本實用新型涉及一種超聲掃描裝置輔助系統(tǒng)，屬于醫(yī)療器材領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，很多超聲圖像的采集仍然由醫(yī)生全程手工操作，為了準(zhǔn)確評估病患罹患疾病的風(fēng)險和發(fā)展情況，超聲醫(yī)師需要連續(xù)工作數(shù)小時以上才能完成對患者的超聲掃描檢查，無法滿足我國巨大的患者基數(shù)的需求。由于全面掃描的工作量比較繁重，所以超聲醫(yī)師往往僅根據(jù)經(jīng)驗選擇掃描幾個關(guān)鍵位置來完成超聲圖像的采集及診斷工作。這種以點帶面的做法直接導(dǎo)致嚴(yán)重的漏檢風(fēng)險，阻礙了疾病的早期診斷。

采用機器人來輔助超聲掃描主要目的是希望通過機器人的精準(zhǔn)操作把醫(yī)生從繁重的勞動中解放出來，把注意力集中到更高層次的決策方面，因此需要能實現(xiàn)非人力化的輔助系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型通過提供一種超聲掃描裝置輔助系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術(shù)方案為一種超聲掃描裝置輔助系統(tǒng)，該輔助系統(tǒng)包括：超聲探頭、機器人、控制模塊和影像單元；其中，所述機器人的機械臂用于固定并控制所述超聲探頭，所述機器人連接控制模塊；所述影像單元用于獲取待掃描目標(biāo)的視覺圖像并上傳至控制模塊；所述控制模塊基于視覺圖像控制機器人進行掃描作業(yè)。

優(yōu)選地，所述機械臂包括用于與超聲探頭交互的數(shù)據(jù)接口單元和用于物理性接觸并控制超聲探頭的觸發(fā)單元。

優(yōu)選地，所述機器人還包括基于位置傳感器的位置定位單元，該位置定位單元輸出并上傳定位數(shù)據(jù)至控制模塊，控制模塊基于定位數(shù)據(jù)控制機器人進行掃描作業(yè)。

優(yōu)選地，所述位置傳感器為編碼器。

優(yōu)選地，所述控制模塊包括計算機終端和控制手柄。

優(yōu)選地，所述計算機終端還提供用于接收掃描參數(shù)、控制機器人的人機交互界面和用于顯示超聲探頭輸出結(jié)果的顯示單元，所述控制手柄用于控制機器人實現(xiàn)超聲掃描。

優(yōu)選地，該輔助系統(tǒng)還包括擴展模塊，所述擴展模塊包括生命監(jiān)視單元和專家系統(tǒng)單元；其中，所述生命監(jiān)視單元用于監(jiān)控并上傳待掃描目標(biāo)的生命特征，所述生命特征包括脈搏和體溫；所述專家系統(tǒng)單元用于接收掃描數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并接收反饋信息。

本實用新型的有益效果為通過機械手臂，固定并操作超聲探頭，移動并控制超聲探頭進行掃描作業(yè)，提升作業(yè)的效率，同時通過攝像頭進行實時攝像，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，有利于有效利用醫(yī)療資源并有利于擴展功能。

附圖說明

圖1所示為基于本實用新型實施例的一種超聲掃描裝置輔助系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本實用新型進行說明。

基于實用新型的實施例，如圖1所示一種超聲掃描裝置輔助系統(tǒng)，該輔助系統(tǒng)包括：超聲探頭、機器人、控制模塊和影像單元；其中，所述機器人的機械臂用于固定并控制所述超聲探頭，所述機器人連接控制模塊；所述影像單元用于獲取待掃描目標(biāo)的視覺圖像并上傳至控制模塊；所述控制模塊基于視覺圖像控制機器人進行掃描作業(yè)。

機器人主要包括移動單元和操作單元，移動單元包括用于傳動的電機、導(dǎo)軌、皮帶等元件，操作單元主要用于控制超聲探頭，包括機械臂、數(shù)據(jù)傳輸接口和觸發(fā)單元；數(shù)據(jù)傳輸接口用于支持?jǐn)?shù)字化程度較高的超聲探頭，可以直接通過信號控制探頭，同時接收探頭發(fā)出的數(shù)據(jù)，觸發(fā)單元為一些能實現(xiàn)物理接觸探頭的元件，例如彈簧加金屬桿，氣缸加金屬桿，主要是面向數(shù)字化程度較低的超聲探頭，通過觸發(fā)單元直接接觸探頭的按鍵，實現(xiàn)對探頭的控制；影像單元能夠?qū)崟r獲取待掃描目標(biāo)的圖像并上傳至控制模塊，控制模塊顯示該圖像，用戶則可以基于在圖像上點擊的方式，控制機器人的機械臂對超聲探頭進行控制；影像單元，位于超聲探頭附近，隨著探頭的移動，進行對待掃描目標(biāo)的掃描，同時，也能將待掃描目標(biāo)的圖像實時傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊就可以基于實時圖像進行對探頭的控制；或者將攝像圖像進行提邊緣處理和特征識別定位處理（例如分辨人體的四肢，肩膀等位置）。

