CN115599026B - 一种乳腺癌体外医疗检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于，由应用层、逻辑层、功能层和硬件层有机构成，所述硬件层包含硬件资源驱动程序，并提供客户交互接口和功能层交互接口；所述功能层包含具体功能函数，其通过交互接口调用硬件层的驱动程序实现硬件功能；所述逻辑层包含系统的业务流程逻辑，实现应用层和功能层的数据交互；所述应用层通过与逻辑层的交互接口对业务逻辑进行整合，并根据不同的检测数据参数调用相应的逻辑程序；其中，应用层包括控制模块和计算模块，计算模块提供数据支持，控制模块执行控制命令；且所述计算模块对检测数据动态保存和匹配，并通过通讯装置与客户进行数据交互。

Description

一种乳腺癌体外医疗检测系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种乳腺癌体外医疗检测系统。

背景技术

随着体外医疗检测装置的需求扩大，对检测装置的集成化要去也越来越高。现有乳腺癌检测设备有零散的多种设备组成，不能做到集成，体积庞大；各种设备需要手动控制，不能精细化操作，操作复杂，需要专业人员参与，没有安全保障，采集的数据也不够稳定，根据操作人员的不同会造成成像和诊断的差别；各部件独立供电，导致每种设备都需要独立进行医疗安规认证，成本高昂，技术实现困难；系统获取的图像在内的病例信息，必须由专业进行诊断，不适用于大量人群的筛查， 无法提供标准化的诊断报告和依据。本项目主要以女生乳腺癌检测，通过气囊与乳房的接触面的压力，并与视觉识别相结合的方式，来判断患者是否有乳腺癌。

发明内容

本发明目的是：提供一种乳腺癌体外医疗检测系统，以解决现有技术中控制自动化低、设备分散、独立供电、检测不精准等问题。

本发明的技术方案是：一种乳腺癌体外医疗检测系统，由应用层、逻辑层、功能层和硬件层有机构成，所述硬件层包含硬件资源驱动程序，并提供客户交互接口和功能层交互接口；所述功能层包含具体功能函数，其通过交互接口调用硬件层的驱动程序实现硬件功能；所述逻辑层包含系统的业务流程逻辑，实现应用层和功能层的数据交互；所述应用层通过与逻辑层的交互接口对业务逻辑进行整合，并根据不同的检测数据参数调用相应的逻辑程序；

其中，应用层包括主控单元，所述主控单元包括控制模块和计算模块，计算模块提供数据支持，控制模块执行控制命令；且所述计算模块对检测数据动态保存和匹配，并通过通讯装置与客户进行数据交互。

优选的，所述控制模块与电源模块连接，所述电源模块设置为独立双路电源和分离式电源。

优选的，所述电源模块、控制模块和计算模块均为分离式设计。

优选的，其运行步骤为：S1：系统进行初始化并做状态检测；S2:制动系统对状态锁定，并通过硬件层驱动程序调用外部设备进行体外信息数据采集；S3：计算单元根据采集数据进行本地边缘计算及分析；S4:对分析结构进行图像展示和存储。

优选的，所述状态检测至少为两次，其中，初始化后进行状态检测，执行控制后再次进行状态检测。

优选的，所述外部设备包括：

气囊装置，用于贴合并对人体乳房产生压力；

气罐装置，用于对气囊装置加压和减压，其包括压力罐和真空罐；

罐阀装置，用于对气囊的加压和减压的阀门进行控制；

C形臂，用于采集造影图像；

ADC采集装置，用于获取气囊装置、气罐装置的压力数据；C形臂的位置数据；

灯光装置，用于控制照明灯光及蓝光，照亮人体乳房及医疗成像；

通讯装置，用于将ADC采集的数据、图像数据传输至主控单元，并接收主控单元的控制数据。

优选的，所述医疗检测装置上还设置有看门狗，所述看门狗在每个周期内的执行事件至少成功执行一次。

优选的，所述气囊装置、气罐装置、罐阀装置、C形臂、ADC采集装置、灯光装置、通讯装置、看门狗均与主控单元连接。

优选的，所述步骤S2还包括,S201:外部设备系统初始化；S202：定时任务；S203：压力、真空罐状态检测；S204：阀门控制；S205：快速设置控制；S206：快速脉冲设置控制；S207：外部端口控制；S208：PC指令检测处理。

优选的，所述步骤S3还包括,S301:计算C臂位置；S302：缓存气囊压力值；S303：计数器自增；S304：计算缓存区中的平均值、最大值、最小值；S305：计算湍流值；S306：看门狗标记位置。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）通过模块化集成设计，将传统的计算模块、控制模块、电源模块等集成设置，相较于传统的不同的外部设备多个控制单元的设计，增加了统一和协调性，更利于控制的稳定性；

（2）通过多个传感器反馈信息，实时的确定设备的状态，相较于传统的设备自动化程度更高，且控制更加精准；

（3）通过独立双路电源和分离式电源的设置，可将所有的检测装置由控制模块统一控制供电，只需要控制器通过医疗的电源认证，外围的设备都不存在电源风险，极大地节省了医疗设备认证程序及客户成本；

