一种膀胱容量测定设备的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种膀胱容量测定设备。


背景技术：

2.膀胱扫描仪作为非侵入性的检查仪器，对排尿异常的患者提供非侵入性的高准确度检查，避免不必要的导尿或是疏忽导尿导致的尿液潴留病变，是非常重要的检查设备。
3.随着社会的发展，人们对于医疗服务的品质要求越来越高，对医疗仪器的便携性能也越来越依赖，一款携带方便、操作简单的膀胱容量测定仪会给很多有需要的家庭带去方便，让患者在家都能自己检测尿容量，从而制定排尿计划。而且现有的膀胱容量测定设备功能单一，只能输出相应的b超图像，对于扫描位置的确定及膀胱容量计算，需要操作者根据获取b超图像进行测量和判断，不易操作，而且需要操作者具备相关的专业知识，如何提供一种便携且易操作的膀胱容量测定设备成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种膀胱容量测定设备，以提供一种便携且易操作的膀胱容量测定设备。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种膀胱容量测定设备，所述膀胱容量测定设备包括：壳体、内置探头、控制主板和显示屏；
7.所述内置探头、所述控制主板和所述显示屏均设置在所述壳体内；
8.所述控制主板分别与所述内置探头和所述显示屏连接；
9.所述控制主板用于控制所述内置探头对待测膀胱进行预扫描，并根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，并将探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置发送给所述显示屏进行显示；
10.所述控制主板还用于当探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置一致时，控制内置探头对待测膀胱进行正式扫描，每相隔预设角度获得一幅正式扫描b超图像；
11.所述控制主板还用于对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型，根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积，并将待测膀胱的体积发送给所述显示屏进行显示。
12.可选的，所述根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，具体包括：
13.获取内置探头的下置步进电机分别处于0
°
位置和90
°
位置时的两幅相互正交的预扫描b超图像；
14.确定两幅相互正交的预扫描b超图像中待测膀胱的截面轮廓的交线，作为所述待测膀胱的中心线；
15.将探头靶标与待测膀胱的中心线进行比较，确定探头靶标和所述待测膀胱的中心
线的相对位置。
16.可选的，所述对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型，具体包括：
17.确定每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点的二维坐标；
18.将每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点的二维坐标转换为三维坐标为：
19.x1[i][j]＝x0[i][j]
×
cos(θ
×
i)；
[0020]
y1[i][j]＝y0[i][j]；
[0021]
z1[i][j]＝y0[i][j]
×
sin(θ
×
i)；
[0022]
其中，(x1[i][j]，y1[i][j]，z1[i][j])表示第i幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标；(x0[i][j]，y0[i][j])表示第i幅正式扫描b超图像中第j个边界点的二维坐标；θ表示相邻两个所述正式扫描b超图像的成像角度的差值；
[0023]
根据每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点的三维坐标，构建三维膀胱模型。
[0024]
可选的，根据每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点的三维坐标，构建三维膀胱模型，具体包括：
[0025]
分别以每幅所述正式扫描b超图像的中心轴为边界线，将每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点的三维坐标转换为面坐标为：
[0026]
当i≤i-1且j≤count_middle[i]时，
[0027]
x2[i][j]＝x1[i][j]；
[0028]
y2[i][j]＝y1[i][j]；
[0029]
z2[i][j]＝z1[i][j]；
[0030]
当i＞i-1且j＞count_middle[i]时，
[0031]
x2[i][j-count_middle[i-[i-1]]]＝x1[i-[i-1]][j]；
