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超聲探頭故障前告警方法和裝置及超聲設備.pdf

摘要
申請專利號:

CN200910265635.3

申請日:

2009.12.28

公開號:

CN102110350B

公開日:

2014.11.19

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G08B 21/18申請日:20091228|||公開
IPC分類號: G08B21/18; A61B8/00 主分類號: G08B21/18
申請人: GE醫療系統環球技術有限公司
發明人: 陳優
地址: 美國威斯康星州
優先權:
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 張曉冬;李家麟
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200910265635.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2014.11.19|||2013.02.20|||2011.06.29

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種超聲探頭故障前告警方法和裝置及超聲設備。超聲探頭故障前告警方法包括:獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命;獲取所述各部件的已運轉的工作時間;根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間,得出剩余服務壽命百分比;如果所述剩余服務壽命百分比小于閾值,則發出警告。超聲探頭故障前告警裝置包括:出廠服務壽命獲取單元、已運轉工作時間獲取單元、計算單元和判斷及告警單元。此外,本發明的超聲設備包括超聲探頭故障前告警裝置。采用本發明的技術方案能夠進行預先故障告警,從而不會因超聲探頭故障而給用戶帶來不便。

權利要求書

1: 一種超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 包括下述步驟 : 獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命 ; 獲取所述各部件的已運轉的工作時間 ; 根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百分比 ; 如果所述剩余服務壽命百分比小于閾值, 則發出警告。
2: 如權利要求 1 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 所述出廠服務壽命存 在于配置文件中。
3: 如權利要求 2 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 所述獲取所述各部件 的已運轉工作時間進一步包括, 對于齒輪箱, 按如下公式計算 : 齒輪箱已運轉工作時間=探頭的擺動角度 × 連桿擺動比 × 探頭擺動的次數 ; 對于電機, 按如下公式計算 : 電機已運轉工作時間=齒輪箱運行圈數 × 齒輪箱減速比。
4: 如權利要求 3 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 還包括將所得出的已 運轉時間存儲在超聲探頭的內部非易失存儲器中。
5: 如權利要求 4 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 所述步驟根據所述出 廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百分比, 按照如下公式計算 : 剩 余 服 務 壽 命 百 分 比 = (( 出 廠 服 務 壽 命 - 已 運 轉 工 作 時 間 )/ 出 廠 服 務 壽 命 )×100%。
6: 如權利要求 1 至 5 任一項所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 還包括獲取 所述超聲探頭所處的環境參數。
7: 如權利要求 6 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 還包括將所述環境參 數存儲在所述非易失存儲器中。
8: 如權利要求 7 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 所述環境參數包括實 時電壓、 實時電流以及溫度。
9: 如權利要求 8 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 所述警告以電子郵件 的形式發送給維修站。
10: 如權利要求 8 所述的超聲探頭故障前告警方法, 其特征在于, 所述警告以對話框的 形式彈出在顯示界面上。
11: 一種超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 包括 : 出廠服務壽命獲取單元, 用于獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命 ; 已運轉工作時間獲取單元, 用于獲取所述各部件的已運轉工作時間 ; 計算單元, 用于根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百分 比; 判斷及告警單元, 用于判斷所述剩余服務壽命百分比是否小于閾值, 若小于閾值則發 出警告。
12: 如權利要求 11 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 所述出廠服務壽命 存在于配置文件中。
13: 如權利要求 12 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 所述已運轉工作時 2 間獲取單元進一步包括, 齒輪箱已運轉工作時間獲取單元, 用于按如下公式計算齒輪箱已運轉工作時間 : 探頭 的擺動角度 × 連桿擺動比 × 探頭擺動的次數 ; 電機已運轉工作時間獲取單元, 用于按如下公式計算電機已運轉工作時間 : 齒輪箱運 行圈數 × 齒輪箱減速比。
14: 如權利要求 13 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 還包括超聲探頭的 內部非易失存儲器, 用于存儲所得出的各部件的已運轉工作時間。
15: 如權利要求 14 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 所述計算單元按照 如下公式計算 : 剩 余 服 務 壽 命 百 分 比 = (( 出 廠 服 務 壽 命 - 已 運 轉 工 作 時 間 )/ 出 廠 服 務 壽 命 )×100%。
16: 如權利要求 11 至 15 任一項所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 還包括 環境參數獲取單元, 用于獲取所述超聲探頭所處的環境參數。
17: 如權利要求 16 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 所述環境參數存儲 在所述非易失存儲器中。
18: 如權利要求 17 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 所述環境參數包括 實時電壓、 實時電流以及溫度。
19: 如權利要求 18 所述的超聲探頭故障前告警裝置, 其特征在于, 所述警告被以電子 郵件的形式發送給維修站。
20: 一種超聲設備, 其特征在于, 包括如權利要求 11-19 任一項所述的超聲探頭故障前 告警裝置。