（4）相较于传统的检测方式，本检测系统自动化程度更高，其气囊压力，灯光、C臂等在检测过程中，始终处于动态的调整状态，以保持最佳的图像显影，以及最佳的图像采集位置和清晰显影图像采集，使得操作人员简单的点一下鼠标就可以完成整个体外检测的全部流程，并且可以提前内置各种病例图像，然后根据实时采集到的数据进行对比分析，边缘计算，实现无专业医生存在就可以进行的疾病初筛；

（5）通过气囊与乳房的接触面的压力，并通过蓝光对血管和组织进行显影，及视觉系统对显影进行图像采集，通过对图形的处理和判断，进而判断是否有患病风险；

（6）气囊压力是根据ADC采集值的计算，通过阀门控制而控制压力罐和真空罐不断的进行动态调整，以保持与人体接触的压力的稳定（因在检测中，人体无法完全保持静止不动），相较于传统的气囊固定压力，极大的提高检测时人的舒适度，同时压力的精准控制和实时的适应性调整也有利于图像显影，增加检测的准确性；

（7）通过C臂位置计算和湍流值计算，不断的对C臂位置和内部的湍流水平进行动态调整，以完整和清楚的对图像显影进行采集，增加检测的准确度。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述医疗检测系统的基本构架图；

图2为本发明所述医疗检测系统构成图；

图3为本发明所述医疗检测系统运行逻辑图；

图4为本发明所述外部设备连接结构示意图；

图5为本发明所述外部设备运行逻辑图；

图6为本发明定时执行任务、看门狗标志判断流程图；

图7为本发明气囊压力计算执行流程图；

图8为本发明C臂位置与湍流值计算执行流程图；

图9为本发明状态灯控制执行流程图；

图10为本发明压力、真空罐状态检测执行流程图；

图11为本发明阀门控制执行流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1-11所示，一种乳腺癌体外医疗检测系统和检测装置，其特征在于由应用层、逻辑层、功能层和硬件层有机构成，所述硬件层包含硬件资源驱动程序，并提供客户交互接口和功能层交互接口；所述功能层包含具体功能函数，其通过交互接口调用硬件层的驱动程序实现硬件功能；所述逻辑层包含系统的业务流程逻辑，实现应用层和功能层的数据交互；所述应用层通过与逻辑层的交互接口对业务逻辑进行整合，并根据不同的检测数据参数调用相应的逻辑程序；其中，应用层包括控制模块和计算模块，计算模块提供数据支持，控制模块执行控制命令；且所述计算模块对检测数据动态保存和匹配，并通过通讯装置与客户进行数据交互。除此之外，该系统提供数据预测功能，对采集的数据进行分析，来预测设备是否发生故障，从而启用自动报警机制。

所述控制模块与电源模块连接，所述电源模块设置为独立双路电源和分离式电源。所述电源模块、控制模块和计算模块均为分离式设计。

系统总体逻辑：系统在施加AC电源输入后，整个系统会优先进入初始化（硬件初始化，应用初始化），然后业务软件会根据外部的人为输入指令或者PC软件自身的控制指令，首先进行状态检测（检测信息由传感器获取的信息进行数据计算得到）；然后根据状态信息调整外部设备的空间状态；随即根据提前设定好的时间间隔再次进行状态检测，根据结果判断是否达到了指令要求的状态，如果没有达到指令要求，则循环当前步骤；当检测到系统状态信息符合指令需求，启动制动系统对状态进行锁定；系统运动状态锁定后，程序调用CCD相机等外部设备，将打了蓝光后会拍出血管和组织状态进行图像采集；计算单元根据采集的图像数据进行本地的边缘计算，进行比对分析，对其进行分析处理；然后对分析处理结果进行展示，展示是通过显示屏或纸质打印的方式；如果展示结果未能完全满足目的，重新进行指令的输入，循环进行；最终对检测结果进行本地的存储以及依靠网络进行云端的备份，以便进行大数据的分析与结果的完整呈现。

本实施例中：状态检测包括C臂的位置状态检测，压力罐、真空罐、气囊的压力状态检测等；

外部设备包括：气囊装置，用于贴合并对人体乳房产生压力，便于图形的采集；气罐装置，包括用于对气囊装置加压的压力罐和减压的真空罐，其气体产生是有气泵完成；其增压、加压通过罐阀装置的开关控制，罐阀装置包括压力罐阀、真空罐阀，气泵罐阀；C形臂，用于采集造影图像；ADC采集装置，用于获取气囊装置、气罐装置的压力数据，C形臂的位置数据，其可通过压力传感器、高度传感器等的感应数据的计算进行判断；灯光装置，用于控制照明灯光，蓝光用于医疗成像；通讯装置，用于将ADC采集的数据、图像数据传输至主控单元，并接收主控单元的控制数据。医疗检测装置上还设置有看门狗，所述看门狗在每个周期内的执行事件至少成功执行一次。所述气囊装置、气罐装置、罐阀装置、C形臂、ADC采集装置、灯光装置、通讯装置、看门狗均与主控单元连接。