[0032]
y2[i][j-count_middle[i-[i-1]]]＝y1[i-[i-1]][j]；
[0033]
z2[i][j-count_middle[i-[i-1]]]＝z1[i-[i-1]][j]；
[0034]
其中，i表示正式扫描b超图像的数量；(x2[i][j]，y2[i][j]，z2[i][j])表示第i幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标，(x2[i][j-count_middle[i-[i-1]]]，y2[i][j-count_middle[i-[i-1]]]，z2[i][j-count_middle[i-[i-1]]])表示第i幅正式扫描b超图像中第j-count_middle[i-[i-1]]个边界点的三维坐标，(x1[i-[i-1]][j]，y1[i-[i-1]][j]，z1[i-[i-1]][j])表示第i-[i-1]幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标；count_middle[]表示取中值的函数，count_middle[i]的取值结果表示以第i幅正式扫描b超图像的中心轴为分界线时对应的点数，count_middle[i-[i-1]]的取值结果表示以第i-[i-1]幅正式扫描b超图像的中心轴为分界线时对应的点数；
[0035]
根据每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点的面坐标，按照三角形法则，依次排列每幅所述正式扫描b超图像中待测膀胱的边界点，获得用于三维建模的顶点序列；
[0036]
依次排列任意相邻三个顶点构成的三角形，获得用于三维建模的三角面序列；
[0037]
基于所述顶点序列和所述三角面序列采用opengl建模法构建三维膀胱模型。
[0038]
可选的，所述根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积，具体包括：
[0039]
分别以每个边界点为分割点对三维膀胱模型进行分割得到n层切面，采用超声深度叠加方法，计算待测膀胱的体积为：
[0040][0041][0042][0043]
其中,v表示待测膀胱的体积，n表示三维膀胱模型的层数，sj表示以第j个边界点为分割点对三维膀胱模型进行分割得到的切面的等效面积，rij表示以第j个边界点为分割点对三维膀胱模型进行分割得到的切面的第i幅正式扫描b超图像对应截面的等效半径，i表示正式扫描b超图像的数量，x1[i][j]，z1[i][j]表示第i幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标中的x轴坐标和z轴坐标，x1[i+1][j]，z1[i+1][j]表示第i+1幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标中的x轴坐标和z轴坐标，θ表示相邻两个所述正式扫描b超图像的成像角度的差值。
[0044]
可选的，所述控制主板包括中央控制器、电机驱动电路、信号发射电路、前置接收放大电路、a/d转换电路和显示屏驱动电路；
[0045]
所述中央控制器分别与所述电机驱动电路和所述信号发射电路连接，所述中央控制器用于产生所述电机驱动电路的控制信号和所述信号发射电路的控制信号；
[0046]
所述电机驱动电路和所述信号发射电路均与所述内置探头连接，所述电机驱动电路用于驱动内置探头的下置步进电机和上置步进电机转动，所述信号发射电路用于产生内置探头的阵元所需的脉冲刺激信号；
[0047]
所述内置探头还与所述前置接收放大电路连接，所述前置接收放大电路与所述a/d转换电路连接，所述a/d转换电路与所述中央控制器连接，所述内置探头探测得到的回波的模拟电信号经前置接收放大电路和a/d转换电路转换成的数字电信号；所述中央控制器接收所述数字信号，根据所述数字信号生成预扫描b超图像或正式扫描b超图像，并根据预扫描b超图像确定待测膀胱的中心线与探头靶标的相对位置，根据所述正式扫描b超图像计算待测膀胱的体积；
[0048]
所述中央控制器还与所述显示屏驱动电路连接，显示屏驱动电路与所述显示屏连接。
[0049]
可选的，所述中央控制器包括fpga控制器和stm32h743控制器，所述fpga控制器分别与电机驱动电路、信号发射电路和前置接收放大电路连接；
[0050]
所述fpga控制器与所述stm32h743控制器连接；
[0051]
所述stm32h743控制器与显示屏驱动电路连接。
[0052]
可选的，所述内置探头包括下置步进电机、底座、上置步进电机、阵元支架和阵元；
[0053]
所述底座与所述下置步进电机的输出轴连接；
[0054]
所述上置步进电机设置在所述底座上；
[0055]
所述阵元支架与所述上置步进电机的输出轴连接；
[0056]
所述阵元设置在所述阵元支架上。
[0057]
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0058]
