用于评估受试者骨骼的超声装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一实施例提供一种超声装置和一种评估受试者骨骼的方法。所述超声装置在包括第一模式和第二模式的至少两种模式中评估受试者的骨骼。所述超声装置包括：选择单元，所述选择单元被配置成从所述至少两种模式中选择一种模式；第一超声探针，所述第一超声探针被配置成将超声信号传输到所述骨骼；第二超声探针，所述第二超声探针被配置成从所述骨骼接收所述超声信号；评估单元，所述评估单元被配置成基于所选择的模式和由所述第二超声探针接收到的所述超声信号得出表示所述骨骼的一个或多个特性的第一参数；及联接器，所述联接器用于联接所述第一超声探针和所述第二超声探针，所述联接器被配置成在所述第一模式中切换至第一配置且在所述第二模式中切换至第二配置。所述第一超声探针的面和所述第二超声探针的面在所述第一配置中沿大致相同的方向取向，且在所述第二配置中沿大致相反的方向取向。本发明专利技术的一实施例改善了所述超声评估装置的使用灵活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术主要涉及超声领域，更具体地讲，涉及一种评估受试者骨骼的超声装置和方法。
技术介绍
骨质疏松增加了骨折的风险，且现如今已成为世界上显著的公共健康威胁。在尽早阶段诊断出骨质疏松是非常重要的。定量超声(QUS)已成为用于评估骨骼状况和诊断骨质疏松的广泛普及的非侵入式工具。现有技术中主要存在三种用于QUS测量的方案。第一种方案是基于轴向传输模式(参见专利US7112173 B1、US7022076 B1和US6221019 B1)。代表性的市售装置包含Omnisense 7000和Omnisense 8000(BeamMed有限公司，以色列)。如图1a所示，一对探针900、901一前一后地放置于骨骼196的一侧上。轴向传输模式适于评估长骨，诸如胫骨和桡骨。这里将胫骨超声评估装置用作示例。该对探针900、901固定在托架(未示出)上，该托架连接到受试者可站于其上的踏板(未示出)。在受试者站于踏板上时，该对探针900、901一前一后地放置于胫骨的一侧上。第二种方案是基于横向传输模式。代表性的市售装置包含Express(美国)、SONOST-3000(韩国)、Osteo Pro(韩国)。如图1b(该图是骨骼的侧视图)以及图1c(该图是沿图1b中的线AA’截取的对应轮廓)所示，一对探针900、901沿相反方向横跨骨骼196放置。横向传输模式适于诸如足跟垫的疏质骨的状况估计(参见专利No.US2003/0068014 A1、US6676291 B2)、骨厚度测量(参见专利No.US7537566 B2)和骨龄估计(参见专利No.US7678049B2)。托架和踏板结构可类似于轴向传输模式所使用的结构。第三种方案是基于脉冲回声模式。相关技术包含超声临界角反射测量术(UCR)(参见专利No.US20050015010；6899680)和后向散射技术(参见专利No.US20020161300)。脉冲回声模式利用了软组织-骨骼和皮质-疏质骨交界处的波反射或散射，且能够评估骨质属性和微结构。如图1d所示，探针900将超声信号传输到骨骼196并从骨骼196接收所述超声信号的回
声信号。托架和踏板结构可类似于轴向传输模式所使用的结构。WO 2011/119873 A2公开了超声引导的自动无线牵引成骨术，其中超声收发器被安装至骨骼，位于截骨的两侧皮下。
技术实现思路
本申请的专利技术人已意识到用于QUS测量的现有三种方案具有以下缺点。有限的骨架部位。横向模式和脉冲回声模式仅适用于一个骨架部位，例如足跟垫。轴向传输模式仅适用于长骨。因此，骨健康状况的评价是单方面的。有限的参数。轴向传输模式、横向传输模式和脉冲回声模式各自仅提供有限的参数，其仅可反映骨质属性的一些方面。有限的测量点。大多数方案在特定骨架部位(例如，足跟垫)的单个点处进行测量，导致准确性和可靠性不佳。单一模式。现有方案是基于轴向传输模式、横向传输模式和QUS脉冲回声模式中的一个。例如，在胫骨超声评估装置的情况下，托架与踏板的位置关系是针对评估胫骨而特别固定的，因此它不能用于(例如)横向传输模式以评估疏质骨。