專利名稱：一種超聲成像模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)用超聲成像教學(xué)的超聲成像模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著超聲技術(shù)日新月異的發(fā)展，超聲設(shè)備在越來越多的科室得到了應(yīng)用。目前超聲的應(yīng)用主要還是由超聲專業(yè)技師完成，臨床醫(yī)生對(duì)于超聲檢查技術(shù)的掌握尚遠(yuǎn)未達(dá)到臨床普及的水平。而快速提高臨床醫(yī)生的超聲檢查技術(shù)需要醫(yī)生進(jìn)行大量的實(shí)際上機(jī)操作，單純依靠書本知識(shí)和理論課程很難提高。而超聲設(shè)備相對(duì)昂貴的價(jià)格使得醫(yī)學(xué)院所和基層醫(yī)院很難購買很多的超聲設(shè)備，此外，超聲設(shè)備和真實(shí)人體來做體模又使得超聲學(xué)習(xí)受到很大制約。這些因素造成的超聲教學(xué)資源的匱乏，導(dǎo)致很多醫(yī)生在超聲檢查技術(shù)學(xué)習(xí)和提高方面受到很大制約。此外，超聲很多新技術(shù)的應(yīng)用集中在很多高檔超聲設(shè)備上，高昂的價(jià)格使得很多臨床醫(yī)生沒有機(jī)會(huì)接觸到這些新技術(shù)，也從另外一個(gè)方面限制和制約了超聲新技術(shù)的推廣和應(yīng)用。價(jià)格便宜的超聲成像模擬系統(tǒng)成為解決這個(gè)矛盾的一個(gè)很好的途徑。超聲成像模擬系統(tǒng)主要包括仿真人體體模和超聲成像模擬裝置兩部分構(gòu)成，臨床醫(yī)生可以通過在仿真人體體模上進(jìn)行超聲掃描，在超聲成像模擬裝置上觀看對(duì)應(yīng)超聲影像來提高超聲檢查技術(shù)。超聲成像模擬系統(tǒng)可以用來輔助超聲技術(shù)的臨床教學(xué)和推廣應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)院校和教學(xué)醫(yī)院開始推廣普及教學(xué)機(jī)，進(jìn)而深入到基層醫(yī)院的臨床醫(yī)生隊(duì)伍。通過教學(xué)機(jī)這個(gè)媒介，讓更多的臨床醫(yī)生掌握超聲應(yīng)用，從而推動(dòng)普及超聲應(yīng)用?，F(xiàn)有的超聲成像模擬系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單的進(jìn)行黑白B模式圖像的顯示和回放，不能解決目前臨床應(yīng)用中對(duì)于彩色血流，頻譜多普勒，連續(xù)波多普勒等等很多超聲功能的應(yīng)用需求，功能比較簡(jiǎn)單，并且受限于系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)器資源限制，對(duì)于彩色血流，頻譜多普勒等數(shù)據(jù)只能存取少量數(shù)據(jù)，在模擬診斷過程中對(duì)于彩色數(shù)據(jù)和頻譜數(shù)據(jù)只是利用插值計(jì)算的方式來實(shí)現(xiàn)和B模式圖像數(shù)據(jù)共同顯示的效果，由于數(shù)據(jù)量小，圖像質(zhì)量受到很大影響，并且也只能支持這些基本的檢查模式，對(duì)于臨床醫(yī)生和醫(yī)學(xué)院學(xué)生對(duì)于超聲新技術(shù)的學(xué)習(xí)無能為力。此外，由于保存的都是離線計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，參數(shù)調(diào)節(jié)效果等功能也沒有辦法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種能實(shí)現(xiàn)多種超聲模擬操作并且能真實(shí)地模擬出在實(shí)際超聲診斷儀中進(jìn)行操作所產(chǎn)生的效果的超聲成像模擬系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例公開的技術(shù)方案包括:提供一種超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括:存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于至少一組超聲掃描參數(shù)的至少一組超聲回波數(shù)據(jù)；模擬操作裝置，所述模擬操作裝置接收模擬操作并發(fā)出表示所述模擬操作的模擬操作信號(hào)，所述模擬操作信號(hào)包括表示模擬掃描操作的模擬掃描操作信號(hào)和表述模擬處理操作的模擬處理操作信號(hào)；控制器，所述控制器接收所述模擬操作信號(hào)，并根據(jù)所述模擬掃描操作信號(hào)確定與所述模擬掃描操作對(duì)應(yīng)的當(dāng)前超聲掃描參數(shù)，并確定所述存儲(chǔ)器中與所述當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)；回波數(shù)據(jù)處理器，所述回波數(shù)據(jù)處理器接收所述與所述當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述模擬處理操作信號(hào)對(duì)所述與所述當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得超聲圖像；顯示器，所述顯示器顯示所述超聲圖像。