CN111710207B - 超声演示装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，具体公开了一种超声演示装置，其中，包括演示终端以及演示终端内部微处理器上运行的计算模块、模拟模块，演示终端包括有显示模块、扫描模块、识别模块以及外壳；识别模块用于对检测对象进行拍摄，以及对固定于检测对象表面的电子定位标签进行识别；扫描模块用于感应自身相对于电子定位标签的位置；电子定位标签的数量为一个或多个；扫描模块能够相对于演示终端进行一定角度的旋转，且扫描模块或演示终端内设有该角度的测量模块，通过扫描模块的角度旋转，模拟探头在检测对象上进行不同角度的探测。本发明还公开了一种超声演示系统。本发明提供的超声演示装置能够进行超声图像的模拟成像和现场演示，且操作简单便捷。

Description

超声演示装置及系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种超声演示装置及超声演示系统。

背景技术

随着超声仪器的普及化，超声诊断成像设备被大量应用于辅助诊断、治疗中，目前市场上常规的设备有大型超声诊断设备、便携式超声诊断设备、全触摸超声诊断设备、手持式超声诊断设备，以上四种设备中便携式超声诊断设备由于功能相对于大型超声诊断设备而言功能下降不多，且具备便携性，越来越得到市场的认可。

随着超声设备的应用领域及范围进一步扩大，越来越多的医护人员需要使用超声成像设备来配合工作，且普通的非专业人员在未来也存在使用超声成像设备的可能，如何培训这些没有超声成像设备技术基础的人员或只有少量基础的人员，又或者需要进行新功能培训的人员，是一个本行业需要解决的问题。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种便携式的超声演示装置及超声演示系统，能够用于对非专业人员进行超声培训或演示，同时也可以对一些超声功能进行模拟。

作为本发明的第一个方面，提供一种超声演示装置，其中，包括演示终端以及演示终端内部微处理器上运行的计算模块、模拟模块，所述演示终端包括有显示模块、扫描模块、识别模块以及外壳；

所述识别模块用于对检测对象进行拍摄，以及对固定于检测对象表面的电子定位标签进行识别；

所述扫描模块用于感应自身相对于电子定位标签的位置；

首先识别模块对检测对象进行拍照，拍照后计算模块、模拟模块根据识别模块的处理结果，进行三维人体模型的模拟，将模拟后图像传输至显示模块；随后，用户将电子定位标签放置于检测对象的表面，识别模块识别电子定位标签所述放置的部位，并通过计算模块、模拟模块处理后将该部位图像显示在显示模块上；当扫描模块接触或间接接触检测对象时，计算模块根据扫描模块与电子定位标签的位置关系，计算出扫描模块对应的检测对象的位置，并通过模拟模块模拟出超声探头在人体相应组织的扫描图像；

所述电子定位标签的数量为一个或多个，当电子定位标签为多个，个数为N时，计算模块根据识别模块识别的结果，将检测对象的身体分为N个区域；

所述扫描模块能够相对于演示终端进行一定角度的旋转，且扫描模块或演示终端内设有该角度的测量模块，通过扫描模块的角度旋转，模拟探头在检测对象上进行不同角度的探测；

所述三维人体模型的模拟根据不同的检测对象类型，显示不同的图像，包括区分以下特征的一种或多种：检测对象的性别、体型、年龄。

进一步地，所述演示终端还包括功能键、电源键、锁定键；所述功能键用于根据用户的自定义进行功能设置；

所述锁定键用于将显示模块显示的动态图像进行锁定，用于进行演示和模拟测量；

所述电源键用于控制演示终端开机关机。

进一步地，所述功能键、电源键、锁定键均为实体按键，或者显示模块上的虚拟按键。

进一步地，所述识别模块包括后置和/或前置的摄像头。

进一步地，所述功能键的功能设置包括以下的一种或多种：放大、缩小、移动、参数大小调整、模式选择。

进一步地，所述模拟模块包括人体模拟模块、声音模拟模块、界面模拟模块、参数模拟模块、图像模拟模块；

所述人体模拟模块根据识别模块、计算模块对检测对象识别和计算后得到的数据进行人体模型模拟，保存至存储模块并在显示模块上显示；

所述声音模拟模块根据演示终端在检测对象不同模拟扫描位置时，根据模拟扫描的组织或位置的不同，发出不同的声音；

所述界面模拟模块根据模拟扫描的组织或位置的不同，在显示模块上显示不同的界面，供用户根据不同的界面模拟操作；

所述参数模拟模块根据用户的操作，模拟不同的超声参数扫描或测量，并通过图像模拟模块处理在显示模块上进行各种图像的模拟；

图像模拟模块根据参数模拟模块和界面模拟模块给出的模拟参数、演示终端扫描的位置、扫描模块转动角度生成不同部位、不同角度、不同的控制参数、不同的界面操作的模拟图像，并将图像实时传输至显示模块进行显示。

