CN114052789B - 一种探头识别及参数配置装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种探头识别及参数配置装置及方法，所述探头的插入端设有识别标签，所述识别标签上设有红外感应区域和可见光通道扫描区域，所述可见光通道扫描区域有颜色；与上位机连接的探头接口设有探头识别控制模块和探头插座，所述探头插座内设有光照模块、红外感应模块、可见光通道传感器，所述光照模块、红外感应模块、可见光通道传感器与探头识别控制模块电连接；所述探头的插入端插入探头插座后，所述红外感应模块、可见光通道传感器分别与探头的识别标签的红外感应区域、可见光通道扫描区域对应。采用本发明的技术方案，能自动识别探头类型，并对探头进行扫描参数的配置，以方便机器根据不同需要场景进行扫描。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种探头识别及参数配置装置及方法。
背景技术
超声内镜图像是由小探头超声通过驱动器带动旋转，形成一个360度的图像，以此获得扫描地方各层次的组织学特征及周围邻近脏器的超声图像，而不同场景的超声内镜需要有不同频率及不同扫描参数的超声扫描需求，因此需要根据机器的超声频率与之匹配相同频率和扫描参数的超声小探头。现阶段一台超声内镜机器只匹配一种频率及一种扫描参数的超声探头的情况已满足不了市场需求，而如何实现一台超声内镜机器通过一个接口可匹配多种频率及多种扫描参数的超声探头，根据插入探头自动识别探头类型并自动设置配置探头的超声频率参数，是本技术方案需要面对和解决的难关。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种探头识别及参数配置装置及方法，每次超声内镜机器插入不同类型探头时，能自动识别探头类型，并对超声探头进行扫描参数的配置，以方便机器根据不同需要场景进行超声扫描。
对此，本发明采用的技术方案为：
一种探头识别及参数配置装置，所述探头的插入端设有识别标签，所述识别标签上设有红外感应区域和可见光通道扫描区域，所述可见光通道扫描区域有颜色；与上位机连接的探头接口设有探头识别控制模块和探头插座，所述探头插座内设有光照模块、红外感应模块、可见光通道传感器，所述光照模块、红外感应模块、可见光通道传感器与探头识别控制模块电连接；所述探头的插入端插入探头插座后，所述红外感应模块、可见光通道传感器分别与探头的识别标签的红外感应区域、可见光通道扫描区域对应。进一步的，所述光照模块为LED灯。
采用本发明的技术方案，当插入不同类型探头时，根据不同超声类型的探头贴着对应特定的识别标签，可见光通道传感器读取识别标签上具体区域的颜色数据；红外感应模块对识别标签上特定区域进行扫描识别。探头识别控制模块会分析可见光通道传感器数据和红外感应模块数据，判断探头的类型，并将探头类型上报上位机的应用程序，实现了探头类型的自动识别；通过一个探头接头可以连接多个探头，节省了空间和成本。
作为本发明的进一步改进，所述探头插座内设有探头触碰开关，所述探头触碰开关与探头识别控制模块电连接。
作为本发明的进一步改进，所述探头的插入端设有探头参数控制模块，所述探头接口设有继电器，所述上位机、探头识别控制模块分别与继电器电连接；所述探头插入探头插座后，所述探头识别控制模块与探头参数控制模块电连接，所述继电器与探头电连接。
作为本发明的进一步改进，所述可见光通道传感器为8路可见光通道传感器，所述可见光通道扫描区域的颜色与8路可见光通道传感器对应的颜色参数相匹配。采用此技术方案，8路可见光通道传感器可识别8种颜色，红外感应模块可识别2种类型，即可识别探头类型8*2=16种超声探头类型，也就是只通过一个探头接头就可以对应16种类型的超声探头，节省了空间，也节省了成本。
进一步的，所述红外感应区域和可见光通道扫描区域并排设置。
作为本发明的进一步改进，所述探头接口通过UART串口模块与上位机连接；所述探头识别控制模块与红外感应模块、可见光通道传感器之间采用IIC通信。
作为本发明的进一步改进，所示探头为超声探头。
本发明还公开了一种探头识别及参数配置方法，其采用如上所述的探头识别及参数配置装置对待插入的探头进行识别，包括如下步骤：
探头插入探头插座后，探头触碰开关被触发，反馈给探头识别控制模块，所述探头识别控制模块控制开启光照模块，对探头上的识别标签进行照明；所述红外感应模块对识别标签的红外感应区域进行感应识别，所述可见光通道传感器对识别标签的可见光通道扫描区域进行扫描感应，所述红外感应模块将感应识别的结果、所述可见光通道传感器将感应的结果反馈给探头识别控制模块，所述探头识别控制模块根据预设的探头类型与信号对照表，区分超声探头类型，反馈给上位机。
作为本发明的进一步改进，所述上位机根据探头类型将所需要的超声扫描参数通过UART通信形式下发给探头识别控制模块，所述探头识别控制模块与插入的超声探头上探头参数控制模块进行通讯，进行参数配置；
参数配置完成后，所述探头识别控制模块打开相对应的继电器通道（频率通道）；
