人体器官的超声图像的采集系统技术方案

一种用于采集人体器官的超声图像的系统包括扫描仪和与其相关联的至少一个惯性测量单元(IMU)。单元(IMU)。单元(IMU)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人体器官的超声图像的采集系统


[0001]本专利技术来自医疗设备领域。具体而言，本专利技术涉及一种利用惯性测量单元准确定位和移动手持超声探头的系统和方法。

技术介绍

[0002]了解医疗传感器或医疗设备相对于患者解剖结构的地点以及传感器或设备正在或应该移动的速度对于高级远程控制、机器人、自主、自我反馈或其它自动医疗程序至关重要。
[0003]超声探头(在本文中也称为“扫描仪”、“超声头”或为简单起见简称为“探头”)在身体上移动的速度提供了重要信息。例如，以低于或高于某个范围的速度拍摄的图像可能被删除，或者可能经受特殊过滤和图像处理技术，以便改善模糊图像。此外，可以向操作者提供关于程序的几个方面的指令，诸如何时停止移动、如何校正扫描路径、如何改变朝向或倾斜探头等。在远程控制安装在位于患者身体上的万向节上的超声探头或传感器的情况下，知道超声探头移动的二维或三维速度对于跟踪万向节和/或探头的整体地点、姿态和速度也是重要的。
[0004]一种极其常见的程序是超声扫描，尤其几乎每个妇女在她产前看医生或去诊所期间都会经历这种超声扫描。通常，在这种情况下，超声技师(声谱仪操作员)或医师执行扫描。操作者，即技师、助产士、医生、声谱仪操作员等，根据他们的经验，知道为了对胚胎的特定结构进行成像，扫描仪头或探头必须位于的最佳位置和朝向、保持扫描仪与身体良好耦合所必需的对腹部的适当压力量、探头相对于腹部的角度，以及允许良好成像的正确扫描速度。此外，操作者在屏幕上实时查看探头生成的图像，并能够优化或校正其位置。本文中的术语“探头”或“超声探头”是指任何有用的探头、线性或凸面、相控阵、HIFU或其它传感器。
[0005]在本描述的上下文中，术语“扫描仪”应该被理解为是指必须在患者身体表面上移动以从中采集数据(例如，超声图像)的元件、壳体或设备。
[0006]许多扫描只是为了监测胚胎的活力体征，例如心跳、移动、羊水量、强健状况(tone)和呼吸而进行。这些扫描也可以由患者在其家中或其它非诊所、医院或医疗设施的地点执行，从而节省超负荷的医疗系统时间和资源，并潜在地避免不必要的急诊科就诊或产前到医生办公室、诊所或医院。但是，执行超声扫描需要一些超声操作者的技能，未经训练的人缺乏这种技能。显然，非常期望提供一种装置，使不熟练的人可以通过这种装置来执行产生有用结果的“自己动手”的超声扫描。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种设备和方法，其通过监测扫描仪头(超声探头)的运动并提供有助于将扫描仪头定位在期望地点的反馈来帮助患者执行超声扫描.
[0008]本专利技术的其它目的和优点将随着描述的进行而显现。

