本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，特別涉及一種手持超聲設(shè)備及超聲數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、超聲設(shè)備作為醫(yī)學(xué)診斷中不可或缺的工具，廣泛應(yīng)用于各種臨床領(lǐng)域。隨著科技的進步和醫(yī)療需求的增加，手持超聲設(shè)備因其便攜性和易用性，正在逐漸成為醫(yī)生日常診斷的首選。然而，手持超聲設(shè)備在接收到超聲數(shù)字信號數(shù)據(jù)后，需要將這些數(shù)據(jù)傳輸至上位機或移動終端進行處理和顯示。目前，現(xiàn)有的手持超聲設(shè)備主要采用無線或有線的傳輸方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2、其中，采用無線傳輸方式時，手持超聲設(shè)備通常使用wifi進行數(shù)據(jù)傳輸。這種方式具有一定的靈活性和便攜性，能夠滿足手持超聲設(shè)備在不同環(huán)境下的使用需求。然而，超聲數(shù)字信號數(shù)據(jù)量龐大，尤其是在高分辨率和高幀率模式下，數(shù)據(jù)量急劇增加，對無線傳輸帶寬和效率造成了極大的壓力。wifi雖然能夠提供相對較高的傳輸速率，但在面對大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸時，依然可能出現(xiàn)延遲或數(shù)據(jù)丟失的情況，容易導(dǎo)致傳輸效率低下，從而影響實時診斷的效果和準確性。此外，wifi信號在某些環(huán)境中可能受到干擾，進一步降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。此外，現(xiàn)有的手持超聲設(shè)備通常無法兼容如藍牙等低速無線傳輸設(shè)備，進一步限制了其應(yīng)用場景。

3、其中，采用有線傳輸方式，如usb連接，能夠有效解決無線傳輸帶寬不足的問題，滿足超聲數(shù)據(jù)的高效傳輸要求。這種方式具有傳輸速率高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定等優(yōu)點，能夠保證超聲數(shù)據(jù)的實時性和準確性。然而，有線連接限制了手持超聲設(shè)備的便攜性和操作的靈活性，使用時需要考慮線纜的長度和連接位置，尤其是在一些需要移動操作或在狹小空間內(nèi)工作的場景中，有線連接限制了醫(yī)務(wù)人員的操作自由度，降低了手持超聲設(shè)備的使用體驗，增加了臨床操作的復(fù)雜性和不便。

4、因此，現(xiàn)有技術(shù)中，手持超聲設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸方式上存在無線傳輸方式在傳輸效率上受到限制，而有線傳輸方式又影響設(shè)備的便攜性的問題，使得同時滿足手持超聲設(shè)備便攜性和數(shù)據(jù)傳輸效率的需求。因此，迫切需要一種新的數(shù)據(jù)傳輸解決方案，既能夠保證超聲數(shù)據(jù)的高效傳輸，又不影響手持超聲設(shè)備的便攜性和操作靈活性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明的目的是提供一種手持超聲設(shè)備及超聲數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以從根本上解決現(xiàn)有手持超聲設(shè)備無法滿足便攜性和數(shù)據(jù)傳輸效率的問題。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例的一種手持超聲設(shè)備，用于根據(jù)所連接的外部的管理設(shè)備發(fā)送的超聲成像控制信號進行超聲掃描及將所掃描得到的超聲回波數(shù)據(jù)進行處理為壓縮數(shù)據(jù)后上傳至管理設(shè)備，所述手持超聲設(shè)備包括：

3、具有多通道的超聲探頭、與所述超聲探頭連接的超聲收發(fā)開關(guān)、與所述超聲收發(fā)開關(guān)連接的超聲發(fā)射控制模塊和超聲接收控制模塊、與所述超聲發(fā)射控制模塊和所述超聲接收控制模塊連接的fpga模塊、以及與所述fpga模塊和所述管理設(shè)備連接的通信模塊；