本發(fā)明實(shí)施例利用實(shí)際超聲診斷儀進(jìn)行實(shí)際人體各個(gè)器官的超聲數(shù)據(jù)采集，并存儲(chǔ)獲得的多種探頭類型、多種掃描方式、多種成像模式、多個(gè)人體器官部位等等情況下的超聲回波數(shù)據(jù)，然后根據(jù)使用者的模擬操作從這些超聲回波數(shù)據(jù)中讀出相應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的各種處理。因此，本發(fā)明實(shí)施例中，后續(xù)的各種模擬操作均是基于真實(shí)的前端超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行與實(shí)際超聲診斷儀的處理相同的真實(shí)的處理，這種處理實(shí)際上是對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)做真正的數(shù)據(jù)處理，而不是簡(jiǎn)單的模擬，因此，能模擬很多種甚至所有實(shí)際超聲診斷儀中可以進(jìn)行的操作，并且能非常真實(shí)地模擬出在實(shí)際超聲診斷儀中進(jìn)行操作所產(chǎn)生的效果，從而幫助使用者學(xué)習(xí)、了解各種成像參數(shù)的特性，更好地輔助使用者學(xué)習(xí)使用超聲診斷系統(tǒng)進(jìn)行診斷，提高其使用超聲診斷儀的經(jīng)驗(yàn)和技能。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的超聲成像模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中顯示器上顯示的界面的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的超聲成像模擬系統(tǒng)包括模擬操作裝置20、控制器206、存儲(chǔ)器208、回波數(shù)據(jù)處理器210和顯示器212。模擬操作裝置20接收使用者的模擬操作，是超聲成像模擬系統(tǒng)與使用者之間相互交互的媒介。接收使用者的模擬操作后，模擬操作裝置20發(fā)出表示當(dāng)前使用者的模擬操作的信號(hào)(本文中統(tǒng)一稱這些表示使用者的模擬操作的信號(hào)為“模擬操作信號(hào)”)到控制器206和回波數(shù)據(jù)處理器210。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，模擬操作裝置20包括人體仿真體模10、模擬控制面板202和模擬探頭204。其中，人體仿真體模10、模擬控制面板202和模擬探頭204均電氣連接到控制器206并可以與控制器進(jìn)行信號(hào)傳輸或通信?？刂破?06連接到存儲(chǔ)器208，并控制從存儲(chǔ)器208中讀出其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并送到回波數(shù)據(jù)處理器210，經(jīng)回波數(shù)據(jù)處理器210處理的數(shù)據(jù)送到顯示器212進(jìn)行顯示。人體仿真體模10可以采用塑料等材料制作，在人體仿真體模10上對(duì)應(yīng)于實(shí)際中超聲掃描真正的病人時(shí)探頭可能放置位置的部位(本文中稱之為“超聲掃描部位”)上設(shè)置傳感器?？梢栽诙鄠€(gè)的超聲掃描部位均設(shè)置傳感器，每個(gè)超聲掃描部位的傳感器可以為一組或多組，每組傳感器可以是一個(gè)或多個(gè)傳感器，均可根據(jù)傳感器類型、探頭類型、超聲掃描部位的類型等等實(shí)際情況而確定。超聲掃描部位對(duì)應(yīng)的掃描目標(biāo)可以包括肝膽、胰、脾、雙腎、膀胱子宮附件、換前列腺、心臟、乳腺、頸部(包括甲狀腺、頸動(dòng)脈、椎動(dòng)脈等等)、股動(dòng)脈、產(chǎn)科等對(duì)應(yīng)器官附件等等。實(shí)際上，本發(fā)明實(shí)施例中，可以在所有可能的超聲掃描部位設(shè)置傳感器。
傳感器可以是能夠檢測(cè)(例如，通過感應(yīng)或感觸)模擬探頭204對(duì)人體仿真體模10的接觸的傳感器，比如紐扣式微型電子開關(guān)、壓力傳感器、磁感應(yīng)傳感器等等。當(dāng)使用者操作模擬探頭靠近或者接觸人體仿真體模10進(jìn)行模擬超聲掃查時(shí)，這些傳感器可以感應(yīng)或感觸模擬探頭204對(duì)人體仿真體模10的接觸，并相應(yīng)發(fā)出電子信號(hào)到控制器206，控制器206根據(jù)接收到的這些傳感器的信號(hào)確定當(dāng)前模擬探頭204在人體仿真體模10上的接觸位置、模擬探頭204的方位(例如探頭與人體仿真體模10之間的角度等等)、模擬探頭204的掃描方向(例如模擬掃描時(shí)模擬探頭204的運(yùn)動(dòng)方向等等)、掃描手法(例如平掃、扇掃等等)、掃描選擇的切面等等信息。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，人體仿真體模10中還可以設(shè)有體?？刂破鳎擉w?？刂破骺梢越邮諅鞲衅鞑杉碾娮有盘?hào)，然后根據(jù)這些電子信號(hào)進(jìn)行處理，例如，根據(jù)預(yù)先確定的規(guī)則對(duì)這些電子信號(hào)進(jìn)行編號(hào)或者編碼，這些編號(hào)或者編碼對(duì)應(yīng)當(dāng)前模擬探頭204在人體仿真體模10上的接觸位置，以及進(jìn)而與存儲(chǔ)器208中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于當(dāng)前模擬探頭204在人體仿真體模10上的接觸位置的超聲回波數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。然后體?？刂破鲗⑦@些編號(hào)或者編碼發(fā)送到控制器206，然后控制器206從存儲(chǔ)器208中讀出與該編號(hào)或者編碼對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)傳送到回波數(shù)據(jù)處理器210。人體仿真體模10上設(shè)有數(shù)據(jù)接口，以將傳感器采集到的信號(hào)發(fā)送到控制器206。這些數(shù)據(jù)接口可以是有線的或無線的數(shù)據(jù)傳輸接口，比如USB接口、紅外接口、藍(lán)牙接口等
