CN204121071U - 影像引导型弹性检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种影像引导型弹性检测系统，属于医疗器械领域，所述影像引导型弹性检测系统包括医学影像检测设备、弹性检测设备、以及位置和方向匹配装置，其中，所述医学影像检测设备上安装有用于获取待检测的位置或区域的空间位置信息的第一空间定位装置，所述弹性检测设备包括弹性检测探头，所述弹性检测设备上安装有用于获取所述弹性检测探头的空间位置信息的第二空间定位装置，所述第一空间定位装置和第二空间定位装置通过有线或者无线的方式与所述位置和方向匹配装置通讯连接。与现有技术相比，本实用新型的影像引导型弹性检测系统能够保证检测结果的准确性和可靠性。

Description

影像引导型弹性检测系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是指一种影像引导型弹性检测系统。

背景技术

生物组织的弹性与病灶的生物学特性紧密相关，对于疾病的诊断过程具有重要的参考价值。然而，包括X射线成像、超声成像、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)等在内的传统医学成像模态都不能直接提供弹性这一组织的基本力学属性的信息。近年来，弹性成像(Elastography)技术得到了迅速的发展，该技术能够获得组织内部的弹性分布的定量信息，弥补了传统医学成像模态的不足，具有非常重要的临床价值和广阔的应用前景。

弹性成像技术是一种定量检测组织弹性模量的技术。其基本原理是对组织施加一个内部(包括自身的)或外部的动态/静态/准静态的激励，在弹性力学、生物力学等物理规律作用下，组织将产生一个响应。由于不同组织(包括正常和病理组织)的弹性系数(应力/应变)不同，在受到外力压迫后其应变大小也不同。将受压前后回波信号移动幅度的变化转化为图像，以通过图像的色彩直观显示组织的弹性大小，从而定位病变。该技术可以提供组织弹性的定量数值。

组织弹性成像可有效鉴别实质性肿瘤的良恶性，对于恶性病变诊断具有较高的特异性和敏感性。目前的研究已表明，该技术在深静脉血栓、乳腺良性病变、乳腺小肿块性质、前列腺癌、恶性肿瘤、甲状腺癌及肝纤维化等的定性和定量诊断上具有独特优势。

弹性成像技术是一种新的成像模式，它反映了生物组织的弹性信息。但是，该技术只是传统医学成像模态的一种有益补充，单纯应用弹性成像技术对病理组织的鉴别诊断与传统医学成像差异并无统计学意义。并且，单独使用该技术无法知道检测部位的组织结构信息，尤其是组织二维结构信息，从而导致在进行弹性检测时，如果检测位置处含有大血管、囊肿或腹水等影响弹性检测结果准确性的因素时，将产生检测误差；而且，对于一个特定的检测位置，如果检测者抓握探头的方向不对，也会造成检测误差；此外，对于弹性检测结果异常的情况，因为弹性成像技术无法显示内部结构信息，检查者也无法评估内部是否有组织结构病变；故，单纯的弹性成像技术不能保证检测结果的准确性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型提供一种影像引导型弹性检测系统，实现了基于影像引导的超声弹性检测，能够保证检测结果的准确性和可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种影像引导型弹性检测系统，包括医学影像检测设备、弹性检测设备、以及位置和方向匹配装置，其中，所述医学影像检测设备上安装有用于获取待检测的位置或区域的空间位置信息的第一空间定位装置，所述弹性检测设备包括弹性检测探头，所述弹性检测设备上安装有用于获取所述弹性检测探头的空间位置信息的第二空间定位装置，所述第一空间定位装置和第二空间定位装置通过有线或者无线的方式与所述位置和方向匹配装置通讯连接。

进一步的，所述弹性检测探头连接有第一机械臂，所述位置和方向匹配装置的信号输出端连接所述第一机械臂。

进一步的，所述医学影像检测设备包括B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一种或多种。

进一步的，所述第一空间定位装置和第二空间定位装置包括手工标记定位装置、机械定位装置、空间磁场定位装置、超声波定位装置、计算机视觉定位装置、光跟踪定位装置、图像分析定位装置、三角定位装置、磁场压力感应定位装置中的一种或多种，所述空间磁场定位装置包括发射/接收控制单元、与所述发射/接收控制单元连接的磁场发射线圈和磁传感器探头，所述发射/接收控制单元还连接所述位置和方向匹配装置。

进一步的，所述第一空间定位装置的磁传感器探头连接有第二机械臂，所述位置和方向匹配装置的信号输出端还连接所述第二机械臂；所述第二空间定位装置包括所述空间磁场定位装置，所述空间磁场定位装置的磁传感器探头与所述弹性检测探头为一体结构。

