專利名稱：一種進(jìn)行超聲掃查的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種進(jìn)行超聲掃查的設(shè)備，尤其是進(jìn)行高速、大范圍、高分辨率的 超聲掃查的設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的超聲檢查中，超聲探頭為單個(gè)電子線陣探頭(換能器)，僅能覆蓋60 80mm，觀察成像范圍小，需要移動(dòng)探頭位置或改變角度對(duì)被測對(duì)象進(jìn)行觀察，依靠醫(yī)生的解 剖知識(shí)和臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行掃查和診斷，采集得到的圖像難以形成大范圍的全景圖像。市場中 也存在尺寸較大的超聲探頭，但其成品合格率低，成本高。另外一種解決方案是，采用機(jī)械超聲掃查驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，用單個(gè)探頭做多次平行的掃 查，然后對(duì)圖像進(jìn)行拼接，但這樣的結(jié)果是機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜，需要多次掃查，掃查時(shí)間長。另外，為了獲取清晰的圖像數(shù)據(jù)，需要采用高分辨率的超聲探頭，瞬時(shí)數(shù)據(jù)流大， 對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和接收、存儲(chǔ)要求比較高。高分辨率和擴(kuò)大掃查成像范圍，都會(huì)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)量處 理要求，在數(shù)據(jù)傳輸處理能力有限的情況下，是相互矛盾的。發(fā)明專利CN200610035700.X 中，提到了采用多波束形成器聚焦(用于光聲成像)128/96并行換能器，這是波束形成器內(nèi) 部的并行處理。其中還提到了采用PCI或USB通訊接口進(jìn)行平行處理，但PCI架構(gòu)接口復(fù) 雜，成本高，不容易進(jìn)行彈性架構(gòu)；USB (10 480Mbps)的數(shù)據(jù)傳輸能力，不能滿足高分辨率 和大掃查成像范圍的要求。如果延長傳輸、處理時(shí)間，對(duì)于用戶體驗(yàn)不好，在實(shí)際應(yīng)用中，占 用醫(yī)生時(shí)間的成本就會(huì)提高。在高速處理能力強(qiáng)的情況下，將靜態(tài)高清大范圍圖像連續(xù)顯示就可以形成動(dòng)態(tài)高 清大范圍影像。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提出一種能進(jìn)行高速、高分辨率并且大范圍，超聲成像的 設(shè)備。本實(shí)用新型的第一目的是提供一種進(jìn)行超聲掃查的設(shè)備，主要包括超聲前端和后 端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)主要通過超聲前端采用傳統(tǒng)的超聲探頭，但采用多個(gè)探頭，對(duì) 超聲探頭的物理擺放進(jìn)行精密平行成一條直線固定，以實(shí)現(xiàn)一合成寬超聲探頭；或，將多 個(gè)超聲探頭精密并排具有一弧度曲線固定，對(duì)其中部分超聲探頭電子振元晶片進(jìn)行精密切 割，盡可能消除超聲探頭之間的縫隙，以實(shí)現(xiàn)一合成低成本的寬超聲探頭。多個(gè)超聲探頭通 過千兆網(wǎng)或者光通訊網(wǎng)絡(luò)接口，和后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接。在后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中有一掃查控制模塊，發(fā)出掃查指令，控制多個(gè)超聲探 頭掃查。后端數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中又有一數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，分別用于接收數(shù) 據(jù)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，和處理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)合成為大范圍掃查圖像，并顯示到顯示器。根據(jù)不同 數(shù)據(jù)的相鄰關(guān)系和同一個(gè)掃描時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)行拼接處理。多個(gè)探頭的地址可以采用設(shè)置寄存器的方式，也可以采用跳線的方式進(jìn)行配置，關(guān)鍵在于讓系統(tǒng)能夠?qū)ぶ贩謩e控 制每個(gè)超聲探頭，并且超聲探頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)附加地址編號(hào)，使得后端數(shù)據(jù)處理模塊能夠區(qū) 分?jǐn)?shù)據(jù)的來源。另外，掃查控制模塊可以通過網(wǎng)絡(luò)接口或單獨(dú)的控制接口控制超聲探頭。掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令時(shí)，掃查控制模塊控制多個(gè)超聲探頭，依次在一 個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，或者稱為一個(gè)掃描周期內(nèi)，分時(shí)控制每個(gè)相鄰超聲探頭進(jìn)行單次超聲掃 描，每個(gè)超聲探頭占用一個(gè)時(shí)間片，所產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)除了具有地址編號(hào)外，還具有時(shí)間戳 或順序號(hào)標(biāo)記。在該時(shí)間片內(nèi)，千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)的帶寬被該超聲探頭獨(dú)占，數(shù)據(jù)爆發(fā)傳 輸，以最大化利用帶寬，占用最短的時(shí)間片。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)模塊需要具有一即時(shí)數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)將千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)端口的爆發(fā)數(shù)據(jù)即時(shí)存儲(chǔ)緩存起來。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收 存儲(chǔ)模塊在獲得了一個(gè)掃描周期內(nèi)，多個(gè)探頭的全部數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)的后端超聲數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)合并處理模塊，根據(jù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的來源超聲探頭地址編號(hào)、以及時(shí)間戳或順序 號(hào)標(biāo)記，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，合并時(shí)，需要利用系統(tǒng)存貯的超聲探頭地址編號(hào)和位置相鄰 關(guān)系，根據(jù)超聲探頭位置相鄰關(guān)系，對(duì)圖像的相鄰部分進(jìn)行圖像拼接，形成在該掃描位置的 大范圍圖像。當(dāng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理最新數(shù)據(jù)，連續(xù)顯示，形成實(shí)時(shí)大范圍動(dòng)態(tài)影像。本實(shí)用新型的第二目的是提供一種進(jìn)行超聲掃查的方法，具體方法是對(duì)于將多個(gè)超聲探頭固定并排成一條線，合成一寬大超聲探頭的超聲掃查設(shè)備， 通過步驟掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令；后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行掃查數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接收，和掃查數(shù)據(jù)處理；以及掃查控制模塊，發(fā)出掃查控制指令，控制超聲探頭掃查，超聲探頭通過千兆及以上 的網(wǎng)絡(luò)接口連接到后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行后端超聲數(shù)據(jù)處 理，接收數(shù)據(jù)，并向掃查控制模塊發(fā)出掃查完成，掃查控制模塊發(fā)出下一次掃查控制指令；后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并行的將數(shù)據(jù)合成為大范圍掃查圖像，并顯示到顯示 器；完成大范圍超聲掃查。其中兩個(gè)以及兩個(gè)以上的多個(gè)超聲探頭具有地址編號(hào)，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)附加地址編 號(hào)。由掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令，控制前端超聲探頭，根據(jù)其地址編碼依次在一個(gè)掃 描時(shí)間段內(nèi)(或一個(gè)掃描周期內(nèi))，分時(shí)控制每個(gè)超聲探頭進(jìn)行單次超聲掃描，每個(gè)超聲探 頭占用一個(gè)時(shí)間片，在該時(shí)間片內(nèi)，千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)的帶寬被該超聲探頭獨(dú)占，數(shù)據(jù)爆發(fā) 傳輸，且獲得的數(shù)據(jù)具有時(shí)間戳或順序號(hào)標(biāo)記，以使得后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠識(shí)別，哪 些數(shù)據(jù)屬于當(dāng)前掃描周期。通過千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)接口經(jīng)路由器，后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與超聲前端連接， 實(shí)時(shí)接收來自超聲探頭采集的大流量數(shù)據(jù)，并將大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。系統(tǒng)包 含一大批量即時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)端口的數(shù)據(jù)即時(shí)存儲(chǔ)。