專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對人體臟器進行超聲波檢查的儀器，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
醫(yī)用超聲診斷儀器在醫(yī)療機構(gòu)中已經(jīng)普及，特別是小型輕便的醫(yī)用超聲儀器在當(dāng)前生活中已必不可少。目前超聲診斷儀主要由超聲換能器和主機兩部分構(gòu)成，超聲換能器也就是探頭，主機是將探頭采集到的信號進行后處理并顯示為圖像。傳統(tǒng)的醫(yī)用超聲診斷儀的探頭和主機是經(jīng)線相連的，因為其體積和重量大，不易移動；在臨床科室危重患者進行床邊檢查、各種災(zāi)害性事件發(fā)生時，大型的儀器和專業(yè)的操作人員無法進行檢查。近幾年出現(xiàn)了便攜式超聲診斷儀，重量在IOkg左右，是將主機設(shè)計為筆記本電腦大小，加上外接探頭使用，但仍存在的不足和缺點
1、壓縮了主機的空間，圖像后處理和儲存能力較傳統(tǒng)大型儀器差，獲得的診斷圖像質(zhì)量差；
2、需由超聲專業(yè)人員操作；
3、仍是一人一機的模式，只有現(xiàn)場人員才能對圖像進行分析；
4、如果沒有外接電源，使用時間短，約4小時左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服上述缺點，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案
一種基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，包括超聲探頭、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、PML服務(wù)器、遠程終端機；其中，所述數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、PML服務(wù)器設(shè)置于云計算網(wǎng)絡(luò)中，超聲探頭對人體臟器進行掃描獲取超聲信息，然后通過網(wǎng)絡(luò)將獲取的超聲信息發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，經(jīng)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器處理后在遠程終端機中顯示出超聲圖像信息；所述遠程終端機根據(jù)獲取的超聲圖像信息生成超聲探頭的調(diào)節(jié)信號，并發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的 PML服務(wù)器進行處理；PML服務(wù)器將處理后的信息分別發(fā)送至超聲探頭端和遠程終端機。進一步的，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，超聲探頭包括壓電換能器、接收電路、發(fā)射電路、控制電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號發(fā)射卡、數(shù)字信號接收卡、無線網(wǎng)卡、顯示屏、電源模塊、音頻通訊模塊、顯示屏；其中，壓電換能器內(nèi)置于超聲探頭頂端， 用于將超聲探頭獲取的機械波信號和電信號相互轉(zhuǎn)換；數(shù)字信號接收卡用于接收云計算網(wǎng)絡(luò)中發(fā)來的數(shù)字信號，將該數(shù)字信號傳輸至控制電路，然后通過控制電路按時序激發(fā)發(fā)射電路和接收電路，壓電換能器接收發(fā)射電路的電信號并轉(zhuǎn)換成超聲波信號發(fā)射出去，同時接收超聲波信號并轉(zhuǎn)換成電信號，然后接收的電信號通過接收電路發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器，并在控制電路的調(diào)節(jié)下，A/D轉(zhuǎn)換器將獲取的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)字信號發(fā)射卡發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中；控制電路同時控制顯示屏顯示出圖像、音頻用于探頭操作者和主機旁人員通訊、以及其它外接設(shè)備；所述無線網(wǎng)卡用于超聲探頭與云計算網(wǎng)絡(luò)進行無線通信。進一步的，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，遠程終端機包括無線網(wǎng)卡、數(shù)字信號收發(fā)裝置、控制器、顯示屏和音頻等外接設(shè)備；其中控制器通過數(shù)字信號收發(fā)裝置接收云計算網(wǎng)絡(luò)中處理過的數(shù)字信號，并將接收的數(shù)字信號傳輸至顯示屏中顯示出圖像；同時，控制器通過數(shù)字信號收發(fā)裝置將調(diào)節(jié)信號發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中進行處理。進一步的，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，壓電換能器由超聲診斷探頭嵌入構(gòu)成，所述超聲診斷探頭的類型為線陣、凸陣或者相控陣。進一步的，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，所述顯示屏能任意角度旋轉(zhuǎn)，或與超聲探頭分離。進一步的，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，所述超聲探頭的一側(cè)設(shè)置有用于握持的手柄。進一步的，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，電源模塊采用鋰電池。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果
1)由于圖像檢查參數(shù)調(diào)節(jié)和后處理均由終端處理器和PML服務(wù)器完成，能獲得高質(zhì)量超聲圖像，清晰度與大型超聲儀一樣，與便攜式超聲儀壓縮主機大小相比，不以犧牲圖像質(zhì)量而達到便攜的目的；
2)卡片式超聲探頭的超聲換能器獲取超聲波回波信號后，直接在探頭內(nèi)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成原始的數(shù)字信號后通過網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器處理，與經(jīng)電纜連接探頭和主機相比，減少了信號的丟失，提高成像質(zhì)量；
3)終端處理器旁可有多個專家進行會診，并可以通過同一PML服務(wù)器連接多個卡片式超聲探頭和終端處理器，同時進行多處圖像處理；
