超声波扫描操作引导系统与超声波扫描操作引导方法与流程

1.本发明涉及一种超声波扫描操作引导系统与超声波扫描操作引导方法。


背景技术：

2.超声波扫描技术可应用于胎儿检查及心脏等人体器官进行检查。一般来说，超声波扫描装置须由医师或检验师等专业人士操作，以针对现场的病患身体进行超声波扫描。然而，在远距医疗的应用上，医生无法现场接触病患也无法现场操作超声波扫描装置，导致远端病患的超声波影像取得不易。


技术实现要素：

3.本发明提供一种超声波扫描操作引导系统与超声波扫描操作引导方法，可提高远距医疗中对于超声波影像的撷取效率。
4.本发明的实施例提供一种超声波扫描操作引导系统，其包括手持导引装置、显示装置、超声波扫描装置、提示装置及控制主机。所述手持导引装置位于导引端。所述显示装置位于所述导引端。所述超声波扫描装置位于操作端。所述提示装置位于所述操作端。所述控制主机通信连接所述导引端与所述操作端。其中，当所述手持导引装置产生第一实体动作，所述控制主机检测所述第一实体动作并据以产生导航提示信息，所述提示装置适于呈现所述导航提示信息，以引导所述超声波扫描装置移动来产生第二实体动作，所述控制主机经由所述超声波扫描装置撷取超声波影像，并将所述超声波影像传送至所述导引端的所述显示装置进行显示。
5.本发明的实施例还提供一种超声波扫描操作引导方法，其使用所述的超声波扫描操作引导系统来执行。所述方法包括：检测所述手持导引装置的所述第一实体动作；根据所述第一实体动作产生所述导航提示信息，并经由所述提示装置呈现所述导航提示信息；经由所述超声波扫描装置撷取所述超声波影像；以及将所述超声波影像传送至所述显示装置进行显示。
6.基于上述，在检测手持导引装置的第一实体动作后，导航提示信息可根据所述第一实体动作产生并经由提示装置呈现。此导航提示信息适于引导超声波扫描装置移动来产生第二实体动作。所述控制主机可经由所述超声波扫描装置撷取超声波影像并将所述超声波影像传送至显示装置进行显示。藉此，可提高远距医疗中对于超声波影像的撷取效率。
附图说明
7.图1是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描操作引导系统的示意图；
8.图2是根据本发明的实施例所示出的控制主机的概要方块图；
9.图3是根据本发明的实施例所示出的手持导引装置的概要方块图；
10.图4是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描装置的概要方块图；
11.图5是根据本发明的实施例所示出的导航修正信息的示意图；
12.图6是根据本发明的实施例所示出的手持导引装置的外观示意图；
13.图7是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描操作引导方法的流程图；
14.图8是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描操作引导方法的流程图。
具体实施方式
15.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
16.图1是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描操作引导系统的示意图。请参照图1，超声波扫描操作引导系统10包括手持导引装置11、显示装置12、超声波扫描装置13、控制主机14及提示装置15。手持导引装置11与显示装置12位于导引端。超声波扫描装置13与提示装置15位于操作端。控制主机14可通信连接导引端与操作端。
17.手持导引装置11可被用户操作而产生一第一实体动作，第一实体动作适于引导超声波扫描装置13移动。在一实施例中，手持导引装置11包括手写笔(stylus)或电子控制棒等手持式控制装置。或者，在一实施例中，手持导引装置11可包括手持式的超声波扫描器。
18.显示装置12适于显示影像。例如，显示装置12可包括显示器或笔记本计算机、平板计算机、电视机等包含显示器的显示装置。手持导引装置11与显示装置12可有线或无线地连接至控制主机14，以与控制主机14通信。
19.超声波扫描装置13适于对目标物100执行超声波扫描。目标物100例如为人体。在一实施例中，超声波扫描装置13可包括手持式的超声波扫描器。此外，超声波扫描装置13可有线或无线地连接至控制主机14，以与控制主机14通信。
20.控制主机14适于在导引端与操作端之间传递讯息并可执行数据处理等功能。例如，控制主机14可包括笔记本计算机、桌上型计算机、平板计算机、工业计算机或服务器等计算机装置。此外，手持导引装置11、显示装置12、超声波扫描装置13及控制主机14的数目皆不受限，可以是一或多个。