探头参数控制模块根据以配置的参数进行扫描，将图像数据直接输出到对应的继电器通道上；上位机获取继电器通道上的图像数据进行图像显示。
作为本发明的进一步改进，每次触发，所述红外感应模块、可见光通道传感器以设定周期进行至少五次以上的循环检测，所述探头参数控制模块对五次以上的识别数据进行比较分析、过滤后区分出探头类型。
作为本发明的进一步改进，各感应模块以100MS为周期进行10次循环检测；
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
第一，采用本发明的技术方案，每次插入不同类型探头时，能自动识别探头类型，并对探头进行扫描参数的配置，以方便机器根据不同需要场景进行扫描。
第二，采用本发明的技术方案，通过利用多路可见光通道传感器和红外感应模块对超声探头上的特定标签纸进行识别，就可以获取相应的超声探头类型，识别类型效果可多达十多种；而且识别过程中传感器与探头是存在距离并且无接触性的，减少了因为长期摩擦引起的老化问题，并且识别准确率高又不容易损坏。探头类型识别后，再进行对应的参数配置更改，实现了一台超声内镜机器可匹配多种频率多种类型的超声探头的效果，对于用户来说功能性更加强大、需求操作上更加简单、更节省资源成本。
附图说明
图1是本发明实施例的一种探头识别及参数配置装置的结构示意图。
图2是本发明实施例的一种探头识别及参数配置装置各模块的逻辑流程图。
附图标记包括：
1-超声探头的插入端，2-探头接口，3-上位机；
11-识别标签，12-红外感应区域，13-可见光通道扫描区域；14-探头参数控制模块；
21-探头识别控制模块，22-探头插座，23-探头触碰开关，24-LED灯，25-红外感应模块，26-可见光通道传感器。
具体实施方式
下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1所示，一种超声探头识别及参数配置装置，所述超声探头的插入端1设有识别标签11，所述识别标签11上设有红外感应区域12和可见光通道扫描区域13，所述可见光通道扫描区域13有颜色；与上位机3连接的超声探头接口2设有探头识别控制模块21和探头插座22，所述探头插座22内设有探头触碰开关23、LED灯25、红外感应模块25、可见光通道传感器26，所述探头触碰开关23、LED灯25、红外感应模块25、可见光通道传感器26与探头识别控制模块21电连接；所述探头的插入端插入探头插座22后，所述红外感应模块25、可见光通道传感器26分别与探头的识别标签11的红外感应区域12、可见光通道扫描区域13对应。进一步的，所述红外感应区域12和可见光通道扫描区域13并排设置。
所述超声探头的插入端1设有探头参数控制模块14，所述超声探头接口2设有继电器，所述上位机3、探头识别控制模块21分别与继电器电连接；所述超声探头插入探头插座22后，所述探头识别控制模块21与探头参数控制模块14电连接，所述继电器与探头电连接。所述探头接口2通过UART串口模块与上位机3连接；所述探头识别控制模块21与红外感应模块25、可见光通道传感器26之间采用IIC通信。
其中，所述可见光通道传感器为8路可见光通道传感器，所述可见光通道扫描区域的颜色与8路可见光通道传感器对应的颜色参数相匹配。进一步的，所述可见光通道传感器为AS7341传感器。LED灯会被控制点亮用于照明，帮助保障可见光通道传感器和红外感应模块的识别准确性。
起初，由上位机（应用程序）开始运行对探头识别控制模块进行供电以及UART通信配置；探头识别控制模块上电后，进行初始化配置，然后对可见光通道传感器、红外感应模块、探头触碰开关、LED灯、继电器等模块的引脚初始化，开启各模块检测以及驱动功能。
探头触发识别探头类型的基本识别原理为利用AS7341传感器（8路可见光通道传感器）以及红外感应模块对探头上的识别标签上的特定区域进行扫描识别，8路可见光通道传感器可识别8种颜色，这8种颜色具体需要与AS7341传感器所规定颜色参数相匹配，红外感应模块可识别两种类型，即原理为对识别标签红外感应区域进行扫描，判断区域是否有红外光反射，有反射为一种类型，没有反射为另一种类型。由上两种模块分别可以识别8种类型以及2种类型，将两者相组合应用，即本方案识别类型可达8*2=16种类型。
如图2所示，当探头的插入端插入到探头插座内后，采用如下步骤进行探头类型的识别以及参数配置：
探头插入探头插座后探头触碰开关被触发，探头识别控制模块检测到后，打开LED灯对超声探头上的识别标签的各模块感应区域进行辅助感应的照明操作，然后探头识别控制模块通过IIC通信控制AS7341传感器（8路可见光通道传感器）对识别标签的特定区域进行识别读取，再控制红外感应模块对标签纸上特定区域进行扫描感应，为保证本方案准确性，每次触发识别操作，各感应模块以100MS为周期进行10次循环检测。
探头识别控制模块读取AS7341传感器（8路可见光通道传感器）以及红外感应模块10次识别的数据结果，进行比较分析以及过滤等软件操作，区分出超声探头类型；并将超声探头类型通过UART的通信形式上报至上位机应用程序。
