CN202211705U

CN202211705U - 一种医学超声三维成像数据采集装置

Info

Publication number: CN202211705U
Application number: CN2011201767188U
Authority: CN
Inventors: 黄庆华; 杨钊
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-05-30

Abstract

本实用新型公开了一种医学超声三维成像数据采集装置，包括计算机、超声探头，超声探头上设置有定位装置，定位装置包括信号连接的加速度计、单片机、蓝牙模块，所述蓝牙模块与计算机内部的蓝牙模块信号连接。定位装置内的单片机通过加速度计采集超声探头的加速度和运动方向信息，并将加速度信息传给蓝牙模块，最后蓝牙模块将此加速度信息无线传给计算机，计算机通过获得的实时加速度值和方向来估算超声探头的位置，使得在二维图像的基础上实现三维图像重构；本实用新型大大简化了三维超声成像系统，克服了传统Free-hand三维成像系统附件多、复杂度高带来的不方便性。使得定位系统抗干扰能力强，价格低廉。

Description

一种医学超声三维成像数据采集装置

技术领域

本发明涉及医学超声三维成像数据采集技术，尤其涉及一种医学超声三维成像数据采集装置。

背景技术

目前，医学三维超声成像中，数据采集的常用方法有：机械定位方式、二维面阵探头、可随意移动超声探头(Free-Hand)。其中，机械定位系统往往比较庞大复杂且对探查部位有一定的限制；二维面阵探头由于为二维面阵的阵元数量大，每阵元都要配置相应的通道，因此无论从技术的复杂性，还是系统的代价来说，都还有许多问题需要研究解决。Free-hand系统有声传感器系统、多关节机械臂和电磁式的定位系统。其中基于6个自由度的电磁式位置传感器定位系统是近几年来成功开发的Free-hand系统。电磁式位置传感器由发射器、接收器及相应的电子装置构成。电磁式定位系统的缺点是对噪声和误差比较敏感。电磁干扰(如CRT监视器等)、使用环境中的铁磁材料都可以使测量的磁场发生畸变而引起定位误差。同时，电磁式位置传感器需要一个电磁场发射器，以及一条数据线将定位数据传输至计算机，这些辅助器材增加了系统的复杂度，降低了实际操作的便捷性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种医学超声三维成像数据采集装置，克服现有的医学三维超声数据采集装置体积大、复杂度高、使用不方便、造价高和干扰误差大的不足。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种医学超声三维成像数据采集装置，包括计算机、超声探头，超声探头上设置有定位装置，所述定位装置包括依次连接的加速度计、单片机、蓝牙模块，所述蓝牙模块与计算机的蓝牙适配器信号连接。所述定位装置与超声探头活动连接。

定位装置内的单片机通过加速度计采集超声探头的加速度和运动方向信息，并将加速度信息传给蓝牙模块，蓝牙模块将此加速度信息无线传给计算机，计算机通过获得的实时加速度值和方向来估算超声探头的位置，使得在二维图像的基础上实现三维图像重构。

上述医学超声三维成像数据采集装置的采集方法，超声探头的位置的估算方法包括下述步骤：

1)将超声探头静止于扫描的起始位置，这时加速度信息为0；

2)使用者移动超声探头1开始扫描，这时加速度信息发生变化，并且通过蓝牙模块将实时数据无线传输至计算机；设探头移动的起始时刻为t0；

3)在三维方向上计算超声探头1的相对位移，采用对加速度信号a(t)做两次积分实现，如下：

4)根据上述公式计算三维空间中探头的相对位移量d(x，y，z)，这一位移量就是t1时刻超声探头相对于t0时刻的探头起始位置的三维方向上的位移；

5)根据d(x，y，z)估计出t1时刻采集到的超声图像相对于t0时刻的超声图像的相对位移，进而实现对所有的超声图像进行三维重建。

本实用新型技术手段简便易行，大大简化了现有三维超声成像系统，克服了传统Free-hand三维成像系统附件多、复杂度高带来的不方便性。本实用新型抗干扰能力强，价格低廉，并可实现与计算机无线连接。

附图说明

图1为本实用新型医学超声三维成像数据采集装置的结构示意图。

图2是图1定位装置内部方框图。

图3为本实用新型医学超声三维成像数据采集装置，进行三维超声时的示意图。

图4是图1定位装置电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例

如图1、图2所示，本实用新型医学超声三维成像数据采集装置，包括计算机、超声探头1，超声探头1上设置有定位装置2，所述定位装置2包括依次连接的加速度计、单片机、蓝牙模块，所述蓝牙模块与计算机的蓝牙适配器4信号连接。所述定位装置与超声探头活动连接。

如图3所示，医学超声三维成像数据采集装置的采集方法，具体为：定位装置2内的单片机通过加速度计采集超声探头的加速度和运动方向信息，并将加速度信息传给蓝牙模块，蓝牙模块将此加速度信息无线传给计算机，计算机通过获得的实时加速度值和方向来估算超声探头的位置，使得在二维图像的基础上实现三维图像重构。超声探头的位置的估算方法包括下述步骤：

1)将超声探头1静止于扫描的起始位置，这时加速度信息为0；

3)在三维方向上计算超声探头1的相对位移，采用对加速度信号a(t) 做两次积分实现，如下：

图4是定位装置的原理图。芯片U1是单片机PIC16F877A，芯片U2是蓝牙模块ADS-BM4A，芯片U3是3D加速度计ADXL330，芯片U4是电源芯片SPX5205。3D加速度计获得加速度信号，此加速度信号由单片机U1采集并传给蓝牙芯片U5。蓝牙芯片将此加速度信息传给B超计算机。J2接3.7V的锂电池，其中D3是电源指示灯，芯片U4将电源的3.7V转化为3.0V为整个系统供电。

如上所述便可较好地实现本实用新型。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种医学超声三维成像数据采集装置，包括计算机、超声探头，其特征在于，超声探头上设置有定位装置，所述定位装置包括依次连接的加速度计、单片机、蓝牙模块，所述蓝牙模块与计算机的蓝牙适配器信号连接。

2.根据权利要求1所述的医学超声三维成像数据采集装置，其特征在于，所述定位装置与超声探头活动连接。