影像引導型彈性檢測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種影像引導型彈性檢測系統，屬于醫療器械領域，所述影像引導型彈性檢測系統包括醫學影像檢測設備、彈性檢測設備、以及位置和方向匹配裝置，其中，所述醫學影像檢測設備上安裝有用于獲取待檢測的位置或區域的空間位置信息的第一空間定位裝置，所述彈性檢測設備包括彈性檢測探頭，所述彈性檢測設備上安裝有用于獲取所述彈性檢測探頭的空間位置信息的第二空間定位裝置，所述第一空間定位裝置和第二空間定位裝置通過有線或者無線的方式與所述位置和方向匹配裝置通訊連接。與現有技術相比，本實用新型的影像引導型彈性檢測系統能夠保證檢測結果的準確性和可靠性。
【專利說明】影像引導型彈性檢測系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫療器械【技術領域】，特別是指一種影像引導型彈性檢測系統。

【背景技術】
[0002]生物組織的彈性與病灶的生物學特性緊密相關，對于疾病的診斷過程具有重要的參考價值。然而，包括X射線成像、超聲成像、磁共振成像(MRI)、計算機斷層掃描(CT)等在內的傳統醫學成像模態都不能直接提供彈性這一組織的基本力學屬性的信息。近年來，彈性成像(Elastography)技術得到了迅速的發展,該技術能夠獲得組織內部的彈性分布的定量信息，彌補了傳統醫學成像模態的不足，具有非常重要的臨床價值和廣闊的應用前景。
[0003]彈性成像技術是一種定量檢測組織彈性模量的技術。其基本原理是對組織施加一個內部(包括自身的)或外部的動態/靜態/準靜態的激勵，在彈性力學、生物力學等物理規律作用下，組織將產生一個響應。由于不同組織(包括正常和病理組織)的彈性系數(應力/應變)不同，在受到外力壓迫后其應變大小也不同。將受壓前后回波信號移動幅度的變化轉化為圖像，以通過圖像的色彩直觀顯示組織的彈性大小，從而定位病變。該技術可以提供組織彈性的定量數值。
[0004]組織彈性成像可有效鑒別實質性腫瘤的良惡性，對于惡性病變診斷具有較高的特異性和敏感性。目前的研究已表明，該技術在深靜脈血栓、乳腺良性病變、乳腺小腫塊性質、前列腺癌、惡性腫瘤、甲狀腺癌及肝纖維化等的定性和定量診斷上具有獨特優勢。
[0005]彈性成像技術是一種新的成像模式，它反映了生物組織的彈性信息。但是，該技術只是傳統醫學成像模態的一種有益補充，單純應用彈性成像技術對病理組織的鑒別診斷與傳統醫學成像差異并無統計學意義。并且，單獨使用該技術無法知道檢測部位的組織結構信息，尤其是組織二維結構信息，從而導致在進行彈性檢測時，如果檢測位置處含有大血管、囊腫或腹水等影響彈性檢測結果準確性的因素時，將產生檢測誤差；而且，對于一個特定的檢測位置，如果檢測者抓握探頭的方向不對，也會造成檢測誤差；此外，對于彈性檢測結果異常的情況，因為彈性成像技術無法顯示內部結構信息，檢查者也無法評估內部是否有組織結構病變；故，單純的彈性成像技術不能保證檢測結果的準確性和可靠性。
實用新型內容
[0006]本實用新型提供一種影像引導型彈性檢測系統，實現了基于影像引導的超聲彈性檢測，能夠保證檢測結果的準確性和可靠性。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供技術方案如下:
[0008]一種影像引導型彈性檢測系統，包括醫學影像檢測設備、彈性檢測設備、以及位置和方向匹配裝置，其中，所述醫學影像檢測設備上安裝有用于獲取待檢測的位置或區域的空間位置信息的第一空間定位裝置，所述彈性檢測設備包括彈性檢測探頭，所述彈性檢測設備上安裝有用于獲取所述彈性檢測探頭的空間位置信息的第二空間定位裝置，所述第一空間定位裝置和第二空間定位裝置通過有線或者無線的方式與所述位置和方向匹配裝置通訊連接。
