CN211049410U - 组织成像和参数检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组织成像和参数检测系统，包括成像和参数检测单元及与其相连的探头，所述成像和参数检测单元包括：组织参数检测模块，用于根据控制指令产生和处理组织参数检测信号；成像模块，用于根据控制指令产生和处理成像信号；控制模块，与所述组织参数检测模块、所述成像模块以及所述探头相连，用于控制所述探头进入组织参数检测模式或者成像模式，以及向所述组织参数检测模块或成像模块发送控制指令。通过控制模块控制组织参数检测模式或者成像模式的转换，利用成像模式定位出最佳位置后，切换成控制组织参数检测模式即启动弹性检测功能，实现弹性检测。

Description

组织成像和参数检测系统

技术领域

本实用新型涉及医学检测，特别是涉及具有影像引导功能的组织成像和参数检测系统。

背景技术

各种慢性病，例如病毒性肝炎(甲肝、乙肝、丙肝等)等，其发展过程中会伴随着受损组织的纤维化，组织纤维化过程中会伴随着组织弹性的变化。因此，组织弹性信息是可用于诊断组织纤维化程度的参数。

瞬时弹性成像技术(Transient Elastography，英文缩写TE)是一种定量检测组织弹性模量的技术，能够通过测量肝脏硬度值(Liver stiffness measurement，英文缩写LSM)，较为全面的反映组织的纤维化程度。

但是，瞬时弹性成像技术无法获知检测区域的组织结构信息，尤其是组织的二维结构信息，技师通常只能根据经验来设置和布置用于瞬时弹性成像的超声探头。因此，在进行弹性检测时，如果待检测区域内部含有大血管、囊肿或腹水等会影响弹性检测结果准确性的因素时，将因无法避开而产生检测误差。

实用新型内容

基于此，有必要针对瞬时弹性成像技术无法避开产生检测误差的问题，提供一种组织成像和参数检测系统。

一种组织成像和参数检测系统，包括成像和参数检测单元及与其相连的探头，所述成像和参数检测单元包括：组织参数检测模块，用于根据控制指令产生和处理组织参数检测信号；成像模块，用于根据控制指令产生和处理成像信号；控制模块，与所述组织参数检测模块、所述成像模块以及所述探头相连，用于控制所述探头进入组织参数检测模式或者成像模式，以及向所述组织参数检测模块或成像模块发送控制指令。

在其中一个实施例中，所述控制模块包括切换控制子模块，所述切换控制子模块用于控制所述探头在所述组织参数检测模式和所述成像超模式之间切换。

在其中一个实施例中，所述切换控制子模块包括转换开关，所述转换开关用于将所述参数检测模块或所述成像模块与所述探头连接。

在其中一个实施例中，所述参数检测模块包括第一控制处理器和剪切波驱动器，所述第一控制处理器分别与所述控制模块以及所述剪切波驱动器连接；所述第一控制处理器用于根据控制指令生成第一激励信号，并将所述第一激励信号传输至剪切波驱动器；所述剪切波驱动器用于接收所述第一激励信号，对所述激励信号进行放大处理，将放大处理后的所述第一激励信号传输至探头，激励所述探头产生低频剪切波。

在其中一个实施例中，所述组织参数检测模块还包括第一信号发射器，所述第一信号发射器与所述第一控制处理器连接，所述第一控制处理器发射第二激励信号，并传输至所述第一信号发射器，所述第一信号发射器将所述第二激励信号传输至所述探头进而驱动探头产生超声信号。

在其中一个实施例中，所述组织参数检测模块还包括第一模数转换器和第一信号放大器，所述第一控制处理器与所述第一模数转换器、第一信号放大器依次连接，用于将所述探头探测的回波信号经所述第一信号放大器信号放大后，经所述第一模数转换器将模拟信号转换为数字信号后传输至所述第一控制处理器。

在其中一个实施例中，所述探头包括剪切波发生器、压力检测器及换能器阵列，所述剪切波发生器用于产生低频剪切波，所述压力检测器是压力传感器或者位移传感器，用于检测所述探头对其接触部位的压力大小，所述换能器阵列用于声电信号转换。