本发明公开一种膀胱容量测定设备，所述膀胱容量测定设备包括：壳体、内置探头、控制主板和显示屏，所述内置探头、所述控制主板和所述显示屏均设置在所述壳体内；所述控制主板分别与所述内置探头和所述显示屏连接；所述控制主板用于控制所述内置探头对待测膀胱进行预扫描，并根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，并将探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置发送给所述显示屏进行显示；所述控制主板还用于当探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置一致时，控制内置探头对待测膀胱进行正式扫描，每相隔预设角度获得一幅正式扫描b超图像；所述控制主板还用于对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型，根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积，并将待测膀胱的体积发送给所述显示屏进行显示。本技术的膀胱容量测定设备为设置有内置探头、控制主板和显示屏的一体化设备，无需外接主机，具有便携性，而且本发明的膀胱容量测定设备能够实现探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置的确定，进而方便操作者进行膀胱容量测定设备的追踪导航，以使二者的相对位置一致，本发明的膀胱容量测定设备能够自动计算出待测膀胱的体积，即容量，无需操作者具备相关专业知识，本发明提供了一种便携且易操作的膀胱容量测定设备。
附图说明
[0059]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0060]
图1为本发明实施例1提供的实施例1一种膀胱容量测定设备的硬件结构组成图；
[0061]
图2为本发明实施例1提供的预扫描阶段下置步进电机转动示意图；
[0062]
图3为本发明实施例1提供的正式扫描阶段下置步进电机转动示意图；
[0063]
图4为本发明实施例1提供的上置步进电机摆动示意图；
[0064]
图5为本发明实施例1提供的探头靶标与待测膀胱的中心线的相对位置示意图；
[0065]
图6为本发明实施例1提供的内置探头的结构图。
具体实施方式
[0066]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0067]
本发明的目的是提供一种膀胱容量测定设备，以提供一种便携且易操作的膀胱容量测定设备。
[0068]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0069]
实施例1
[0070]
如图1所示，本发明实施例1提供一种膀胱容量测定设备，所述膀胱容量测定设备包括：内置探头、控制主板和显示屏；所述控制主板分别与所述内置探头和所述显示屏连
接。示例性的，所述显示屏为lcd显示屏。
[0071]
其中，所述控制主板包括中央控制器、电机驱动电路、信号发射电路、前置接收放大电路、a/d转换电路和显示屏驱动电路；示例性的所述显示屏驱动电路为lcd驱动电路。所述中央控制器分别与所述电机驱动电路和所述信号发射电路连接，所述中央控制器用于产生所述电机驱动电路的控制信号和所述信号发射电路的控制信号；所述电机驱动电路和所述信号发射电路均与所述内置探头连接，所述电机驱动电路用于驱动内置探头的下置步进电机和上置步进电机转动，所述信号发射电路用于产生内置探头的阵元所需的脉冲刺激信号；所述内置探头还与所述前置接收放大电路连接，所述前置接收放大电路与所述a/d转换电路连接，所述a/d转换电路与所述中央控制器连接，所述内置探头探测得到的回波的模拟电信号经前置接收放大电路和a/d转换电路转换成的数字电信号；所述中央控制器接收所述数字信号，根据所述数字信号生成预扫描b超图像或正式扫描b超图像，并根据预扫描b超图像确定待测膀胱的中心线与探头靶标的相对位置，根据所述正式扫描b超图像计算待测膀胱的体积；所述中央控制器还与所述lcd驱动电路连接，lcd驱动电路与所述lcd显示屏连接。
[0072]
所述中央控制器包括fpga控制器和stm32h743控制器，所述fpga控制器分别与电机驱动电路、信号发射电路和前置接收放大电路连接；所述fpga控制器与所述stm32h743控制器连接；所述stm32h743控制器与lcd驱动电路连接。本发明采用mcu(stm32h743控制器)+fpga(fpga控制器)方案实现。超声未工作时将fpga电源关闭，mcu主频降低运行，使得膀胱容量测定设备在待机阶段的静态功耗相对很低。其中mcu采用stm32h7系列微处理器，此mcu具有内部容量大，运行速度快，外设及端口丰富等优点。fpga则采用intel的新一代cyclone 10系列芯片，这是一款高性价比且低静态功耗的芯片。stm32h7为主控芯片，负责液晶的驱动、按键信号检测、fpga端数据的接收、部分电源控制以及容积计算等工作。fpga主要负责超声探头激励信号产生、电机驱动控制、信号接收控制、滤波以及图像处理。