进一步地，所述演示终端还包括有环境光感应器，环境光感应器感应当前环境的亮度，并将环境亮度值传输至计算模块的环境亮度计算模块，同时参数模拟模块根据环境亮度计算模块的计算结果进行参数模拟。

作为本发明的另一个方面，提供一种超声演示系统，其中，包括显示模块、扫描模块、识别模块、计算模块和模拟模块；所述识别模块和扫描模块的输出端连接计算模块，计算模块的输出端再依次连接模拟模块、显示模块；所述识别模块用于对检测对象进行拍摄，以及对固定于检测对象表面的电子定位标签进行识别；所述扫描模块用于感应自身相对于电子定位标签的位置；

识别模块对检测对象进行拍照，拍照后计算模块、模拟模块根据识别模块的处理结果，进行三维人体模型的模拟，将模拟后图像传输至显示模块；随后，用户将电子定位标签放置于检测对象的表面，识别模块识别电子定位标签所述放置的部位，并通过计算模块、模拟模块处理后将该部位图像显示在显示模块上；当扫描模块接触或间接接触检测对象时，计算模块根据扫描模块与电子定位标签的位置关系，计算出扫描模块对应的检测对象的位置，并通过模拟模块模拟出超声探头在人体相应组织的扫描图像。

进一步地，所述模拟模块包括人体模拟模块、声音模拟模块、界面模拟模块、参数模拟模块、图像模拟模块；

所述人体模拟模块根据识别模块、计算模块对检测对象识别和计算后得到的数据进行人体模型模拟，保存至存储模块并在显示模块上显示；

所述声音模拟模块根据演示终端在检测对象不同模拟扫描位置时，根据模拟扫描的组织或位置的不同，发出不同的声音；

所述界面模拟模块根据模拟扫描的组织或位置的不同，在显示模块上显示不同的界面，供用户根据不同的界面模拟操作；

所述参数模拟模块根据用户的操作，模拟不同的超声参数扫描或测量，并通过图像模拟模块处理在显示模块上进行各种图像的模拟；

图像模拟模块根据参数模拟模块和界面模拟模块给出的模拟参数、演示终端扫描的位置、扫描模块转动角度生成不同部位、不同角度、不同的控制参数、不同的界面操作的模拟图像，并将图像实时传输至显示模块进行显示。

进一步地，所述超声演示系统还包括有环境光感应器，环境光感应器感应当前环境的亮度，并将环境亮度值传输至计算模块的环境亮度计算模块，同时参数模拟模块根据环境亮度计算模块的计算结果进行参数模拟。

本发明的超声演示系统及装置能够进行超声图像的模拟成像和现场演示，且操作简单便捷，其自带的扫描模块能够为用户模拟超声探头的工作状态，进一步生动的对模拟对象进行超声成像及测量等操作。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明超声演示装置结构示意图。

图2为本发明超声演示装置背面示意图。

图3为本发明超声演示装置工作状态示意图。

图4为本发明超声演示装置工作图像投射到其他显示器的示意图。

图5为本发明实施例一超声演示系统结构框图。

图6为本发明实施例一计算模块框图。

图7为本发明实施例一模拟模块框图。

图8为本发明实施例二超声演示系统框图。

图9为本发明实施例二计算模块框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明提供的便携式的超声演示装置，包括演示终端100以及演示终端100内部微处理器上运行的软件系统。如图1～图3所示，所述演示终端100包括有显示模块110、扫描模块120、功能键140、电源键150、锁定键160、识别模块180、外壳170。

所述识别模块180用于对检测对象进行拍摄，以及对固定于检测对象300（人体或人体模型）表面的电子定位标签1201进行识别；所述扫描模块120用于感应自身相对于电子定位标签1201的位置；所述功能键140用于根据用户的自定义进行功能设置；所述锁定键160用于将显示模块110显示的动态图像进行锁定，便于进行演示和模拟测量；所述电源键150用于控制演示终端100开机关机。