說明書


超聲探頭故障前告警方法和裝置及超聲設備

    【技術領域】
     本發明總體上涉及超聲領域, 尤其涉及一種超聲探頭故障前告警方法和裝置及超聲設備。 背景技術 目前, 超聲技術越來越多地應用于醫療領域, 通過將超聲探頭接近成像對象來對 其進行成像以輔助醫生的診斷。其中一種實時容積探頭, 可以給醫生提供實時的三維超聲 圖像。
     此種實時容積超聲探頭的一些部件, 諸如電機、 齒輪箱、 皮帶系統等都是易耗部 件, 服務壽命有限。例如, 齒輪箱的服務壽命約為一百萬轉。由于無法預知這些易損部件還 可正常工作的剩余服務壽命, 通常會在使用中, 突然遭遇超聲探頭不能正常工作的情形。 這 時, 只好停機待檢, 找維修人員來進行維修。而維修人員常常不能馬上到來, 由此損失了寶 貴的工作時間。
     同時, 在應用超聲探頭期間, 超聲探頭并非總是處于正常使用條件下。過熱、 過電 流、 過電壓以及其他極端情況都有可能發生。 在超聲探頭出現故障時, 維修人員往往僅根據 其經驗來分析什么導致了故障, 甚至有時需要 “打開” ( 毀掉 ) 探頭來進一步查看原因。如 果維修人員能夠得到有關探頭損壞前實時工作的一些環境和現場信息, 將能夠非常大的幫 助維修人員快速找到問題的根本原因。
     發明內容 本發明要解決的主要技術問題是提供一種能夠進行預先故障告警的超聲探頭故 障前告警方法和裝置及超聲設備。
     為了解決上述問題, 本發明超聲探頭告警方法的技術方案包括下述步驟 :
     獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命 ;
     獲取所述各部件的已運轉的工作時間 ;
     根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百分比 ;
     如果所述剩余服務壽命百分比小于閾值, 則發出警告。
     其中, 所述出廠服務壽命存在于配置文件中。
     其中, 所述獲取所述各部件的已運轉工作時間進一步包括,
     對于齒輪箱, 按如下公式計算 :
     齒輪箱已運轉工作時間=探頭的擺動角度 × 連桿擺動比 × 探頭擺動的次數 ;
     對于電機, 按如下公式計算 :
     電機已運轉工作時間=齒輪箱運行圈數 × 齒輪箱減速比。
     進一步地, 本發明超聲探頭故障前告警方法還包括將所得出的已運轉時間存儲在 超聲探頭的內部非易失存儲器中。
     其中, 所述步驟根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百
     分比, 按照如下公式計算 :
     剩 余 服 務 壽 命 百 分 比 = (( 出 廠 服 務 壽 命 - 已 運 轉 工 作 時 間 )/ 出 廠 服 務 壽 命 )×100%。
     進一步地, 本發明超聲探頭故障前告警方法還包括獲取所述超聲探頭所處的環境 參數以及將所述環境參數存儲在所述非易失存儲器中。
     所述環境參數包括實時電壓、 實時電流以及溫度。
     所述警告以電子郵件的形式發送給維修站。
     所述警告還可以以對話框的形式彈出在顯示界面上。
     相應地, 本發明超聲探頭故障前告警裝置包括 :
     出廠服務壽命獲取單元, 用于獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命 ;
     已運轉工作時間獲取單元, 用于獲取所述各部件的已運轉工作時間 ;
     計算單元, 用于根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百 分比 ;
