[發明專利]一種自動超聲掃查系統

在審

• 申請號: 201911073609.0
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110680395A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 吳法;蔣思遠;陳超偉
• 申請（專利權）人: 浙江德尚韻興醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 33212 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 周世駿

本發明涉及醫療器械技術領域，旨在提供一種自動超聲掃查系統。該系統包括帶有相機的機械臂、裝于機械臂端部的超聲探頭、六維力傳感器和上位機；六維力傳感器固定在機械臂末端，超聲探頭通過夾具固定在六維力傳感器上，六維力傳感器能夠檢測超聲探頭與人體表面接觸時產生的反作用力；上位機通過數據線分別連接六維力傳感器、相機和圖像采集卡，機械臂的控制器通過以太網通訊總線連接至上位機；超聲機通過數據線連接圖像采集卡。本發明能夠在完成掃描需求的同時，避免過度壓迫病人身體導致不適甚至疼痛。實現在掃描軌跡的特定離散點位置給予不同的接觸力控制，用于模擬經驗豐富的專業醫生的掃描手法。

技術領域

本發明屬于醫療器械技術領域，具體涉及一種具備力傳感器的自動超聲掃查系統，并進一步提供了其使用方法。

背景技術

超聲掃描是一種相對廉價、有效的體表掃描檢測方式。對于病灶的初步定位、估計有很大的幫助。近年來，隨著人們對身體健康的重視，超聲掃描的需求量不斷增大。

但是，當前超聲掃查方式也存在不足。首先，對于醫生來說超聲掃描是一種重復、乏味的工作，保持特定姿態的長時間工作會導致關節炎等疾病。其次，對于醫療不發達的偏遠地區，缺少經驗豐富的專業醫生(甚至缺少專業醫生)來完成對應的掃描操作過程，最后，由于醫生個人業務素質存在差異，造成超聲圖像無法標準化，獲取的圖像信息不能獲得廣泛的認同。

目前已有多種能夠自動實現超聲掃查的裝置，但這些裝置都存在缺乏觸感控制的問題，導致機械臂端部的超聲探頭在掃查過程中不能實時控制接觸力度，甚至導致病患體表受到過大壓迫導致不適，使用體驗不佳。當然，也不能模擬經驗豐富的專業醫生的掃描手法。因此，提供一種全新的自動超聲掃查系統用于解決上述現有技術存在的不足，是十分有必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種自動超聲掃查系統。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種自動超聲掃查系統，包括帶有相機的機械臂和裝于機械臂端部的超聲探頭，后者通過信號線連接至超聲機；該系統還包括六維力傳感器和上位機；六維力傳感器固定在機械臂末端，超聲探頭通過夾具固定在六維力傳感器上，六維力傳感器能夠檢測超聲探頭與人體表面接觸時產生的反作用力；上位機通過數據線分別連接六維力傳感器、相機和圖像采集卡，機械臂的控制器通過以太網通訊總線連接至上位機；超聲機通過數據線連接圖像采集卡。

本發明中，上位機通過USB傳輸線分別連接六維力傳感器、相機和圖像采集卡，超聲機通過HDMI線連接圖像采集卡。

本發明中，所述相機是深度相機或是輪廓相機。

本發明進一步提供了利用前述自動超聲掃查系統的使用方法，包括以下步驟：

(1)使待檢病人平躺，由相機結合機械臂的手眼標定，獲取掃查部位的空間曲面信息；

(2)根據掃查需要，在上位機上手動選取掃查起始點及期望掃描軌跡，上位機分析并獲取軌跡中離散點在機械臂坐標系下的位置以及切向量和法向量；

(3)上位機向機械臂的控制器發送動作指令，沿期望掃描軌跡對病人身體進行掃描；在掃描過程中上位機實時接收力傳感器的信號數據，然后將其與預置的接觸力數值進行比較，并根據兩者的差值調整機械臂作用于病人身體上的力度，使力傳感器檢測的接觸力始終保持在設定的范圍內；

(4)超聲探頭將掃描過程的超聲檢測信號傳送至超聲機，并由后者轉換為超聲圖像，并將超聲圖像通過圖像采集卡傳送至上位機；

本發明中，所述步驟(3)中還包括：上位機按預設規則在期望掃描軌跡的各離散點處對期望的接觸力進行插值，以此擬合特定的掃描手法；或者，上位機按預設規則在期望掃描軌跡的各離散點處設定接觸力為指定的數值。