在一些实施方式中，所述电子定位标签1201可以是一种识别码，也可以是带有识别功能的芯片。

具体地，功能键140可以根据使用者的自定义进行功能设置，例如放大、缩小、移动、参数大小调整、模式选择等。

具体地，所述功能键140、电源键150、锁定键160均可以为实体按键，或者显示模块110上的虚拟按键。

优选地，所述识别模块180可以包括后置和/或前置的摄像头。

如图5所示，所述超声演示系统包括显示模块110、扫描模块120、识别模块180、计算模块10和模拟模块20；所述识别模块180和扫描模块120的输出端连接计算模块10，计算模块10的输出端再依次连接模拟模块20、显示模块110。其中所述计算模块10、模拟模块20为演示终端100内部微处理器上运行的软件系统。首先识别模块180对检测对象进行拍照，拍照后计算模块10、模拟模块20根据识别模块180的处理结果，进行三维人体模型的模拟，将模拟后图像传输至显示模块110；随后，用户将电子定位标签1201放置于检测对象的表面，识别模块180识别电子定位标签1201所述放置的部位，并通过计算模块10、模拟模块20处理后将该部位图像显示在显示模块110上；当扫描模块120接触或间接接触检测对象时，计算模块10根据扫描模块120与电子定位标签1201的位置关系，计算出扫描模块120对应的检测对象的位置，并通过模拟模块20模拟出超声探头在人体相应组织的扫描图像。

例如在本发明的实施例一中，电子定位标签1201放置于人体表面或人体模型的表面，识别模块180包括后置或前置的摄像头，本发明工作过程如下：

第一步、首先识别模块180对目标人体或人体模型进行拍照，拍照后计算模块10、模拟模块20根据识别模块180的处理结果，进行三维人体模型的模拟，将模拟后图像传输至显示模块110，显示模块110为触摸屏或普通显示屏。

本发明可以根据不同的检测对象类型，显示不同的图像，例如使用者为女性时，显示模型是女性模型；且可以根据检测对象的体型、对象的年龄进行模拟。

第二步、使用者将电子定位标签1201放置于人体表面或人体模型的表面，识别模块180识别电子定位标签1201放置在人体的位置或部位，并通过计算模块10、模拟模块20处理后显示在显示模块110的图像200上。

电子定位标签1201的数量至少为一个，当电子定位标签1201为N（N≥1）个时，计算模块根据识别模块180识别的结果，将人体分为N个区域，区域的大小由电子定位标签1201之间的距离及人体部位的关系确定。比如当第一电子定位标签放置于颈部、第二电子定位标签放置于肝脏时，计算模块10根据第一电子定位标签、第二电子定位标签将人体分为2个区域，例如第一区域A1，第二区域A2，并设定每个区域面积大小的阈值。阈值由临床医学、人体组织结构的大小及位置关系进行决定。超过本区域的面积阈值后，即算作另外一个区域。

第三步、使用者进一步通过演示终端100内的扫描模块120接触或间接接触检测对象后，计算模块10根据扫描模块120相对于电子定位标签1201的位置（扫描模块120内设有陀螺仪、距离传感器等常规传感器），计算出扫描模块120对应检测对象的位置。例如电子定位标签1201放置于颈部时，当使用人员手持演示终端100通过扫描模块120接触或间接接触检测对象时，计算模块根据扫描模块120与电子定位标签1201的模块位置关系，计算出扫描模块120对应检测对象的位置（例如劲动脉），并通过模拟模块20模拟出超声探头在人体相应组织（例如颈动脉）的扫描图像。

扫描模块120能够相对于演示终端100进行一定角度的旋转，且扫描模块120或演示终端100内设有相应的角度测量模块（图中未示出）。使用者可以通过扫描模块120的角度旋转，模拟探头在检测对象上进行不同角度的检测状态。

如此，所述计算模块10需要包括角度计算模块11和位移计算模块12，如图6所示。

如图7所示，所述模拟模块20包括人体模拟模块21、声音模拟模块22、界面模拟模块23、参数模拟模块24、图像模拟模块25。

人体模拟模块21能够根据识别模块180、计算模块10对检测对象识别和计算后得到的数据进行人体模型模拟，保存至存储模块（图中未示出）并在显示模块110上显示。

声音模拟模块22根据演示终端100在检测对象不同模拟扫描位置时，根据模拟扫描的组织或位置的不同，发出不同的声音。

界面模拟模块23根据模拟扫描的组织或位置的不同，在显示模块110上，显示不同的界面，例如在心脏、肝脏扫描时显示不同的操作界面，让使用者能够根据不同的界面进行模拟操作。操作者通过显示模块110的界面进行各种操作，例如参数调整、测量、图像移动、放大缩小等。