等例如，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在人體仿真體模10中的各個(gè)可能的超聲掃描部位設(shè)置紐扣式微型電子開關(guān)，每個(gè)紐扣式開關(guān)代表一個(gè)電信號(hào)，每?jī)蓚€(gè)電信號(hào)可以代表存儲(chǔ)器208中存儲(chǔ)的一組超聲回波數(shù)據(jù)。當(dāng)模擬探頭204壓力觸發(fā)了相應(yīng)的電子開關(guān)后，相應(yīng)的電信號(hào)傳輸給控制器206,控制器206根據(jù)該電信號(hào)從存儲(chǔ)器208中讀出該電信號(hào)代表的該組超聲回波數(shù)據(jù)送入回波數(shù)據(jù)處理器210。人體仿真體模10表面可以覆蓋不透明軟塑膠，并將電子開關(guān)包埋進(jìn)去。每?jī)蓚€(gè)相鄰的電子開關(guān)都能生成一組電子信號(hào)，電子信號(hào)與圖像切面--對(duì)應(yīng)。模擬探頭204可以是實(shí)際的超聲檢查中常用的凸陣探頭、線陣探頭、相控陣探頭等等探頭的探頭模型。模擬探頭204內(nèi)部可以設(shè)置傳感器，比如壓力等傳感器、角度傳感器等，這些傳感器可以檢測(cè)使用者在進(jìn)行模擬超聲掃描時(shí)操作模擬探頭204的掃描手法和掃描角度等等的信息，并將檢測(cè)到的信息發(fā)送到控制器206，控制器206接收這些信息用于后續(xù)的控制。這些傳感器可以設(shè)置一組或多組，每組傳感器可以是一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，控制器206還可以根據(jù)這些信息以及接收到的從人體仿真體模10接收到的前文所述的各種信息，判斷當(dāng)前使用者對(duì)模擬探頭204的操作是否正確，當(dāng)然，也可以在模擬探頭204中直接設(shè)置探頭控制器或處理器，在模擬探頭204中判斷當(dāng)前使用者對(duì)模擬探頭204的操作是否正確。在控制器206或模擬探頭204中進(jìn)行判斷后，如果有錯(cuò)誤(例如手法錯(cuò)誤、切面錯(cuò)誤等等)，可以根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出報(bào)警或提示信息(例如通過閃爍指示燈或語音或者設(shè)置在模擬探頭204上的小型顯示屏等)，或?qū)?bào)警或提示信息發(fā)送到顯示器212進(jìn)行顯示。這樣，可以糾正使用者的操作，幫助使用者更好更快地學(xué)習(xí)正確的操作。模擬控制面板202可以是實(shí)際的超聲診斷儀的控制面板的模型，模擬控制面板202上的各種設(shè)置(例如各種功能鍵的定義和排布等等)可以與實(shí)際超聲診斷儀的操作面板一致，可以實(shí)現(xiàn)完全的超聲設(shè)備的模擬操作。此外，模擬控制面板還可以包括觸摸屏等控制設(shè)備，也可以包括電腦鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備以完成超聲掃描的模擬操作。模擬控制面板202上設(shè)有電子電路以將使用者對(duì)模擬控制面板202的操作轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)(即前文所述的“模擬操作信號(hào)”)發(fā)送到控制器206和/或回波數(shù)據(jù)處理器210，控制器206根據(jù)接收到的信號(hào)確定當(dāng)前使用者對(duì)模擬控制面板202進(jìn)行了何種操作。使用者對(duì)模擬控制面板202的操作可以包括所有在實(shí)際超聲診斷儀的掃描過程中可能進(jìn)行的操作，比如模式切換、成像參數(shù)調(diào)整、圖像縮放、圖像旋轉(zhuǎn)、圖像凍結(jié)、參數(shù)測(cè)量、診斷信息標(biāo)注、診斷報(bào)告生成等等，在此不再一一列舉?；夭〝?shù)據(jù)處理器210根據(jù)使用者對(duì)模擬控制面板202的操作，對(duì)從存儲(chǔ)器208中讀出的超聲回波數(shù)據(jù)(下文詳述)進(jìn)行相應(yīng)的處理。模擬控制面板202中的電子電路可以與通常的實(shí)際超聲診斷儀的控制面板相同(比如該模擬控制面板202可以直接使用實(shí)際的超聲診斷儀的控制面板)，也可以是實(shí)際超聲診斷儀的控制面板的模型，比如，進(jìn)行一定簡(jiǎn)化后的模型，只要能模擬出實(shí)際超聲診斷儀的控制面板的操作并將表示這些模擬操作的電信號(hào)發(fā)送給控制器206和/或回波數(shù)據(jù)處理器210使得控制器206和/或回波數(shù)據(jù)處理器210可以確定當(dāng)前模擬操作是何種操作即可。