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù) 合并處理模塊，系統(tǒng)存貯超聲探頭地址編號(hào)和位置相鄰關(guān)系，系統(tǒng)根據(jù)超聲探頭位置相鄰 的關(guān)系，對(duì)在一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的來源超聲探頭地址編號(hào)及其 對(duì)應(yīng)位置相鄰關(guān)系，進(jìn)行圖像拼接，形成大范圍圖像；系統(tǒng)顯示所產(chǎn)生的全景圖像，系統(tǒng)實(shí) 時(shí)處理最新數(shù)據(jù)，連續(xù)顯示，形成實(shí)時(shí)大范圍動(dòng)態(tài)影像。[0021]本實(shí)用新型的另外一個(gè)目的，是提出一種適用于上述系統(tǒng)和方法的寬超聲掃查探 頭，該超聲探頭由多個(gè)傳統(tǒng)的超聲探頭拼接而成，對(duì)超聲探頭的物理擺放進(jìn)行精密平行成 一條直線固定，以實(shí)現(xiàn)一合成寬超聲探頭；或，將多個(gè)超聲探頭精密并排具有一弧度曲線固 定，對(duì)其中部分超聲探頭電子振元晶片進(jìn)行精密切割，盡可能消除超聲探頭之間的縫隙，以 實(shí)現(xiàn)一合成低成本的寬超聲探頭。多個(gè)超聲探頭各自通過千兆網(wǎng)或者光通訊網(wǎng)絡(luò)接口，和 后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接。本實(shí)用新型的有益效果在于，不僅實(shí)現(xiàn)了高速、高分辨率、大范圍的圖像處理；掃 描更快速，減少機(jī)械運(yùn)動(dòng)；而且，系統(tǒng)成本低，系統(tǒng)集成簡單，可擴(kuò)展性好，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí) 際需要采用2個(gè)以上的，在千兆網(wǎng)或更快的網(wǎng)絡(luò)處理能力所能支持范圍內(nèi)，擴(kuò)展增加若干 傳統(tǒng)探頭，而不需要采用成本高昂的特寬超聲探頭。

圖1是本實(shí)用新型設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2a是超聲前端結(jié)構(gòu)，形成一直線并行排列的示意圖。圖2b是多個(gè)超聲探頭并行排列，可以形成具有弧度的曲線的示意圖。圖3是掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令控制多個(gè)超聲探頭，按其地址編號(hào)依次在 一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，分時(shí)控制每個(gè)超聲探頭進(jìn)行單次掃描所獲取的時(shí)間片圖像數(shù)據(jù)的流程 圖。圖4是掃查控制模塊控制每個(gè)超聲探頭進(jìn)行掃查，和后端超聲數(shù)據(jù)處理的流程 圖。圖5a是所發(fā)送的控制指令的數(shù)據(jù)格式圖。圖5b是傳輸回來的掃描數(shù)據(jù)的格式圖。圖6是一種掃查的時(shí)序圖。圖7是另一種掃查的時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型設(shè)備主要由超聲前端101、后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110、顯示器114和 鍵盤115組成。超聲前端101中主要由兩個(gè)以及兩個(gè)以上的超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲 探頭3104組成，采用傳統(tǒng)超聲探頭，通過精密的并行固定排列，使其物理結(jié)構(gòu)形成一直線 型的合成寬超聲探頭；或，對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上超聲探頭電子振元晶片進(jìn)行切割、拼接處理， 形成具有貼合被測組織的一固定曲線寬超聲探頭。在超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲 探頭3104與路由器108連接處分別有一以太網(wǎng)接口 105、一以太網(wǎng)接口 106和一以太網(wǎng)接 口 107，通過以太網(wǎng)接口 105、106和107和數(shù)據(jù)連接線經(jīng)路由器108將每一幀數(shù)據(jù)傳輸至后 端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110。在后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110中有一以太網(wǎng)接口 109，用來接收超聲前端101數(shù)據(jù)。在后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110中有一掃查控制模塊111，與前端101的每個(gè)超聲探頭102、103和104建立連接，掃查控制模塊111發(fā)出掃查控制指令信號(hào)，時(shí)序性的控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的超聲探頭102、103和104掃查工作。在后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110中還有一數(shù)據(jù)處理模塊113，可操作地連接到前端 每個(gè)超聲探頭102、103和104。