在其中一个实施例中，所述低频剪切波的频率范围为：1-1000Hz；所述低频剪切波的幅度范围为：0.1-50mm。

在其中一个实施例中，所述探头的成像频率范围为：0.5-50MHz；所述探头的成像帧频范围为：0.1-100000Hz；所述探头的成像是深度范围为：0.1-500mm；所述探头的成像采样频率范围为：1-500MHz。

上述组织成像和参数检测系统包括成像和参数检测单元及与其相连的探头，所述成像和参数检测单元包括组织参数检测模块、成像模块及控制模块，组织参数检测模块，用于根据控制指令产生和处理组织参数检测信号；成像模块，用于根据控制指令产生和处理成像信号；控制模块，与所述组织参数检测模块、所述成像模块以及所述探头相连，用于控制所述探头进入组织参数检测模式或者成像模式，以及向所述组织参数检测模块或成像模块发送控制指令。通过控制模块控制组织参数检测模式或者成像模式的转换，利用成像模式定位出最佳位置后，切换成控制组织参数检测模式即启动弹性检测功能，实现弹性检测。

附图说明

图1为本实用新型实施例的组织成像和参数检测系统框图。

具体实施方式

请参阅图1，一种组织成像和参数检测系统，包括成像和参数检测单元10 及与其相连的探头20，所述成像和参数检测单元10包括：组织参数检测模块 110，用于根据控制指令产生和处理组织参数检测信号；成像模块120，用于根据控制指令产生和处理成像信号；控制模块130，与所述组织参数检测模块110、所述成像模块120以及所述探头20相连，用于控制所述探头20进入组织参数检测模式或者成像模式，以及向所述组织参数检测模块110或成像模块120发送控制指令。

如图1所示，所述组织参数检测模块110用于根据控制指令产生和处理组织参数检测信号，所述探头20根据所述组织参数检测模块110发射的第一激励信号驱动所述探头20产生低频剪切波，进而定量检测组织弹性模量。所述组织参数检测模块110包括第一控制处理器111和剪切波驱动器112、第一信号放大器113、第一模数转换器114、第一信号发射器115以及压力检测处理器116。其中所述低频剪切波的频率范围为：1-1000Hz；所述低频剪切波的幅度范围为： 0.1-50mm。

所述第一控制处理器111与所述剪切波驱动器112连接，所述第一控制处理器111用于根据控制指令生成第一激励信号，并将所述第一激励信号传输至剪切波驱动器112，所述剪切波驱动器112用于接收所述第一激励信号，对所述激励信号进行放大处理，将放大处理后的所述第一激励信号传输至探头20。所述第一激励信号激励所述探头20产生低频剪切波。所述第一控制处理器111与所述第一信号发射器115连接，所述第一控制处理器111发射第二激励信号，并传输至所述第一信号发射器115，所述第一信号发射器115将所述高压激励信号传输至所述探头20进而驱动探头20产生超声信号。所述第一控制处理器111 与所述第一模数转换器114、第一信号放大器113依次连接，所述探头20探测的超声回波信号经所述第一信号放大器113进行信号放大后，再经所述第一模数转换器114将模拟信号转换为数字信号后传输至所述第一控制处理器111，所述第一控制处理器111对接收到的数据进行数据转换、处理、滤波等操作。所述压力检测处理器116与所述第一控制处理器111连接，所述压力检测处理器 116将检测到所述探头20与接触部位接触的压力值，传输至所述第一控制处理器111，所述第一控制处理器111将压力值传输至显示装置进行显示，便于用户实时监测。

在本实施例中，所述第一控制处理器111为现场可编辑门阵列(Field－Programmable Gate Array：FPGA)板。所述FPGA生成第二激励信号，所述第二激励信号驱动探头20产生超声信号。所述FPGA发送第一激励信号，所述第一激励信号经所述剪切波驱动器112进行信号放大，进而所述第一激励信号激励所述探头20产生低频剪切波。所述低频剪切波在不同硬度组织中传播速度不同，所述超声信号携带所述低频剪切波的传播速度信息传输至所述组织参数检测模块，进而准确定量的计算组织硬度。