     判斷及告警單元, 用于判斷所述剩余服務壽命百分比是否小于閾值, 若小于閾值 則發出警告。
     所述出廠服務壽命存在于配置文件中。
     所述已運轉工作時間獲取單元進一步包括,
     齒輪箱已運轉工作時間獲取單元, 用于按如下公式計算齒輪箱已運轉工作時間 : 探頭的擺動角度 × 連桿擺動比 × 探頭擺動的次數 ;
     電機已運轉工作時間獲取單元, 用于按如下公式計算電機已運轉工作時間 : 齒輪 箱運行圈數 × 齒輪箱減速比。
     進一步地, 本發明超聲探頭故障前告警裝置, 還包括超聲探頭的內部非易失存儲 器, 用于存儲所得出的各部件的已運轉工作時間。
     所述計算單元按照如下公式計算 :
     剩 余 服 務 壽 命 百 分 比 = (( 出 廠 服 務 壽 命 - 已 運 轉 工 作 時 間 )/ 出 廠 服 務 壽 命 )×100%。
     進一步地, 本發明超聲探頭故障前告警裝置還包括環境參數獲取單元, 用于獲取 所述超聲探頭所處的環境參數。
     所述環境參數存儲在所述非易失存儲器中。
     所述環境參數包括實時電壓、 實時電流以及溫度。
     所述警告被以電子郵件的形式發送給維修站。
     另外, 本發明還公開了一種超聲設備, 其包括上述的超聲探頭故障前告警裝置。
     與現有技術相比, 本發明超聲探頭故障前告警方法和裝置及超聲設備的有益效果 為:
     由于本發明通過獲取超聲探頭各部件的出廠服務壽命以及已運轉工作時間, 然后 得出剩余服務壽命百分比, 再判斷剩余服務壽命百分比是否小于閾值, 若小于閾值則發出 警告, 從而可以在超聲探頭快要出現故障但還未出現故障時前就能夠被得到有效處理, 而 不會在超聲探頭出現故障后才予以處理。因此避免了超聲探頭故障給用戶帶來的不便。附圖說明
     為了對本公開內容更透徹的理解, 下面參考結合附圖所進行的下列描述, 在附圖 圖 1 是現有實時容積超聲探頭的簡化結構示意圖 ; 圖 2 是本發明實時容積超聲探頭告警方法的流程圖 ; 圖 3 是本發明實時容積超聲探頭告警裝置的結構示意圖 ; 圖 4 是改進的實時容積超聲探頭的簡化結構示意圖。中:
     具體實施方式
     下面將詳細描述本發明的具體實施例, 但本發明并不限于下述具體實施例。
     如圖 1 所示, 其是典型的實時容積超聲探頭的機械結構示意圖。從圖中可以看出 超聲探頭分為系統端和超聲探頭端, 這兩者之間通過探頭電纜連接。超聲探頭的機械結構 中關鍵的部件是步進電機 1 和傳動機構 2。步進電機驅動器 5 經由步進電機驅動線驅動步 進電機 1 動作, 然后通過齒輪 ( 未示出 ) 嚙合傳動機構 2 以實現減速輸出。連桿擺動機構 3 一端連接傳動機構 2, 一端連接超聲機元模組 4。步進電機 1 動作, 帶動傳動機構 2, 然后 傳動機構 2 帶動超聲機元模組 4 來回擺動。目前超聲探頭中的非易失性存儲器 6 主要用于 存儲該探頭的序列號, 出廠日期, 生產廠家代碼和探頭碼等。 如圖 2 所示, 本發明超聲探頭故障前告警方法包括 :
     步驟 1) 獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命 ;
     步驟 2) 獲取所述各部件的已運轉工作時間 ;
     步驟 3) 根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命百分比 ;
     步驟 4) 如果所述剩余服務壽命百分比小于閾值, 則發出警告。