存儲(chǔ)器208中存儲(chǔ)超聲回波數(shù)據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，超聲回波數(shù)據(jù)可以包括預(yù)先利用實(shí)際超聲診斷儀進(jìn)行實(shí)際人體各個(gè)器官的超聲數(shù)據(jù)采集而獲得的多種探頭類型、多種掃描方式、多種成像模式、多個(gè)人體器官部位等等(本文中統(tǒng)一稱為“超聲掃描參數(shù)”)情況下的超聲回波數(shù)據(jù)，包括正常人體部位和不同病患部位的超聲回波數(shù)據(jù)，實(shí)際上，可以包括所有可能的超聲掃描參數(shù)下的超聲回波數(shù)據(jù)。這些超聲回波數(shù)據(jù)按照一定的組織方式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器208中。超聲回波數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的組織方式可以是常用的組織方式，比如按照成像模式分類存儲(chǔ)、按照人體器官分類存儲(chǔ)或按照其它合適的方式分類存儲(chǔ)等等。其中對(duì)于某一中情況下，存儲(chǔ)器中可以對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)多個(gè)這種情況下(比如對(duì)于人體某一個(gè)器官或者部位)常見的多種病例的超聲圖像數(shù)據(jù)以供后續(xù)模擬操作中讀出并工回波數(shù)據(jù)處理器210處理。本文中，稱這些按一定組織方式存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)一定超聲掃描參數(shù)的超聲回波數(shù)據(jù)為對(duì)應(yīng)某一組超聲掃描參數(shù)的一組超聲回波數(shù)據(jù)。其中超聲回波數(shù)據(jù)可以是經(jīng)過波束合成后的超聲前端的回波數(shù)據(jù)，包括經(jīng)過波束合成后還沒有經(jīng)過其它信號(hào)處理步驟和圖像處理步驟的超聲回波數(shù)據(jù)，也可以是波束合成后經(jīng)過了至少一部分后續(xù)的信號(hào)處理步驟和/或圖像處理步驟的超聲回波數(shù)據(jù)，可以根據(jù)超聲成像模擬系統(tǒng)所希望模擬的是超聲成像過程中哪部分步驟或哪部分過程而靈活選擇。例如，如果超聲成像模擬系統(tǒng)希望模擬波束合成之后的所有處理過程，則存儲(chǔ)的超聲回波數(shù)據(jù)可以是波束合成后還沒有經(jīng)過其它信號(hào)處理步驟和圖像處理步驟的超聲回波數(shù)據(jù)；如果超聲成像模擬系統(tǒng)希望模擬獲得了 C圖像或D圖像之后的后續(xù)處理(比如縮放、凍結(jié)、測(cè)量等等)過程，則存儲(chǔ)的超聲回波數(shù)據(jù)可以是波束合成后經(jīng)過了 C模式或D模式成像處理后生成了C圖像數(shù)據(jù)或D圖像數(shù)據(jù)后的超聲回波數(shù)據(jù)(即C圖像數(shù)據(jù)或D圖像數(shù)據(jù))；依次類推，在此不再一一列舉。如前文所述，控制器206可以接收來自于模擬探頭204、人體仿真體模10和模擬控制面板202的信號(hào)，控制器206根據(jù)這些信號(hào)確定當(dāng)前使用者進(jìn)行模擬超聲掃描操作的各種相關(guān)信息，包括當(dāng)前模擬探頭的類型、當(dāng)前探頭的掃描方式、當(dāng)前模擬掃描操作所掃描的超聲掃描部位、當(dāng)前模擬掃描的成像模式等等(本文中統(tǒng)一稱為“當(dāng)前超聲掃描參數(shù)”)?？刂破?06根據(jù)當(dāng)前超聲掃描參數(shù)或當(dāng)前超聲掃描參數(shù)中的至少一部分，確定在存儲(chǔ)器208中與當(dāng)前模擬掃描對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)，并控制從存儲(chǔ)器208中讀出與當(dāng)前模擬掃描對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)并送入回波數(shù)據(jù)處理器210。當(dāng)然，也可以由回波數(shù)據(jù)處理器210從存儲(chǔ)器208中讀出與當(dāng)前模擬掃描對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例中，使用者的模擬操作實(shí)際上包括兩大類，第一類是模擬掃描操作，即確定前述的當(dāng)前超聲掃描參數(shù)的模擬操作，包括對(duì)模擬探頭204和/或人體仿真體模10的操作以及使用者通過人機(jī)界面用輸入裝置直接選擇當(dāng)前超聲掃描參數(shù)(例如，在沒有設(shè)置模擬探頭204和/或人體仿真體模10的實(shí)施例中，后文詳述)的操作，本文中統(tǒng)一稱為“模擬掃描操作”，產(chǎn)生的表示模擬掃描操作的信號(hào)相應(yīng)地稱為“模擬掃描操作信號(hào)”;第二類是通過模擬控制面板202或其它輸入設(shè)備(例如，在沒有設(shè)置模擬控制面板202而設(shè)置其它輸入設(shè)備的實(shí)施例中，后文詳述)對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理的模擬操作，本文中統(tǒng)一稱為“模擬處理操作”，產(chǎn)生的表示模擬處理操作的信號(hào)相應(yīng)地稱為“模擬處理操作信號(hào)”。