所述成像模块120根据控制指令产生和处理成像信号，所述成像信号经所述探头20发出，用于进行精确的定位，进而为所述组织参数检测模块110选择探测的合适诊断位置和角度。所述成像模块120包括第二控制处理器121、第二信号放大器122、第二模数转换器123以及第二信号发射器124，所述第二控制处理器121与所述第二信号发射器124连接，所述第二控制处理器121发送驱动脉冲至所述第二信号发射器124，所述第二信号发射器124将所述驱动脉冲传递至所述探头20进而驱动探头20产生超声信号。所述第二控制处理器121与所述第二模数转换器123、第二信号放大器122依次连接，用于处理超声回波信号，即接收探头20探测的超声回波信号，经所述第二信号放大器122进行信号放大，再经所述第二模数转换器123将所述模拟信号转换为数字信号后传输至所述第二控制处理器121。

在本实施例中，所述第二控制处理器121为现场可编辑门阵列(Field－Programmable Gate Array：FPGA)板。当然根据设计需要，所述第一控制处理器111与所述第二控制处理器121可为STM32单片机、ARM芯片中的任意一种，只要能够实现数据处理、对其相连器件控制、发送第一/第二激励信号即可。

所述控制模块130用于处理所述组织参数检测信号和所述成像信号，并根据所述组织参数检测信号及所述成像信号控制所述探头20进行组织参数检测模式检测或者成像模式检测，所述控制模块130包括切换控制子模块131及探头切换单元132，所述探头切换单元132与所述探头20连接并能够向所述探头20 输出信号脉冲，同时实现不同探测物(探测肝脏、胸腔等身体部位)下，探头20 的切换，所述切换控制子模块131用于控制所述探头20在所述组织参数检测模式和所述成像模式之间切换。所述切换控制子模块131包括转换开关，所述转换开关用于将所述参数检测模块或所述成像模块与所述探头连接。

所述探头20包括剪切波发生器210、压力检测器220及换能器230，所述剪切波发生器210经所述组织参数检测模块110产生的第一激励信号驱动产生低频剪切波，所述压力检测器220用于检测所述探头20对其接触部位的压力大小，所述换能器230用于声(超声信号)电信号换。其中，所述压力检测器220 将检测的压力值信息传递给所述组织参数检测模块110中的压力检测处理器 116，所述压力检测处理器116将压力值信息传递给所述第一控制处理器111，进而实现实时监测所述探头20与其接触的部位之间的压力信息。其中，所述探头的成像频率为：0.5-50MHz；所述探头的成像帧频为：0.1-100000Hz；所述探头的成像是深度为：0.1-500mm；所述探头的成像采样频率为：1-500MHz。

其中，所述组织成像和参数检测系统集成组织参数检测模式和成像模式，其中组织参数检测模式为组织弹性检测模式例如E超，成像模式包括A超、M超、 B超、CT、MRI等检测模式，进而集成影像引导功能和弹性检测功能。利用影像引导功能定位出最佳位置后，切换成弹性检测模式即启动组织参数检测模式，实现弹性检测。探头20的应用实现不更换探头，不会造成位置偏移，能够准确、简便、高效的实现组织弹性检测。

弹性检测的工作原理为：组织参数检测模块110发射高压激励信号驱动探头20内的换能器230产生超声信号，在被测体内传播，由于被测体内组织对超声信号的反射不同，得到超声回波信号的差异性明显进而形成超声图像。所述组织参数检测模块110发射低频激励信号驱动探头20内的剪切波发生器210，所述剪切波发生器210产生低频剪切波，在被测体内传播，由于剪切波在不同硬度的组织中传播速度有明显不同，通过探头20内发射的超声信号探测所述剪切波的传输速度，即可精确计算组织硬度。

下面以组织参数检测模式为E超，成像模式为B超的具体应用为例，说为本实用新型应用实例实现过程：

当所述控制模块130发送控制指令进入成像模式，所述转换开关将所述成像模块120与探头连接，所述第二控制处理器121发送驱动脉冲至所述第二信号发射器124，所述第二信号发射器124将所述驱动脉冲传递至所述探头20进而驱动复合探头20内的换能器230，所述换能器230将电信号转换成B型超声信号，所述B型超声信号进行被测体的位置检测。所述B型超声信号携带探测数据经被测体反射，经所述探头20接收，所述B型超声信号经换能器230进行所述超声信号至电信号的转换，所述探头20将电信号传输至所述成像模块120，所述成像模块120内的第二信号放大器122将所述电信号放大后传输至所述第二模数转换器123进行模数转换，将数字信号至所述第二控制处理器121，所述第二控制处理器121对所述数字信号进行数据转换、处理、滤波等操作后得到B 型超声图像。