21.提示装置15适于呈现来自控制主机14的一导航提示信息，以引导超声波扫描装置13移动。在图1中，提示装置15是以显示器作为范例。然而，在另一实施例中，提示装置15还可包括发声装置(例如扬声器或蜂鸣器)和/或震动装置(例如震动器)等各式信号或信息输出装置。提示装置15可独立于超声波扫描装置13之外或者设置在超声波扫描装置13上。此外，提示装置15可有线或无线地连接至控制主机14，以与控制主机14通信。
22.当手持导引装置11产生第一实体动作时，控制主机14可检测位于导引端的手持导引装置11的第一实体动作。在一实施例中，第一实体动作可包括手持导引装置11受一用户操作而在实体空间中执行的动作，例如往某一方向移动、往某一方向倾斜和/或往某一方向下压等。控制主机14可根据第一实体动作产生导航提示信息101并经由位于操作端的提示装置15呈现。在一实施例中，导航提示信息101可引导位于操作端的超声波扫描装置13根据第一实体动作执行对应的一第二实体动作。在超声波扫描装置13执行第二实体动作的过程中，控制主机14可经由超声波扫描装置13撷取超声波影像102。在一实施例中，超声波影像102可以是由超声波扫描装置13执行第二实体动作来对目标物100进行超声波扫描而获得的超声波影像102。控制主机14可将超声波影像102传送至位于导引端的显示装置12进行显示。
23.在一实施例中，位于导引端操作手持导引装置11的用户亦称为指导者，例如医生或检验师等有经过超声波扫描的专业训练的人员。在一实施例中，位于操作端操作超声波扫描装置13的用户亦称为操作者，例如医护人员或一般民众等未必经过超声波扫描的专业训练的人员。
24.在一实施例中，位于导引端的指导者可经由显示装置12观看由操作端回传的超声波影像102。同时，指导者可操作手持导引装置11执行第一实体动作，以引导位于操作端的操作者操作超声波扫描装置13来执行第二实体动作。在另一实施例中，位于导引端的指导者可先经由显示装置12观看由操作端提供的环境信息，得知超声波扫描装置13的所在位置。详细来说，导引端的指导者可先提供一特征点让操作端的操作者先行放置超声波扫描装置13作为扫描起始点，以目标物100为人体腹部为例，当进行腹部超声波扫描时，可将特征点设定为人体的肚脐，让操作端的操作者将超声波扫描装置13放置在特征点肚脐的位置。接着，导引端的指导者可经由显示装置12观看超声波扫描装置13所在位置的环境信息，进而评估第一实体动作的操作方向。在操作时，指导者藉由手持导引装置11执行第一实体动作来导引操作者对应来执行第二实体动作。通过这样的互动式引导操作，即便位于操作端的操作者不熟悉超声波扫描装置13的使用方式，位于操作端的操作者也可根据指导者的引导而从目标物100撷取合适的超声波影像。
25.图2是根据本发明的实施例所示出的控制主机的概要方块图。请参照图2，控制主机14可包括通信接口21、存储电路22及处理器23。通信接口21可包括通信电路(例如有线和/或无线网络卡)。例如，通信接口21可支持wifi、蓝牙(bluetooth)、低功耗蓝牙(bluetooth low energy，ble)、或长期演进技术(lte)等无线通信协议、或者以太网(ethernet)等有线通信协议。
26.存储电路22适于存储数据。例如，存储电路22可包括易失性存储电路与非易失性存储电路。易失性存储电路适于易失性地存储数据。例如，易失性存储电路可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或类似的易失性存储介质。非易失性存储电路适于非易失性地存储数据。例如，非易失性存储电路可包括只读存储器(read only memory，rom)、固态硬盘(solid state disk，ssd)和/或传统硬盘(hard disk drive，hdd)或类似的非易失性存储介质。
27.处理器23连接至通信接口21与存储电路22。处理器23适于负责控制主机14的整体或部分运作。例如，处理器23可包括中央处理单元(cpu)、或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、可编程控制器、专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)或其他类似装置或这些装置的组合。
