CN107874783A - 一种基于wifi无线传输的血管内超声成像设备 - Google Patents

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刘治勇
费春龙
杨银堂
朱樟明
李娅妮
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Abstract

本发明涉及一种基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其包括探头模块、WIFI传输模块、数据处理模块、电源模块和显示设备；探头模块与WIFI传输模块连接；电源模块为探头模块和WIFI传输模块供电；数据处理模块和显示设备连接；WIFI传输模块和数据处理模块之间通过无线方式连接；所述的WIFI传输模块的数据传输过程包括如下步骤：S1、数据AD采样；S2、特征匹配；S3、数据编码；S4、数据发送；所述数据处理模块包括如下处理步骤：P1、数据接收；P2、数据解码；P3、数据成像；P4、特征数据构建；该设备提供一种便携性、小型化、不受场地限制、提高传输的吞吐量、减少成像运算量的血管内超声成像设备。

Description

一种基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备
技术领域
本发明属于超声成像技术领域，尤其是一种基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备。
背景技术
超声成像是一种便捷和高效无损检测技术。超声波在被检测物体内部传播时，由于不同的材料、组织或结构间的声特性阻抗差异，造成超声波沿其传播路径上的反射、折射、散射等现象。利用超声回波信号中携带的声特性阻抗差异信息成像，通过对回波信号的检测和处理最总得到所扫测物体的超声图像。
血管内超声成像设备(Intravenous Ultrasound System)可以定量的检测阻塞血管截面的位置和距离大小等信息，是用来诊断心血管阻塞情况的非常有效的诊断手段。然而，目前的血管内超声成像设备采用短程管理以及人为管理，通过线缆链接设备前端，尤其在系统庞大、分布复杂的情况下，将占用大量的人力物力，效率低下。但是常规的无线传输设备的数据传输量无法满足大数据量的传输，同时在复杂环境下抗干扰能力差，综上迫切需要研究一种小型化，智能、便捷的血管内超声成像设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备。所述系统包括：
100、探头：采用微机电传感器，将电信号转换为声信号，向目标检测物体发送超声发射信号，并接收其对应的回波信号，转换为电信号；
200、WIFI传输模块：将采集到的回波信号转换为数字信号，并对所述信号与血管内成像特征数据经行数据匹配、编码，然后传输给数据处理模块；
300、电源模块：采用电池为所述探头和WIFI传输模块供电；
400、数据处理模块：通过无线方式接收采集到的编码信号，然后对信号进行解码，成像并构建特征数据集；
500、显示设备：检测目标超声图像。
为了实现上述发明目的，所述WIFI传输模块的处理过程包括以下步骤：S1、数据AD采样；S2、特征匹配；S3、数据编码；S4、数据发送。
为了实现上述发明目的，所述数据处理模块的处理过程包括以下步骤：P1、数据接收；P2、数据解码；P3、数据成像；P4、特征数据构建。
作为发明实施方式的进一步改进，所述步骤P4特征数据构建具体包括以下步骤：M1、提取典型特征图像及其所对应数据；M2、基于特征数据构建特征分类模型；M3、对采集数据进行分类，提取其分类结果所对应图像；M4、专业医师认证对分类结果进行认证；M5、将修正后的数据作为血管内超声成像特征数据字典；M6、利用新的特征数据，更新特征分类模型。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、基于WIFI无线传输替代有线传输设备，提供一种便携性、小型化和不受场地限制的血管内超声成像设备；
2、基于典型的已知血管内病变、结构、状态和噪声数据对血管内超声成像数据进行分类，构建特征数据字典；根据数据字典对实时采集数据匹配编码，对采集数据进行压缩，提高传输的吞吐量；
3、基于特征数据字典对接收到的数据进行解码，并进行成像处理，减少了成像运算量。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明的WIFI传输模块处理流程图；
图3是本发明的数据处理模块处理流程图；
图4是本发明的血管内超声成像特征数据字典构建流程图。
具体实施方式
如图1所示，图1是本发明基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备的结构图。所述系统包括：
100、超声探头：超声探头采用微机电传感器的声换能器构成的环形阵；
200、WIFI传输模块：将采集到的数据进行AD采用，进而对数据进行匹配、编码，然后发送通过无线方式发送到数据处理模块；
300、电源模块包括电池和供电电路，为探头和WIFI传输模块提供5V和3.3V的直流电；
400、数据处理模块对接收到的数据进行数据解码，成像和特征数据字典构建；
500、显示设备显示数据成像结果。
以上对基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备的描述，所述WIFI传输模块和数据处理模块明显区别于现有血管内超声成像设备，其他模块不做详细赘述。本发明与现有技术的区别在与，WIFI传输模块对采集数据进行数据编码后再传输；数据处理模块中对超声数据进行了成像和初步诊断，同时构建并更新特征数据字典。
