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(jìn)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(hào)數(shù)據(jù)后，需要將這些數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)或移動(dòng)終端進(jìn)行處理和顯示。目前，現(xiàn)有的手持超聲設(shè)備主要采用無(wú)線或有線的傳輸方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2、其中，采用無(wú)線傳輸方式時(shí)，手持超聲設(shè)備通常使用wifi進(jìn)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(hào)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(duì)無(wú)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(duì)較高的傳輸速率，但在面對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，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(shí)時(shí)診斷的效果和準(zhǔn)確性。此外，wifi信號(hào)在某些環(huán)境中可能受到干擾，進(jìn)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(wú)法兼容如藍(lán)牙等低速無(wú)線傳輸設(shè)備，進(jìn)一步限制了其應(yīng)用場(chǎng)景。

3、其中，采用有線傳輸方式，如usb連接，能夠有效解決無(wú)線傳輸帶寬不足的問(wèn)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(diǎn)，能夠保證超聲數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)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(shí)需要考慮線纜的長(zhǎng)度和連接位置，尤其是在一些需要移動(dòng)操作或在狹小空間內(nèi)工作的場(chǎng)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(yàn)，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(wú)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(wèn)題，使得同時(shí)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(shí)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(wú)法滿足便攜性和數(shù)據(jù)傳輸效率的問(wèn)題。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(hào)進(jìn)行超聲掃描及將所掃描得到的超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)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(kāi)關(guān)、與所述超聲收發(fā)開(kāi)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(hào)；所述超聲收發(fā)開(kāi)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(hào)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(jìn)行超聲信號(hào)發(fā)射及接收，以及對(duì)所接收或處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)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(hào)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(shí)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(jìn)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(hào)處理模塊、以及與所述數(shù)字信號(hào)處理模塊連接的數(shù)據(jù)無(wú)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(hào)控制對(duì)所述超聲發(fā)射控制模塊及所述超聲接收控制模塊進(jìn)行超聲信號(hào)發(fā)射及接收處理得到全通道數(shù)據(jù)及超聲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述全通道數(shù)據(jù)為各個(gè)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?jǐn)?shù)據(jù)為對(duì)全通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；

8、所述數(shù)字信號(hào)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?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理得到處理數(shù)據(jù)；

9、所述數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮模塊用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)損壓縮得到壓縮數(shù)據(jù)。

10、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)無(wú)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(wú)損壓縮模塊用于根據(jù)超聲成像控制信號(hào)所選通的數(shù)據(jù)壓縮通路對(duì)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(hào)處理模塊輸出的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)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(hào)處理模塊及所述數(shù)據(jù)無(wú)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(wú)損壓縮模塊之間形成第二數(shù)據(jù)壓縮通路。

12、進(jìn)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(duì)所述超聲發(fā)射控制模塊及所述超聲接收控制模塊進(jìn)行超聲信號(hào)發(fā)射及接收得到的全通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成得到超聲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

13、進(jìn)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(hào)傳輸至所述fpga模塊，以及當(dāng)所述高速通信單元異常時(shí)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(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮模塊包括預(yù)測(cè)器和編碼器；

17、所述預(yù)測(cè)器用于根據(jù)全通道數(shù)據(jù)或處理數(shù)據(jù)中同一點(diǎn)的相鄰波束的信號(hào)值或同一波束相鄰深度點(diǎn)的信號(hào)值進(jìn)行預(yù)測(cè)得到當(dāng)前波束或當(dāng)前深度點(diǎn)的預(yù)測(cè)值，并根據(jù)采集的真實(shí)信號(hào)值與預(yù)測(cè)值計(jì)算得到預(yù)測(cè)殘差；

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

19、進(jìn)一步地，所述fpga模塊還包括分別與數(shù)據(jù)無(wú)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?hào)傳輸至所述超聲收發(fā)控制模塊、以及將所述數(shù)據(jù)無(wú)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(shí)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(jìn)行通信連接的管理設(shè)備。

22、進(jìn)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(hào)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行解碼得到預(yù)測(cè)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(cè)殘差，逐步恢復(fù)每一個(gè)原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，直到還原出無(wú)損壓縮前的數(shù)據(jù)。

28、本發(fā)明實(shí)施例提供的手持超聲設(shè)備，通過(guò)將多通道超聲探頭、超聲收發(fā)開(kāi)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(gè)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(guò)fpga模塊中的數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮模塊對(duì)超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)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(fù)載，同時(shí)也提高了無(wú)線傳輸?shù)乃俣?；通過(guò)超聲收發(fā)控制模塊根據(jù)超聲成像控制信號(hào)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(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)損壓縮，大大提高了設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性；通過(guò)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(shí)在高速通信單元出現(xiàn)異常時(shí)，能夠通過(guò)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(guò)數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮模塊采用預(yù)測(cè)與編碼的壓縮算法，基于同一點(diǎn)的相鄰波束或同一波束相鄰深度點(diǎn)的信號(hào)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過(guò)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼，極大程度上保留了原始數(shù)據(jù)的精度，同時(shí)減少了數(shù)據(jù)量，進(jìn)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(wú)法滿足便攜性和數(shù)據(jù)傳輸效率的問(wèn)題。