一种便携式超声成像系统及方法

技术领域

本发明涉及医学超声成像技术领域，特别涉及一种便携式超声成像系统及方法技术领域。

背景技术

超声诊断技术是利用超声波探测人体内部组织的图像诊断技术,具有分辨率高，实时性好，非入侵性等优点,在临床图像诊断中得到广泛应用。随着超声图像诊断技术的发展以及人们对性能要求的提高，超声成像系统的发展趋势是安全性越来越高、功能越来越强大，同时，随着生活水平的提高,人们对基于超声设备进行超声成像的无创便携的医疗系统的要求也逐步提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有体积小、易携带、使用方便、实时性好,集成度高等特点的安全便携式超声成像系统；

为达到上述目的，本发明提供了一种便携式超声成像系统及方法，该系统包括：超声探头、直流稳压转换器、脉冲发生控制器、可变增益放大器、包络检波器、精密无偏放大器、模数转换器、数字图像处理器、微控制器、LED显示屏、电源、电源开关、装置外壳、壳体挡板、装置底板、装置面板、网格海绵、支撑底座、屏幕预留区、开关预留区；

上述装置外壳内部由壳体挡板分为左右两部分，装置底板粘合固定于装置外壳内左半部分的底部，装置底板四角留有螺孔；上述电源固定于装置底板最右侧，脉冲发生控制器固定于电源左侧，直流稳压转换器固定于脉冲发生控制器左侧，微控制器固定于脉冲发生控制器下方，数字图像处理器固定于微控制器左侧，支撑底座固定于直流稳压转换器和数字图像处理器左侧，LED显示屏安装于支撑底座上方，电源开关安装于LED显示屏左上角，可变增益放大器固定于支撑底座左侧，模数转换器固定于支撑底座左侧，包络检波器固定于可变增益放大器左侧，精密无偏放大器固定于包络检波器下方，装置面板四角留有螺孔，安装于装置底板上方，装置面板与装置底板通过加长螺母连接，装置面板留有屏幕预留区和开关预留区；上述网格海绵粘合固定于装置外壳内右半部分底部，网格海绵留有放置超声探头的凹槽，壳体挡板一角留有穿线孔；

上述装置外壳为类似于便携式手提箱，网格海绵设有可以放置超声探头的凹槽，壳体挡板的一角留有穿线孔，可使超声探头的数据线通过穿线孔与脉冲发生控制器连接，LED显示屏可以通过装置面板上的屏幕预留区进行显示，可以透过装置面板上的开关预留区对电源开关进行控制；

上述电源分别向直流稳压转换器、微控制器和LED显示屏供电，微控制器分别与直流稳压转换器、数字图像处理器进行数据传输，脉冲发生控制器与超声探头连接，可变增益放大器与包络检波器连接，包络检波器与精密无偏放大器连接，精密无偏放大器与模数转换器连接；

进一步的，直流稳压转换器与脉冲发生控制器共同组成高压脉冲发生装置，直流稳压转换器产生高压电源，由脉冲发生控制器生成特定的高压脉冲信号；可变增益放大器、包络检波器和精密无偏放大器共同组成模拟处理装置，可变增益放大器接对从超声探头返回的高压脉冲信号进行补偿信号衰减，包络检波器从补偿后的信号中提取出目标信号并传输至模数转换器，模数转换器将处理后的数字信号传输至数字图像处理器，最终数字图像处理器将处理好的超声影像显示于 LED显示屏。

进一步的，该系统的工作流程如下：

步骤一，微控制器控制直流稳压转换器产生高压电源；

步骤二，将直流稳压转换器产生的高压电源传送至脉冲控制发生器，以产生精确控制的脉冲电平和持续时间；

步骤三，超声探头将脉冲控制发生器产生的高压脉冲射出，并将回波传送至可变增益放大器进行放大；

步骤四，将放大后的信号送入包络检波器对包络信号进行提取；

步骤五，将提取的包络信号输送至精密无偏放大器以补偿信号衰减；

步骤六，将补偿后的信号输送至模数转换器，将模拟信号转换成数字信号；

步骤七，将数字信号输送至数字图像处理器，经过数字信号处理产生二维超声影像并通过LED显示屏显示；

本发明的有效益果如下：

本发明提供的超声成像系统利用便携的超声设备进行超声图像成像来替代以往的桌面医学影像成像,具有便于携带、使用方便、实时性好等特点,适于大范围推广使用；

另一方面,本发明提供的超声成像系统,满足超声图像处理数据量大、帧率要求高的客观需要，一定程度上可以辅助医生做出正确的判断；同时，系统结构简单，满足了居家用户对超声成像系统的使用需求，可以给出用户一些具有参考性的检测结果。

附图说明

图1是本发明的系统总体结构示意图

图2是本发明的系统外部结构示意图

图3是本发明的系统内部结构示意图

图4是本发明的工作方法流程图

图中：1-超声探头、2-直流稳压转换器、3-脉冲发生控制器、4-可变增益放大器、5-包络检波器、6-精密无偏放大器、7-模数转换器、8-数字图像处理器、 9-微控制器、10-LED显示屏、11-电源、12-电源开关、13-装置外壳、14-壳体挡板、15-装置底板、16-装置面板、17-网格海绵、18-支撑底座、19-屏幕预留区、20-开关预留区。

具体实施方式

为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步做详细说明。

根据图1所示，本实施例提供的一种便携式超声成像系统及方法，该系统包括：超声探头1、直流稳压转换器2、脉冲发生控制器3、可变增益放大器4、包络检波器5、精密无偏放大器6、模数转换器7、数字图像处理器8、微控制器9、 LED显示屏10、电源11、电源开关12、装置外壳13、壳体挡板14、装置底板 15、装置面板16、网格海绵17、支撑底座18、屏幕预留区19、开关预留区20；

本实施例的一种便携式超声成像系统及方法的装置外壳13内部由壳体挡板 14分为左右两部分，装置底板15粘合固定于装置外壳13内左半部分15的底部，装置底板15四角留有螺孔；电源11固定于装置底板15最右侧，脉冲发生控制器3固定于电源11左侧，直流稳压转换器2固定于脉冲发生控制器3左侧，微控制器9固定于脉冲发生控制器3下方，数字图像处理器8固定于微控制器9 左侧，支撑底座19固定于直流稳压转换器2和数字图像处理器8左侧，LED显示屏10安装于支撑底座19上方，电源开关12安装于LED显示屏10左上角，可变增益放大器4固定于支撑底座19左侧，模数转换器7固定于支撑底座19左侧，包络检波器5固定于可变增益放大器4左侧，精密无偏放大器6固定于包络检波器5下方，装置面板16四角留有螺孔，安装于装置底板15上方，装置面板 16与装置底板15通过加长螺母连接，装置面板16留有屏幕预留区20和开关预留区21；网格海绵18粘合固定于装置外壳13内右半部分底部，网格海绵18留有放置超声探头1的凹槽，壳体挡板14一角留有穿线孔；

本实施例的一种便携式超声成像系统及方法的电源11分别向直流稳压转换器2、微控制器9和LED显示屏10供电，微控制器9分别与直流稳压转换器2、数字图像处理器8进行数据传输，脉冲发生控制器3与超声探头1连接，可变增益放大器4与包络检波器5连接，包络检波器5与精密无偏放大器6连接，精密无偏放大器6与模数转换器7连接；

本实施例的一种便携式超声成像系统及方法的系统工作流程如下：

步骤一，微控制器9控制直流稳压转换器2产生高压电源；

步骤二，将直流稳压转换器2产生的高压电源传送至脉冲控制发生器3，以产生精确控制的脉冲电平和持续时间；

步骤三，超声探头1将脉冲控制发生器3产生的高压脉冲射出，并将回波传送至可变增益放大器4进行放大；

步骤四，将放大后的信号送入包络检波器5对包络信号进行提取；

步骤五，将提取的包络信号输送至精密无偏放大器6以补偿信号衰减；

步骤六，将补偿后的信号输送至模数转换器7，将模拟信号转换成数字信号；

步骤七，将数字信号输送至数字图像处理器8，经过数字信号处理产生二维超声影像并通过LED显示屏10显示；

直流稳压转换器2与脉冲发生控制器3共同组成高压脉冲发生装置，直流稳压转换器2产生高压电源，由脉冲发生控制器3生成特定的高压脉冲信号；可变增益放大器4、包络检波器5和精密无偏放大器6共同组成模拟处理装置，可变增益放大器4接对收到超声探头1返回的高压脉冲信号进行补偿信号衰减，包络检波器5从补偿后的信号中提取出目标信号传输至模数转换器7，模数转换器7 将处理后的数字信号传输至数字图像处理器8，最终数字图像处理器8将处理好的超声影像显示于LED显示屏10。

需要说明的是，以上仅为本发明的具体实施方式,不能以此来限定本发明的范围,在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此，本发明不再对排列后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列后的技术方案已经被本发明公开。