进一步的，所述位置和方向匹配装置包括位置匹配单元和方向匹配单元，所述位置和方向匹配装置由带通讯接口的DSP、微控制器或计算机组成，所述通讯接口包括有线通讯和无线通信接口。

本实用新型具有以下有益效果：

与现有技术相比，本实用新型的影像引导型弹性检测系统中，医学影像检测设备对组织结构进行检测，然后根据组织结构信息评估组织内部情况，从而选择合适的位置进行弹性检测，能够避开含有大血管、囊肿或腹水等影响弹性检测结果准确性位置，避免检测位置不对而引起的检测误差；同时，对于一个特定的检测位置，系统会给检测者提供一个合适的检测方向，以免检测者抓握探头的方向不对而引起的检测误差；此外，对于弹性检测结果异常的情况，因为本实用新型的影像引导型弹性检测系统能够显示内部结构信息，检查者也可以评估内部是否有组织结构病变，使检测结果更加可靠；故，本实用新型的影像引导型弹性检测系统能够保证检测结果的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的影像引导型弹性检测系统的原理图；

图2为本实用新型的影像引导型弹性检测系统的第一种改进的原理图；

图3为本实用新型中的空间磁场定位装置的原理图；

图4为本实用新型的影像引导型弹性检测系统的另一种改进的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种影像引导型弹性检测系统，如图1所示，包括医学影像检测设备1、弹性检测设备2、以及位置和方向匹配装置6，其中，医学影像检测设备1上安装有用于获取待检测的位置或区域的空间位置信息的第一空间定位装置4，弹性检测设备2包括弹性检测探头3，弹性检测设备2上安装有用于获取弹性检测探头3的空间位置信息的第二空间定位装置5，第一空间定位装置4和第二空间定位装置5通过有线或者无线的方式与位置和方向匹配装置6通讯连接。

工作时，先使用医学影像检测设备1生成组织结构信息影像，以显示组织的结构信息；然后，使用者根据该组织结构信息影像选择合适的弹性检测位置，即待检测的位置或区域；再通过第一空间定位装置4获取待检测的位置或区域的空间位置信息，并将其发送至位置和方向匹配装置6；接下来，通过第二空间定位装置5获取弹性检测探头3的空间位置信息，并将其发送至位置和方向匹配装置6；再然后，将弹性检测探头3移动到待检测的位置或区域处，使待检测的位置或区域的空间位置信息与弹性检测探头3的空间位置信息一致；最后，通过弹性检测设备对待检测的位置或区域进行弹性检测。

与现有技术相比，本实用新型的影像引导型弹性检测系统中，医学影像检测设备对组织结构进行检测，然后根据组织结构信息评估组织内部情况，从而选择合适的位置进行弹性检测，能够避开含有大血管、囊肿或腹水等影响弹性检测结果准确性位置，避免检测位置不对而引起的检测误差；同时，对于一个特定的检测位置，系统会给检测者提供一个合适的检测方向，以免检测者抓握探头的方向不对而引起的检测误差；此外，对于弹性检测结果异常的情况，因为本实用新型的影像引导型弹性检测系统能够显示内部结构信息，检查者也可以评估内部是否有组织结构病变，使检测结果更加可靠；故，本实用新型的影像引导型弹性检测系统能够保证检测结果的准确性和可靠性。

作为本实用新型的一种改进，如图2所示，弹性检测探头3连接有第一机械臂7，位置和方向匹配装置6的信号输出端连接第一机械臂7。

移动弹性检测探头3时，可以通过使用者手动移动或者自动移动，自动移动时，弹性检测探头3连接有第一机械臂7，第一机械臂7的控制端与位置和方向匹配装置6的信号输出端连接，该连接是信号连接，可以是有线的方式，也可以是无线的方式；使用时，位置和方向匹配装置6将弹性检测探头3的空间位置信息和待检测的位置或区域的空间位置信息进行比对，若两者不一致，则位置和方向匹配装置6根据两者的差距计算移动路径，并且根据该移动路径控制第一机械臂7，使弹性检测探头3移动；这样能够更方便和精确地控制弹性检测探头3的移动，减少人为操作带来的误差。

上述医学影像检测设备1包括B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一种或多种。医学影像检测设备1可以包括能够显示二维或三维组织结构信息的B超、彩超、CT或者MRI等，也可以包括反应组织一维结构信息的A型超声或者反应组织一维结构动态信息的M型超声，也可以是上述不同方法的组合显示，本实用新型中的组织结构信息可以是反应组织内部结构的图像或者视频，也可以是一维信号。由于医学影像检测设备1的种类丰富，可以根据不同的临床条件选择不同的医学影像检测设备1，达到不同的检测效果；并且，上述各种医学影像检测设备1还可以组合使用，更进一步的提高检测结果的准确性和可靠性。