例如，一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)模擬探頭204發(fā)送來的信號(hào)確定當(dāng)前模擬探頭的類型是凸陣探頭；根據(jù)人體仿真體模10的傳感器發(fā)送來的信號(hào)確定當(dāng)前模擬探頭204模擬掃描的超聲掃描部位對(duì)應(yīng)的掃描目標(biāo)是心臟，成像模式是脈沖波多普勒模式，掃描方式是扇掃；則控制器206確定在存儲(chǔ)器208中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)對(duì)心臟的凸陣扇掃脈沖波多普勒成像的超聲回波數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置，并控制從該存儲(chǔ)位置讀出這些對(duì)應(yīng)心臟的凸陣扇掃脈沖波多普勒成像的超聲回波數(shù)據(jù)并送入回波數(shù)據(jù)處理器210中。如前文所述，存儲(chǔ)器208中可以存儲(chǔ)預(yù)先采集獲得的所有可能的超聲掃描參數(shù)下的超聲回波數(shù)據(jù)。因此，在當(dāng)前超聲掃描參數(shù)為其它的超聲掃描參數(shù)的情況下，可以類似地確定其對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置并讀出該對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)到回波數(shù)據(jù)處理器210。從存儲(chǔ)器208中讀出所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的特定數(shù)據(jù)的方法可以使用本領(lǐng)域內(nèi)常用的方法，在此不再贅述。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，控制器206還可以包括供使用者對(duì)存儲(chǔ)器208中的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行管理或編輯的存儲(chǔ)器回波數(shù)據(jù)管理模塊，該存儲(chǔ)器回波數(shù)據(jù)管理模塊在顯示器212上提供存儲(chǔ)器中的回波數(shù)據(jù)的管理界面供使用者進(jìn)行操作，使用者通過該管理界面查看存儲(chǔ)器208中存儲(chǔ)的超聲回波數(shù)據(jù)的情況，并通過模擬控制面板或其它輸入設(shè)備輸入指令，存儲(chǔ)器回波數(shù)據(jù)管理模塊根據(jù)這些輸入的指令對(duì)存儲(chǔ)器208中存儲(chǔ)的超聲回波數(shù)據(jù)按照需要進(jìn)行編輯，例如添加超聲回波數(shù)據(jù)、刪除超聲回波數(shù)據(jù)、替換超聲回波數(shù)據(jù)、改變超聲回波數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置、增加超聲回波數(shù)據(jù)的分類、改變超聲回波數(shù)據(jù)所屬的分類等等。回波數(shù)據(jù)處理器210接收模擬控制面板202和/或控制器206發(fā)來的信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)對(duì)從存儲(chǔ)器208讀出的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這種處理可以是實(shí)際的超聲診斷儀中對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)的各種處理中的至少一部分處理。這些對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理可以包括:時(shí)間增益補(bǔ)償(TGC)、增益調(diào)整、B模式數(shù)據(jù)處理生成B圖像數(shù)據(jù)、C模式數(shù)據(jù)處理生成C圖像數(shù)據(jù)、M模式數(shù)據(jù)處理生成M圖像數(shù)據(jù)、D模式數(shù)據(jù)處理(包括脈沖波多普勒成像(PW)處理、連續(xù)波多普勒成像(CW)處理、組織多普勒成像(TDI)處理等等)生成D圖像數(shù)據(jù)、空間復(fù)合處理、幀相關(guān)、諧波成像處理、三維/四維(3D/4D)成像處理生成三維/四維圖像、數(shù)字掃描變換(DSC)、對(duì)生成的圖像的凍結(jié)、旋轉(zhuǎn)、縮放、各種參數(shù)測(cè)量等等。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，回波數(shù)據(jù)處理器210可以完成對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)的所有與實(shí)際超聲診斷儀對(duì)超聲前端回波數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理相同的處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際超聲診斷儀的所有功能的完全模擬，在此不再一一列舉。因此，回波數(shù)據(jù)處理器210中可以包括實(shí)現(xiàn)前述各種處理的模塊，包括TGC模塊、增益調(diào)整模塊、B成像模塊、C成像模塊、D成像模塊(PW多普勒成像模塊、Cff多普勒成像模塊或TDI模塊等等)、空間復(fù)合模塊、幀相關(guān)模塊、諧波成像模塊、三維/四維(3D/4D)成像模塊、DSC模塊、圖像凍結(jié)、旋轉(zhuǎn)、縮放等等的模塊、各種參數(shù)測(cè)量的模塊、診斷信息標(biāo)注模塊、診斷報(bào)告生成模塊等等。