本实施例中，看门狗具体执行事件，其执行周期为1.4s，且要求每个看门狗周期内所有执行事件必须至少成功一次，才符合喂狗条件。其具体的执行事件包括S201:外部设备系统初始化；S202:定时任务；S203:压力罐真空罐状态检测，用于判断压力罐与真空罐是否已达到控制极限位置，对设备进行保护控制；S204:阀门控制（如图11所示），根据压力罐与真空罐极限状态对压力罐、真空罐、气泵三个电磁阀门的开关进行控制；S205:快速设置控制，根据PC控制指令快速完成将气囊压力控制在设定的压力范围，并在设置期间进行气囊压力的安全性检测；S206:快速脉冲设置控制，气囊压力快速设置的基础之上增加3次压力状态保持控制；S207:外部端口控制，外部端口控制主要用于软制动控制、蓝灯控制、灯光控制、风扇控制、电源控制等。灯光与风扇控制上电默认使能其它均有PC指令控制；PC指令检测与处理，按照指令命令完成动作的执行与执行结束反馈。

其中,定时任务包括气囊压力计算（如图7所示），获取ADC采集值，并计算出气囊压力值，气囊压力时根据采集及计算的数据，不断的进行动态调整，以始终保持固定的压力状态；

C臂位置与湍流值计算（如图8所示）, 湍流值计算为连续32个数据周期，即连续采集32个数据进行分析，具体包括： S301:计算C臂位置；S302：缓存气囊压力值；S303：计数器自增；S304：计算缓存区中的平均值、最大值、最小值；S305：计算湍流值；S306：看门狗标记位置；

状态灯控制（如图9所示），用于指示系统状态。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：由应用层、逻辑层、功能层和硬件层有机构成，所述硬件层包含硬件资源驱动程序，并提供客户交互接口和功能层交互接口；所述功能层包含具体功能函数，其通过交互接口调用硬件层的驱动程序实现硬件功能；所述逻辑层包含系统的业务流程逻辑，实现应用层和功能层的数据交互；所述应用层通过与逻辑层的交互接口对业务逻辑进行整合，并根据不同的检测数据参数调用相应的逻辑程序；

其中，应用层包括主控单元，所述主控单元包括控制模块和计算模块，计算模块提供数据支持，控制模块执行控制命令，且所述计算模块对检测数据动态保存和匹配，并通过通讯装置与客户进行数据交互；

其运行步骤为：

S1：系统进行初始化并做状态检测；

S2：制动系统对状态锁定，并通过硬件层驱动程序调用外部设备进行体外信息数据采集；

S3：计算单元根据采集数据进行本地边缘计算及分析；

S4：对分析结构进行图像展示和存储；

所述外部设备包括：

气囊装置，用于贴合并对人体乳房产生压力，气囊压力是根据ADC采集值的计算，通过阀门控制而控制压力罐和真空罐不断的进行动态调整，以保持与人体接触的压力的稳定；

气罐装置，用于对气囊装置加压和减压，其包括压力罐和真空罐；

罐阀装置，用于对气囊的加压和减压的阀门进行控制；

C形臂，用于采集造影图像；

ADC采集装置，用于获取气囊装置、气罐装置的压力数据；C形臂的位置数据；

灯光装置，用于控制照明灯光及蓝光，照亮人体乳房及医疗成像；

通讯装置，用于将ADC采集的数据、图像数据传输至主控单元，并接收主控单元的控制数据。

2.根据权利要求1所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述控制模块与电源模块连接，所述电源模块设置为独立双路电源和分离式电源。

3.根据权利要求2所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述电源模块、控制模块和计算模块均为分离式设计。

4.根据权利要求1所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述状态检测至少为两次，其中，初始化后进行状态检测，执行控制后再次进行状态检测。

5.根据权利要求4所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述医疗检测系统上还设置有看门狗，所述看门狗在每个周期内的执行事件至少成功执行一次。

6.根据权利要求5所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述气囊装置、气罐装置、罐阀装置、C形臂、ADC采集装置、灯光装置、通讯装置、看门狗均与主控单元连接。

7.根据权利要求6所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述步骤S2还包括,

S201：外部设备系统初始化；

S202：定时任务；

S203：压力、真空罐状态检测；

S204：阀门控制；

S205：快速设置控制；

S206：快速脉冲设置控制；

S207：外部端口控制；

S208：PC指令检测处理。

8.根据权利要求7所述的一种乳腺癌体外医疗检测系统，其特征在于：所述步骤S3还包括,

S301：计算C臂位置；

S302：缓存气囊压力值；

S303：计数器自增；

S304：计算缓存区中的平均值、最大值、最小值；

S305：计算湍流值；

S306：看门狗标记位置。

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