28.图3是根据本发明的实施例所示出的手持导引装置的概要方块图。请参照图3，手持导引装置11可包括通信接口31、传感器32及处理器33。通信接口31可包括通信电路(例如有线和/或无线网络卡)。例如，通信接口31可支持wifi、蓝牙、ble、或lte等无线通信协议、或者以太网等有线通信协议。
29.传感器32设置在手持导引装置11内。传感器32适于感测手持导引装置11的第一实体动作，并产生第一惯性测量信号。在一实施例中，第一惯性测量信号可反映手持导引装置11执行第一实体动作时的移动方向、倾斜方向、倾斜角度及下压深度等与手持导引装置11
在实体空间中的动作有关的测量值。因此，在一实施例中，传感器32可包括重力传感器、加速度传感器、磁传感器和/或陀螺仪等各式可产生惯性测量信号的传感器。此外，传感器32的数目可以是一或多个，并不以此为限。
30.处理器33连接至通信接口31与传感器32。处理器23适于负责手持导引装置11的整体或部分运作，例如是通过通信接口31将第一惯性测量信号传送至控制主机14。处理器23可包括cpu、或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器、dsp、可编程控制器、asic、pld或其他类似装置或这些装置的组合。
31.图4是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描装置的概要方块图。请参照图4，超声波扫描装置13可包括通信接口41、传感器42、超声波探头43、影像生成模块44及处理器45。通信接口41可包括通信电路，包含有线和/或无线网络卡。例如，通信接口41可支持wifi、蓝牙、ble、或lte等无线通信协议、或者以太网等有线通信协议。
32.传感器42设置于超声波扫描装置13内。传感器42适于感测超声波扫描装置13的第二实体动作并产生第二惯性测量信号。在一实施例中，第二惯性测量信号可反映超声波扫描装置13执行第二实体动作时的移动方向、倾斜方向、倾斜角度及下压深度等与超声波扫描装置13在实体空间中的动作有关的测量值。因此，在一实施例中，传感器42可包括重力传感器、加速度传感器、磁传感器和/或陀螺仪等各式可产生惯性测量信号的传感器。此外，传感器42的数目可以是一或多个，并不以此为限。
33.超声波探头43适于对所接触的目标物100发射超声波信号并接收由目标物100反射回来的超声波信号。经目标物100反射的超声波信号可带有目标物100内部的结构信息。
34.影像生成模块44连接至超声波探头43，适于根据经目标物100反射的超声波信号来产生超声波影像102。此超声波影像102可反映目标物100的内部结构。影像生成模块44可实作为软件或硬件，本发明不加以限制。
35.处理器45连接至通信接口41、传感器42、超声波探头43及影像生成模块44。处理器45适于负责超声波扫描装置13的整体或部分运作，例如是通过通信接口41将第二惯性测量信号以及超声波影像102传送至控制主机14，处理器45可包括cpu、或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器、dsp、可编程控制器、asic、pld或其他类似装置或这些装置的组合。
36.在一实施例中，手持导引装置11的传感器32可根据第一实体动作产生第一惯性测量信号。手持导引装置11的处理器33可经由通信接口31将第一惯性测量信号传送至控制主机14。控制主机14的处理器23可经由通信接口21接收第一惯性测量信号并分析第一惯性测量信号以获得与第一实体动作有关的信息。根据此信息，控制主机14的处理器23可产生导航提示信息101并经由通信接口21将导航提示信息101传送至提示装置15进行呈现。
37.在一实施例中，导航提示信息101可反映手持导引装置11的移动轨迹。例如，此移动轨迹可包括手持导引装置11的移动方向、倾斜方向、倾斜角度及下压深度的至少其中之一。位于操作端的操作者可根据导航提示信息101操作超声波扫描装置13沿着手持导引装置11的移动轨迹执行移动、倾斜及下压等实体动作。
38.在一实施例中，超声波扫描装置13可包括光发射器131与本体132。光发射器131可设置在本体132上，如图1所示。在一实施例中，图4的通信接口41、传感器42、超声波探头43及影像生成模块44可设置在本体132中。
