线与终端进行数据传输和为所述智能探头供电。

6.一种数字超声模拟系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-5中任一项所述的智能探头，用于检测所述智能探头的空间方位参数；

数字超声模拟模块，配置在终端中，用于根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

7.根据权利要求6所述的数字超声模拟系统，其特征在于，所述数字超声模拟模块包括：

坐标转换单元，用于将所述空间方位参数转换为空间坐标作为空间参数；

定位单元，用于根据所述空间参数在超声三维数字模型中定位；

二维切面生成单元，用于将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面；

显示单元，用于将所述超声二维切面进行实时显示。

8.一种数字超声模拟方法，采用权利要求6或7所述的数字超声模拟系统执行，其特征在于，所述方法包括：

智能探头获取空间方位参数；

智能探头将所述空间方位参数传输给配置在终端中的数字超声模拟模块；

所述数字超声模拟模块根据所述空间方位参数在超声三维数字模型中定位，并将在超声三维数字模型中所定位部位生成超声二维切面，实时显示。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将在超声三维数字模型中的定位部位生成超声二维切面，实时显示之后，还包括：

当识别到所述智能探头在三维空间数字模型中扫到预设的三维空间坐标并停留设定时长，则显示成功找到预设部位。