参数模拟模块24根据使用人员的操作，进行模拟不同的超声参数扫描或测量等，并通过图像模拟模块25处理在显示模块110上进行各种图像的模拟。

图像模拟模块25根据参数模拟模块24和界面模拟模块23给出的模拟参数、演示终端100扫描的位置、扫描模块120转动角度生成不同部位、不同角度、不同的控制参数、不同的界面操作（测量、放大、移动、冻结等）的模拟图像，并将图像实时传输至显示模块110进行显示。

在本发明的实施例二中，如图1、图8、图9所示：演示终端100包括有环境光感应器130，环境光感应器130能够感应当前环境的亮度，并将环境亮度值传输至计算模块10的环境亮度计算模块13，同时参数模拟模块24根据环境亮度计算模块13的计算结果进行参数模拟，图像模拟模块25根据参数模拟模块24和界面模拟模块23给出的模拟参数、演示终端100扫描的位置、扫描模块120转动角度等进行不同环境亮度、不同部位、不同角度、不同的控制参数、不同的界面操作等的图像模拟，并将图像实时传输至显示模块110进行显示。

如图4所示，模拟模块20可以将演示终端100显示模块110上的图像200通过有线或无线（wifi、蓝牙、4G、5G等）数据传输方式，传输至远程显示器或者另一显示装置上，便于使用者进行使用或多人观察使用。

附图中的系统框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声演示装置，其特征是，包括演示终端（100）以及演示终端（100）内部微处理器上运行的计算模块（10）、模拟模块（20），所述演示终端（100）包括有显示模块（110）、扫描模块（120）、识别模块（180）以及外壳（170）；

所述识别模块（180）用于对检测对象进行拍摄，以及对固定于检测对象表面的电子定位标签（1201）进行识别；

所述扫描模块（120）用于感应自身相对于电子定位标签（1201）的位置；

首先识别模块（180）对检测对象进行拍照，拍照后计算模块（10）、模拟模块（20）根据识别模块（180）的处理结果，进行三维人体模型的模拟，将模拟后图像传输至显示模块（110）；随后，用户将电子定位标签（1201）放置于检测对象的表面，识别模块（180）识别电子定位标签（1201）所述放置的部位，并通过计算模块（10）、模拟模块（20）处理后将该部位图像显示在显示模块（110）上；当扫描模块（120）接触或间接接触检测对象时，计算模块（10）根据扫描模块（120）与电子定位标签（1201）的位置关系，计算出扫描模块（120）对应的检测对象的位置，并通过模拟模块（20）模拟出超声探头在人体相应组织的扫描图像；

所述电子定位标签（1201）的数量为一个或多个，当电子定位标签（1201）为多个，个数为N时，计算模块（10）根据识别模块（180）识别的结果，将检测对象的身体分为N个区域；

所述扫描模块（120）能够相对于演示终端（100）进行一定角度的旋转，且扫描模块（120）或演示终端（100）内设有该角度的测量模块，通过扫描模块（120）的角度旋转，模拟探头在检测对象上进行不同角度的探测；

所述三维人体模型的模拟根据不同的检测对象类型，显示不同的图像，包括区分以下特征的一种或多种：检测对象的性别、体型、年龄；

所述计算模块（10）包括角度计算模块（11）和位移计算模块（12），所述角度计算模块（11）用于计算所述扫描模块（120）相对于所述演示终端（100）的旋转角度，所述位移计算模块（12）用于计算所述扫描模块（120）对应检测对象的位置。

2.如权利要求1所述的超声演示装置，其特征是，所述演示终端（100）还包括功能键（140）、电源键（150）、锁定键（160）；所述功能键（140）用于根据用户的自定义进行功能设置；

所述锁定键（160）用于将显示模块（110）显示的动态图像进行锁定，用于进行演示和模拟测量；

所述电源键（150）用于控制演示终端（100）开机关机。

3.如权利要求2所述的超声演示装置，其特征是，所述功能键（140）、电源键（150）、锁定键（160）均为实体按键，或者显示模块（110）上的虚拟按键。

4.如权利要求1所述的超声演示装置，其特征是，所述识别模块（180）包括后置和/或前置的摄像头。

5.如权利要求2所述的超声演示装置，其特征是，所述功能键（140）的功能设置包括以下的一种或多种：放大、缩小、移动、参数大小调整、模式选择。

6.如权利要求1所述的超声演示装置，其特征是，所述模拟模块（20）包括人体模拟模块（21）、声音模拟模块（22）、界面模拟模块（23）、参数模拟模块（24）、图像模拟模块（25）；