在现有技术中，没有任何超声评估装置能够支持轴向传输模式和横向模式两者。现有技术中的超声评估装置缺乏使用的灵活性。再现性差。大部分方案仅在选定的点进行测量，导致再现性差。操作人员依赖性。大部分装置必须由有经验的医生操控。操作人员的经验可影响评价的准确性。忽视软组织的耦合效应。据报道，软组织对骨骼中的超声传播具有显著的耦合效应，包括改变骨骼中的传播速度。如果在体内测量时不考虑到这一点，此效应可引起评价的偏差。在现有方案中，并未考虑到软组织的此耦合效应，且仅考虑了软组织的厚度以便得出超声信号在软组织中传播多长。基于上述现有技术，提供一种克服了上述缺点中的至少一个的改良的超声骨骼评估装置是有利的。根据本专利技术的实施例，提出了一种用于在包括第一模式和第二模式的至少两种模式中评估受试者骨骼的超声装置。所述超声装置包括：选择单元，所述选择单元被配置成从所述至少两种模式中选择一种模式；第一超声探针，所述第一超声探针具有第一面，所述第一面将与所述受试者的皮
肤接触且被配置成将超声信号传输到所述骨骼；第二超声探针，所述第二超声探针具有第二面，所述第二面将与所述受试者的皮肤接触且被配置成从所述骨骼接收超声信号；评估单元，所述评估单元被配置成基于所选择的模式和由所述第二超声探针在所述第一模式或所述第二模式中接收到的所述超声信号得出表示所述骨骼的一个或多个特性的第一参数；及联接器，所述联接器用于联接所述第一超声探针和所述第二超声探针，所述联接器被配置成在所述第一模式中切换至第一配置且在所述第二模式中切换至第二配置，其中所述第一面和所述第二面在所述第一配置中沿大致相同的方向取向，且在所述第二配置中沿大致相反的方向取向。众所周知，超声探针的面被定义为超声探针的将在骨骼评估期间接触受试者皮肤的表面。超声探针的面可以是平坦的或弯曲的。在超声探针的操作期间，超声信号在一“范围”方向上传播，所述方向被定义为正交于超声探针的所述面的方向。在第一模式中，由于第一超声探针的面(即，第一面)和第二超声探针的面(即，第二面)沿大致相同的方向取向，所述超声装置适于在轴向传输模式中进行骨骼评估。在第二模式下，由于第一超声探针的面和第二超声探针的面沿大致相反的方向取向，所述超声装置适于在横向模式中进行骨骼评估。由于超声装置可在第一模式和第二模式之间切换，其能够支持轴向传输模式和横向模式两者，导致了超声评估装置的较高使用灵活性。根据实施例，超声信号包括位于第一频带内的第一超声子信号，和/或位于第二频带内的第二超声子信号，且所述第二频带高于所述第一频带。以此方式，超声装置能够传输在多于一个频带内的超声信号，这进一步增加了其使用灵活性，因为利用位于较低频带内的超声信号可较好地执行某些评估，而利用位于较高频带内的超声信号可较好地执行某些其它评估。例如，中心频率介于从0.5MHz到1Mhz的范围内的超声信号适于评估骨骼属性，而中心频率在5MHz左右的超声信号适于获取M模式超声成像，其可(例如)用于确定软组织厚度。因此，其优势为提供了在骨骼评估时考虑到骨骼周围的软组织层影响的可能性，从而改善了骨骼评估的准确性。根据一实施例，评估单元被配置成：基于第二超声子信号得出第三参数，所述第三参数表示由骨骼周围的软组织造成的耦合效应；及基于第一超声子信号和所得出的第三参数来得出第一参数，所述第一参数表示骨骼的一个或多个特性。以此方式，骨骼评估的准确性可被改善，因为在评估骨骼时已将覆盖于骨骼上的软组织层的耦合效应考虑在内。根据一实施例，第一超声探针和第二超声探针中的至少一个超声探针进一步包括至少一个压力传感器，所述压力传感器用于测量施加到所述至少一个超声探针的面上的压力；且所述评估单元被配置成基于接收到的超声信号和测量到的压力得出所述第一参数。由于探针-皮肤交界处的压力影响了软组织的厚度且因此对评估结果具有重要影响，所以具有用于测量施加到探针的面上的压力的至少一个压力传感器是有利的，且仅在(例如)测量到的压力介于合理范围内时，评估结果被采用。以此方式，可改善评估结果的准确性。