4、所述超聲探頭用于根據(jù)所述超聲發(fā)射控制模塊的控制發(fā)射超聲波及根據(jù)所述超聲接收控制模塊的控制接收超聲回波信號；所述超聲收發(fā)開關(guān)用于切換所述超聲探頭與所述超聲發(fā)射控制模塊或所述超聲接收控制模塊之間的連接；所述fpga模塊用于根據(jù)所述通信模塊所接收的超聲成像控制信號控制所述超聲發(fā)射控制模塊及所述超聲接收控制模塊進行超聲信號發(fā)射及接收，以及對所接收或處理后的數(shù)據(jù)進行無損壓縮得到壓縮數(shù)據(jù)并輸出至所述通信模塊；所述通信模塊用于將所述管理設(shè)備發(fā)送的超聲成像控制信號傳輸至所述fpga模塊以及將所述fpga模塊輸出的壓縮數(shù)據(jù)上傳至所述管理設(shè)備。

5、另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的一種手持超聲設(shè)備，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

6、進一步地，所述fpga模塊包括分別與所述超聲發(fā)射控制模塊和所述超聲接收控制模塊連接的超聲收發(fā)控制模塊、與所述超聲收發(fā)控制模塊連接的數(shù)字信號處理模塊、以及與所述數(shù)字信號處理模塊連接的數(shù)據(jù)無損壓縮模塊；

7、所述超聲收發(fā)控制模塊用于根據(jù)所述通信模塊所接收的超聲成像控制信號控制對所述超聲發(fā)射控制模塊及所述超聲接收控制模塊進行超聲信號發(fā)射及接收處理得到全通道數(shù)據(jù)及超聲數(shù)字數(shù)據(jù)，所述全通道數(shù)據(jù)為各個通道中未經(jīng)處理的原始超聲回波數(shù)據(jù)，所述超聲數(shù)字數(shù)據(jù)為對全通道數(shù)據(jù)進行波束合成后的數(shù)字數(shù)據(jù)；

8、所述數(shù)字信號處理模塊用于將所述超聲收發(fā)控制模塊輸出的超聲數(shù)字數(shù)據(jù)進行數(shù)字信號處理得到處理數(shù)據(jù)；

9、所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊用于對所述數(shù)字信號處理模塊輸出的處理數(shù)據(jù)進行無損壓縮得到壓縮數(shù)據(jù)。

10、進一步地，所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊還與所述超聲收發(fā)控制模塊連接，所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊用于根據(jù)超聲成像控制信號所選通的數(shù)據(jù)壓縮通路對所述超聲收發(fā)控制模塊輸出的全通道數(shù)據(jù)或所述數(shù)字信號處理模塊輸出的處理數(shù)據(jù)進行無損壓縮得到壓縮數(shù)據(jù)；

11、其中所述超聲收發(fā)控制模塊、所述數(shù)字信號處理模塊及所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊之間形成第一數(shù)據(jù)壓縮通路，所述超聲收發(fā)控制模塊及所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊之間形成第二數(shù)據(jù)壓縮通路。

12、進一步地，所述超聲收發(fā)控制模塊包括波束合成控制單元，用于對所述超聲發(fā)射控制模塊及所述超聲接收控制模塊進行超聲信號發(fā)射及接收得到的全通道數(shù)據(jù)進行波束合成得到超聲數(shù)字數(shù)據(jù)。

13、進一步地，所述通信模塊包括分別與所述fpga模塊及所述管理設(shè)備連接的高速通信單元和低速通信單元；

14、所述高速通信單元用于將所述fpga模塊輸出的壓縮數(shù)據(jù)上傳至所述管理設(shè)備；

15、所述低速通信單元用于將所述管理設(shè)備發(fā)送的超聲成像控制信號傳輸至所述fpga模塊，以及當(dāng)所述高速通信單元異常時將所述fpga模塊輸出的壓縮數(shù)據(jù)上傳至所述管理設(shè)備。

