CN102247162A - 一种手持式兽用b超诊断仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式兽用B超诊断仪，包括机壳和主板，所述主板安装有控制处理器和图像处理器；所述控制处理器为可编程逻辑控制器件(FPGA)；所述主板上还装置有与控制处理器连接的视频输出接口、鼠标接口、探头接口、SD卡接口、帧存储器、图表存储器、探头驱动电路、发射电路、接收前置放大电路、A/D转换电路。本方案能方便的配合兽医在各种不同的现场对各种动物进行疾病诊断及各种参数的测量，并带有世界上各种猪品种背膘校正的计算功能，改变了原来的由人工查资料及参数并由人工通过复杂的运算出猪背膘校正厚，使操作变为极为方便，且运算速度快，计算结果和图像一起可永久保存；同时体积小，重量轻，极方便携带。

Description

一种手持式兽用B超诊断仪

技术领域

本发明涉及兽用医疗设备技术领域，具体是一种用于畜牧业的猪背膘校正功能手持式掌上兽用B超诊断仪。

背景技术

超声诊断技术在兽用领域已得到广泛的应用，为了满足畜牧业动物野外诊断的需求，兽用超声领域正在向小型化，便携化发展。因此，设计了便携及手持式掌上兽用B超诊断仪。目前上市的此类兽用超声诊断仪由于存储容量有限以及微处理器计算控制能力有限，只具有牛、马、羊、狗、猫、猪等动物的孕龄测算以及面积周长测量。但都不具有猪背膘厚校正功能。对于专业的种猪场，对猪必须知道它的百公斤背膘校正厚度，才能便于选育优良品种。用户如需掌握猪的百公斤背膘校正厚度，往往只能用现有的兽用超声诊断仪中的距离测量方法，实测出猪的背膘厚，然后人工查表，根据猪的不同品系人工计算出百公斤校正的猪背膘厚，又繁琐、又容易出错、又费工、又费时，给用户操作带来极大的不方便。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种可快速自动的校正猪背膘厚的手持式兽用B超诊断仪。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种手持式兽用B超诊断仪，包括机壳和主板，与主板连接的显示屏、供电电源、超声扫描探头，所述探头通过接口和主板连接，所述主板安装有控制处理器和图像处理器，控制处理器为可编程逻辑控制器件(FPGA)，发出指令控制各部件工作；图像处理器根据控制处理器的指令，接收数字超声信号，按照相应的扫描方式进行数字扫描变换，使数字超声变换成图像信号输出至显示屏；所述主板上还装置有与控制处理器连接的内部存储器、探头驱动电路、发射电路、接收前置放大电路、A/D转换电路，其中，内部存储器是根据控制处理器的指令，将需保存的信息存入或将已存的信息调出回放显示；内部存储器分帧存储器和图表存储器，帧存储器存放图像信息，图表存储器存放图像以外的所有信息；探头驱动电路是根据控制处理器指令，产生驱动信号使探头进行扫描；发射电路是根据控制处理器指令，产生与探头固有频率相应的发射脉冲到探头晶片；接收前置放大电路是根据控制处理器指令，接收探头的超声信号，并对所接受的信号进行放大；A/D转换电路是根据控制处理器指令，将放大的模拟超声信号转换成数字信号送图像处理器。

作为优选，所述主板上还装置有与控制处理器连接的SD卡接口，所述SD卡接口可***SD卡扩展存储器容量，根据控制处理器指令于SD卡中存取信息。

作为优选，所述主板上还装置有与控制处理器连接的视频输出接口、鼠标接口和键盘接口，通过上述接口连接相应的外接装置。

作为优选，所述主板和键盘设置在同一机壳内，供电电源装在机壳的后端，显示屏装置于机壳的前端，显示屏与主板之间装有一铝制隔板。

本发明的有益效果为：能方便的配合兽医在各种不同的现场对各种动物进行疾病诊断及各种参数的测量，并带有世界上各种猪品种背膘校正的计算功能，改变了原来的由人工查资料及参数并由人工通过复杂的运算出猪背膘校正厚，使操作变为极为方便，且运算速度快，计算结果和图像一起可永久保存；同时体积小，重量轻，极方便携带。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明中的控制处理器的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明是针对上述现有技术中存在的问题和不足，设计了一种具有猪背膘校正功能手持式兽用B超诊断仪，它的存储容量可达到几G，能够存储世界各猪种校正背膘厚所需的参数，在***的控制和***的计算中，采用了大规模可编程逻辑器件FPGA的内核作为***的控制和计算，弃用了传统的用微处理器即(CPU)作为***的在控制器与计算器，使得整机的控制能力及运行可靠性都得到了提高，***的计算速度得到了根本的改善，仪器实现了快速自动的猪背膘厚百公斤校正功能。