39.在一实施例中，控制主机14可传送导航提示信息101至超声波扫描装置13的处理器45中，处理器45可根据导航提示信息101控制光发射器131发射光线103，以引导超声波扫描装置13移动。光线103包括可见光并适于引导超声波扫描装置13移动。在一实施例中，处理器45可根据导航提示信息101来控制光发射器131的所发出的光线103指向目标方向，以引导超声波扫描装置13朝此目标方向移动。在一实施例中，光线103和/或光线103照射在某一物体(例如目标物100)上形成的光点也可视为是导航提示信息101的部分信息。举例来说，光线103可以根据第一实体动作中的移动轨迹来将引导超声波扫描装置13的移动轨迹投射在目标物100上，以使超声波扫描装置13的操作者可以根据光线103的引导来产生第二实体动作。此外，本体132适于提供超声波扫描装置13的用户操作以撷取超声波影像102并将超声波影像102传送至控制主机14。
40.提示装置15适于呈现导航提示信息101。此导航提示信息101适于引导超声波扫描装置13根据所述第一实体动作来执行所述第二实体动作。须注意的是，提示装置15可包含一或多个相同或不同类型的装置，且此些装置可设置在超声波扫描装置13上或独立于超声波扫描装置13之外，本发明不加以限制。在一实施例中，光发射器131可为提示装置15的其中之一。
41.在一实施例中，提示装置15与光发射器131可同时存在超声波扫描操作引导系统10中以协同运作。例如，在提示装置15与光发射器131同时存在超声波扫描操作引导系统10中的状况下，光发射器131可发射光线103以引导超声波扫描装置13移动。同时，提示装置15可呈现导航提示信息101中的至少部分信息，例如是移动轨迹、移动方向指标等，以协同引导超声波扫描装置13。在另一实施例中，超声波扫描装置13可不具有光发射器131。
42.在一实施例中，控制主机14可检测超声波扫描装置13的第二实体动作。例如，超声波扫描装置13的传感器42可根据第二实体动作产生第二惯性测量信号。超声波扫描装置13的处理器45可经由通信接口41将第二惯性测量信号传送至控制主机14。控制主机14的处理器23可经由通信接口21接收第二惯性测量信号并分析第二惯性测量信号以获得与第二实体动作有关的信息。
43.在一实施例中，控制主机14可比较第一实体动作与第二实体动作以获得第一实体动作与第二实体动作之间的差异。此差异可反映在手持导引装置11执行第一实体动作时的移动轨迹以及超声波扫描装置13执行第二实体动作时的移动轨迹上。详细来说，手持导引装置11根据第一实体动作产生第一惯性测量信号，并将第一惯性测量信号传送至控制主机14，超声波扫描装置13根据第二实体动作产生第二惯性测量信号，并将第二惯性测量信号传送至控制主机14，因此控制主机14可根据第一惯性测量信号与第二惯性测量信号来判断第一实体动作与第二实体动作之间的差异是否符合一警示条件。响应于第一实体动作与第二实体动作之间的差异符合警示条件，控制主机14可指示提示装置15输出警示信息。此外，若第一实体动作与第二实体动作之间的差异不符合警示条件，表示此差异在可容许的操作误差范围内，控制主机14可不指示提示装置15输出警示信息。
44.在一实施例中，控制主机14的处理器23可比较手持导引装置11执行第一实体动作时的移动轨迹以及超声波扫描装置13执行第二实体动作时的移动轨迹。响应于手持导引装置11执行第一实体动作时的移动轨迹与超声波扫描装置13执行第二实体动作时的移动轨迹之间的差值超过一个容许值，处理器23可判定第一实体动作与第二实体动作之间的差异
是否符合所述警示信息，并经由通信接口21发送一个指令讯息给提示装置15。根据此指令讯息，提示装置15可输出警示信息。
45.在一实施例中，所述警示信息可经由提示装置15而呈现在显示器的显示画面上。在一实施例中，所述警示信息可经由提示装置15中的发声装置(例如扬声器或蜂鸣器)输出警示声和/或震动装置(例如震动器)进行震动。例如，所述发声装置和/或震动装置可设置在超声波扫描装置13上或独立于超声波扫描装置13之外。
46.在一实施例中，控制主机14可存储超声波扫描装置13所撷取的超声波影像102。例如，超声波影像102可存储在控制主机14的存储电路22中。然而，在一实施例中，响应于第一实体动作与第二实体动作之间的差异符合警示条件(例如手持导引装置11执行第一实体动作时的移动轨迹与超声波扫描装置13执行第二实体动作时的移动轨迹之间的差值超过所述容许值)，控制主机14可舍弃存储当下来自超声波扫描装置13的超声波影像102。例如，当判定可舍弃超声波影像102时，控制主机14的处理器23可不将超声波影像102存储至存储电路22中或者将超声波影像102从存储电路22中删除。藉此，可避免在超声波扫描装置13的移动轨迹偏移预设轨迹(即手持导引装置11的移动轨迹)太远时，持续存储无用的超声波影像102而占据存储电路22的存储空间。