所述人体模拟模块（21）根据识别模块（180）、计算模块（10）对检测对象识别和计算后得到的数据进行人体模型模拟，保存至存储模块并在显示模块（110）上显示；

所述声音模拟模块（22）根据演示终端（100）在检测对象不同模拟扫描位置时，根据模拟扫描的组织或位置的不同，发出不同的声音；

所述界面模拟模块（23）根据模拟扫描的组织或位置的不同，在显示模块（110）上显示不同的界面，供用户根据不同的界面模拟操作；

所述参数模拟模块（24）根据用户的操作，模拟不同的超声参数扫描或测量，并通过图像模拟模块（25）处理在显示模块（110）上进行各种图像的模拟；

图像模拟模块（25）根据参数模拟模块（24）和界面模拟模块（23）给出的模拟参数、演示终端（100）扫描的位置、扫描模块（120）转动角度生成不同部位、不同角度、不同的控制参数、不同的界面操作的模拟图像，并将图像实时传输至显示模块（110）进行显示。

7.如权利要求6所述的超声演示装置，其特征是，所述演示终端（100）还包括有环境光感应器（130），环境光感应器（130）感应当前环境的亮度，并将环境亮度值传输至计算模块（10）的环境亮度计算模块（13），同时参数模拟模块（24）根据环境亮度计算模块（13）的计算结果进行参数模拟。

8.一种超声演示系统，其特征是，包括显示模块（110）、扫描模块（120）、识别模块（180）、计算模块（10）和模拟模块（20）；所述识别模块（180）和扫描模块（120）的输出端连接计算模块（10），计算模块（10）的输出端再依次连接模拟模块（20）、显示模块（110）；所述识别模块（180）用于对检测对象进行拍摄，以及对固定于检测对象表面的电子定位标签（1201）进行识别；所述扫描模块（120）用于感应自身相对于电子定位标签（1201）的位置；

识别模块（180）对检测对象进行拍照，拍照后计算模块（10）、模拟模块（20）根据识别模块（180）的处理结果，进行三维人体模型的模拟，将模拟后图像传输至显示模块（110）；随后，用户将电子定位标签（1201）放置于检测对象的表面，识别模块（180）识别电子定位标签（1201）所述放置的部位，并通过计算模块（10）、模拟模块（20）处理后将该部位图像显示在显示模块（110）上；当扫描模块（120）接触或间接接触检测对象时，计算模块（10）根据扫描模块（120）与电子定位标签（1201）的位置关系，计算出扫描模块（120）对应的检测对象的位置，并通过模拟模块（20）模拟出超声探头在人体相应组织的扫描图像；

所述计算模块（10）包括角度计算模块（11）和位移计算模块（12），所述角度计算模块（11）用于计算所述扫描模块（120）相对于所述演示终端（100）的旋转角度，所述位移计算模块（12）用于计算所述扫描模块（120）对应检测对象的位置。

9.如权利要求8所述的超声演示系统，其特征是，所述模拟模块（20）包括人体模拟模块（21）、声音模拟模块（22）、界面模拟模块（23）、参数模拟模块（24）、图像模拟模块（25）；

所述人体模拟模块（21）根据识别模块（180）、计算模块（10）对检测对象识别和计算后得到的数据进行人体模型模拟，保存至存储模块并在显示模块（110）上显示；

所述声音模拟模块（22）根据演示终端（100）在检测对象不同模拟扫描位置时，根据模拟扫描的组织或位置的不同，发出不同的声音；

所述界面模拟模块（23）根据模拟扫描的组织或位置的不同，在显示模块（110）上显示不同的界面，供用户根据不同的界面模拟操作；

所述参数模拟模块（24）根据用户的操作，模拟不同的超声参数扫描或测量，并通过图像模拟模块（25）处理在显示模块（110）上进行各种图像的模拟；

图像模拟模块（25）根据参数模拟模块（24）和界面模拟模块（23）给出的模拟参数、演示终端（100）扫描的位置、扫描模块（120）转动角度生成不同部位、不同角度、不同的控制参数、不同的界面操作的模拟图像，并将图像实时传输至显示模块（110）进行显示。

10.如权利要求8所述的超声演示系统，其特征是，所述超声演示系统还包括有环境光感应器（130），环境光感应器（130）感应当前环境的亮度，并将环境亮度值传输至计算模块（10）的环境亮度计算模块（13），同时参数模拟模块（24）根据环境亮度计算模块（13）的计算结果进行参数模拟。

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