每個(gè)超聲探頭102、103和104采集數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)接口 105、106和107將幀圖像數(shù)據(jù)輸入后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110中數(shù)據(jù)處理模塊113中，數(shù)據(jù) 處理模塊113根據(jù)來源于不同數(shù)據(jù)的物理位置相鄰關(guān)系、地址編號(hào)和時(shí)間信號(hào)，對(duì)來源于 兩個(gè)或兩個(gè)以上超聲探頭102、103和104的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。在后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110中還有一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊112，同樣可操作地與數(shù)據(jù) 處理模塊113和顯示器114連接。用于保存來自數(shù)據(jù)處理模塊113拼接的圖像數(shù)據(jù)，并在 顯示器114上顯示一幅大范圍高分辨率的圖像。顯示器114同樣的可操作的與數(shù)據(jù)處理模塊113連接，能夠顯示圖像、圖表和文本 信息的任意類型顯示屏。由于通過千兆及以上網(wǎng)絡(luò)連接，既保障了數(shù)據(jù)傳輸帶寬，又保障了 系統(tǒng)架構(gòu)靈活和成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以對(duì)超聲探頭進(jìn)行并行擴(kuò)展。操作醫(yī)生可通過鍵盤115操作按鈕對(duì)顯示器114中的圖像進(jìn)行標(biāo)注或修改，并將 修改后的信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊112中。圖2a是超聲前端結(jié)構(gòu)，形成一直線并行排列的示意圖。101主要采用兩個(gè)以及兩個(gè)以上的傳統(tǒng)超聲探頭并行排列，采用電子線陣探頭，對(duì) 超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104之間進(jìn)行機(jī)械精密拼接加固，使其保持在同 一條直線上，實(shí)現(xiàn)一合成寬超聲探頭，即超聲前端101，其對(duì)被測組織掃查范圍覆蓋廣，解決 了對(duì)大探頭的工藝精度要求，同時(shí)降低了成本。根據(jù)每個(gè)超聲探頭之間的物理位置順序關(guān)系，系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定它們的起始地址編 號(hào)，超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104，使其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)帶有相應(yīng)的地址編號(hào)。在超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104數(shù)據(jù)輸出處分別設(shè)有千兆及以 上以太網(wǎng)接口 105、以太網(wǎng)接口 106和以太網(wǎng)接口 107，用于數(shù)據(jù)輸出，通過后端超聲數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)110中的一千兆以太網(wǎng)接口 109和后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110連接。上述超聲探頭分別各自具有獨(dú)立的96或128或192或以上通道，在一個(gè)掃描時(shí)間 段內(nèi)，根據(jù)超聲探頭地址編號(hào)順序，每個(gè)超聲探頭輪流掃描，獲得附加編號(hào)的掃描數(shù)據(jù)。在 一個(gè)時(shí)間片內(nèi)，只有一個(gè)超聲探頭在掃描，并通過千兆網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給后端超聲數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)110。圖2b是多個(gè)超聲探頭并行排列，可以形成具有弧度的曲線的示意圖。主要采用兩個(gè)以及兩個(gè)以上的傳統(tǒng)電子線陣探頭，針對(duì)某特定被測組織接觸面的 特征，對(duì)超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104的電子振元晶片進(jìn)行切割。并將切 割好的超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104進(jìn)行精密固定拼接，實(shí)現(xiàn)具有一定弧 度的，又貼合被測組織的一寬超聲探頭，即超聲前端101。根據(jù)每個(gè)超聲探頭之間的物理位置順序關(guān)系，系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定它們的起始地址編 號(hào)，超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104，使其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)帶有相應(yīng)的地址編號(hào)。