体外冲击波碎石机B超自动跟踪碎石系统技术方案

一种体外冲击波碎石机Ｂ超自动跟踪碎石系统，其特征在于：包括Ｂ超机、存储有视频分析及控制输出程序的微机和用于触发碎石机碎石的驱动电路，所述的Ｂ超机经图象采集卡接口与微机相连，微机产生的控制输出接入驱动电路，所述微机包括：　　　　锁定参照图像装置，用于锁定一幅以结石为中心的参照图像，记录下结石所处的位置及其特征；　　　　实时采集及比较装置，用于实时动态采集Ｂ超所成的当前结石图像中结石所处的位置及其特征，并将该所成的当前结石图像与参照图像进行比较；　　　　判断装置，用于当当前图像的结石位置及特征与参照图像记录的结石位置及其特征相一致时，即结石位置仍在焦区内，则控制输出高电平到驱动电路，否则控制输出低电平到驱动电路。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医疗设备，尤其是涉及一种用于体外冲击波碎石机的B超自动跟踪碎石系统。
技术介绍
体外冲击波碎石机都由最基本的碎石系统和定位系统两部份组成，准确定位是安全有效碎石的先决条件，在进行碎石治疗时要求结石能准确地移动到并固定在冲击波焦区范围内。现行的体外冲击波碎石机对尿道结石的治疗效果大都不错，对于肾结石的治疗就因肾结石随着人体的呼吸等情况位移较大而结石命中率低，导致碎石效果差。在碎石过程中，结石位置会随着患者的呼吸、冲击波的冲击或体位的微动而产生变动，根据临床统计，人的呼吸频率平均是20次/分钟，肾结石随每次呼吸的位移量约是2cm，结合碎石机的相关参数，靶区范围为0.7cm2，冲击周期平均为1s，可知肾结石碎石治疗的结石命中率约为66％，其余34％的冲击波则冲击在软组织上。当结石位置变化大到超出靶区范围，而碎石机仍然按设定的频率继续冲击，将会使患者软组织受损，产生严重的不良后果。国内现行的碎石机在碎石过程中，X射线定位时一般冲击了500～600次时再曝光一次，观察结石位置是否变化，而B超定位时，虽可实时监控，但须人工操作，命中率很大程度要依赖操作者的技术及经验。因此，存在曝光次数增多，不能实时监控结石位置或操作不便及不易掌握技巧等缺陷。国外有结石定位方面的报道，但没有自动跟踪碎石方面的具体报道。在国内，比较系统的报道也均为定位系统及其装置，碎石图像处理及自动跟踪碎石功能的研究都只处于萌芽状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于体外冲击波碎石机在体外冲击波碎石治疗过程中能实现实时监控及跟踪碎石的B超自动跟踪碎石系统，使治疗肾结石时的结石命中率大大提高，从而降低患者软组织的创伤有效提高了碎石效率。为实现上述目的，本专利技术可通过以下的技术措施来实现包括B超机、存储有视频分析及控制输出程序的微机和用于触发碎石机碎石的驱动电路，所述的B超机经图象采集卡接口与微机相连，微机产生的控制输出接入驱动电路，所述微机包括锁定参照图像装置，用于锁定一幅以结石为中心的参照图像，记录下结石所处的位置及其特征；实时采集及比较装置，用于实时动态采集B超所成的当前结石图像中结石所处的位置及其特征，并将该所成的当前结石图像与参照图像进行比较；判断装置，用于当当前图像的结石位置及特征与参照图像记录的结石位置及其特征相一致时，即结石位置仍在焦区内，则控制输出高电平到驱动电路，否则控制输出低电平到驱动电路。本专利技术所述的驱动电路包括光电耦合器、直流继电器和可编程控制器PLC，光电耦合器的输出端连接直流继电器的电压控制端，直流继电器的常开触点两连接点接入可编程控制器PLC的触发信号输入端。当驱动电路接收到高电平时，光电耦合器导通，直流继电器得电使得其触点吸合，触发可编程控制器输出一组驱动碎石的触发脉冲信号，当驱动电路接收到低电平时，光电耦合器截止，直流继电器得电使得其触点断开，触发可编程控制器不输出触发脉冲信号驱动碎石。本专利技术与现有技术相比，具有高效的识别效果和极快的响应速度。在同等能量下碎石，运用本专利技术B超自动跟踪碎石系统碎石时的临床结果表明结石命中率超过98％，提高命中率32％以上，见表1。极大地降低了软组织的创伤，有效提高了碎石效率。