当所述控制模块130发送控制指令进入E超检测模式，所述转换开关将所述组织参数检测模块与探头连接，所述组织参数检测模块的第一控制处理器111 发送低频激励信号至所述剪切波驱动器112，所述低频激励信号驱动探头20内的剪切波发生器210产生低频剪切波，所述组织参数检测模块110的第一控制处理器111发送高压激励信号传输至所述复合探头20后，所述高压激励信号驱动复合探头20内的换能器230产生超声信号。所述超声信号探测所述低频剪切波的传输速度，所述超声信号经所述被测体反射，反射的信号为回波，所述回波信号经所述探头20内的换能器230将超声信号转换成电信号，所述电信号经组织参数检测模块110的第一信号放大器113放大后传输至所述第一模数转换器114进行模数转换，将数字信号传输至所述组织参数检测模块110的第一控制处理器111，所述第一控制处理器111对所述数字信号进行数字处理、转换及滤波后得到E超图像及硬度分析。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种组织成像和参数检测系统，包括成像和参数检测单元及与其相连的探头，其特征在于，所述成像和参数检测单元包括：

组织参数检测模块，用于根据控制指令产生和处理组织参数检测信号；

成像模块，用于根据控制指令产生和处理成像信号；

控制模块，与所述组织参数检测模块、所述成像模块以及所述探头相连，用于控制所述探头进入组织参数检测模式或者成像模式，以及向所述组织参数检测模块或成像模块发送控制指令。

2.根据权利要求1所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，所述控制模块包括切换控制子模块，所述切换控制子模块用于控制所述探头在所述组织参数检测模式和所述成像超模式之间切换。

3.根据权利要求2所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，所述切换控制子模块包括转换开关，所述转换开关用于将所述参数检测模块或所述成像模块与所述探头连接。

4.根据权利要求1所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，所述组织参数检测模块包括第一控制处理器和剪切波驱动器，所述第一控制处理器分别与所述控制模块以及所述剪切波驱动器连接；

所述第一控制处理器用于根据控制指令生成第一激励信号，并将所述第一激励信号传输至剪切波驱动器；

所述剪切波驱动器用于接收所述第一激励信号，对所述激励信号进行放大处理，将放大处理后的所述第一激励信号传输至探头，激励所述探头产生低频剪切波。

5.根据权利要求4所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，所述组织参数检测模块还包括第一信号发射器，所述第一信号发射器与所述第一控制处理器连接，所述第一控制处理器发射第二激励信号，并传输至所述第一信号发射器，所述第一信号发射器将所述第二激励信号传输至所述探头进而驱动探头产生超声信号。

6.根据权利要求4所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，所述组织参数检测模块还包括第一模数转换器和第一信号放大器，所述第一控制处理器与所述第一模数转换器、第一信号放大器依次连接，用于将所述探头探测的回波信号经所述第一信号放大器信号放大后，再经所述第一模数转换器将模拟信号转换为数字信号后传输至所述第一控制处理器。

7.根据权利要求1所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，所述探头包括剪切波发生器、压力检测器及换能器阵列，所述剪切波发生器用于产生低频剪切波，所述压力检测器是压力传感器或者位移传感器，用于检测所述探头对其接触部位的压力大小，所述换能器阵列用于声电信号转换。

8.根据权利要求4所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，

所述低频剪切波的频率范围为：1-1000Hz；

所述低频剪切波的幅度范围为：0.1-50mm。

9.根据权利要求1所述的组织成像和参数检测系统，其特征在于，

所述探头的成像频率范围为：0.5-50MHz；

所述探头的成像帧频范围为：0.1-100000Hz；

所述探头的成像是深度范围为：0.1-500mm；

所述探头的成像采样频率范围为：1-500MHz。

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