[0009]進一步的，所述彈性檢測探頭連接有第一機械臂，所述位置和方向匹配裝置的信號輸出端連接所述第一機械臂。
[0010]進一步的，所述醫學影像檢測設備包括B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一種或多種。
[0011]進一步的，所述第一空間定位裝置和第二空間定位裝置包括手工標記定位裝置、機械定位裝置、空間磁場定位裝置、超聲波定位裝置、計算機視覺定位裝置、光跟蹤定位裝置、圖像分析定位裝置、三角定位裝置、磁場壓力感應定位裝置中的一種或多種，所述空間磁場定位裝置包括發射/接收控制單元、與所述發射/接收控制單元連接的磁場發射線圈和磁傳感器探頭，所述發射/接收控制單元還連接所述位置和方向匹配裝置。
[0012]進一步的，所述第一空間定位裝置的磁傳感器探頭連接有第二機械臂，所述位置和方向匹配裝置的信號輸出端還連接所述第二機械臂；所述第二空間定位裝置包括所述空間磁場定位裝置，所述空間磁場定位裝置的磁傳感器探頭與所述彈性檢測探頭為一體結構。
[0013]進一步的，所述位置和方向匹配裝置包括位置匹配單元和方向匹配單元，所述位置和方向匹配裝置由帶通訊接口的DSP、微控制器或計算機組成，所述通訊接口包括有線通訊和無線通信接口。
[0014]本實用新型具有以下有益效果:
[0015]與現有技術相比，本實用新型的影像引導型彈性檢測系統中，醫學影像檢測設備對組織結構進行檢測，然后根據組織結構信息評估組織內部情況，從而選擇合適的位置進行彈性檢測，能夠避開含有大血管、囊腫或腹水等影響彈性檢測結果準確性位置，避免檢測位置不對而引起的檢測誤差；同時，對于一個特定的檢測位置，系統會給檢測者提供一個合適的檢測方向，以免檢測者抓握探頭的方向不對而引起的檢測誤差；此外，對于彈性檢測結果異常的情況，因為本實用新型的影像引導型彈性檢測系統能夠顯示內部結構信息，檢查者也可以評估內部是否有組織結構病變，使檢測結果更加可靠；故，本實用新型的影像引導型彈性檢測系統能夠保證檢測結果的準確性和可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的影像引導型彈性檢測系統的原理圖；
[0017]圖2為本實用新型的影像引導型彈性檢測系統的第一種改進的原理圖；
[0018]圖3為本實用新型中的空間磁場定位裝置的原理圖；
[0019]圖4為本實用新型的影像引導型彈性檢測系統的另一種改進的原理圖。

【具體實施方式】
[0020]為使本實用新型的實施例要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0021]一方面，本實用新型提供一種影像引導型彈性檢測系統，如圖1所示，包括醫學影像檢測設備1、彈性檢測設備2、以及位置和方向匹配裝置6，其中，醫學影像檢測設備I上安裝有用于獲取待檢測的位置或區域的空間位置信息的第一空間定位裝置4，彈性檢測設備2包括彈性檢測探頭3，彈性檢測設備2上安裝有用于獲取彈性檢測探頭3的空間位置信息的第二空間定位裝置5，第一空間定位裝置4和第二空間定位裝置5通過有線或者無線的方式與位置和方向匹配裝置6通訊連接。
[0022]工作時，先使用醫學影像檢測設備I生成組織結構信息影像，以顯示組織的結構信息；然后，使用者根據該組織結構信息影像選擇合適的彈性檢測位置，即待檢測的位置或區域；再通過第一空間定位裝置4獲取待檢測的位置或區域的空間位置信息，并將其發送至位置和方向匹配裝置6 ;接下來，通過第二空間定位裝置5獲取彈性檢測探頭3的空間位置信息，并將其發送至位置和方向匹配裝置6 ;再然后，將彈性檢測探頭3移動到待檢測的位置或區域處，使待檢測的位置或區域的空間位置信息與彈性檢測探頭3的空間位置信息一致；最后，通過彈性檢測設備對待檢測的位置或區域進行彈性檢測。