作為本實用新型的實施例，原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一個安置模塊，安置模塊即用來放置待掃描的物體的平臺，平臺包括重量感應(yīng)單元和接觸感應(yīng)單元，接觸感應(yīng)單元主要通過物體與安置模塊接觸時，產(chǎn)生的物理形變、溫度變化和電容電阻率變化等確定接觸面；控制模塊接收重量數(shù)據(jù)（例如以人為例，重量較大的人會導(dǎo)入胖人的模板）和接觸數(shù)據(jù)，并繪制輪廓圖像（該輪廓圖像可以與視覺圖像進行結(jié)合，進行修正，例如控制模塊對攝像圖像進行提邊緣處理，然后該邊緣與輪廓進行對比等），基于圖像匹配從數(shù)據(jù)庫里面提出待掃描目標(biāo)的內(nèi)部模板圖（以人為例，會輸出人的外形輪廓加上內(nèi)臟的位置的詳細(xì)圖）；控制模塊顯示該內(nèi)部模版圖，然后通過在模板圖的操作，控制機器人移動超聲探頭并進行掃描作業(yè)，同時也從探頭接收對應(yīng)數(shù)據(jù)。

所述機械臂包括用于與超聲探頭交互的數(shù)據(jù)接口單元和用于物理性接觸并控制超聲探頭的觸發(fā)單元。

面向數(shù)字化程度高的探頭的數(shù)據(jù)接口單元和面向數(shù)字化程度低的觸發(fā)單元，能夠使本方案適應(yīng)更多的不同的探頭，降低改造成本；數(shù)據(jù)接口單元直接連接探頭和計算機，通過計算機的軟件，對探頭進行控制；觸發(fā)單元主要支持一些只具有數(shù)據(jù)傳輸功能而沒有太強的數(shù)字化功能的探頭（即主要為手動操作的探頭），通過機械裝置直接接觸按鍵，對探頭進行控制。

所述機器人還包括基于位置傳感器的位置定位單元，該位置定位單元輸出并上傳定位數(shù)據(jù)至控制模塊，控制模塊基于定位數(shù)據(jù)控制機器人進行掃描作業(yè)。

所述位置傳感器為編碼器。

編碼器為測量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實現(xiàn)快速調(diào)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出（REP），可以計算對應(yīng)數(shù)據(jù)得到位移信息。其他還可以通過例如齒輪轉(zhuǎn)動圈速，電機轉(zhuǎn)動速度等參數(shù)，計算裝置移動的位移的裝置，通過該編碼器輸出的數(shù)據(jù)，結(jié)合事先測量完成的用于安置待掃描物體的安置平臺，可以得到移動掃描軌跡的圖，該圖包括平臺的輪廓圖和代表超聲探頭的紅點，控制模塊顯示平臺圖像和探頭的點，通過輸入移動參數(shù)或者使用鼠標(biāo)移動探頭并進行掃描作業(yè)。

所述控制模塊包括計算機終端和控制手柄。

所述計算機終端還提供用于接收掃描參數(shù)、控制機器人的人機交互軟件和用于顯示超聲探頭輸出結(jié)果的顯示單元，所述控制手柄用于控制機器人實現(xiàn)超聲掃描。

顯示單元即能支持圖像顯示的裝置和對應(yīng)的運行環(huán)境，例如一個顯示器加上對應(yīng)的圖像處理和顯示程序。

人機交互軟件提供一個界面，界面包括圖像化的參數(shù)輸入組件（支持參數(shù)輸入并顯示對參數(shù)的說明）和圖像化的操作組件（用于移動并控制探頭）；控制手柄與計算機終端類似，但是沒顯示功能，主要起移動和操作機器人的作用，手柄控制機器人末端姿態(tài)，能夠達(dá)到一個所見即所得得狀態(tài)，比如探頭需要前傾，那操作手也前傾，使得操作手的姿態(tài)和超聲探頭得姿態(tài)同步。

該輔助系統(tǒng)還包括擴展模塊，所述擴展模塊包括生命監(jiān)視單元和專家系統(tǒng)單元；其中，所述生命監(jiān)視單元用于監(jiān)控并上傳待掃描目標(biāo)的生命特征，所述生命特征包括脈搏和體溫；所述專家系統(tǒng)單元用于接收掃描數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并接收反饋信息。

作為本方案的實施例，對原來的輔助系統(tǒng)進行功能擴展，主要包括生命監(jiān)視單元、專家系統(tǒng)單元；生命監(jiān)視單元主要采用一些現(xiàn)有的脈搏計和體溫計進行測量，以保證人員的安全（例如需要對病危的病人進行保護）；專家系統(tǒng)單元主要的作用是將掃描數(shù)據(jù)傳輸至專家那里，通過有經(jīng)驗的人對掃描數(shù)據(jù)進行判斷，實現(xiàn)方式主要為數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)方式）和共享，同時也涉及安全性的各種措施。

以上所述，只是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本實用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。在本實用新型的保護范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。