乔铁，黄万潮

（1.卫生部肝胆肠外科研究中心 胆囊疾病研究所 广东 番禺511470；2.番禺第二人民医院 广东 番禺 5114703.电话 : 86-20-34999950 传真 : 86-20-34994386 电子邮箱 : fqj1958@163.com.）

目前，手机已经成为现代人们必不可少的随身物品之一。越来越多手机制造商和软件开发商为手机开发出性能更加强大的硬件及软件，使得手机已经脱离了单纯通讯工具的角色，成为通讯、社交、办公、管理、娱乐、应用等诸多功能于一体的日常工具。随着社会的进步，人们对自身健康的需求越来越多，越来越高，并形成了巨大的健康管理市场，因此，手机开发的其中一个重要领域就是满足医疗应用的需求和健康管理方面的需求，使手机以其便携的方式为人类健康保驾护航[4]。本文提出一种能同时显示人体体表血管动态图和静态图的新型手机，结合医用领域常用的彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能，已经获得中国国家专利，专利号为ZL201030702845.8。

多普勒效应是指波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，这是宇宙间一种普遍的效应，不仅机械波有多普勒效应，电磁波也有多普勒效应[1,3]。在医学上，利用多普勒效应进行诊断的就是平常称之为彩超的彩色多普勒超声诊断。由于人体组织器官的生理、病理和解剖情况的不同，对超声波的反射、折射和吸收衰减各不相同，彩色多普勒超声诊断就是根据这些反射信号的多少、强弱、分布规律来判断各种疾病，通过处理后以不同色彩加以分辨显示[2,5]。医用的彩色多普勒超声的发生与接收均有特制的探头来完成，探头内安装有超声波发射模块和超声波接收模块。

红外线是电磁辐射中的一个频段，电磁波的频率范围105Hz～1025Hz，可见光是其中很小的一部分。按照理论的分析和实验研究表明，自然界普遍地存在红外线，只要温度高于绝对零度的物体，都在不停地向外辐射红外线。也就是说所有具有“热”的物体，虽然不一定向外发光，但是却无时无刻不在辐射红外线，所以红外线又称为“热辐射线”[6,7]。临床医学上利用人体各器官都向外辐射红外线的原理，利用红外线热扫描仪器对人体辐射的红外线进行采集，以此分析不同波长红外线的差异来诊断人体的病症，红外线热扫描诊断仪器在临床上得到了广泛的使用。

随着科技的发展，设计水平的不断提高，制造工艺不断获得突破之际，上述三种产品的日臻成熟，彩色多普勒超声模块和红外线热扫描模块有进一步微小化的可能，强大的集成电路工艺逐渐有融合三者成为一个整体的能力。本文所述为一种能同时显示体表血管动态图和静态图的新型手机-具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机，手机中彩色多普勒超声模块负责提供动态的体表血管动态图，红外线热扫描模块负责提供静态的体表血管动态图。

具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机，其功能设计具备传统通讯设备的基本功能、彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能。具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的模块设计图如图1所示。

传统通讯设备的基本功能包括具有通话、短消息编辑发送功能和智能手机的良好兼容性，智能手机的良好的兼容性决定了手机能方便地安装和卸载应用程序，实现以上功能，其集成电路须包括以下模块：无线电接收机（Receiver）、无线电发射机（Transmitter）、控制模块（Controller）、人机界面部分（Interface）、电源模块（Power Supply）、储存模块和通讯模块（Communication Module），分为射频（Radio Frequency，RF）和基带（baseband）部分两个铜须基本功能部分[4]。

图1 具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的模块设计图

彩色多普勒超声功能通过彩色多普勒超声扫描模块（Color Doppler ultrasound scan Module）及多普勒超声处理元件实现的。彩色多普勒超声扫描模块包括超声发射端和超声接收端，其位置位于手机的背面，超声发射端发射频率大于等于3.0MHz的超声信号[5]，超声接收端能接收相应0～10MHz的超声信号。成的，在传统的光学镜头增加红外线滤镜装置[4,8,10]，使之不仅具备普通摄像头模块的摄像功能，同时能拍摄肉眼看不到的红外线图像，红外线滤镜装置安装在光学镜头的前端，用户通过模式选择可以自由切换红外线热扫描功能和普通摄像功能。

具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的外形设计图如图2所示。

1 人机界面（触摸屏）；2 红外线热扫描模块；3 彩色多普勒超声模块的超声发射端；4 彩色多普勒超声模块的超声接收端

彩色多普勒超声模块、红外线热扫描模块与手机的传统模块设计在同一块PCB板上[11]，彩色多普勒超声模块、红外线热扫描模块由手机系统中的软件控制，用户根据不同的需要启动系统中不同的软件，激活相应的功能：在临床工作中，医护人员尝尝会发现由于患者肥胖或儿童,失血或休克患者血流量减少,人体浅表血管不易暴露和显示,医护人员通常凭经验进行静脉插管输液输血等治疗,或者由于不能快速检查到病人表层血管的真实状况，错过了治疗的最佳时间，这种情况下，具有彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能的手机就能第一时间被医护人员所使用，打开相应的检查功能，实时地显示人体体表下血管的动态图像或者静态图像，及时监控患者的病情或者在手机的监视下，施行静脉插管输液输血等治疗，提高诊断的及时性和准确率。

具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机获得的彩色多普勒超声图像和红外线热扫描图像，均可以储存在储存通信模块中，储存通信模块提供标准通用的接口（usb或者蓝牙模块等），可以将储存的图像资料上传到网络或者电脑工作站上，以便于用户编辑和储存。

具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的使用示意图如图3所示。

红外线热扫描功能通过红外线热扫描模块（Infrared Scanning Module）及红外处理元件，红外线热扫描模块是在传统的摄像头模块的基础上作改进而

图3 具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的使用示意图

在临床医护工作中，一旦发生患者休克情况或者在插管过程中难以找寻患者血管的情况，医护人员便能第一时间启动随身携带的具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的彩色多普勒超声功能，对准患者的患处，就能立刻通过收发超声波的方式，实时地检测到患者体表的血管图，包括血流的流速图和流量图，并在人机界面模块中显示，及时地了解患者的血流状况，由此获得患者病情；医护人员也能启动手机的红外线热扫描功能，对准患者的被测部位，通过红外线滤镜收集患者体表辐射的红外线经过红外处理元件处理后，在人机界面模块进行显示，显示的图像可以指导医生进行准确的静脉插管，避免盲插，提高准确率，手机中的红外处理元件能获得体表红外线的分辨率达到0.05°[9]。

具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机为临床第一线的医护人员提供了一种便携的诊断监护工具，已经获得中国国家专利，专利号：ZL201030702845.8。具彩色多普勒超声功能和红外线热扫描功能手机的出现，使得医护工作增加了时效性，缩短了急救的时间，将从根本上提高医护工作的效率。

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