以下内容将详细介绍本发明的具体处理流程：
结合图2所示，本发明的处理流程中，所述WIFI传输模块的流程具体包括：
S1、数据AD采样，将采集的超声数据从模拟信号转换数字信号；
S2、特征匹配，对所述数字信号进行特征匹配，分别计算特征数据字典中的特征数据与所述数字信号的欧式距离，认为所述计算得到的欧式距离小于匹配阈值的匹配操作为成功匹配，并将其归类为该特征数据集；所述计算得到的欧式距离大于匹配阈值的匹配操作为失败匹配，保留原始数据；
S3、数据编码，对于成功匹配的数据进行特征编码，用特征数据所对应的特征码来表示该段数据，并在原始数据中替换为特征码。在原始数据中保留匹配失败的数据，进而采集数据重新为了编码后的数据；
S4、数据发送，通过无线方式将所诉编码后的数据发送到数据处理模块。
结合图3所示，本发明的处理流程中，所述数据处理模块的流程具体包括：
P1、数据接收，通过无线方式，接收wifi传输模块发送的编码数据；
P2、数据解码，比对特征数据字典进行数据恢复；将特征码解码为所对应的典型特征数据，其解码得到的典型特征数据包含成像特征信息；未编码的数据不做处理；
P3、对数据进行成像处理，获取血管内的图像。
结合图2所示，本发明的处理流程中，所诉特征数据字典的构建流程具体包括：
M1、提取典型特征图像及其所对应数据，基于已有血管内成像数据根据其诊断信息，提取其中的典型特征图像；并提取其成像所依赖的回波数据；
M2、基于特征数据构建特征分类模型，将回波数据归类为典型特征数据集，并基于此数据集，采用监督学习方法构建特征数据分类模型；
M3、对采集数据进行分类，提取其分类结果所对应图像；对与采集到的数据进行分类，进而利用分类后的数据进行成像处理；
M4、专业医师认证对分类结果进行认证，由资深的专业医师和临床的诊断信息对成像结果进行判断，剔除分类错误的成像结果；
M5、将修正后的数据作为血管内超声成像特征数据字典，对于剔除后的成像数据重新进行数据分类修正，得到特征数据集；
M6、利用新的特征数据，更新特征分类模型；利用原始的特征数据集和新得到的数据集，重新对分类模型进行训练得到新的特征分类模型。
与现有技术相比，本发明采用WIFI进行数据传输，将血管内超声成像设备小型化，同时采用数据字典编码，将典型特征数据进行了数据编码，对数据进行压缩，提升数据传输吞吐量；同时简化了典型特征数据的成像方法；另外，基于大量临床数据构建了特征数据集和血管内超声特征图像，为医师诊断提供参考。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其包括探头模块、WIFI传输模块、数据处理模块、电源模块和显示设备；探头模块与WIFI传输模块连接；电源模块为探头模块和WIFI传输模块供电；数据处理模块和显示设备连接；WIFI传输模块和数据处理模块之间通过无线方式连接。
2.如权利要求1所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述的WIFI传输模块的数据传输过程包括如下步骤：S1、数据AD采样；S2、特征匹配；S3、数据编码；S4、数据发送。
3.如权利要求2所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述WIFI传输模块对所述的采集数据进行了特征匹配；对采集到的数据与先验血管内超声成像特征数据进行匹配，将匹配结果成功的数据分类为典型血管内特征图像所对应特征数据集合；对匹配不成功的数据保留。
4.如权利要求3所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述WIFI传输模块对所述匹配成功的特征数据集合进行压缩编码。
5.如权利要求1所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述探头采用微机电声电传感器作为声电换能阵。
6.如权利要求1所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述电源模块采用锂电池对探头和WIFI传输模块进行供电。
7.如权利要求1所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述数据处理模块包括如下处理步骤：P1、数据接收；P2、数据解码；P3、数据成像；P4、特征数据构建。
8.如权利要求7所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述特征数据，也称血管内超声成像特征数据字典；特征数据是对血管内典型结构、典型病变、典型状态及成像过程中典型数据的数据集合，其中成像过程中典型数据可以是典型噪声数据。
9.如权利要求7所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述特征数据构建P4步骤包括：M1、提取典型特征图像及其所对应数据；M2、基于特征数据构建特征分类模型；M3、对采集数据进行分类，提取其分类结果所对应图像；M4、专业医师认证对分类结果进行认证；M5、将修正后的数据作为血管内超声成像特征数据字典；M6、利用新的特征数据，更新特征分类模型。
10.如权利要求1所述的基于WIFI无线传输的血管内超声成像设备，其特征在于：所述显示设备对数据成像结果进行显示。
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