[0023]與現有技術相比，本實用新型的影像引導型彈性檢測系統中，醫學影像檢測設備對組織結構進行檢測，然后根據組織結構信息評估組織內部情況，從而選擇合適的位置進行彈性檢測，能夠避開含有大血管、囊腫或腹水等影響彈性檢測結果準確性位置，避免檢測位置不對而引起的檢測誤差；同時，對于一個特定的檢測位置，系統會給檢測者提供一個合適的檢測方向，以免檢測者抓握探頭的方向不對而引起的檢測誤差；此外，對于彈性檢測結果異常的情況，因為本實用新型的影像引導型彈性檢測系統能夠顯示內部結構信息，檢查者也可以評估內部是否有組織結構病變，使檢測結果更加可靠；故，本實用新型的影像引導型彈性檢測系統能夠保證檢測結果的準確性和可靠性。
[0024]作為本實用新型的一種改進，如圖2所示，彈性檢測探頭3連接有第一機械臂7，位置和方向匹配裝置6的信號輸出端連接第一機械臂7。
[0025]移動彈性檢測探頭3時，可以通過使用者手動移動或者自動移動，自動移動時，彈性檢測探頭3連接有第一機械臂7，第一機械臂7的控制端與位置和方向匹配裝置6的信號輸出端連接，該連接是信號連接，可以是有線的方式，也可以是無線的方式；使用時，位置和方向匹配裝置6將彈性檢測探頭3的空間位置信息和待檢測的位置或區域的空間位置信息進行比對，若兩者不一致，則位置和方向匹配裝置6根據兩者的差距計算移動路徑，并且根據該移動路徑控制第一機械臂7，使彈性檢測探頭3移動；這樣能夠更方便和精確地控制彈性檢測探頭3的移動，減少人為操作帶來的誤差。
[0026]上述醫學影像檢測設備I包括B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一種或多種。醫學影像檢測設備I可以包括能夠顯示二維或三維組織結構信息的B超、彩超、CT或者MRI等,也可以包括反應組織一維結構信息的A型超聲或者反應組織一維結構動態信息的M型超聲，也可以是上述不同方法的組合顯示，本實用新型中的組織結構信息可以是反應組織內部結構的圖像或者視頻，也可以是一維信號。由于醫學影像檢測設備I的種類豐富，可以根據不同的臨床條件選擇不同的醫學影像檢測設備1，達到不同的檢測效果；并且，上述各種醫學影像檢測設備I還可以組合使用，更進一步的提高檢測結果的準確性和可靠性。
[0027]上述第一空間定位裝置4和第二空間定位裝置5包括手工標記定位裝置、機械定位裝置、空間磁場定位裝置、超聲波定位裝置、計算機視覺定位裝置、光跟蹤定位裝置、圖像分析定位裝置、三角定位裝置、磁場壓力感應定位裝置中的一種或多種，空間磁場定位裝置包括發射/接收控制單元21、與發射/接收控制單元21連接的磁場發射線圈22和磁傳感器探頭23，發射/接收控制單元21還連接位置和方向匹配裝置6，如圖3所示。
[0028]發射/接收控制單元21接收微機指令，產生磁場發射線圈22所需的載波，經磁場發射線圈22接收后，由磁場發射線圈22發射磁場。磁傳感器探頭23感應交變磁場，經發射/接收控制單元21量化成數字信號，傳送給微機，微機處理后得到空間位置信息。微機處理磁場信號計算空間位置，可采用本領域技術人員所公知的方法，如基于B1t-Savart定律的橢圓積分方法等。由于空間定位裝置的種類多樣，因此適用于不同的工作環境，并且多個種類的空間定位裝置配合使用，使空間定位更加準確。
[0029]作為本實用新型的另一種改進，如圖4所示，第一空間定位裝置4的磁傳感器探頭23連接有第二機械臂8，位置和方向匹配裝置6的信號輸出端還連接第二機械臂8 ;第二空間定位裝置5包括空間磁場定位裝置，空間磁場定位裝置的磁傳感器探頭23與彈性檢測探頭3為一體結構。
[0030]磁傳感器探頭3在組織表面的移動可以使用第二機械臂8實現，也可以是使用者手動移動，還可以是其他方式；
