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1、(10)授权公告号 CN 202408949 U (45)授权公告日 2012.09.05 CN 202408949 U *CN202408949U* (21)申请号 201120469467.2 (22)申请日 2011.11.23 A61B 8/00(2006.01) (73)专利权人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 沈会明 张炽敏 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 许方 (54) 实用新型名称 一种实现医用超声探头体表精确定位的装置 (57) 摘要 本实用新型公开了一种实现医用超声探头体 表精确定位的。
2、装置， 包括由无线射频芯片和超声 收发模块组成的定位标签装置、 探测装置、 探测辅 助装置、 DSP 信号处理器、 通信模块 ； 其中， 定位标 签装置安装在超声探头上， 探测辅助装置包括滑 动杆、 灯光十字准直器， 探测装置包括三组无线射 频芯片和超声收发模块， 呈三角形固定在所述滑 动杆上， DSP 信号处理器分别与探测装置、 通信模 块连接， 通信模块通过网络或数据线与外部计算 机工作站连接。本实用新型可为超声复查时提供 精确的体表定位， 取得前次相同的超声切面， 从而 有利于进行病灶的动态观察， 指导疾病的诊断和 治疗， 判断疾病的预后。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创。
3、造已同日申请发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种实现医用超声探头体表精确定位的装置， 其特征在于 ： 包括由无线射频芯片和 超声收发模块组成的定位标签装置、 探测装置、 探测辅助装置、 DSP 信号处理器、 通信模块 ； 其中， 所述定位标签装置安装在超声探头上， 以 RF 射频形式周期性地发射 ID 信息及超声脉 冲信号 ； 所述探测辅助装置包括滑动杆、 灯光十字准直器， 其中所述滑动杆与检查床平行且可 沿检查床长轴水平移动， 灯光十。
4、字准直器设置在滑动杆的中心位置 ； 所述探测装置包括三组无线射频芯片和超声收发模块， 所述三组无线射频芯片和超声 收发模块呈三角形固定在所述滑动杆上， 用于接收定位标签装置的 ID 信息和超声脉冲信 号 ； 所述 DSP 信号处理器分别与探测装置、 通信模块连接， 通过处理探测装置得到的信号 获得探测装置与定位标签装置的距离数据， 然后发送给通信模块 ； 所述通信模块通过网络或数据线将定位标签装置的 ID 和距离数据信息传输到外部计 算机工作站。 2. 根据权利要求 1 所述的实现医用超声探头体表精确定位的装置， 其特征在于 ： 所述 无线射频芯片采用 CC1100 射频芯片， 超声收发模块采。
5、用 MA40E7R/S 超声波收发器。 权 利 要 求 书 CN 202408949 U 2 1/3 页 3 一种实现医用超声探头体表精确定位的装置 技术领域 0001 本实用新型涉及医用超声探头的体表精确定位装置， 属于医疗器械技术领域。 背景技术 0002 超声检查是一项操作性很强的检查， 不同于 CT、 MRI 的标准断面， 虽然也有一些标 准的解剖断面， 但大多数情况下， 能够清晰显示病灶的切面不在那些标准的解剖断面上。 超声切面有很大的随意性， 对病灶可以通过多个不同的切面加以观察， 这些局部的切面图 像也没有如 CT、 MRI 的定位标志。对某有些疾病， 特别是肿瘤， 需要进行长期。
6、观察、 多次复 查， 而观察病灶或发生变化要在一个相同的切面下进行观察。 0003 目前， 大多数超声诊断医师为了获得同一切面往往耗费大量时间进行扫查， 有时 还不能获得同一切面， 只能进行粗略的比较。就方法而言， 同一切面的获得， 首先要将探头 精确定位于上一次获取该切面时的体表位置， 然后进行角度和压力的调整， 才能获得相对 准确的同一切面。现代科技的发展， 已可以帮我们解决这一个问题。 0004 RFID（Radio Frequency Identification， 射频识别） 技术是一种利用无线射频通 信实现的非接触式自动识别技术， 具有容量大、 识别距离远、 穿透能力强等优点。有唯。
7、一标 识和存储功能， 该技术广泛用于器械物品管理、 身份识别、 物流等多个行业， 在无线传感网 络、 移动终端定位、 物联网和移动导航等领域展现出广泛的应用前景。 0005 TDOA（Time Difference Of Arrival， 到达时间差） ， 即通过测量无线电信号到不 同监测地点的天线单元时间差， 来对发射无线电信号的发射源进行定位。 发明内容 0006 本实用新型所要解决的技术问题是为了在超声复查时能取得相同切面的要求， 本实用新型提出了一种实现医用超声探头体表精确定位的装置， 结合 RFID、 超声测距技术 和 TDOA 原理， 可感知超声探头的具体位置和移动轨迹， 与超声声。
8、像图同步传输， 可为超声 复查时提供精确的体表定位， 取得前次相同的超声切面， 从而有利于进行病灶的动态观察， 指导疾病的诊断和治疗， 判断疾病的预后。 0007 本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案 ： 0008 一种实现医用超声探头体表精确定位的装置， 括由无线射频芯片和超声收发模块 组成的定位标签装置、 探测装置、 探测辅助装置、 DSP 信号处理器、 通信模块 ； 其中， 0009 所述定位标签装置安装在超声探头上， 以 RF 射频形式周期性地发射 ID 信息及超 声脉冲信号 ； 0010 所述探测辅助装置包括滑动杆、 灯光十字准直器， 其中所述滑动杆与检查床平行 且可沿检查床。