實(shí)際上，回波數(shù)據(jù)處理器210中可以包括實(shí)際超聲診斷儀中可能包括的所有對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的模塊，在此不再一一列舉。當(dāng)使用者使用模擬探頭204和模擬控制面板202進(jìn)行模擬超聲掃描時(shí)，回波數(shù)據(jù)處理器210接收模擬控制面板202和/或控制器206發(fā)送的表示當(dāng)前使用者所進(jìn)行的模擬操作的控制信號(hào)，然后根據(jù)這些控制信號(hào)對(duì)從存儲(chǔ)器208中讀出的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。例如，當(dāng)前使用者在模擬控制面板上202上選擇了 B模式成像，使用者對(duì)模擬控制面板202的該操作轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)發(fā)送到回波數(shù)據(jù)處理器210，回波數(shù)據(jù)處理器210接收該控制信號(hào)后，用B成像模塊對(duì)從存儲(chǔ)器208中讀出的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行B模式成像處理，生成B模式超聲圖像。使用者其它的模擬操作與此類似，在此不再一一列舉?；夭〝?shù)據(jù)處理器210將生成的超聲圖像發(fā)送到顯示器212進(jìn)行顯示。此外，控制器206可以控制在顯示器212上與回波數(shù)據(jù)處理器210生成的超聲圖像同時(shí)顯示相應(yīng)的人機(jī)界面，包括各種菜單、圖形界面等等。如圖2所示。該人機(jī)界面可以與實(shí)際的超聲診斷儀顯示在其顯示器上的人機(jī)界面相同或類似，當(dāng)然該人機(jī)界面也可以與實(shí)際的超聲診斷儀顯示在其顯示器上的人機(jī)界面至少部分不同，但是只要能夠供使用者方便地進(jìn)行模擬操作即可。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，控制器206還可以包括測(cè)評(píng)模塊。如前文所述，控制器206可以接收模擬探頭204、模擬控制面板202和人體仿真體模10發(fā)送的信號(hào)并根據(jù)接收到的信號(hào)確定使用者當(dāng)前進(jìn)行模擬掃描操作的各種參數(shù)，比如模擬探頭204的位置、角度、掃描手法等等，以及在模擬控制面板上進(jìn)行的各種模擬操作，比如各種成像參數(shù)的調(diào)整和選擇、模式切換、各種參數(shù)測(cè)量操作等等。該測(cè)評(píng)模塊可以對(duì)使用者的當(dāng)前的這些操作進(jìn)行評(píng)價(jià)或評(píng)分。例如，將當(dāng)前使用者的操作與這種情況下標(biāo)準(zhǔn)操作進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)當(dāng)前使用者的操作與標(biāo)準(zhǔn)操作的相似度的大小給出評(píng)價(jià)或評(píng)分。這樣，幫助使用者更好地進(jìn)行模擬學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。前述各實(shí)施例中，超聲成像模擬系統(tǒng)的模擬操作裝置20包括了人體仿真體模10、模擬控制面板202和模擬探頭204。本發(fā)明其它的實(shí)施例中，模擬操作裝置20也可以不包括人體仿真體模10和模擬探頭204，而只包括模擬控制面板202。此時(shí)，使用者通過模擬控制面板202選擇當(dāng)前希望進(jìn)行模擬操作的探頭的類型、當(dāng)前探頭的掃描方式、當(dāng)前模擬掃描操作所掃描的超聲掃描部位、當(dāng)前模擬掃描的成像模式等等(即前文所述的“當(dāng)前超聲掃描參數(shù)”)。即本實(shí)施例中，當(dāng)前超聲掃描參數(shù)是直接由使用者通過模擬控制面板202或其它輸入設(shè)備進(jìn)行選擇確定，而不是如前述各實(shí)施例中一樣由使用者通過操作模擬探頭204模擬掃描人體仿真體模10而確定。此時(shí)，本文中，仍然將使用者通過模擬控制面板202或其它輸入設(shè)備選擇當(dāng)前超聲掃描參數(shù)的操作稱為“模擬掃描操作”，模擬控制面板202中產(chǎn)生的表示這些模擬操作的電信號(hào)也包括在前述的“模擬掃描操作信號(hào)”中。本發(fā)明另外的實(shí)施例中，模擬操作裝置20也可以不包括模擬控制面板202，而包括模擬探頭204和人體仿真體模10以及其它類型的輸入裝置，比如常用的鼠標(biāo)、鍵盤和/或觸摸屏等等，或者其它任何類型的可以供使用者輸入各種模擬操作的輸入裝置。此時(shí)，使用者如前文所述的一樣模擬操作模擬探頭204和人體仿真體模10，而其它的模擬操作可以是簡(jiǎn)單的通過人機(jī)界面的點(diǎn)選或手工輸入相關(guān)參數(shù)等等，比如用鼠標(biāo)點(diǎn)選或通過觸摸屏點(diǎn)選各種成像參數(shù)或者選擇進(jìn)行前述的各種對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)的其它信號(hào)處理或圖像處理過程，或者用手工輸入各種參數(shù)的具體值等等。也就是說，在這種情況下，對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)的各種模擬處理操作可以是不是通過實(shí)際的模擬器件(比如模擬控制面板202)完成，而是通過通常的輸入裝置在人機(jī)界面上進(jìn)行選擇或輸入而完成。