表1 为使用本专利技术与现有技术对相同结石所需冲击次数的临床比较 附图说明图1本专利技术的流程框图；图2为驱动电路原理图。具体实施例方式如图1、2所示，本实施例包括B超机、存储有视频分析及控制输出程序的微机和用于触发碎石机碎石的驱动电路，微机可完成通用的处理，如新建病历、一般的图形处理、读取病历、保存病历及打印病历等，B超机完成以结石为中心的参照图像、碎石过程中实时动态的当前结石图像的生成，B超机经图象采集卡接口与微机相连，可采用型号为MATROXMETEOR-II的图象采集卡；微机经其存储器内存有的视频分析及控制输出程序，首先锁定一幅以结石为中心的参照图像，记录下结石所处的位置及其特征；然后实时动态采集B超所成的当前结石图像，并将该所成的当前结石图像与参照图像进行比较；最后判断当前图像的结石位置及特征与参照图像记录的结石位置及其特征是否一致，当一致时，即结石位置仍在焦区内，则控制输出高电平到驱动电路，否则控制输出低电平到驱动电路。驱动电路由光电耦合器IC、直流继电器J、型号为FX2N-32MR的可编程控制器PLC组成，光电耦合器中的发光二极管的阳极接入微机输出的高或低电平，发光二极管的阴极接地；光电耦合器的发射极接地，其集电极连接直流继电器的线圈电压接入端，直流继电器的线圈电压另一个接入端连接+12V工作直流电压；直流继电器的常开触点两连接点接入可编程控制器PLC的触发信号输入端X0。接通B超机、微机的电源后，由B超机生成一幅以结石为中心的B超图像并将结石用窗口框定，由微机通过图象采集卡采集并记录下该结石窗口的位置结石图像特征作为参照，即框定的结石窗口左上角坐标(X1，Y1)和右上角坐标(X2，Y2)；组成结石图像的所有点的颜色值及其排布状态特征。接着B超机实时生成在碎石过程中的结石图像，再由微机动态采集图像的位置和特征，并实时分析当前结石图像的坐标、组成当前结石图像的所有点的颜色值及其排布状态；在设定的允许偏差内进行比较，当分析到当前幅B超图像的窗口位置的图像特征与记录下的参照图像特征一致时，微机输出高电平1，此时驱动电路的输入端A接收到高电平1，光电耦合器IC导通，直流继电器J吸合，其常开触点KJ闭合，可编程控制器PLC的信号输入端X0从0到1，经可编程控制器PLC进行运算处理后，输出端Y1输出一组驱动碎石的触发脉冲信号进行体外碎石；当分析到当前幅B超图像的窗口位置的图像特征与记录下的参照图像特征不一致时，微机输出低电平0，此时驱动电路的输入端A接收到高电平0，光电耦合器IC截止，直流继电器J释放，其常开触点KJ断开，可编程控制器PLC的信号输入端X0从1到0，可编程控制器PLC输出端Y1停止输出驱动碎石的触发脉冲信号，停止碎石。权利要求1.一种体外冲击波碎石机B超自动跟踪碎石系统，其特征在于包括B超机、存储有视频分析及控制输出程序的微机和用于触发碎石机碎石的驱动电路，所述的B超机经图象采集卡接口与微机相连，微机产生的控制输出接入驱动电路，所述微机包括锁定参照图像装置，用于锁定一幅以结石为中心的参照图像，记录下结石所处的位置及其特征；实时采集及比较装置，用于实时动态采集B超所成的当前结石图像中结石所处的位置及其特征，并将该所成的当前结石图像与参照图像进行比较；判断装置，用于当当前图像的结石位置及特征与参照图像记录的结石位置及其特征相一致时，即结石位置仍在焦区内，则控制输出高电平到驱动电路，否则控制输出低电平到驱动电路。2.根据权利要求1所述的体外冲击波碎石机B超自动跟踪碎石系统，其特征在于所述的驱动电路包括光电耦合器、直流继电器和可编程控制器，光电耦合器的输出端连接直流继电器的电压控制端，直流继电器的常开触点两连接点接入可编程控制器的触发信号输入端；当驱动电路接收到高电平时，光电耦合器导通，直流继电器得电使得其触点吸合，触发可编程控制器输出一组驱动碎石的触发脉冲信号，当驱动电路接收到低电平时，光电耦合器截止，直流继电器得电使得其触点断开，触发可编程控制器不输出触发脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠兴，余立庆，
申请(专利权)人：湛江经济技术开发区海滨医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：