技术实现思路

[0009]在第一方面，本专利技术包括一种用于采集人体内部器官的超声图像的系统。该系统包括扫描仪和至少一个与其相关联的惯性测量单元(IMU)。
[0010]在系统的一些实施例中，至少一个IMU是以下之一：a)与扫描仪集成在一起；b)经由插入式连接连接到扫描仪；c)设在与扫描仪相关联的元件中并在操作期间随其移动。
[0011]系统的一些实施例被配置为向系统的操作者发出指令，该指令允许扫描也可以由未受过超声扫描训练的人，包括患者自己来执行。
[0012]在其中扫描由未经训练的操作者执行的系统的一些实施例中，扫描被传输到远程地点以供医疗保健专业人员分析。
[0013]系统的一些实施例被配置为允许操作者与远程个体或非监控系统之间进行双向通信，其中非监控系统包括自动化的图像分析电路系统。双向通信可以选自音频、可视和视频通信，以及它们的组合。在系统的一些实施例中，当扫描由未经训练的操作者执行时，在操作者和医疗保健专业人员之间启用双向视频通信，从而使他们能够在操作者执行扫描程序时看到彼此以帮助健康护理专业人员解释图像并在必要时提供指导。在一些实施例中，该系统被配置为使得系统的输出实时地或在采集图像后不久直接发送到远程医疗保健专业人员和/或非监控系统。
[0014]系统的一些实施例被配置为将扫描仪的图像覆盖在超声扫描之上以帮助医疗保健专业人员解释图像。
[0015]系统的扫描仪的实施例包括壳体，该壳体被人体工程学地设计为由操作者握住并在人或动物的皮肤上移动。壳体的一些实施例包括或具有与其相关联的至少必须位于患者身体上以获得超声图像的系统的最小数量的组件。在壳体的一些实施例中，壳体中或与壳体相关联的最小数量的组件是：i)超声探头；ii)至少一个IMU，其包括三轴加速度计和三轴陀螺仪；iii)用于与远程终端进行有线或无线通信的电子组件；以及iv)电源。
[0016]在系统的一些实施例中，壳体包括可以以许多不同配置布置的其它组件，其中它们中的至少一些可以位于壳体内。在这些实施例中，系统的其它组件是：v)模拟前端(AFE)，它借助于电子组件传输和接收超声信号；vi)包含软件的处理器；vii)用户界面，包括显示屏和接受用户指令的部件；以及viii)至少一个存储器设备，用于存储由处理器中的软件处理的数据和图像。在这些实施例中，未位于壳体内的其它组件位于靠近患者但与壳体分开的地点。在这些实施例中，未位于壳体内的其它组件与位于壳体内或与壳体相关联的组件通信。
[0017]在系统的一些实施例中，AFE的电子组件包括发送器、接收器、放大器和模数(A/D和数模(D/A)转换器)。
[0018]在系统的一些实施例中，软件被配置为操作系统并且接收和处理从AFE接收到的超声信号以产生超声图像并且接收和处理从IMU接收到的惯性测量信号。
[0019]在系统的一些实施例中，AFE、IMU、处理器、存储器设备和通信组件可以作为单独的集成电路(IC)提供或集成到包括至少一些IC的一个或多个ASIC中。为了清楚起见，应该理解处理器例如可以是FPGA或MCU或包括ADC或DAC的MCU。替代地，作为ASIC实现的AFE也可以包括ADC和/或DAC。
[0020]系统的一些实施例包括附加组件。附加组件包括以下至少之一：ix)远程终端；x)
至少一个附加的IMU；xi)至少一个三轴磁力计；xii)至少一个压力传感器；以及xiii)用于与远程医疗保健提供者通信的扬声器和麦克风。
[0021]在系统的一些实施例中，所有其它组件v)
‑
viii)都包含在远程终端内，该远程终端经由有线或无线通信链路连接到扫描仪。在系统的其它实施例中，一些其它组件v)
‑
viii)包含在扫描仪内，其余的位于远程终端，该远程终端经由有线或无线通信链路连接到扫描仪。
[0022]在系统的一些实施例中，远程终端是便携式通信设备。在系统的一些实施例中，便携式通信设备是智能电话。在系统的一些实施例中，便携式通信设备包括显示器、IMU和处理器。在系统的一些实施例中，便携式通信设备装配到扫描仪壳体中的插座中。在系统的一些实施例中，便携式通信设备是壳体的组成部分。在系统的一些实施例中，便携式通信设备不是壳体的组成部分，而是在执行扫描之前装配到壳体中的插座中，在超声扫描期间与壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于采集人体器官的超声图像的系统，包括扫描仪和与其相关联的至少一个惯性测量单元IMU。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个IMU与扫描仪集成在一起。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个IMU经由插入式连接以连接到扫描仪。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个IMU设在与扫描仪相关联并且在操作期间与其一起移动的元件中。5.如权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置为向所述系统的操作者发出允许扫描也可以由未受过超声扫描训练的人，包括患者自己来执行的指令。6.如权利要求1所述的系统，其中所述扫描仪包括壳体，所述壳体按人体工程学设计以由操作者握持并跨人或动物的皮肤移动。7.如权利要求1所述的系统，其中所述壳体包括必须位于患者身体上以获得超声图像的系统的至少最小数量的组件，或与其相关联。8.如权利要求7所述的系统，其中在所述壳体中或与所述壳体相关联的最小数量的组件是：i)超声探头；ii)至少一个IMU，其包括三轴加速度计和三轴陀螺仪；iii)用于与远程终端进行有线或无线通信的电子组件，以及iv)电源。9.如权利要求7所述的系统，其包括可以以许多不同配置布置的其它组件，其中它们中的至少一些位于所述壳体内。10.如权利要求8所述的系统，其中不位于所述壳体内的其它组件位于靠近患者但与所述壳体分开的地点处。11.如权利要求9所述的系统，其中不位于所述壳体内的其它组件与位于所述壳体内或与所述壳体相关联的组件通信。12.如权利要求9所述的系统，其中所述系统的其它组件是：v)模拟前端(AFE)，借助于电子组件发送和接收超声信号；vi)包含软件的处理器；vii)用户界面，包括显示屏和接受用户指令的部件；以及viii)设备组件，适于存储由处理器中的软件处理的数据和图像。13.如权利要求12所述的系统，其中所述AFE的电子组件包括发送器、接收器、放大器和模数(A/D)和数模(D/A)转换器。14....

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：皮尔森莫有限公司，
类型：发明
国别省市：