[0073]
如图6所示，所述内置探头包括下置步进电机、底座、上置步进电机、阵元支架和阵元；所述底座与所述下置步进电机的输出轴连接；所述上置步进电机设置在所述底座上；所述阵元支架与所述上置步进电机的输出轴连接；所述阵元设置在所述阵元支架上。其中，上置步进电机的旋转平面与下置步进电机的旋转平面垂直。
[0074]
示例性的，本发明的膀胱容量测定设备还包括开关按键小板、功能按键小板、锂电池组和扬声器。
[0075]
内置探头的下置步进电机、上置步进电机和阵元通过短排线直接焊接到控制主板，lcd显示屏通过fpc软排线座子连接到控制主板上，开关按键小板和功能按键小板通过连接线焊接到控制主板上，锂电池组通过端子线连接到控制主板，扬声器通过连接线焊接到控制主板上。
[0076]
stm32h743控制器接收到扫描请求后，会通知fpga控制器，后者通过电机驱动电路控制内置探头的下置步进电机和上置步进电机转动，以实现3d扫描功能；然后控制信号发射电路产生阵元所需要的高压的脉冲刺激信号，脉冲刺激信号经过阵元变成声信号发射到外部，声信号遇到空气或者物体都会产生相应的回波，回波经过阵元变成微弱电压的模拟信号；前置接收放大电路接收到模拟信号后，会做滤波、放大处理，并把放大后的模拟信号调制为差分信号传送给a/d转换电路；a/d转换电路接收到差分信号后，会做电压匹配和滤
波处理，然后把差分信号转换为多通道的数字信号，并传送给fpga控制器；fpga控制器接收到多通道数字信号后，会把数字信号转化为具体的数值，通过把下置步进电机转动一次后固定位置，上置步进电机摆动一个来回时检测到的回波信号都处理完，这样就能得到某一切面完整的数值，从而根据这些数值进行切面的图像生成工作，这样就得到了一幅b超图像。
[0077]
所述控制主板用于控制所述内置探头对待测膀胱进行预扫描，并根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，并将探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置发送给所述lcd显示屏进行显示。所述根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，具体包括：获取内置探头的下置步进电机分别处于0
°
位置和90
°
位置时的两幅相互正交的预扫描b超图像；确定两幅相互正交的预扫描b超图像中待测膀胱的截面轮廓的交线，作为所述待测膀胱的中心线；将探头靶标与待测膀胱的中心线进行比较，确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置。
[0078]
具体的，如图2和4所示，内置探头的下置步进电机会从结束位置反转165
°
回到初始位置(0
°
位置)，这时内置探头的上置步进电机来回摆动120
°
后，扫描获得初始位置的切面图像；下置步进电机正向转动90
°
到达正交位置，上置步进电机来回摆动120
°
后，扫描获得正交位置的切面图像。通过初始位置和正交位置的两幅超声膀胱切面图像，即，两幅相互正交的预扫描b超图像，控制主板中的fpga控制器会初步判断膀胱模型中心与探头中心的相对位置，如图5所示，从而可以判断出内置探头是否处于待测膀胱的中心，或者需要怎么移动探头才能使内置探头处于待测膀胱的中心。预扫描过程中，内置探头的下置步进电机会在初始位置和正交位置不停转动，上置步进电机也会在初始位置和正交位置时摆动120
°
，以实时获取待测膀胱的中心线所处的位置，并实时在lcd显示屏上显示出探头靶标与待测膀胱的中心线的相对位置(如图5所示，在lcd显示屏上显示的探头靶标与待测膀胱的中心线的投影的相对位置，该投影是中心线在正投影面上的投影)，从而实现智能导航功能。
[0079]
所述控制主板还用于当探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置一致时，控制内置探头对待测膀胱进行正式扫描，每相隔预设角度获得一幅正式扫描b超图像。所述预设角度为扫描间隔内下置步进电机的转动角度，示例性的为15
°
。
[0080]
进入正式扫描(探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置一致时进入正式扫描，或者再次按下功能按键。)，如图3和4所示，下置步进电机固定于0～165
°
扫描范围的0
°
初始位置时，上置步进电机做120
°
的来回摆动，就取得一幅正式扫描b超图像；然后下置步进电机转动15
°
，固定，上置步进电机接着转动120
°
，再取得第二幅正式扫描b超图像；接下来再让下置步进电机转动15
°
，上置步进电机再扫描，如此往复，直到下置步进电机转动了165
°
到达结束位置，停止。此时一共取得了12帧正式扫描b超图像，fpga控制器用12帧图像建模做运算，然后把12帧图像、靶标位置和三维膀胱模型的要素传送给stm32h743控制器。stm32h743控制器根据三维膀胱模型的要素计算出待测膀胱的体积，在lcd显示屏显示出测量结果和靶标位置。实例性的，还可以进行测量结果的实时语音播报。