上位机在接收到插入的探头具体类型后，根据探头的类型将所需要的超声扫描参数通过UART通信形式下发到探头识别控制模块，而后探头识别控制模块再进行对插入的超声探头上的探头参数控制模块进行参数配置。
探头识别控制模块在配置好参数后，打开相对应的继电器通道（频率通道）。超声探头以配置的参数进行超声扫描，后将超声图像数据直接输出到对应的继电器通道上；上位机应用程序获取继电器通道上的超声图像数据进行图像显示。
本实施例的技术方案，超声探头在插入电机驱动器后，LED灯会被控制点亮用于照明，帮助保障了8路可见光通道传感器和红外感应模块的识别准确性；在超声探头触发探头触碰开关后，探头识别控制模块会开启8路可见光通道传感器和红外感应模块进行探头识别并且读取识别数据，会用一秒时间进行连续共10次的识别操作，然后探头识别控制模块对10次的数据进行过滤以及校准分析，最后得出超声探头的类型，这步操作确保了读取识别超声探头类型的准确性。
采用本实施例的技术方案，每次超声内镜机器插入不同类型探头时，能自动识别探头类型，并对超声探头进行扫描参数的配置，以方便机器根据不同需要场景进行超声扫描。另外，探头识别控制模块与上位机的应用程序间采用全双工通信，保障了通信命令的完整以及实时性；继电器通道（频率通道）由上位机的应用程序下发命令控制，保证了对应频率数据的准确性以及一致性。探头识别控制模块与8路可见光通道传感器模块之间采用IIC通信，具备安全性高、速度快、拓展性强等通信特点。整个装置只需要一个探头接口，就可以识别多个类型的探头，并进行参数配置，降低了成本，使用更加方便。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种探头识别及参数配置装置，其特征在于：所述探头的插入端设有识别标签，所述识别标签上设有红外感应区域和可见光通道扫描区域，所述可见光通道扫描区域有颜色；与上位机连接的探头接口设有探头识别控制模块和探头插座，所述探头插座内设有光照模块、红外感应模块、可见光通道传感器，所述光照模块、红外感应模块、可见光通道传感器与探头识别控制模块电连接；所述探头的插入端插入探头插座后，所述红外感应模块、可见光通道传感器分别与探头的识别标签的红外感应区域、可见光通道扫描区域对应；当插入不同类型探头时，根据不同超声类型的探头贴着对应特定的识别标签，可见光通道传感器读取识别标签上具体区域的颜色数据，红外感应模块对识别标签上特定区域进行扫描识别，所述探头识别控制模块分析可见光通道传感器数据和红外感应模块数据，判断探头的类型。
2.根据权利要求1所述的探头识别及参数配置装置，其特征在于：所述探头插座内设有探头触碰开关，所述探头触碰开关与探头识别控制模块电连接。
3.根据权利要求2所述的探头识别及参数配置装置，其特征在于：所述探头的插入端设有探头参数控制模块，所述探头接口设有继电器，所述上位机、探头识别控制模块分别与继电器电连接；所述探头插入探头插座后，所述探头识别控制模块与探头参数控制模块电连接，所述继电器与探头电连接。
4.根据权利要求3所述的探头识别及参数配置装置，其特征在于：所述可见光通道传感器为8路可见光通道传感器，所述可见光通道扫描区域的颜色与8路可见光通道传感器对应的颜色参数相匹配。
5.根据权利要求3所述的探头识别及参数配置装置，其特征在于：所述探头接口通过UART串口模块与上位机连接；所述探头识别控制模块与红外感应模块、可见光通道传感器之间采用IIC通信。
6.探头识别及参数配置方法，其特征在于：其采用如权利要求3所述的探头识别及参数配置装置对待插入的探头进行识别，包括如下步骤：
探头插入探头插座后，探头触碰开关被触发，反馈给探头识别控制模块，所述探头识别控制模块控制开启光照模块，对探头上的识别标签进行照明；所述红外感应模块对识别标签的红外感应区域进行感应识别，所述可见光通道传感器对识别标签的可见光通道扫描区域进行扫描感应，所述红外感应模块将感应识别的结果、所述可见光通道传感器将感应的结果反馈给探头识别控制模块，所述探头识别控制模块根据预设的探头类型与信号对照表，区分超声探头类型，反馈给上位机。
7.根据权利要求6所述的探头识别及参数配置方法，其特征在于：所述上位机根据探头类型将所需要的超声扫描参数发给探头识别控制模块，所述探头识别控制模块与插入的超声探头上探头参数控制模块进行通讯，进行参数配置；
参数配置完成后，所述探头识别控制模块打开相对应的继电器通道；
探头参数控制模块根据以配置的参数进行扫描，将图像数据直接输出到对应的继电器通道上；上位机获取继电器通道上的图像数据进行图像显示。
8.根据权利要求6所述的探头识别及参数配置方法，其特征在于：每次触发，所述红外感应模块、可见光通道传感器以设定周期进行至少五次以上的循环检测，所述探头参数控制模块对五次以上的识别数据进行比较分析、过滤后区分出探头类型。
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