上述第一空间定位装置4和第二空间定位装置5包括手工标记定位装置、机械定位装置、空间磁场定位装置、超声波定位装置、计算机视觉定位装置、光跟踪定位装置、图像分析定位装置、三角定位装置、磁场压力感应定位装置中的一种或多种，空间磁场定位装置包括发射/接收控制单元21、与发射/接收控制单元21连接的磁场发射线圈22和磁传感器探头23，发射/接收控制单元21还连接位置和方向匹配装置6，如图3所示。

发射/接收控制单元21接收微机指令，产生磁场发射线圈22所需的载波，经磁场发射线圈22接收后，由磁场发射线圈22发射磁场。磁传感器探头23感应交变磁场，经发射/接收控制单元21量化成数字信号，传送给微机，微机处理后得到空间位置信息。微机处理磁场信号计算空间位置，可采用本领域技术人员所公知的方法，如基于Biot-Savart定律的椭圆积分方法等。由于空间定位装置的种类多样，因此适用于不同的工作环境，并且多个种类的空间定位装置配合使用，使空间定位更加准确。

作为本实用新型的另一种改进，如图4所示，第一空间定位装置4的磁传感器探头23连接有第二机械臂8，位置和方向匹配装置6的信号输出端还连接第二机械臂8；第二空间定位装置5包括空间磁场定位装置，空间磁场定位装置的磁传感器探头23与弹性检测探头3为一体结构。

磁传感器探头3在组织表面的移动可以使用第二机械臂8实现，也可以是使用者手动移动，还可以是其他方式；

如果医学影像检测设备1选用CT、MRI或者其他基于磁场的检测方法，则空间定位装置4可借助医学检测设备1中的磁场发射部件，而无需使用发射/接收控制单元21及磁场发射线圈22，只需使用磁传感器探头23即可；这样能够减少硬件设备的投入，并且减少能耗。

空间定位装置5的磁传感器探23头可使用弹性检测探头3，只需在弹性检测探头3上安装磁传感器即可；空间定位装置5获取弹性检测探头3的实时位置，并反馈给位置和方向匹配装置6；这样能够减少硬件设备的投入。

所述位置和方向匹配装置包括位置匹配单元和方向匹配单元，位置和方向匹配装置6可以由带通讯接口的DSP、微控制器或计算机组成，通讯接口包括有线通讯和无线通讯接口，有线通讯接口包括但不限于以太网，USB或PCI等，无线通讯接口包括但不限于蓝牙，WiFi等。

为USB或PCI，包括位置匹配单元和方向匹配单元。上述空间位置信息包括位置信息和方向角度信息，位置匹配单元用于使待检测的位置或区域的位置信息与弹性检测探头3的位置信息一致，方向匹配单元用于使待检测的位置或区域的方向角度信息与弹性检测探头3的方向角度信息一致。

利用上述影像引导型弹性检测系统进行检测的方法，包括：

步骤1：通过医学影像检测设备生成组织结构信息影像；

本步骤中，医学影像检测设备可以是B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一种或多种；

步骤2：在组织结构信息影像上选取待检测的位置或区域；

本步骤中，使用者(多指医生)在组织结构信息影像上选取待检测的位置或区域；

步骤3：通过第一空间定位装置计算得到待检测的位置或区域的空间位置信息，并将其传输至位置和方向匹配装置；

步骤4：通过第二空间定位装置得到弹性检测探头的空间位置信息，并将其传输至位置和方向匹配装置；

上述步骤3和步骤4中，第一空间定位装置和第二空间定位装置可以是手工标记定位装置、机械定位装置、空间磁场定位装置、超声波定位装置、计算机视觉定位装置、光跟踪定位装置、图像分析定位装置、三角定位装置、磁场压力感应定位装置中的一种或多种；

步骤5：移动弹性检测探头，使弹性检测探头的空间位置信息和待检测的位置或区域的空间位置信息一致；

本步骤中，在移动过程中，本实用新型的系统会根据磁传感器探头的位置和方向，在医学影像检测设备所生成的组织结构信息影像上实时指示待检测的位置或区域，指示标志可为点、线、框或者其他符号；