4)卡片式超聲探頭的操作人員可以是無專業(yè)知識的或是專業(yè)經(jīng)驗不足的人員，在專業(yè)人員指導(dǎo)下進行簡單掃描操作，而較復(fù)雜、短時間難以掌握的參數(shù)調(diào)節(jié)和后處理，仍由專業(yè)人員操作；
5)由于只有探頭和顯示屏，沒有外界電源的情況下，靠鋰電池可以進行數(shù)小時的工作， 并且可以用充好電的電池進行更換進行更長時間的掃描。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的具體操作流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明
本發(fā)明將傳統(tǒng)的超聲診斷系統(tǒng)的主機與探頭分開，將探頭的掃描信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)云計算傳輸至終端處理器，終端處理器發(fā)送調(diào)節(jié)指令至PML (Physical Markup Language，實體標示語言)服務(wù)器，經(jīng)PML服務(wù)器處理后，將信號傳輸至探頭和終端處理器。這樣，進行圖像參數(shù)調(diào)節(jié)和后處理的終端處理器不會因為減小空間而以降低部分功能為代價，從而能獲得高質(zhì)量超聲圖像；并且終端處理器旁操作人員可以指導(dǎo)現(xiàn)場掃查人員，還可以多方會診病例； 超聲探頭的操作人員可以是無超聲工作經(jīng)驗的人，探頭制作成手機大小，方便攜帶，能耗低可長時間使用。無超聲工作操作經(jīng)驗的人攜帶分體式超聲診斷系統(tǒng)中的超聲探頭進入現(xiàn)場，根據(jù)在終端處理器旁操作的專業(yè)人員的指導(dǎo)進行操作，掃描獲得超聲信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)云計算傳輸至終端處理器，終端處理器操作人員發(fā)送圖像的各個參數(shù)的調(diào)節(jié)指令至PML服務(wù)器，PML服務(wù)器進行處理后，將信號傳輸至終端處理器及探頭的顯示屏，從而獲取高質(zhì)量的超聲圖像，協(xié)助診斷病情。如圖1所示，本發(fā)明的分體式超聲診斷系統(tǒng)，由卡片式探頭與終端處理器經(jīng)云計算網(wǎng)絡(luò)連接，卡片式超聲探頭包括超聲探頭壓電換能器、可旋轉(zhuǎn)/拆卸顯示屏、數(shù)字信號發(fā)射卡、數(shù)字信號接收卡、A/D轉(zhuǎn)換器、無線上網(wǎng)卡、音頻通訊模塊、鋰電池、手柄一起組合為類似手機大小的移動診斷設(shè)備。超聲探頭壓電換能器將電信號和機械波信號相互轉(zhuǎn)換；A/D 轉(zhuǎn)換器將壓電換能器的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字信號發(fā)射卡和接收卡用于數(shù)字信號的發(fā)射和接收；終端信號處理器對檢查參數(shù)的進行調(diào)節(jié)；PML服務(wù)器對終端信號處理器的指令進行處理；音頻通訊模塊用于現(xiàn)場操作人員與終端信號處理器旁專業(yè)人員的交流；鋰電池用于整個儀器的供電且更換方便。其中，超聲探頭壓電換能器可以是線陣的、凸陣的、相控陣的(頻率1-14MHZ);可旋轉(zhuǎn)/拆卸顯示屏可以與超聲探頭可以任意角度旋轉(zhuǎn)，還可以從超聲探頭上拆卸下來，經(jīng)線或藍牙與超聲探頭相連；手柄置于超聲探頭的側(cè)面，方便操作。云計算網(wǎng)絡(luò)可以是無線的、有線的，可以是私營的、公用的網(wǎng)絡(luò)；數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器和PML服務(wù)器置于云計算網(wǎng)絡(luò)中?，F(xiàn)場操作人員通過云計算網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求與終端處理器連接，選擇合適的工作參數(shù)，現(xiàn)場操作人員用卡片式超聲探頭進行掃描，探頭內(nèi)的控制電路接收數(shù)字信號接收卡傳遞的云計算網(wǎng)絡(luò)中發(fā)來的數(shù)字信號的控制，按時序激發(fā)發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路產(chǎn)生高電壓脈沖，通過超聲探頭壓電換能器的逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能發(fā)射超聲波，同時獲取人體臟器的回波信號后，通過壓電換能器正壓電效應(yīng)將機械能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)過接收電路和控制電路發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將獲取的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)字信號發(fā)射卡發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，超聲探頭不對圖像進行任何處理，信號經(jīng)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器處理后，傳輸至終端信號處理器的數(shù)字信號收發(fā)裝置；終端信號處理器旁操作人員根據(jù)具體情況，將檢查參數(shù)的調(diào)節(jié)信號經(jīng)數(shù)字信號收發(fā)裝置傳遞至云計算網(wǎng)絡(luò)中的PML服務(wù)器，服務(wù)器進行處理后，將信號再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至卡片式探頭和終端信號處理器的數(shù)字信號收發(fā)裝置，終端信號處理器可再次發(fā)出調(diào)節(jié)指令，PML服務(wù)器再次進行處理，直至獲得滿意的超聲圖像信息。卡片式探頭和終端處理器可將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號以圖像形式顯示在顯示屏上。如圖2所示，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)的操作流程為
1)現(xiàn)場操作人員通過云計算網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求與終端處理器連接；
2)操作人員經(jīng)音頻通訊模塊接收指令，選擇合適的工作參數(shù)，用超聲探頭進行掃描；
3)超聲探頭壓電換能器獲取超聲波回波信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成原始的數(shù)字信號后通過數(shù)字信號發(fā)射卡傳至云計算網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，超聲探頭不對圖像進行任何處理；4)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)數(shù)字信號收發(fā)裝置傳輸至終端信號處理器；