图1是本发明具体实施提供的具有背膘校正功能手持式掌上兽用B超诊断仪的结构示意图，该设备是手持式便携终端设备，该设备包括：主板，显示屏、供电电源、键盘、鼠标、探头。视频输出接口、鼠标接口、探头接口、SD存储卡接口、帧存储器、图表存储器、探头驱动电路、发射电路、信号前置放大电路、A/D转换电路、FPGA可编程逻辑控制电路都装在主机的主板上。而FPGA可编程逻辑器件实现的功能为：***控制处理器、图像处理器。主机由供电电源供电，主板上的控制处理器FPGA和主板上的鼠标接口、探头接口、、视频输出接口、SD存储卡接口以及主板上的探头驱动电路、接受放大电路、A/D转换电路、图像处理电路连接，并且控制处理器还和显示屏、键盘连接。探头和鼠标通过各自的接口和主板连接，下面就其各部件的功能做一说明。

控制处理器：根据键盘上的不同按键的请求功能，控制处理器发出不同的指令控制不同的部件工作：发出指令，控制整机协调有序的工作(产生相应的控制信号)、发出指令，产生探头的的驱动信号使探头进行扫描。发出指令，指示图像处理器接收超声数字信号并进行数字扫描变换，图像信号处理，图像存储，并将数字图像送TFT显示屏显示，将视频信号送视频输出接口，该接口可外接视频打印机和显示器。发出指令，指示发射超声信号和接收超声信号并将其放大后进行A/D转换，变换成数字信号送图像处理器。发出指令，接受鼠标位置信息。控制处理器接收到孕辰周期计算或猪背膘厚校正请求，从存储器中读出相关的信息和参数进行运算，并将结果显示在屏幕上。发出指令，控制存储器的读写同时指示图像处理器将图像信息存入到内部或外部存储器。控制处理器生成图表信息并控制将该信息写入到图表存储器和从图表存储器中读出该信息。

图像处理器：根据控制处理器的指令，接收数字的超声信号，按照相应的扫描方式进行数字扫描变换，在数字扫描变换过程中进行超声信号的处理，使之变换成显示的图像信号。

内部存储器：根据控制处理器的指令，将需保存的信息存入到图表存储器，或将图表存储器的信息调出回放显示。内部存储器分帧存储器和图表存储器，帧存储器存放图像信息，图表存储器存放图像以外的所有信息。

SD卡接口：在SD卡接口***SD卡，可扩展存储器容量，根据控制处理器指令，将需保存的信息存入到SD卡中，也可将SD卡的信息读出到控制处理器，SD卡可方便的拔出和***，当该卡的信息存满后，可拔出永久保存，另外，还可将卡内的信息调出回放显示。

显示屏：根据控制处理器指令，显示屏显示下列信息中的某一种信息画面：实时的超声诊断仪图像，数据库原有的信息回放。

键盘：接受操作者的按键请求，并把请求信号发送给控制处理器，由控制处理器根据请求发出指令。

探头驱动：根据控制处理器指令，产生探头的驱动信号使探头进行扫描。

发射电路：根据控制处理器指令，产生与探头固有频率相应的发射脉冲到探头晶片。

接收前置放大电路：根据控制处理器指令，接收探头的超声信号，并对所接受的信号进行放大。

A/D转换电路：根据控制处理器指令，将放大的模拟超声信号转换成数字信号送图像处理器。

探头接口：是探头连接主机的端口，探头的发射接收信号以及探头扫描的驱动信号都是通过该接口传送的。

探头：是能量转换装置及扫描形成装置。将电能转换成-机械能，机械能转换成-超声能，

鼠标接口：是鼠标连接主机的端口。

鼠标：在测量过程中，用鼠标确定测量窗口的位置。

图2是本发明具体实施提供的具有背膘校正功能手持式掌上兽用B超诊断仪的控制处理器结构示意图，参照图2对本发明具体实施做更进一步的说明。

整机控制，控制处理器接受键盘的不同的按键请求，根据不同的按键请求功能，发出不同的协调整机工作的系列控制指令和信号，管理整机各部件有序的工作。具体实施：采用可编程逻辑控制器件(FPGA)以及它的内核，用编程控制实现该功能。

图像处理控制，将接收到的数字超声信号进行数字扫描变换，在设计中，由于发射的扫描成像方式和TFT的扫描成像显示方向不一样，且成像速度也不一样，为了实现二维切面的实时成像，在仪器中设计了一个数字扫描变化器(DSC)来实现超声发射扫描制式变换成TFT扫描制试。DSC还有一个很重要的功能就是要进行一些数字图像处理，补偿处理和坐标变换等。例如：平均.增强.相关.伽玛校正、数字放大、对数压缩，图像的平滑插值、带通等等一系列的处理都是在DSC中完成的，最终将图像显示在屏幕上、图像处理控制还将处理后的图像信息存入到存储器中，需显示时再将信息从存储器中读出送显示屏显示，同时还将显示的信息转换成视频信号送视频接口输出。具体实施：采用可编程逻辑控制器件(FPGA)以及它的内核，用编程控制实现该功能。