9、长轴水平移动， 灯光十字准直器设置在滑动杆的中心位置 ； 0011 所述探测装置包括三组无线射频芯片和超声收发模块， 所述三组无线射频芯片和 超声收发模块呈三角形固定在所述滑动杆上， 用于接收定位标签装置的 ID 信息和超声脉 冲信号 ； 说 明 书 CN 202408949 U 3 2/3 页 4 0012 所述 DSP 信号处理器分别与探测装置、 通信模块连接， 通过处理探测装置得到的 信号获得探测装置与定位标签装置的距离数据， 然后发送给通信模块 ； 0013 所述通信模块通过网络或数据线将定位标签装置的 ID 和距离数据信息传输到外 部计算机工作站。 0014 作为本实用新型的进一步优。
10、化方案， 所述无线射频芯片采用 CC1100 射频芯片， 超 声收发模块采用 MA40E7R/S 超声波收发器。 0015 本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比， 具有以下技术效果 ： 0016 本实用新型设计合理， 使用方便简捷， 可获得与超声图像对应的探头精确位置信 息， 以便于复查时准确取得相同的切面图像， 有助于准确分析病灶影像的变化情况， 更好地 指导诊断和治疗。 附图说明 0017 图 1 是本实用新型的总体结构示意图 ； 0018 图中标号解释 ： 1 为检查床， 2 为人体， 3 为准直器， 4 为探测装置 （包括射频和超声 收发器） ， 5 为滑动杆， 6 为滑轨， 7 。
11、为超声探头， 8 为定位标签装置， 9 为通信模块， 10 为外部 计算机工作站。 具体实施方式 0019 下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明 ： 0020 本实用新型采用 TDOA 原理测量距离， 及通过测量 RF 和超声波的距离传播时间差 来测量距离。 详细表述如下 ： 安装在超声探头的定位标签装置以RF射频形式周期性地发射 自己的 ID 信息， 同时发送超声脉冲， RF 的速度远大于超声的传播速度， 因此探测装置会先 后接收到 RF 和超声信号， 它可以计算两者到达的时间差， 0021 （1） 0022 D 为要测量的距离， 在正常室温和湿度条件下， 声波的速度us约为。
12、 344m/s， RF 的 速度rf约为 3108m/s， 由于rf远远大于us， 所以 0023 （2） 0024 DSP 信号处理器计算的时间差是 RF 信息的开始和探测到超声信号的时间差值， 由 式 （2） 可以看出， 距离测量 D 的准确性取决于两个方面 ： 时间差 T测量和声音速度us估 计的准确性。T的准确性取决于 RF 的比特率、 超声传感器、 电路和计时等系统参数， 声速 与温度有关。 0025 如图 1 所示， 本实用新型包括安装在超声探头的定位标签装置、 探测辅助装置、 探 测装置、 DSP 信号处理器、 通信模块。其中， 安装在超声探头的定位标签装置包括无线射频 芯片和超。
13、声收发模块， 本实施例采用 Chipcon 公司的 CC1100 射频芯片和日本村田公司的 MA40E7R/S 超声波收发器， 定位标签装置以 RF 射频形式周期性地发射自己的 ID 信息， 同时 发送超声脉冲。 0026 探测辅助装置包括滑动杆、 灯光十字准直器， 其中滑动杆与检查床平行， 通过连接 杆与天花板的滑轨相连， 且可沿检查床长轴水平移动， 灯光十字准直器设置在滑动杆的中 心位置。 说 明 书 CN 202408949 U 4 3/3 页 5 0027 探测装置为三个相同型号的射频和超声收发器， 呈三角形固定在滑动杆上， 分别 接收 RFID 信息和超声脉冲信号。 0028 DSP。
14、 信号处理器采用公式 （2） 得到探测装置与定位标签装置的距离数据， 然后通 过通信模块将定位标签装置的 ID 和距离数据信息传输到外部计算机工作站 ； 外部计算机 工作站同时处理、 显示并存储与超声声像图同步的探头位置信息。 0029 本实用新型的具体工作步骤如下 ： 0030 （1） 在开始进行检查定位之前， 首先打开准直器 3 的电源， 调节患者的体位， 通过 滑轨 6， 移动滑动杆 5， 使准直器 3 的十字与人体一致， 中心点位于人体的某一特征点， 如在 腹部可定位于脐部 （如图示） ； 0031 （2） 激活测距模块、 超声探头 7、 定位标签装置 8 进行检查 ； 0032 （3。
15、） 安装在超声探头 7 上的定位标签装置 8 以 RF 射频形式周期性地发射 ID 信息， 同时发送超声脉冲 ； 0033 （4） 位于移动滑动杆 5 的探测模块 4 接收 RFID 信息和超声脉冲信号， 通过 DSP 信 号处理器得到与定位标签装置 8 的距离数据 ； 0034 （5） 通信模块 9 通过网络或数据线将定位标签装置 8 的 ID 和距离数据信息传输到 外部计算机工作站 10 ； 0035 （6） 外部计算机工作站 10 同时处理、 显示并存储与超声声像图同步的探头位置信 息。 说 明 书 CN 202408949 U 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 202408949 U 6 。