在超聲探頭1102、超聲探頭2103和超聲探頭3104數(shù)據(jù)輸出處分別設(shè)有千兆及以 上的以太網(wǎng)接口 105、以太網(wǎng)接口 106和以太網(wǎng)接口 107，用于數(shù)據(jù)輸出，通過后端超聲數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)的一千兆以太網(wǎng)接口 109和后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110連接。[0050]上述超聲探頭分別各自具有獨(dú)立的96或128或192或以上通道，在一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)超聲探頭地址編號(hào)順序，每個(gè)超聲探頭輪流掃描，獲得附加編號(hào)的掃描數(shù)據(jù)。在 一個(gè)時(shí)間片內(nèi)，只有一個(gè)超聲探頭在掃描，并通過千兆網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給后端超聲數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)110。圖3是掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令控制多個(gè)超聲探頭，按其地址編號(hào)依次在 一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，分時(shí)控制每個(gè)超聲探頭進(jìn)行單次掃描所獲取的時(shí)間片圖像數(shù)據(jù)的流程 圖。步驟301，掃查控制模塊通過千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)接口向超聲探頭1發(fā)出起始地址 編號(hào)信息和時(shí)間信號(hào)的控制指令。步驟302，超聲探頭1中前1至第N個(gè)通道開始發(fā)送超聲波掃描，采集第一條掃描 線數(shù)據(jù)，緊接著第2至第N+1個(gè)通道開始發(fā)送超聲波掃描，采集第二條掃描線數(shù)據(jù)，以此類 推，直到第1+m至第N+m個(gè)通道開始發(fā)送超聲波掃描，采集第m條掃描線數(shù)據(jù)，獲得所有的 掃描線數(shù)據(jù)。采集相鄰兩條的掃描線數(shù)據(jù)間隔時(shí)間為毫微秒級(jí)別，故所獲得每條掃描線數(shù) 據(jù)具有精確到毫微秒級(jí)別的時(shí)間戳。步驟303，系統(tǒng)已設(shè)定每條掃描線數(shù)據(jù)的接收時(shí)間，接收時(shí)間具有延遲性，直至最 后一條掃描線采集數(shù)據(jù)完成。這時(shí)超聲探頭1才一起接收這些掃描線數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)穿過 波束形成器1，完成波束成形。步驟304，數(shù)據(jù)量大，通過千兆及以上網(wǎng)絡(luò)接口，并經(jīng)路由器，將超聲探頭1接收的 數(shù)據(jù)高速度的傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，同時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊即時(shí)保存數(shù)據(jù).步驟305，獲取超聲探頭1 一個(gè)時(shí)間片數(shù)據(jù)。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)具有來源于超聲探頭1 地址編號(hào)及數(shù)據(jù)掃查的時(shí)間戳。步驟306，系統(tǒng)自動(dòng)將接收到的超聲探頭1的數(shù)據(jù)信息反饋給掃查控制模塊。此 時(shí)，掃查控制模塊向超聲探頭2發(fā)出地址編號(hào)和時(shí)間信號(hào)的控制指令。步驟307，超聲探頭2具有與超聲探頭1相同的通道數(shù)，采集數(shù)據(jù)方法、間隔時(shí)間、 波束形成、千兆數(shù)據(jù)傳輸、處理和即時(shí)儲(chǔ)存都與超聲探頭1的方法、程序和流程一致。這里 不再重復(fù)描述。步驟308，獲取超聲探頭2 —個(gè)時(shí)間片數(shù)據(jù)。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)具有來源于超聲探頭2 地址編號(hào)及數(shù)據(jù)掃查的時(shí)間戳。步驟309，系統(tǒng)自動(dòng)將接收到的超聲探頭2的數(shù)據(jù)反饋給掃查控控制模塊。此時(shí)， 掃查控制模塊向超聲探頭3發(fā)出地址編號(hào)和時(shí)間信號(hào)的控制指令。步驟310，超聲探頭3具有與超聲探頭1和超聲探頭2相同的通道數(shù)，采集數(shù)據(jù)方 法、間隔時(shí)間、波束形成、千兆數(shù)據(jù)傳輸、處理和即時(shí)儲(chǔ)存都與超聲探頭1和超聲探頭2的方 法、程序和流程一致。這里不再重復(fù)描述。步驟311，獲取超聲探頭3 —個(gè)時(shí)間片數(shù)據(jù)。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)具有來源于超聲探頭3 地址編號(hào)及數(shù)據(jù)掃查的時(shí)間戳。其中，在一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，每個(gè)超聲探頭占用的掃描時(shí)間為一個(gè)時(shí)間片，間隔時(shí) 間控制在毫微秒級(jí)別內(nèi)。在該時(shí)間片內(nèi)，千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)帶寬被該超聲探頭獨(dú)占，數(shù)據(jù)爆 發(fā)傳輸。圖4是掃查控制模塊控制每個(gè)超聲探頭進(jìn)行掃查，和后端超聲數(shù)據(jù)處理的流程圖。步驟401，掃查控制模塊通過千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)接口經(jīng)路由器，向與其連接的超聲前端發(fā)出掃查時(shí)序控制指令。步驟402，系統(tǒng)根據(jù)已預(yù)先設(shè)定的掃描原始地址編號(hào)，在一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，控制 具有相應(yīng)地址編號(hào)的每個(gè)并行超聲探頭開始掃描。步驟403，每個(gè)超聲探頭，分別按先后的編號(hào)順序采集數(shù)據(jù)，每個(gè)超聲探頭所占時(shí) 間為一個(gè)時(shí)間片，采集間隔時(shí)間為毫秒級(jí)，每個(gè)超聲探頭獲得數(shù)據(jù)信息容量大。步驟404，通過千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)寬帶，將附加有相應(yīng)超聲探頭地址編號(hào)的數(shù)據(jù)和 時(shí)間信號(hào)，經(jīng)路由器解析、選擇路徑，將大容量數(shù)據(jù)傳輸至后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù) 處理模塊。步驟405，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)傳輸回來的數(shù)據(jù)的物理位置相鄰關(guān)系、地址信號(hào)、時(shí) 間信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)每個(gè)超聲探頭的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成拼接，形成大范圍圖像數(shù)據(jù)。步驟406，將合并處理過的拼接圖像數(shù)據(jù)保存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。此外，經(jīng)過后端的數(shù)據(jù)處理模塊處理過的拼接圖像數(shù)據(jù)，也可采用系統(tǒng)外的存儲(chǔ) 方式，如移動(dòng)硬盤存儲(chǔ)備份。步驟407，將本地采集的圖像數(shù)據(jù)顯示在本地或遠(yuǎn)端的顯示器上。同時(shí)可對(duì)顯示的 圖像進(jìn)行標(biāo)注或修改后再保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。圖5a是所發(fā)送的控制指令的數(shù)據(jù)格式圖?？刂浦噶钔ㄟ^一個(gè)IP數(shù)據(jù)包發(fā)出，包括IP包頭，IP數(shù)據(jù)包的控制首部，以及掃描 控制指令數(shù)據(jù)。其中，掃查控制模塊111具有一固定IP地址，在該控制指令數(shù)據(jù)包中為源 IP地址；目標(biāo)超聲探頭具有IP地址，超聲探頭的IP地址可以是系統(tǒng)自動(dòng)分配的，也可以是 指定IP地址。掃描ID是本次掃描的編號(hào)；掃描模型是該次掃描所采用的一些掃描參數(shù)。 掃描ID會(huì)在超聲探頭完成執(zhí)行該次掃描后，在返回的掃描數(shù)據(jù)包中相應(yīng)返回，以使得掃查 系統(tǒng)能夠獲知所獲得的一個(gè)掃描數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)哪次掃描的。下一次掃描時(shí)，掃描ID自動(dòng)加1， 使得每次掃描都相互區(qū)別。圖5b是傳輸回來的掃描數(shù)據(jù)的格式圖。傳輸回來的掃描數(shù)據(jù)，是某超聲探頭完成掃描后，將對(duì)應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)通過IP數(shù)據(jù) 包，返回給掃查系統(tǒng)。其中，掃查控制模塊111具有一固定IP地址，在該掃描數(shù)據(jù)包中為目的IP地址； 超聲探頭本身的IP地址是源地址。在該返回的掃描數(shù)據(jù)包中，包括了掃描ID，是超聲探頭 對(duì)應(yīng)執(zhí)行的掃描控制指令中的掃描ID的編號(hào)。彩超數(shù)據(jù)小于等于1448字節(jié)，則一個(gè)IP包 即可傳輸完成。彩超數(shù)據(jù)大于1448字節(jié)，則需要根據(jù)IP數(shù)據(jù)包格式，用多個(gè)IP包傳輸完 成。系統(tǒng)在掃查控制模塊111發(fā)出一輪掃查控制指令后，相應(yīng)得，收集本論掃描ID所 標(biāo)識(shí)的從各個(gè)超聲探頭掃描返回的數(shù)據(jù)包，并將該輪相同掃描ID的掃查數(shù)據(jù)包，根據(jù)超聲 探頭的位置關(guān)系，進(jìn)行拼接處理，形成大范圍圖像。優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)的來源超聲探頭地址編號(hào)，進(jìn)行圖像拼接， 形成大范圍圖像。以下舉例根據(jù)數(shù)據(jù)來源超聲探頭1102和超聲探頭2103地址編號(hào)，進(jìn)行圖像拼接。[0081]數(shù)據(jù)處理模塊113根據(jù)在一段掃描時(shí)間內(nèi)，傳輸回來附加有地址編號(hào)的超聲探頭1數(shù)據(jù)和其掃描時(shí)間片、超聲探頭2數(shù)據(jù)和其掃描時(shí)間片，并根據(jù)其超聲探頭相鄰的物理位 置關(guān)系，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)精確拼接。并對(duì)因不同超聲探頭物理結(jié)構(gòu)并行固定，產(chǎn)生的接逢，對(duì) 其圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，保存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊112中，并在顯示器114中顯示一幅大范圍 的圖像。超聲前端101在不同時(shí)間段內(nèi)，對(duì)同一被測組織進(jìn)行不同次的掃查，采集數(shù)據(jù)，數(shù) 據(jù)處理模塊113對(duì)不同時(shí)間段所接收的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并與存儲(chǔ)的原 有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析和更新數(shù)據(jù)，在顯示器114上連續(xù)顯示，形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的大范圍圖像。圖6是一種掃查的時(shí)序圖。掃查控制指令601發(fā)出，控制超聲探頭1進(jìn)行一次掃描，超聲探頭1收到掃查命 令，執(zhí)行掃描，有一時(shí)間滯后，然后通過千兆網(wǎng)將掃描數(shù)據(jù)包604傳輸?shù)綊卟橄到y(tǒng)；掃查系 統(tǒng)在收到超聲探頭1發(fā)回的數(shù)據(jù)后，掃查系統(tǒng)發(fā)出掃查控制指令602，控制超聲探頭2進(jìn)行 一次掃描，超聲探頭2收到掃查控制指令，執(zhí)行掃描，有一時(shí)間滯后，然后通過千兆網(wǎng)將掃 描數(shù)據(jù)包605傳輸?shù)綊卟橄到y(tǒng)；類似的，掃查系統(tǒng)在收到超聲探頭2發(fā)回的數(shù)據(jù)后，掃查系 統(tǒng)發(fā)出掃查控制指令603，并獲得掃描數(shù)據(jù)包606。掃查系統(tǒng)重復(fù)這一時(shí)序過程，以完成多 次掃描。圖7是另一種掃查的時(shí)序圖掃查控制指令701發(fā)出，控制超聲探頭1進(jìn)行一次掃描，超聲探頭1收到掃查命 令，執(zhí)行掃描，有一時(shí)間滯后，然后通過千兆網(wǎng)將掃描數(shù)據(jù)包704傳輸?shù)綊卟橄到y(tǒng)；所不同 于圖7的掃查時(shí)序的是，掃查系統(tǒng)在發(fā)出掃查控制指令701后的一固定時(shí)間后，掃查系統(tǒng)發(fā) 出掃查控制指令702，控制超聲探頭2進(jìn)行一次掃描，超聲探頭2收到掃查控制命令，執(zhí)行 掃描，有一時(shí)間滯后，然后通過千兆網(wǎng)將掃描數(shù)據(jù)包705傳輸?shù)綊卟橄到y(tǒng)。其中，超聲探頭 2的掃查控制指令702傳輸?shù)匠曁筋^2的時(shí)間加上超聲探頭2執(zhí)行掃查命令的時(shí)間結(jié)束 的時(shí)刻，為超聲探頭1所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包704傳輸結(jié)束的時(shí)刻，即在數(shù)據(jù)包704傳輸結(jié)束后， 數(shù)據(jù)包705立刻開始傳輸。類似的，掃查系統(tǒng)在掃查系統(tǒng)發(fā)出掃查控制指令702后的一固 定時(shí)間后，掃查系統(tǒng)發(fā)出掃查控制指令703，并獲得掃描數(shù)據(jù)包706。掃查系統(tǒng)重復(fù)這一時(shí) 序過程，以完成多次掃描。這樣的時(shí)序的好處是，可以縮短掃描周期，充分利用千兆網(wǎng)的傳 輸帶寬，提高實(shí)時(shí)性。但需要進(jìn)行精確調(diào)整，按照超聲探頭的執(zhí)行速度，進(jìn)行調(diào)整，精確控制 時(shí)序。
權(quán)利要求一種進(jìn)行超聲掃查的設(shè)備，具有前端超聲探頭，后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于包括超聲探頭為平行放置的兩個(gè)以及兩個(gè)以上的多個(gè)探頭；掃查控制模塊，發(fā)出掃查控制指令；后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行掃查數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)和掃查數(shù)據(jù)處理；以及掃查控制模塊，發(fā)出掃查控制指令，控制超聲探頭掃查，超聲探頭通過千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)接口連接到后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)合成為大范圍掃查圖像，并顯示到顯示器。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述的超聲探頭為兩個(gè)以及兩個(gè)以上的多個(gè)超聲探頭， 其特征在于，多個(gè)超聲探頭平行，緊密連接固定，形成一直線并排排列。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述的多個(gè)超聲探頭，其特征在于，多個(gè)超聲探頭并 排排列，緊密連接固定，形成具有弧度的曲線。
4.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述的超聲探頭為兩個(gè)以及兩個(gè)以上的多個(gè)探頭，其 特征在于，探頭具有地址編號(hào)，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)附加地址編號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述的掃查控制模塊，其特征在于，掃查控制模塊通過網(wǎng) 絡(luò)接口或單獨(dú)的控制接口控制超聲探頭。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述的掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令，其特征在于，掃 查控制模塊控制多個(gè)超聲探頭，依次在一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)，分時(shí)控制每個(gè)相鄰超聲探頭進(jìn) 行單次超聲掃描，每個(gè)超聲探頭占用一個(gè)時(shí)間片。
7.如權(quán)利要求1或6所述的設(shè)備，所述的掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令進(jìn)行單次超 聲掃描，其特征在于，掃描數(shù)據(jù)具有時(shí)間戳或順序號(hào)標(biāo)記。
8.如權(quán)利要求1或6所述的設(shè)備，所述每個(gè)超聲探頭占用一個(gè)時(shí)間片，其特征在于，在 該時(shí)間片內(nèi)，千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)的帶寬被該超聲探頭獨(dú)占，數(shù)據(jù)爆發(fā)傳輸。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述的后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括一 大批量即時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)將千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)端口的數(shù)據(jù)即時(shí)存儲(chǔ)。
10.如權(quán)利要求1或9所述的設(shè)備，所述的后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所存儲(chǔ) 的數(shù)據(jù)具有其來源超聲探頭地址編號(hào)、以及時(shí)間戳或順序號(hào)標(biāo)記。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述的后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)具有 數(shù)據(jù)合并處理模塊，且系統(tǒng)存貯超聲探頭地址編號(hào)和位置相鄰關(guān)系。
12.如權(quán)利要求1或11所述的設(shè)備，所述的后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng) 根據(jù)超聲探頭位置相鄰關(guān)系，對(duì)在一個(gè)掃描時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的來源超 聲探頭地址編號(hào)及其對(duì)應(yīng)位置相鄰關(guān)系，進(jìn)行圖像拼接，形成大范圍圖像。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述的后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)顯示 所產(chǎn)生的全景圖像，系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理最新數(shù)據(jù)，連續(xù)顯示，形成實(shí)時(shí)大范圍動(dòng)態(tài)影像。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述的后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)顯示 所產(chǎn)生的全景圖像，系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理最新數(shù)據(jù)，連續(xù)顯示，形成實(shí)時(shí)大范圍動(dòng)態(tài)影像。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種進(jìn)行超聲掃查的設(shè)備，包括掃查控制模塊發(fā)出掃查控制指令，控制超聲探頭掃查，超聲探頭通過千兆及以上的網(wǎng)絡(luò)接口連接到后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，后端超聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)合成為掃查圖像，并顯示到顯示器。
文檔編號(hào)A61B8/00GK201558121SQ20092022245
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者牟曉勇, 馬國光 申請(qǐng)人:北京匯影互聯(lián)科技有限公司