16、進一步地，所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊包括預(yù)測器和編碼器；

17、所述預(yù)測器用于根據(jù)全通道數(shù)據(jù)或處理數(shù)據(jù)中同一點的相鄰波束的信號值或同一波束相鄰深度點的信號值進行預(yù)測得到當(dāng)前波束或當(dāng)前深度點的預(yù)測值，并根據(jù)采集的真實信號值與預(yù)測值計算得到預(yù)測殘差；

18、所述編碼器用于根據(jù)所述預(yù)測器所得到的預(yù)測殘差進行編碼得到壓縮數(shù)據(jù)。

19、進一步地，所述fpga模塊還包括分別與數(shù)據(jù)無損壓縮模塊、所述超聲收發(fā)控制模塊及所述通信模塊連接的接口模塊；

20、所述接口模塊用于將所述通信模塊傳輸?shù)某暢上窨刂菩盘杺鬏斨了龀暿瞻l(fā)控制模塊、以及將所述數(shù)據(jù)無損壓縮模塊輸出的壓縮數(shù)據(jù)傳輸至所述通信模塊。

21、本發(fā)明另一實施例的目的還在于提供一種超聲數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括如上述所述的手持超聲設(shè)備、以及與所述手持超聲設(shè)備進行通信連接的管理設(shè)備。

22、進一步地，所述管理設(shè)備包括監(jiān)控端以及與所述監(jiān)控端連接的解壓縮端；

23、所述監(jiān)控端用于發(fā)送超聲成像控制信號至所述手持超聲設(shè)備，以及接收所述手持超聲設(shè)備上傳的壓縮數(shù)據(jù)后輸出至所述解壓縮端；

24、所述解壓縮端用于將監(jiān)控端輸出的壓縮數(shù)據(jù)進行解壓縮，并將解壓縮后的數(shù)據(jù)輸出至所述監(jiān)控端。

25、進一步地，所述解壓縮端包括解碼器和還原器；

26、所述解碼器用于根據(jù)壓縮數(shù)據(jù)進行解碼得到預(yù)測殘差；

27、所述還原器用于根據(jù)所述解碼器所得到的預(yù)測殘差，逐步恢復(fù)每一個原始數(shù)據(jù)點，直到還原出無損壓縮前的數(shù)據(jù)。

28、本發(fā)明實施例提供的手持超聲設(shè)備，通過將多通道超聲探頭、超聲收發(fā)開關(guān)、超聲發(fā)射控制模塊、超聲接收控制模塊、fpga模塊以及通信模塊集成在一個設(shè)備內(nèi)，使得減少了設(shè)備體積，使得設(shè)備更加輕便，便于攜帶，符合手持超聲設(shè)備的便攜性要求；通過fpga模塊中的數(shù)據(jù)無損壓縮模塊對超聲回波數(shù)據(jù)進行處理為壓縮數(shù)據(jù)，有效減少了數(shù)據(jù)量，從而顯著提升了數(shù)據(jù)的傳輸效率；不僅減輕了通信模塊的負載，同時也提高了無線傳輸?shù)乃俣?；通過超聲收發(fā)控制模塊根據(jù)超聲成像控制信號靈活控制多通道的超聲數(shù)據(jù)收發(fā)和處理，可根據(jù)需求選擇對不同數(shù)據(jù)進行無損壓縮，大大提高了設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性；通過設(shè)置高速通信單元和低速通信單元，確保了在正常情況下高速通信單元可以高速傳輸壓縮后的壓縮數(shù)據(jù)，同時在高速通信單元出現(xiàn)異常時，能夠通過低速通信單元繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，保證了在各種環(huán)境下的使用效果；通過數(shù)據(jù)無損壓縮模塊采用預(yù)測與編碼的壓縮算法，基于同一點的相鄰波束或同一波束相鄰深度點的信號值進行預(yù)測，并通過預(yù)測殘差進行編碼，極大程度上保留了原始數(shù)據(jù)的精度，同時減少了數(shù)據(jù)量，進一步優(yōu)化了壓縮效率和傳輸速度；解決了現(xiàn)有手持超聲設(shè)備無法滿足便攜性和數(shù)據(jù)傳輸效率的問題。