5)終端信號處理器旁操作人員根據(jù)具體情況，將檢查參數(shù)的調(diào)節(jié)信號經(jīng)數(shù)字信號收發(fā)裝置傳遞至PML服務(wù)器；
6)PML服務(wù)器進行處理后，將信號再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至超聲探頭和終端信號處理器；終端信號處理器可再次發(fā)出調(diào)節(jié)指令，PML服務(wù)器再次進行處理；直至圖像符合要求為止；
7)超聲探頭和終端信號處理器可將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號以圖像形式顯示在顯示屏上。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于包括超聲探頭、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、PML服務(wù)器、遠程終端機；其中，所述數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、PML服務(wù)器設(shè)置于云計算網(wǎng)絡(luò)中，超聲探頭對人體臟器進行掃描獲取超聲信息，然后通過網(wǎng)絡(luò)將獲取的超聲信息發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，經(jīng)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器處理后在遠程終端機中顯示出超聲圖像信息；所述遠程終端機根據(jù)獲取的超聲圖像信息生成超聲探頭的調(diào)節(jié)信號，并發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的PML服務(wù)器進行處理；PML服務(wù)器將處理后的信息分別發(fā)送至超聲探頭端和遠程終端機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于所述超聲探頭包括壓電換能器、接收電路、發(fā)射電路、控制電路、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號發(fā)射卡、數(shù)字信號接收卡、無線網(wǎng)卡、顯示屏、電源模塊、音頻通訊模塊、顯示屏；其中，壓電換能器內(nèi)置于超聲探頭頂端，用于將超聲探頭獲取的機械波信號和電信號相互轉(zhuǎn)換；數(shù)字信號接收卡用于接收云計算網(wǎng)絡(luò)中發(fā)來的數(shù)字信號，將該數(shù)字信號傳輸至控制電路，然后通過控制電路按時序激發(fā)發(fā)射電路和接收電路；壓電換能器接收發(fā)射電路的電信號并轉(zhuǎn)換成超聲波信號發(fā)射出去，同時將返回的超聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號通過接收電路發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器；在控制電路的調(diào)節(jié)下，A/D轉(zhuǎn)換器將獲取的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)字信號發(fā)射卡發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中；控制電路同時控制顯示屏顯示出云計算網(wǎng)絡(luò)或遠程終端傳送的圖像、音頻信號；所述無線網(wǎng)卡用于超聲探頭與云計算網(wǎng)絡(luò)進行無線通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于所述遠程終端機包括無線網(wǎng)卡、數(shù)字信號收發(fā)裝置、控制器、顯示屏和音頻外接設(shè)備；其中控制器通過數(shù)字信號收發(fā)裝置接收云計算網(wǎng)絡(luò)中處理過的數(shù)字信號，并將接收的數(shù)字信號傳輸至顯示屏中顯示出圖像；同時，控制器通過數(shù)字信號收發(fā)裝置將調(diào)節(jié)信號發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中進行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于所述壓電換能器由超聲診斷探頭嵌入構(gòu)成，所述超聲診斷探頭的類型為線陣、凸陣或者相控陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于所述顯示屏能任意角度旋轉(zhuǎn)，或與超聲探頭分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于所述超聲探頭的一側(cè)設(shè)置有用于握持的手柄。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊為鋰電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)云計算的分體式超聲診斷系統(tǒng)，包括超聲探頭、數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、PML服務(wù)器、遠程終端機；其中，數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器、PML服務(wù)器設(shè)置于云計算網(wǎng)絡(luò)中，超聲探頭對人體臟器進行掃描獲取超聲信息，然后通過網(wǎng)絡(luò)將獲取的超聲信息發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器，經(jīng)數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換器處理后在遠程終端機中顯示出超聲圖像信息；遠程終端機根據(jù)獲取的超聲圖像信息生成超聲探頭的調(diào)節(jié)信號，并發(fā)送至云計算網(wǎng)絡(luò)中的PML服務(wù)器進行處理；PML服務(wù)器將處理后的信息分別發(fā)送至超聲探頭端和遠程終端機。本發(fā)明與便攜式超聲儀壓縮主機大小相比，成像質(zhì)量提高，并可以通過同一PML服務(wù)器連接多個超聲探頭和遠程終端機，同時進行多處圖像處理。
文檔編號A61B8/00GK102499716SQ20111037406
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者張熾敏, 朱丹丹, 李嶺 申請人:東南大學(xué)