根据一实施例，所述一个或多个压力传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在包括第一模式和第二模式的至少两种模式中评估受试者骨骼的超声装置(1)，包括：选择单元(199)，所述选择单元被配置成从所述至少两种模式中选择一种模式；第一超声探针(101)，所述第一超声探针具有第一面(109)，所述第一面将与所述受试者的皮肤接触且被配置成将超声信号传输到所述骨骼；第二超声探针(102)，所述第二超声探针具有第二面(110)，所述第二面将与所述受试者的皮肤接触且被配置成从所述骨骼接收所述超声信号；评估单元(130)，所述评估单元被配置成基于所选择的模式和由所述第二超声探针(102)在所述第一模式或所述第二模式中接收到的超声信号得出表示所述骨骼的一个或多个特性的第一参数；及联接器(103)，所述联接器用于联接所述第一超声探针(101)和所述第二超声探针(102)，所述联接器(103)被配置成在所述第一模式中切换至第一配置且在所述第二模式中切换至第二配置；其中，所述第一面(109)和所述第二面(110)在所述第一配置中沿大致相同的方向取向，且在所述第二配置中沿大致相反的方向取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 EP 14166494.6;2014.01.17 CN PCT/CN2014/1.一种用于在包括第一模式和第二模式的至少两种模式中评估受试者骨骼的超声装置(1)，包括：选择单元(199)，所述选择单元被配置成从所述至少两种模式中选择一种模式；第一超声探针(101)，所述第一超声探针具有第一面(109)，所述第一面将与所述受试者的皮肤接触且被配置成将超声信号传输到所述骨骼；第二超声探针(102)，所述第二超声探针具有第二面(110)，所述第二面将与所述受试者的皮肤接触且被配置成从所述骨骼接收所述超声信号；评估单元(130)，所述评估单元被配置成基于所选择的模式和由所述第二超声探针(102)在所述第一模式或所述第二模式中接收到的超声信号得出表示所述骨骼的一个或多个特性的第一参数；及联接器(103)，所述联接器用于联接所述第一超声探针(101)和所述第二超声探针(102)，所述联接器(103)被配置成在所述第一模式中切换至第一配置且在所述第二模式中切换至第二配置；其中，所述第一面(109)和所述第二面(110)在所述第一配置中沿大致相同的方向取向，且在所述第二配置中沿大致相反的方向取向。2.根据权利要求1所述的超声装置(1)，其特征在于，所述至少两种模式包括第三模式；所述第一超声探针(101)被进一步配置成在所述第三模式中从所述骨骼接收所述超声信号的回声信号；并且所述评估单元(130)被进一步配置成基于所选择的模式和在所述第三模式中由所述第一超声单元(101)接收到的所述回声信号得出表示所述骨骼的一个或多个其它特性的第二参数。3.根据权利要求1或2所述的超声装置(1)，其特征在于，所述联接器(103)包括两个臂(1301、1302)，所述两个臂的相交角度是可调整的，且所述第一超声探针(101)和所述第二超声探针(102)分别可旋转地联接到所述两个臂的远离所述轴线(104)的端部。4.根据权利要求1或2所述的超声装置(1)，其特征在于，所述联接器
\t(103)包括两个不可回缩部分(105、106)以及布置于两者之间的可回缩部分(107)，所述可回缩部分能视需要回缩入所述两个不可回缩部分(105、106)中而回缩至不同的长度，所述两个不可回缩部分(105、106)中的任一个与所述可回缩部分(107)之间的角度是可调整的，且所述第一超声探针(101)与所述第二超声探针(102)分别可旋转地联接到所述两个不可回缩部分(105、106)。5.根据权利要求1所述的超声装置(1)，其特征在于，所述超声信号包括位于第一频带内的第一超声子信号，和/或位于第二频带内的第二超声子信号，且所述第二频带高于所述第一频带。6.根据权利要求5所述的超声装置(1)，其特征在于，所述第一超声探针(101)包括分别被配置成传输所述第一超声子信号和所述第二超声子信号的两个超声换能器(1011...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建刚，徐泾平，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL