[发明专利]一种自适应调节超声探头位置的装置及方法

说明书

本发明提出了一种自适应调节超声探头位置的超声检测装置，其根据当前的超声截面图像判断当前超声探头针对于人体的具体位置，并估计需要移动的位置，最后驱动机械移动装置，带动超声探头做位置修正，然后通过一步步的位置修正、移动，直到超声探头移动至感兴趣区域。本发明完全不依赖于操作人员的手法和经验，它通过机器学习来对人体超声断层图像进行识别，判断超声探头位置和角度，进而引导超声探头移动到指定的部位，该方案可以极大地减轻操作人员的劳动强度，并且可以有效地保证超声的图像质量，而且能够得到大范围的推广。

技术领域

本发明涉及超声检测技术领域，具体为一种自适应调节超声探头位置的装置及方法。

背景技术

医疗超声检测作为一种常规的断层平面成像技术，可以将人体的组织断层截面图像反映给临床人员，供其诊断和判断病人的健康状况。在检测过程中，一般是超声操作人员根据经验，将超声探头置于人体的对应部位，然后通过观察显示屏显示的超声扫描图像，进行探头角度的细微调节，进而得到感兴趣区域的超声图像，最后将图像截取，打印，作为临床评价资料。这样的检查目前已经得到了广泛的普及，超声检测作为一种全无电离辐射的诊断方式，是唯一能够在母婴健康检测领域得到应用的图像诊断手段，尤其在妇产科的胎儿健康检查中，医护人员利用超声可以看到胎儿的发育状况，对于判断胎儿的早期发育情况和缺陷筛查具有重要的意义。但是，目前的胎儿超声筛查方式均依赖于超声科操作医生，在所有的检测中，都需要这些操作医生手持超声探头来寻找胎儿的对应位置，进行图像区的识别和探头位置的调整，一次检查大约需要花费20多分钟，目前也有一些基于远程诊断的超声移动成像装置，如公开号为CN102892375A的专利文献，但是其最终还是依靠人的经验来进行检测，需要有经验的操作人员在远端进行控制，本质上还是人力的一种延续。在目前优生优育的形势下，大家对于胎儿的健康状况尤为关注，所以进行检查的孕妇数量很多，严重提高了操作医生的劳动强度，而培养一位合格的超声操作医生需要花费长时间的精力和投入，不可能在短时间内提供大量的操作医生应付这样的困境，因此，仅仅依靠人力进行大范围的母婴超声健康筛查是不现实的，当前超声检查存在依赖人力检查而无法应对日益增长的检查需求的状况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种自适应调节超声探头位置的装置及方法，其根据当前的超声截面图像判断当前超声探头针对于人体的具体位置，然后通过一步步的位置修正、移动，直到超声探头移动至感兴趣区域，该发明主要包括三个部分：超声探头、超声信号数字处理模块和机械移动装置。由超声信号数字处理模块驱动超声探头进行扫描，而后根据扫描的图像，判断探头与人体的具体位置，并估计需要移动的位置，最后驱动机械移动装置，带动超声探头做位置修正，反复如此，直到超声探头扫描到正确的感兴趣区域。本发明完全不依赖于操作人员的手法和经验，它通过机器学习来对人体超声断层图像进行识别，判断超声探头位置和角度，进而引导超声探头移动到指定的部位，该方案可以极大地减轻操作人员的劳动强度，并且可以有效地保证超声的图像质量，而且能够得到大范围的推广。

本发明的具体技术方案如下：

一种自适应调节超声探头位置的装置，其特征在于，所述装置包括超声探头、超声信号数字处理模块以及机械移动装置，所述超声探头用于进行超声波发射和回波接收，所述超声信号数字处理模块用于对超声回波信号进行处理分析，判断所述超声探头所在位置并估计位置修正参数，所述机械移动装置根据所述位置修正参数控制所述超声探头的移动。

优选，所述超声信号数字处理模块包括超声脉冲激励部分、控制与图像对比判断部分、超声图像成像部分、回波接收部分、低噪声增益放大部分、AD采集部分、步进电机驱动电路部分。

所述超声探头的激励与回波输出都连接到所述超声信号数字处理模块，由所述超声信号数字处理模块进行高压脉冲激励，并且对超声回波进行后续处理。

所述超声脉冲激励部分产生高压超声激励脉冲，激励所述超声探头发射超声波。