[0031]如果醫學影像檢測設備I選用CT、MRI或者其他基于磁場的檢測方法，則空間定位裝置4可借助醫學檢測設備I中的磁場發射部件，而無需使用發射/接收控制單元21及磁場發射線圈22，只需使用磁傳感器探頭23即可；這樣能夠減少硬件設備的投入，并且減少能耗。
[0032]空間定位裝置5的磁傳感器探23頭可使用彈性檢測探頭3，只需在彈性檢測探頭3上安裝磁傳感器即可；空間定位裝置5獲取彈性檢測探頭3的實時位置，并反饋給位置和方向匹配裝置6 ;這樣能夠減少硬件設備的投入。
[0033]所述位置和方向匹配裝置包括位置匹配單元和方向匹配單元，位置和方向匹配裝置6可以由帶通訊接口的DSP、微控制器或計算機組成，通訊接口包括有線通訊和無線通訊接口，有線通訊接口包括但不限于以太網，USB或PCI等，無線通訊接口包括但不限于藍牙，WiFi 等。
[0034]為USB或PCI，包括位置匹配單元和方向匹配單元。上述空間位置信息包括位置信息和方向角度信息，位置匹配單元用于使待檢測的位置或區域的位置信息與彈性檢測探頭3的位置信息一致，方向匹配單元用于使待檢測的位置或區域的方向角度信息與彈性檢測探頭3的方向角度信息一致。
[0035]利用上述影像引導型彈性檢測系統進行檢測的方法，包括:
[0036]步驟1:通過醫學影像檢測設備生成組織結構信息影像；
[0037]本步驟中，醫學影像檢測設備可以是B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一種或多種；
[0038]步驟2:在組織結構信息影像上選取待檢測的位置或區域；
[0039]本步驟中，使用者(多指醫生)在組織結構信息影像上選取待檢測的位置或區域；
[0040]步驟3:通過第一空間定位裝置計算得到待檢測的位置或區域的空間位置信息，并將其傳輸至位置和方向匹配裝置；
[0041]步驟4:通過第二空間定位裝置得到彈性檢測探頭的空間位置信息，并將其傳輸至位置和方向匹配裝置；
[0042]上述步驟3和步驟4中，第一空間定位裝置和第二空間定位裝置可以是手工標記定位裝置、機械定位裝置、空間磁場定位裝置、超聲波定位裝置、計算機視覺定位裝置、光跟蹤定位裝置、圖像分析定位裝置、三角定位裝置、磁場壓力感應定位裝置中的一種或多種；
[0043]步驟5:移動彈性檢測探頭，使彈性檢測探頭的空間位置信息和待檢測的位置或區域的空間位置信息一致；
[0044]本步驟中，在移動過程中，本實用新型的系統會根據磁傳感器探頭的位置和方向，在醫學影像檢測設備所生成的組織結構信息影像上實時指示待檢測的位置或區域，指示標志可為點、線、框或者其他符號；
[0045]步驟6:通過彈性檢測設備對待檢測的位置或區域進行彈性檢測；
[0046]步驟7:顯示彈性檢測的結果，并在組織結構信息影像中標記彈性檢測位置的彈性檢測結果。
[0047]與現有技術相比，本實用新型的利用影像引導型彈性檢測系統進行檢測的方法中，醫學影像檢測設備對組織結構進行檢測，然后根據組織結構信息評估組織內部情況，從而選擇合適的位置進行彈性檢測，能夠避開含有大血管、囊腫或腹水等影響彈性檢測結果準確性位置，避免檢測位置不對而引起的檢測誤差；同時，對于一個特定的檢測位置，系統會給檢測者提供一個合適的檢測方向，以免檢測者抓握探頭的方向不對而引起的檢測誤差；此外，對于彈性檢測結果異常的情況，因為本實用新型的影像引導型彈性檢測系統能夠顯示內部結構信息，檢查者也可以評估內部是否有組織結構病變，使檢測結果更加可靠；故，本實用新型的利用影像引導型彈性檢測系統進行檢測的方法能夠保證檢測結果的準確性和可靠性。
[0048]上述空間位置信息包括位置信息和方向角度信息。相應的，位置和方向匹配裝置包括位置匹配單元和方向匹配單元，位置匹配單元用于使待檢測的位置或區域的位置信息與彈性檢測探頭的位置信息一致，方向匹配單元用于使待檢測的位置或區域的方向角度信息與彈性檢測探頭的方向角度信息一致。
[0049]彈性探頭可以通過手動方式移動或者通過機械臂移動，彈性檢測探頭連接有第一機械臂，第一機械臂的控制端與位置和方向匹配裝置的信號輸出端連接，該連接是信號連接，可以是有線的方式，也可以是無線的方式；使用時，位置和方向匹配裝置將彈性檢測探頭的空間位置信息和待檢測的位置或區域的空間位置信息進行比對，若兩者不一致，則位置和方向匹配裝置根據兩者的差距計算移動路徑，并且根據該移動路徑控制第一機械臂，使彈性檢測探頭移動；這樣能夠更方便和精確地控制彈性檢測探頭的移動，減少人為操作帶來的誤差。
[0050]進一步的，步驟5包括:
[0051]步驟51:位置和方向匹配裝置將彈性檢測探頭的空間位置信息和待檢測的位置或區域的空間位置信息進行比對，若兩者一致，則執行步驟6，否則執行步驟52和53 ；
[0052]步驟52:移動彈性檢測探頭，使彈性檢測探頭的位置信息與待檢測的位置或區域的位置信息一致；
[0053]步驟53:轉動彈性檢測探頭，使彈性檢測探頭的方向角度信息與待檢測的位置或區域的方向角度信息一致。
[0054]先將彈性檢測探頭的空間位置進行移動，使其位于待檢測的位置或區域處，再將彈性檢測探頭的角度位置進行移動，使彈性檢測探頭達到預定角度。這樣的移動方式使空間位置和角度位置不會互相干擾，移動路徑簡潔，控制方便。
[0055]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種影像引導型彈性檢測系統，其特征在于，包括醫學影像檢測設備、彈性檢測設備、以及位置和方向匹配裝置，其中，所述醫學影像檢測設備上安裝有用于獲取待檢測的位置或區域的空間位置信息的第一空間定位裝置，所述彈性檢測設備包括彈性檢測探頭，所述彈性檢測設備上安裝有用于獲取所述彈性檢測探頭的空間位置信息的第二空間定位裝置，所述第一空間定位裝置和第二空間定位裝置通過有線或者無線的方式與所述位置和方向匹配裝置通訊連接。
2.根據權利要求1所述的影像引導型彈性檢測系統，其特征在于，所述彈性檢測探頭連接有第一機械臂，所述位置和方向匹配裝置的信號輸出端連接所述第一機械臂。
3.根據權利要求1所述的影像引導型彈性檢測系統，其特征在于，所述醫學影像檢測設備包括B超、彩超、A型超、M型超、CT、MRI中的一種或多種。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的影像引導型彈性檢測系統，其特征在于，所述第一空間定位裝置和第二空間定位裝置包括手工標記定位裝置、機械定位裝置、空間磁場定位裝置、超聲波定位裝置、計算機視覺定位裝置、光跟蹤定位裝置、圖像分析定位裝置、三角定位裝置、磁場壓力感應定位裝置中的一種或多種，所述空間磁場定位裝置包括發射/接收控制單元、與所述發射/接收控制單元連接的磁場發射線圈和磁傳感器探頭，所述發射/接收控制單元還連接所述位置和方向匹配裝置。
5.根據權利要求4所述的影像引導型彈性檢測系統，其特征在于，所述第一空間定位裝置的磁傳感器探頭連接有第二機械臂，所述位置和方向匹配裝置的信號輸出端還連接所述第二機械臂；所述第二空間定位裝置包括所述空間磁場定位裝置，所述空間磁場定位裝置的磁傳感器探頭與所述彈性檢測探頭為一體結構。
6.根據權利要求5所述的影像引導型彈性檢測系統，其特征在于，所述位置和方向匹配裝置包括位置匹配單元和方向匹配單元，所述位置和方向匹配裝置由帶通訊接口的DSP、微控制器或計算機組成，所述通訊接口包括有線通訊和無線通信接口。
【文檔編號】A61B5/055GK204121071SQ201420533373
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】汪東, 邵金華, 孫錦, 段后利 申請人:無錫海斯凱爾醫學技術有限公司