47.在一实施例中，响应于第一实体动作与第二实体动作之间的差异符合警示条件，控制主机14可指示提示装置15呈现导航修正信息。此导航修正信息适于修正超声波扫描装置13的移动轨迹。例如，此导航修正信息可呈现在提示装置15的显示器显示的画面中。例如，控制主机14的处理器23可经由通信接口21发送一个指令讯息给提示装置15。根据此指令讯息，提示装置15可输出此导航修正信息。
48.图5是根据本发明的实施例所示出的导航修正信息的示意图。请参照图5，在一实施例中，导航修正信息51可呈现在提示装置15所显示的画面中。导航修正信息51中可包含指向不同方向的方向性指标501～508。在一实施例中，此些方向性指标501～508的其中之一(例如方向性指标508)可改变视觉效果(例如变色、放大或闪烁)，以明确告知超声波扫描装置13的操作者当前超声波扫描装置13的移动方向需要朝特定方向(例如指标508所指的方向)移动，以避免超声波扫描装置13持续朝错误的方向移动。
49.在一实施例中，此导航修正信息也可经由光线103呈现。例如，光线103的颜色、亮度、闪烁频率等颜色或亮度特征可根据此导航修正信息而改变，以警示超声波扫描装置13的操作者超声波扫描装置13须朝特定方向移动或改变超声波扫描装置13的移动方向。
50.图6是根据本发明的实施例所示出的手持导引装置的外观示意图。请参照图6，在一实施例中，手持导引装置61可包括本体601与软性材料层602。软性材料层602设置在本体601上。须注意的是，软性材料层602是以软性或具有弹性的材质(例如硅胶)来实施。此外，本体601可相同或相似于图1的手持导引装置11。
51.在一实施例中，当手持导引装置61的操作者操作手持导引装置61执行第一实体动作，以通过本体601对软性材料层602进行下压而导致软性材料层602变形时，本体601可根据此第一实体动作将本体601内部的传感器产生的第一惯性测量信号传送至控制主机14。藉此，控制主机14可根据此第一惯性测量信号获得手持导引装置61执行第一实体动作时的移动轨迹(例如朝软性材料层602下压的距离、深度或倾斜角度)并产生相应的导航提示信息101。然后，控制主机14可藉由此导航提示信息101来引导超声波扫描装置13的操作者执
行相似的下压或倾斜等第二实体动作。
52.图7是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描操作引导方法的流程图。请参照图7，使用前述的超声波扫描操作引导系统10来执行，在步骤s701中，检测手持导引装置的第一实体动作。在步骤s702中，根据所述第一实体动作产生导航提示信息，并经由提示装置呈现所述导航提示信息，其中所述导航提示信息适于引导超声波扫描装置根据所述第一实体动作执行第二实体动作。在步骤s703中，经由所述超声波扫描装置撷取超声波影像。在步骤s704中，将所述超声波影像传送至显示装置进行显示。
53.图8是根据本发明的实施例所示出的超声波扫描操作引导方法的流程图。请参照图8，在步骤s801中，检测手持导引装置的第一实体动作。在步骤s802中，根据所述第一实体动作产生导航提示信息，并经由提示装置呈现所述导航提示信息，其中所述导航提示信息适于引导超声波扫描装置根据所述第一实体动作执行第二实体动作。在步骤s803中，经由所述超声波扫描装置撷取超声波影像。在步骤s804中，将所述超声波影像传送至显示装置进行显示。其中，在执行第二实体动作之后，与步骤s803同时进行的有步骤s805。在步骤s805中，检测所述超声波扫描装置的第二实体动作。在步骤s806中，判断所述第一实体动作与第二实体动作之间的差异是否符合警示条件。若是，在步骤s807中，经由提示装置输出警示信息。若否，可回到步骤s805。此外，在一实施例中，步骤s807还可包括当符合警示条件时，舍弃当前撷取的超声波影像。
54.然而，图7与图8中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。值得注意的是，图7与图8中各步骤可以实作为多个程序码或是电路，本发明不加以限制。此外，图7与图8的方法可以搭配以上范例实施例使用，也可以单独使用，本发明不加以限制。
55.综上所述，通过位于导引端的手持导引装置与显示装置以及位于操作端的超声波扫描装置与提示装置之间的互动式引导操作，即便位于操作端的操作者不熟悉超声波扫描装置，位于操作端的操作者也可根据指导者的引导而从目标物撷取合适的超声波影像。藉此，可提高远距医疗中对于超声波影像的撷取效率。
56.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。