     從上述可知, 首先獲取超聲探頭各部件的出廠服務壽命以及已運轉工作時間, 然 后根據出廠服務壽命以及已運轉工作時間得出剩余服務壽命百分比, 如果剩余服務壽命百 分比小于閾值, 則發出警告。對于閾值的設定可以由用戶來確定, 通常定義為 5%至 10%。
     該警告可以以電子郵件的形式發送給維修站等。 該警告也可以以對話框的形式彈 出在顯示界面上。當然對于警告的形式可以采用本領域技術人員所能夠想到的任何方式。
     對于超聲探頭的各部件的出廠服務壽命而言, 其取決于超聲探頭的機械結構以及 步進電機類型。對于特定超聲探頭, 出廠服務壽命是常數, 常常存在于配置文件 ( 資源文 件 ) 中, 在超聲探頭插入超聲系統中時, 超聲系統將從配置文件加載該型超聲探頭的設置 和參數。 對于超聲探頭的不同部件, 其出廠服務壽命的單位是不同的, 例如步進電機的出廠 服務壽命以小時為單位, 齒輪箱的出廠服務壽命以圈數為單位, 皮帶系統的出廠服務壽命 以厘米為單位, 等等。 一般來說每種超聲探頭有其自己專有的配置文件, 在所述配置文件中 記錄此類超聲探頭的一些通用參數, 例如探頭碼、 平均失效時間、 機元數目、 各機械結構的 傳動比、 步進電機類型、 步進電機的額定電流等。 所述配置文件可以看作超聲探頭在系統端 的身份文件。
     眾所周知, 每種類型的超聲探頭都具有專門的機械結構, 即不同的齒輪率、 不同皮 帶傳輸系數以及不同的直徑等等。所有這些又稱為特征參數, 可以使用這些特征參數以及 超聲探頭所在的特定應用模式來得出已運轉工作時間。
     對于齒輪箱, 按如下公式計算 :
     齒輪箱已運轉工作時間=探頭的擺動角度 × 連桿擺動比 × 探頭擺動的次數 ;
     對于電機, 按如下公式計算 :
     電機已運轉工作時間=齒輪箱運行圈數 × 齒輪箱減速比 ;
     其中 : 齒輪箱減速比和連桿擺動比是常數, 存在于配置文件中, 對于一種型號的探 頭, 這兩個參數是確定的。
     探頭擺動角度和探頭擺動次數是由超聲探頭系統端來控制的, 是系統自己發出的 控制命令。
     例 如, 設 計 運 行 在 某 應 用 中 的 一 個 4D 超 聲 探 頭, 30 ° 掃 描 角 度、 容積幀率是 4.2Hz、 連續工作時間為 3 分鐘、 齒輪箱率為 10, 則該齒輪箱已運轉工作時間為 :
     4.2Hz×3minutes×60(seconds/minute)×10×30degree/360degree = 630cycles
     對于除了電機和齒輪箱之外的其它部件, 可以根據其它部件與傳動機構的傳動比 等參數就可以計算得出其它部件的已運轉工作時間, 在此不一一贅述。
     可以將所得出的已運轉時間存儲在超聲探頭的內部非易失存儲器 6 中。 對于剩余服務壽命百分比可以按照如下公式計算 :
     剩 余 服 務 壽 命 百 分 比 = (( 出 廠 服 務 壽 命 - 已 運 轉 工 作 時 間 )/ 出 廠 服 務 壽 命 )×100%。
     當然, 也可以采用本領域技術人員所知的其他方式來計算。
     再如圖 2 所示, 本發明超聲探頭故障前告警方法還包括步驟 5) 獲取所述超聲探 頭所處的環境參數。所述環境參數可以包括實時電壓、 實時電流以及溫度等等。在超聲探 頭應用期間, 獲知其所處的環境參數信息有助于幫助維修人員找到超聲探頭故障的根本原 因, 對于排除故障以及產品改進作用極大。
     另外, 也可以將所述環境參數存儲在所述非易失存儲器 6 中。