[0081]
所述控制主板还用于对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型，根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积，并将待测膀胱的体积发送给所述lcd显示屏进行显示。
[0082]
对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型，实例性的为：
[0083]
通过1～i截面的正式扫描b超图像，勾勒出待测膀胱的1～i个截面的边界。再将每个截面的所有边界点的二维坐标(x0[i][j]，y0[i][j])转换为三维坐标(x1[i][j]，y1[i][j]，z1[i][j])。对应关系如下：
[0084]
x1[i][j]＝x0[i][j]*cos(15
°
*i)；
[0085]
y1[i][j]＝y0[i][j]；
[0086]
z1[i][j]＝y0[i][j]*sin(15
°
*i)；
[0087]
其中，i为待测膀胱截面数，i的取值范围为0-11；j为边界点数，从0到count_total[i]。
[0088]
根据三维坐标构建3d膀胱模型，具体包括：
[0089]
以正式扫描b超图的中心轴为分界线将12个待测膀胱截面坐标转换为24个面坐标。i≤11时，(x2，y2，z2)表示的是12个待测膀胱截面左半部分的边界点的面坐标，i＞11时，(x2，y2，z2)表示的是12个待测膀胱截面右半部分边界点的面坐标。
[0090]
当i≤11且j≤count_middle[i]时，
[0091]
x2[i][j]＝x1[i][j]；
[0092]
y2[i][j]＝y1[i][j]；
[0093]
z2[i][j]＝z1[i][j]；
[0094]
当i＞11且j＞count_middle[i]时，
[0095]
x2[i][j-count_middle[i-11]]＝x1[i-11][j]
[0096]
y2[i][j-count_middle[i-11]]＝y1[i-11][j]
[0097]
z2[i][j-count_middle[i-11]]＝z1[i-11][j]
[0098]
其中count_middle[]表示取中值的函数，其取值结果为第i个截面中心轴为分界线对应的点数。
[0099]
指定构建三维立体的所有顶点坐标vertices[]，根据opengl的建模方法，首先将相邻的两个面依次排列，排列的次序按照三角形法则，即[a1,b1,a2],[b1,a2,b2]等。
[0100][0101][0102]
指定构建三维立体的所有三角面faces[]，三个顶点构成一个三角形，依次排列这些三角形。
[0103][0104]
采用opengl建模
[0105]
glvertexpointer(3,gl_float,0,vertices)；设置顶点位置数据
[0106]
gldrawelements(gl_lines,gl_unsigned_byte,faces)，即绘制三维膀胱模型。其中，gl_floa、gl_lines和gl_unsigned_byte均为opengl建模算法中的中间运算数据。
[0107]
根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积，示例性的包括如下步骤：
[0108]
根据构建的三维膀胱模型，按超声深度叠加技术计算求出整个待测膀胱的容积。将三维膀胱模型从上到下等分为n层，n为最大b超深度，再将每一层面积sn算出，最后进行累加即可得出待测膀胱的体积：
[0109][0110][0111][0112]
其中,v表示待测膀胱的体积，n表示三维膀胱模型的层数，sj表示以第j个边界点为分割点对三维膀胱模型进行分割得到的切面的等效面积，rij表示以第j个边界点为分割点对三维膀胱模型进行分割得到的切面的第i幅正式扫描b超图像对应截面的等效半径，i表示正式扫描b超图像的数量，x1[i][j]，z1[i][j]表示第i幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标中的x轴坐标和z轴坐标，x1[i+1][j]，z1[i+1][j]表示第i+1幅正式扫描b超图像中第j个边界点的三维坐标中的x轴坐标和z轴坐标，θ表示相邻两个所述正式扫描b超图像的成像角度的差值。
[0113]
本发明提供的待测膀胱的体积的计算方法，既突破了单一的形状数学模型计算精度的有限性，也解决了瓣式叠加测容积计算量大的问题，从而根本保证膀胱容积值的测量精度，实现了快速、精确、自动的膀胱容量测量功能。
[0114]
实施例2
[0115]
本发明实施例2提供了一种集成于上述控制主板中的软件的实现方式。
[0116]