步骤6：通过弹性检测设备对待检测的位置或区域进行弹性检测；

步骤7：显示弹性检测的结果，并在组织结构信息影像中标记弹性检测位置的弹性检测结果。

与现有技术相比，本实用新型的利用影像引导型弹性检测系统进行检测的方法中，医学影像检测设备对组织结构进行检测，然后根据组织结构信息评估组织内部情况，从而选择合适的位置进行弹性检测，能够避开含有大血管、囊肿或腹水等影响弹性检测结果准确性位置，避免检测位置不对而引起的检测误差；同时，对于一个特定的检测位置，系统会给检测者提供一个合适的检测方向，以免检测者抓握探头的方向不对而引起的检测误差；此外，对于弹性检测结果异常的情况，因为本实用新型的影像引导型弹性检测系统能够显示内部结构信息，检查者也可以评估内部是否有组织结构病变，使检测结果更加可靠；故，本实用新型的利用影像引导型弹性检测系统进行检测的方法能够保证检测结果的准确性和可靠性。

上述空间位置信息包括位置信息和方向角度信息。相应的，位置和方向匹配装置包括位置匹配单元和方向匹配单元，位置匹配单元用于使待检测的位置或区域的位置信息与弹性检测探头的位置信息一致，方向匹配单元用于使待检测的位置或区域的方向角度信息与弹性检测探头的方向角度信息一致。

弹性探头可以通过手动方式移动或者通过机械臂移动，弹性检测探头连接有第一机械臂，第一机械臂的控制端与位置和方向匹配装置的信号输出端连接，该连接是信号连接，可以是有线的方式，也可以是无线的方式；使用时，位置和方向匹配装置将弹性检测探头的空间位置信息和待检测的位置或区域的空间位置信息进行比对，若两者不一致，则位置和方向匹配装置根据两者的差距计算移动路径，并且根据该移动路径控制第一机械臂，使弹性检测探头移动；这样能够更方便和精确地控制弹性检测探头的移动，减少人为操作带来的误差。

进一步的，步骤5包括：

步骤51：位置和方向匹配装置将弹性检测探头的空间位置信息和待检测的位置或区域的空间位置信息进行比对，若两者一致，则执行步骤6，否则执行步骤52和53；

步骤52：移动弹性检测探头，使弹性检测探头的位置信息与待检测的位置或区域的位置信息一致；

步骤53：转动弹性检测探头，使弹性检测探头的方向角度信息与待检测的位置或区域的方向角度信息一致。

先将弹性检测探头的空间位置进行移动，使其位于待检测的位置或区域处，再将弹性检测探头的角度位置进行移动，使弹性检测探头达到预定角度。这样的移动方式使空间位置和角度位置不会互相干扰，移动路径简洁，控制方便。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种影像引导型弹性检测系统，其特征在于，包括医学影像检测设备、弹性检测设备、以及位置和方向匹配装置，其中，所述医学影像检测设备上安装有用于获取待检测的位置或区域的空间位置信息的第一空间定位装置，所述弹性检测设备包括弹性检测探头，所述弹性检测设备上安装有用于获取所述弹性检测探头的空间位置信息的第二空间定位装置，所述第一空间定位装置和第二空间定位装置通过有线或者无线的方式与所述位置和方向匹配装置通讯连接。

2.根据权利要求1所述的影像引导型弹性检测系统，其特征在于，所述弹性检测探头连接有第一机械臂，所述位置和方向匹配装置的信号输出端连接所述第一机械臂。

3.根据权利要求1所述的影像引导型弹性检测系统，其特征在于，所述医学影像检测设备包括B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一种或多种。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的影像引导型弹性检测系统，其特征在于，所述第一空间定位装置和第二空间定位装置包括手工标记定位装置、机械定位装置、空间磁场定位装置、超声波定位装置、计算机视觉定位装置、光跟踪定位装置、图像分析定位装置、三角定位装置、磁场压力感应定位装置中的一种或多种，所述空间磁场定位装置包括发射/接收控制单元、与所述发射/接收控制单元连接的磁场发射线圈和磁传感器探头，所述发射/接收控制单元还连接所述位置和方向匹配装置。

5.根据权利要求4所述的影像引导型弹性检测系统，其特征在于，所述第一空间定位装置的磁传感器探头连接有第二机械臂，所述位置和方向匹配装置的信号输出端还连接所述第二机械臂；所述第二空间定位装置包括所述空间磁场定位装置，所述空间磁场定位装置的磁传感器探头与所述弹性检测探头为一体结构。

6.根据权利要求5所述的影像引导型弹性检测系统，其特征在于，所述位置和方向匹配装置包括位置匹配单元和方向匹配单元，所述位置和方向匹配装置由带通讯接口的DSP、微控制器或计算机组成，所述通讯接口包括有线通讯和无线通信接口。