     雖然上面是按照步驟 1)、 步驟 2)、 步驟 3)、 步驟 4) 和步驟 5) 的順序進行描述的, 但是本領域技術人員應當理解, 本發明不是只限于所描述的順序, 而是可以以任何順序或 次序予以實現, 例如最先執行步驟 5) 等等。
     相應地, 本發明還公開了一種超聲探頭故障前告警裝置, 如圖 3 所示, 其包括 :
     出廠服務壽命獲取單元 10, 用于獲取超聲探頭中的各部件的出廠服務壽命 ;
     已運轉工作時間獲取單元 11, 用于獲取所述各部件的已運轉工作時間 ;
     計算單元 12, 用于根據所述出廠服務壽命和已運轉工作時間, 得出剩余服務壽命 百分比 ;
     判斷及告警單元 13, 用于判斷所述剩余服務壽命百分比是否小于閾值, 若小于閾 值則發出警告。
     其中, 所述警告可以以電子郵件的形式發送給用戶或者管理者等, 也可以將警告 顯示在顯示界面上。當然還可以采用本領域技術人員所知的用來發送警告的任何方式。所 述出廠服務壽命可以存在于配置文件中。對于出廠服務壽命獲取單元 10、 已運轉工作時間 獲取單元 11、 計算單元 12 和判斷及告警單元 13 可以是單獨的部件也可以與超聲探頭的系 統端的主控單元 ( 未示出 ) 集成為一體。
     對于所述已運轉工作時間獲取單元 11 進一步包括,
     齒輪箱已運轉工作時間獲取單元, 用于按如下公式計算齒輪箱已運轉工作時間 : 探頭的擺動角度 × 連桿擺動比 × 探頭擺動的次數 ;
     電機已運轉工作時間獲取單元, 用于按如下公式計算電機已運轉工作時間 : 齒輪 箱運行圈數 × 齒輪箱減速比。
     對于所獲取的已運轉工作時間可以存儲在超聲探頭的內部非易失存儲器 6 中。
     所述計算單元 12 按照如下公式計算 :
     剩 余 服 務 壽 命 百 分 比 = (( 出 廠 服 務 壽 命 - 已 運 轉 工 作 時 間 )/ 出 廠 服 務 壽 命 )×100%。
     再如圖 3 所示, 本發明超聲探頭告警裝置還包括環境參數獲取單元 14, 用于獲取 所述超聲探頭所處的環境參數。對于所得到的環境參數可以存儲在非易失存儲器 6 中。所 述環境參數可以包括實時電壓、 實時電流以及溫度等。所述環境參數應當包括本領域技術 人員現在所知的以及將來會知道的超聲探頭的所有環境參數。
     對于環境參數獲取單元 14, 如圖 4 所示, 其包括置于超聲探頭端頂部的溫度傳感 器 7 和置于步進電機驅動器 5 與步進電機 1 之間的電流電壓檢測器 8。溫度傳感器 7 用于 感測溫度, 電流電壓檢測器 8 用于測量步進電機 1 的實時電壓和實時電流。對于溫度傳感 器 7 和電流電壓檢測器 8 可以采用本領域技術人員所知的任何類型的溫度傳感器 7 和電流 電壓檢測器。 電流電壓檢測器 8 與溫度傳感器 7 用于實時檢測探頭工作時候的電壓、 電流和內 容環境溫度, 此三個值隨已運轉工作時間一起, 實時存儲于非易失性存儲器中。
     在本發明的另一方面, 本發明還公開了一種超聲設備, 其包括上面所公開的超聲 探頭故障前告警裝置。
     本發明超聲探頭故障前告警方法及裝置可以應用于任何超聲設備中。
     雖然上述已經結合附圖描述了本發明的具體實施例, 但是本領域技術人員在不脫 離本發明的精神和范圍的情況下, 可以對本發明進行各種改變、 修改和等效替代。這些改 變、 修改和等效替代都意為落入隨附的權利要求所限定的精神和范圍之內。
    

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超聲 探頭 故障 告警 方法 裝置 設備
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