探头扫描控制，采用三相步进电机控制驱动压电晶片来回摆动，压电晶片在摆动的同时发射超声波束形成超声扫描。此超声波在人体内通过组织界面时产生反射或散射波，根据其返回的时间可以对此组织器官进行定位，根据其强度可以检测组织的特性，发射一个脉冲只能获取组织的某一平面上的一根信息。要想获得二维的平面组织图像，最少需发射128次，然后将这个依次发射并接收到的图像在显示屏上显示，显示的图像是将接收来的声束信号强度作灰度调制，就得到了一幅与实际切面相同的平面图像。具体实施：采用可编程逻辑控制器件(FPGA)以及它的内核，用编程控制实现该功能。

超声信号发射接收控制，探头的发射是根据探头本身的固有频率，由控制处理器(FPGA)产生相应脉宽的发射脉冲输出到发射电路，发射电路将发射脉冲作相应的放大后送到探头晶片，探头晶片实际上就是一个能量转换装置，发射是将发射脉冲(电能)转换成机械能然后又转换成超声能，接收是将超声能转换成机械能然后又转换成电能，信号的接收就是超声前置放大器将接收到换能器传送来的超声电信号进行放大处理后送A/D转换电路变换成超声数字信号送图像处理器进行处理，具体实施：发射脉冲由可编程逻辑控制器件(FPGA)给出，发射电路由场效应等器件组成，接收电路由前置放大器与A/D转换电路组成，并由可编程逻辑控制器件(FPGA)给出控制脉冲。

鼠标控制，在测量过程中，移动鼠标可获得需测量的位置信号。具体实施：采用可编程逻辑控制器件(FPGA)以及它的内核，用编程控制实现该功能。

孕辰周期计算功能与猪背膘厚校正功能，动物孕辰周期计算是采用测量各动物的不同部位参数的长度，利用查表换算得出动物孕辰周期的，因此，事先必须将所有需计算孕辰周期的相应表格存放在存储器中。猪背膘厚校正值的获得是先用距离的测量方法测量出实测的猪背膘厚，然后进行复杂的运算得到校正值，在运算过程中，需要调用几组相关的参数参与运算，由于猪的品种多，运算中调用的参数多，因此，存储容量也大，所以我们采用了DS卡来扩展存储器容量以满足运算的需求，另外，由于运算较复杂，并且需满足速度的要求，我们采用了可编程逻辑器件中的内核作为处理器进行控制和运算，由于采用了上述的几点技术措施，实现了猪背膘厚校正功能。具体实施：采用可编程逻辑控制器件(FPGA)以及它的内核，用编程控制及运算实现该功能。

信息存储控制，将接收到的超声图像信息进行存储管理，可存储在图表存储器中，还可存储在外部SD存储卡中，根据发来的指令不同，将信息分别存入指令所规定的存储器中。另外将与图像对应的图表信息如：标尺、患者的代码、测量信息、计算信息、状态信息等等存入到图标存储器中，同时，还控制从各存储器中读出信号送显示屏显示。具体实施：采用可编程逻辑控制器件(FPGA)、存储器、SD存储卡，用编程控制实现该功能。

上述实施的方式使具有背膘校正功能手持式掌上兽用B超诊断仪得以实现，在设计中，采用硬件和软件相结合的设计方法，采用大规模的可编程逻辑器件，使仪器体积小，重量轻，易携带，方便了兽医人员在畜牧场对动物进行各种疾病的诊断、测量和使用。

Claims (4)

1.一种手持式兽用B超诊断仪，包括机壳和主板，与主板连接的显示屏、供电电源、超声扫描探头，所述探头通过接口和主板连接，其特征在于：

所述主板安装有控制处理器和图像处理器，控制处理器为可编程逻辑控制器件(FPGA)，发出指令控制各部件工作；图像处理器根据控制处理器的指令，接收数字超声信号，按照相应的扫描方式进行数字扫描变换，使数字超声变换成图像信号输出至显示屏；

所述主板上还装置有与控制处理器连接的内部存储器、探头驱动电路、发射电路、接收前置放大电路、A/D转换电路，其中，

内部存储器是根据控制处理器的指令，将需保存的信息存入或将已存的信息调出回放显示；内部存储器分帧存储器和图表存储器，帧存储器存放图像信息，图表存储器存放图像以外的所有信息；

探头驱动电路是根据控制处理器指令，产生驱动信号使探头进行扫描；

发射电路是根据控制处理器指令，产生与探头固有频率相应的发射脉冲到探头晶片；

接收前置放大电路是根据控制处理器指令，接收探头的超声信号，并对所接受的信号进行放大；

A/D转换电路是根据控制处理器指令，将放大的模拟超声信号转换成数字信号送图像处理器。

2.根据权利要求1所述的手持式兽用B超诊断仪，其特征在于：所述主板上还装置有与控制处理器连接的SD卡接口，所述SD卡接口可***SD卡扩展存储器容量，根据控制处理器指令于SD卡中存取信息。

3.根据权利要求2所述的手持式兽用B超诊断仪，其特征在于：所述主板上还装置有与控制处理器连接的视频输出接口、鼠标接口和键盘接口，通过上述接口连接相应的外接装置。

4.根据权利要求3所述的手持式兽用B超诊断仪，其特征在于：所述主板和键盘设置在同一机壳内，供电电源装在机壳的后端，显示屏装置于机壳的前端，显示屏与主板之间装有一铝制隔板。

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