软件的整体工作流程为：开机之后stm32h7控制器对显示、存储以及所有接口进行初始化，然后做开机自检。自检过程中如果发现错误则在lcd显示屏上显示相应的错误代码，然后进入空闲状态。在空闲状态下如果收到启动测量信息(按键发出)，则打开fpga控制器以及后端电路的电源，并向fpga控制器发送启动命令。fpga控制器收到启动命令后驱动内置探头工作(阵元+上置步进电机和下置步进电机)，并收集adc芯片(a/d转换芯片，包含在a/d转换电路)传输过来的原始图像信号。fpga控制器将采集到的原始性号经过一系列的处理之后生成图像数据，然后将图像数据发送给stm32h7控制器。stm32h7控制器收到图像数据后对其进行体积算法处理，最终得到体积并lcd显示屏显示。
[0117]
结合该软件，膀胱容量测定设备的具体工作步骤如下：
[0118]
开机：按下开关按键后，膀胱容量测定设备会给stm32h743控制器和lcd驱动电路供电，stm32h743控制器初始化后，控制显示屏进入主界面，等待下一步操作。
[0119]
开始预扫描：在主界面时按下启动按键，膀胱容量测定设备会进入预扫描阶段。这时，膀胱容量测定设备会给fpga控制器、电机驱动电路、信号发射电路、前置接收放大电路和a/d转换电路供电，fpga控制器快速初始化后会进行一系列的操作，包括控制电机进行转动，产生信号发射电路所需要的控制信号，接收经过前置接收放大电路滤波、放大和a/d转换电路转换后的数字信号，并对信号进行图像成像处理。图像处理完成后，fpga控制器会算
出待测膀胱的中心线与探头靶标的相对位置，然后通过fmc接口把待测膀胱的中心线和探头靶标的相对位置传送给stm32h743控制器，后者会把该相对位置信息在lcd显示屏上实时显示出来。这样在预扫描阶段，就能调整膀胱容量测定设备位置，以便让膀胱容量测定设备处于待测膀胱投影的中心位置，让测量结果更加准确。
[0120]
正式扫描：在预扫描阶段，lcd显示屏上显示的待测膀胱的中心线和探头靶标的相对位置一致后约5s，设备自动进入正式扫描阶段(也可再次点击扫描按钮，强制触发膀胱容量测定设备进入正式扫描阶段)。这时，fpga控制器会改变上置步进电机和下置步进电机的转动方式，并将生成的12帧图像、探头靶标位置和3d模型要素传送给stm32h743控制处理器，后者会在显示屏上显示出测量结果和靶标位置，并进行测量结果的实时语音播报。
[0121]
实施例3
[0122]
本发明实施例3提供一种膀胱容量测定方法，其特征在于，所述膀胱容量测定方法包括如下步骤：
[0123]
对待测膀胱进行预扫描，获得预扫描b超图像；
[0124]
根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置；
[0125]
根据探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，调整实施例1中的膀胱容量测定设备，使探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置一致。
[0126]
对待测膀胱进行正式扫描，每相隔预设角度获得一幅正式扫描b超图像。
[0127]
对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型；
[0128]
根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积。
[0129]
实施例4
[0130]
本发明实施例4提供一种膀胱容量测定系统，所述膀胱容量测定系统包括：
[0131]
预扫描模块，用于对待测膀胱进行预扫描，获得预扫描b超图像；
[0132]
相对位置确定模块，用于根据预扫描b超图像确定探头靶标和所述待测膀胱的中心线的投影的相对位置；
[0133]
膀胱容量测定设备移动模块，用于根据探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置，调整实施例1中的膀胱容量测定设备，使探头靶标和所述待测膀胱的中心线的相对位置一致；
[0134]
正式扫描模块，用于对待测膀胱进行正式扫描，每相隔预设角度获得一幅正式扫描b超图像；
[0135]
三维建模模块，用于对多幅所述正式扫描b超图像进行三维建模，获得三维膀胱模型；
[0136]
体积计算模块，用于根据所述三维膀胱模型计算待测膀胱的体积。
[0137]
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0138]
本发明采用一体化设计，去除了超声探头与主机之间的线缆，让整个信号回路都在设备内，大大降低了受到环境干扰的可能性，增加了测量结果的可靠性，提高了便携性。
[0139]
本发明的膀胱容量测定设备本身带有显示屏，预扫描阶段可实时显示靶标位置，而不用再连接手机或者电脑，在手机或者电脑上看超声图像，极大的简化了操作步骤和要求。
[0140]
本发明的膀胱容量测定设备处于预扫描阶段，如果探头靶标一直保持在靶心位置
(待测膀胱的中心线所在位置)5s左右，膀胱容量测定设备会自动进入正式扫描阶段，这样可以减少一次按键操作，也能有效减少按键操作带来的探头偏移问题。
[0141]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0142]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。