本發(fā)明另外的實(shí)施例中，模擬操作裝置20甚至可以也不包括模擬控制面板202、模擬探頭204和人體仿真體模10，而只包括其它類型的輸入裝置，比如常用的鼠標(biāo)、鍵盤和/或觸摸屏，或者其它任何類型的可以供使用者輸入各種模擬操作的輸入裝置等等。此時(shí)，使用者的模擬操作可以是簡(jiǎn)單的通過人機(jī)界面的點(diǎn)選或手工輸入相關(guān)參數(shù)等等，比如用鼠標(biāo)點(diǎn)選或通過觸摸屏點(diǎn)選當(dāng)前希望進(jìn)行的模擬操作的探頭類型、掃描方式、超聲掃描部位、成像模式、各種成像參數(shù)等等，或者用手工輸入各種參數(shù)的具體值等等。也就是說，在這種情況下，所有模擬操作，包括模擬掃描操作和模擬處理操作，都可以是不在實(shí)際的模擬器件上完成，而是通過通常的輸入裝置在人機(jī)界面上進(jìn)行選擇或輸入而完成。然后，控制器206根據(jù)這些確定的當(dāng)前超聲掃描參數(shù)確定在存儲(chǔ)器208中這些當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)，并將這些超聲回波數(shù)據(jù)讀出送入回波數(shù)據(jù)處理器210進(jìn)行處理。這些實(shí)施例中的模擬控制面板202、控制器206、存儲(chǔ)器208、回波數(shù)據(jù)處理器210和顯示器212的結(jié)構(gòu)和工作方式可以與前述各實(shí)施例相同或類似，在此不再贅述。前述各實(shí)施例中的控制器206和回波數(shù)據(jù)處理器210及其包含的各種模塊可以是由硬件、軟件或其結(jié)合實(shí)現(xiàn)，比如可編程邏輯器件、專用集成電路、個(gè)人電腦、應(yīng)用軟件、嵌入式軟件等等?？刂破?06和回波數(shù)據(jù)處理器210及其包含的各種模塊可以是分別的各自分離的模塊，也可以是其中部分模塊或所有模塊組合在一起實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明實(shí)施例中，利用實(shí)際超聲診斷儀進(jìn)行實(shí)際人體各個(gè)器官的超聲數(shù)據(jù)采集，并存儲(chǔ)獲得的多種探頭類型、多種掃描方式、多種成像模式、多個(gè)人體器官部位等等情況下的超聲回波數(shù)據(jù)，然后根據(jù)使用者的模擬操作從這些超聲回波數(shù)據(jù)中讀出相應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的各種處理。因此，本發(fā)明實(shí)施例中，后續(xù)的各種模擬操作均是基于真實(shí)的前端超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行與實(shí)際超聲診斷儀的處理相同的真實(shí)的處理，這種處理實(shí)際上是對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)做真正的數(shù)據(jù)處理，而不是簡(jiǎn)單的模擬，因此，能模擬很多種甚至所有實(shí)際超聲診斷儀中可以進(jìn)行的操作，并且能非常真實(shí)地模擬出在實(shí)際超聲診斷儀中進(jìn)行操作所產(chǎn)生的效果，從而幫助使用者學(xué)習(xí)、了解各種成像參數(shù)的特性，更好地輔助使用者學(xué)習(xí)使用超聲診斷系統(tǒng)進(jìn)行診斷，提高其使用超聲診斷儀的經(jīng)驗(yàn)和技能。以上通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對(duì)本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超聲成像模擬系統(tǒng),其特征在于,包括: 存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于至少一組超聲掃描參數(shù)的至少一組超聲回波數(shù)據(jù)； 模擬操作裝置，所述模擬操作裝置接收模擬操作并發(fā)出表示所述模擬操作的模擬操作信號(hào)，所述模擬操作信號(hào)包括表示模擬掃描操作的模擬掃描操作信號(hào)和表述模擬處理操作的模擬處理操作信號(hào)； 控制器，所述控制器接收所述模擬操作信號(hào)，并根據(jù)所述模擬掃描操作信號(hào)確定與所述模擬掃描操作對(duì)應(yīng)的當(dāng)前超聲掃描參數(shù)，并確定所述存儲(chǔ)器中與所述當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)； 回波數(shù)據(jù)處理器，所述回波數(shù)據(jù)處理器接收所述與所述當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述模擬處理操作信號(hào)對(duì)所述與所述當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得超聲圖像； 顯示器，所述顯示器顯示所述超聲圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬操作裝置包括鼠標(biāo)、鍵盤和/或觸摸屏，所述鼠標(biāo)、鍵盤和/或觸摸屏接收所述模擬操作并發(fā)出表示所述模擬操作的模擬操作信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬操作裝置包括模擬控制面板，所述模擬控制面板接收所述模擬操作并發(fā)出表示所述模擬操作的模擬操作信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬操作裝置還包括模擬探頭和人體仿真體模，所述模擬探頭和所述人體仿真體模接收所述模擬操作并發(fā)出表示所述模擬操作的模`擬操作信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述人體仿真體模上的至少一個(gè)超聲掃描部位上設(shè)置至少一組傳感器，所述傳感器檢測(cè)所述模擬探頭的模擬操作并發(fā)出表示所述模擬探頭的模擬操作的模擬操作信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述人體仿真體模還包括體?？刂破?，所述體模控制器接收所述傳感器采集的信號(hào)，并根據(jù)所述信號(hào)生成表示所述模擬探頭的模擬操作的模擬操作信號(hào)。
7.如權(quán)利要求4所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬探頭上設(shè)置至少一組傳感器，所述傳感器檢測(cè)使用者對(duì)所述模擬探頭的模擬操作并發(fā)出表示所述使用者對(duì)所述模擬探頭的模擬操作的模擬操作信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬探頭還包括探頭控制器，所述探頭控制器根據(jù)所述傳感器發(fā)出的表示所述使用者對(duì)所述模擬探頭的模擬操作的模擬操作信號(hào)判斷使用者對(duì)所述模擬探頭的模擬操作是否正確，當(dāng)使用者對(duì)所述模擬探頭的模擬操作不正確時(shí)發(fā)出報(bào)警信息或提示信息。
9.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器還包括存儲(chǔ)器回波數(shù)據(jù)管理模塊，所述存儲(chǔ)器回波數(shù)據(jù)管理模塊用于編輯所述存儲(chǔ)器中的所述超聲回波數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器還包括測(cè)評(píng)模塊，所述測(cè)評(píng)模塊用于對(duì)所述模擬操作進(jìn)行評(píng)價(jià)或評(píng)分。
11.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述回波數(shù)據(jù)處理器包括TGC模塊、增益調(diào)整模塊、B成像模塊、C成像模塊、PW多普勒成像模塊、CW多普勒成像模塊、TDI模塊、空間復(fù)合模塊、幀相關(guān)模塊、諧波成像模塊、三維/四維成像模塊、DSC模塊、圖像凍結(jié)模塊、圖像旋轉(zhuǎn)模塊、圖像縮放模塊、參數(shù)測(cè)量模塊、診斷信息標(biāo)注模塊或診斷報(bào)告生成模塊。
12.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲回波數(shù)據(jù)是預(yù)先利用實(shí)際超聲診斷儀進(jìn)行實(shí)際人體器官的超聲掃描而獲得的超聲回波數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求12所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲回波數(shù)據(jù)是波束合成后的超聲前端的回波數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的超聲成像模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲回波數(shù)據(jù)包括波束合成后沒有經(jīng)過信號(hào)處理步驟和圖像處理步驟的超聲回波數(shù)據(jù)或波束合成后經(jīng)過了至少一部分信號(hào)處理步驟和/或圖像 處理步驟的超聲回波數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種超聲成像模擬系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于至少一組超聲掃描參數(shù)的至少一組超聲回波數(shù)據(jù)；模擬操作裝置，接收模擬操作并發(fā)出表示模擬操作的模擬操作信號(hào)；控制器，接收所述模擬操作信號(hào)，并根據(jù)模擬掃描操作信號(hào)確定存儲(chǔ)器中與當(dāng)前超聲掃描參數(shù)對(duì)應(yīng)的超聲回波數(shù)據(jù)；回波數(shù)據(jù)處理器，接收該超聲回波數(shù)據(jù)，并根據(jù)模擬處理操作信號(hào)對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得超聲圖像；顯示器，顯示獲得的超聲圖像。本發(fā)明實(shí)施例中，各種模擬操作均是基于真實(shí)的前端超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行，能非常真實(shí)地模擬出多種甚至所有在實(shí)際超聲診斷儀中進(jìn)行操作所產(chǎn)生的效果。
文檔編號(hào)A61B8/00GK103117010SQ20111036506
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者左云西, 李鑫, 叢龍飛 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司