可穿戴式超声系统及方法技术方案

一种超声系统，包括：扫描仪模块，其包括具有第一紧固元件的壳体、超声换能器、旋转致动器和电子器件模块；和定位器模块，其包括第二紧固元件；所述系统可在第一模式与第二模式之间操作，在第一模式中，第一和第二紧固元件将扫描仪模块协作地联接到定位器模块；在第二模式中，扫描仪模块与定位器模块分开。一种超声系统，包括：壳体，其包括手柄区域和隔膜；超声换能器；储器；旋转致动器；和电子器件模块。

Wearable Ultrasound System and Method

An ultrasonic system includes: a scanner module comprising a shell with a first fastening element, an ultrasonic transducer, a rotary actuator and an electronic device module; and a positioner module comprising a second fastening element; the system can operate between the first mode and the second mode, in which the first and second fastening elements collaboratively connect the scanner module to a fixed position. In the second mode, the scanner module is separated from the locator module. An ultrasonic system includes: a housing, which includes a handle area and a diaphragm; an ultrasonic transducer; a storage device; a rotating actuator; and an electronic device module.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可穿戴式超声系统及方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月21日提交的美国临时申请系列号62/311,110的权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术总体上涉及医疗领域，更具体地涉及医疗领域中的一种改进的可穿戴式超声系统和方法。
技术介绍
乳腺癌是妇女最常见的癌症，并产生仅次于肺癌的次高死亡率。乳腺癌和其它类型的癌症的早期检测通常是成功治疗癌症的重要因素。然而，对于一些癌症患者，没有早期检测到疾病存在几个原因。导致乳腺癌到后期才被检测到的一个原因是乳房组织筛查的参与率有限。年度筛查中的较低参与率部分地归咎于对筛查工具的有限接触(例如，乳房x射线照片需要专门的医疗中心和高度培训的工作人员)、对辐射的担心以及不适。另一原因是筛查性能的限制。例如，乳房x射线摄影术(当前用于乳房筛查的标准工具)对具有密集乳房组织的患者中的癌症的检测具有低敏感性，这导致高的假阴性率。尽管磁共振成像(MRI)通过提供相对舒适的无辐射成像能力而改善了乳房x射线摄影的一些限制，但是MRI对于日常使用而言非常昂贵，并且也具有有限的可访问性。改进的癌症检测将降低在后期阶段的乳腺癌发病率的百分比。目前，对于可提供个体的乳房组织(或其它组织)的自动扫描以能够实现用于癌症的早期检测的定期监测的低成本、紧凑的且可穿戴的超声系统不存在良好的选择。
技术实现思路
因此，在医疗领域中需要创建一种改进的可穿戴式超声系统和方法。本专利技术提供了这样一种改进的系统和方法。附图说明图1A和图1B分别描绘了超声系统的第一和第二实施例的截面图；图2A和2B描绘了超声系统的第一特定示例的截面透视图；图2C和2D分别描绘了超声系统的各部分的第二和第三特定示例的截面透视图；图3描绘了超声系统的各部分的第四特定示例的截面图和由超声系统产生的示例性束轮廓；图4A和4B分别描绘了处于收缩和伸展构型中的超声系统中的换能器的一个变型；图5描绘了超声系统的第三实施例中的壳体的一个示例的透视图；图6描绘了超声系统的各部分的第五具体示例的截面图和由超声系统产生的示例性束轮廓；图7和7B分别描绘了超声系统的一部分的一个可选变型的截面图和仰视图；图8A-8G描绘了模块化超声系统的第一特定示例的视图；图9A描绘了穿戴处于组装构型中的模块化超声系统的第二特定示例的用户；图9B描绘了穿戴处于拆卸构型中的模块化超声系统的第二特定示例的一部分的用户；图10A-10D描绘了模块化超声系统的第三特定示例的透视图；以及图11A-11D描绘了将模块化超声系统放置在乳房上的一个特定示例的透视图。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例的描述并非旨在将本专利技术局限于这些优选实施例，而是使本领域技术人员能够制造和使用本专利技术。1.可穿戴式超声系统如图1A-1B和2A-2B所示，超声系统100的一个实施例可包括：包括换能器110的扫描仪组件，其优选地经由换能器支承件联接到致动器的轴，其中致动器提供换能器支承件相对于第一轴线101的旋转和/或换能器支承件的平移；联接到换能器的壳体120，其优选地经由第二致动器提供换能器围绕/关于第二轴线102的旋转，其中第一轴线101与第二轴线102不同；联接介质的储器130，其包围换能器110的扫描部分；窗口140，例如形成储器的边界的隔膜；定位部150，其优选地构造成与窗口对接/连接，以相对于用户的身体区域可靠且可重复地定位扫描仪组件；以及电子子系统160，其被配置为促进换能器的致动和从用户的身体区域获取扫描数据。系统100可以用于提供低成本的、紧凑的和/或可穿戴的超声系统，该超声系统可以实现对个体的组织的自动扫描，以便促进用于对组织异常进行早期检测的定期监测。该系统可以包括与超声发射器和接收器模拟前端(AFE)电路集成的紧凑式机械驱动的换能器组件、用于数字信号处理的现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储原始图像数据的存储器以及构造成用于通信和数据传输的通信元件。然而，系统100可以附加地或替代地包括任何其它合适的构件，如下文更详细描述的。系统100可以是模块化的，从而提供与增强的舒适性、可洗性和/或耐磨性相关联的部分，以及与数据获取、数据传输、子系统控制和/或数据处理相关联的部分。这样，系统100的一些部分可以被配置为一次性的，并且系统的其它部分能够被配置为基本上可重复使用，如下文更详细描述的。在特定应用中，系统100可以至少部分地包括适于扫描患者乳房组织的可穿戴形状因素，以便促进用于乳腺癌的早期检测的定期监测。更具体地，系统100可被配置用于在用户仰卧、俯卧、站立和/或在他/她的日常生活中四处走动的同时扫描用户的乳房组织。系统100可以附加地或替代地在临床设施中实现。系统100优选地还是免提(免手动操作)系统，使得系统100能够正确地扫描用户的组织身体，而不需要用户或其他操作者握住系统。然而，系统100的变型可适用于任何其它合适的组织类型，该组织类型适于检测任何其它合适的组织异常，和/或适于任何其它合适类型的使用。此外，在一个特定实施方案中，系统100可以构造成借助于在移动计算设备处执行的应用以允许用户控制或以其它方式与系统100交互的方式连接(例如，使用有线连接、使用无线连接)到移动计算设备(例如，手机、平板电脑、个人计算机、可穿戴式计算设备等)。因此，移动计算设备和应用的使用可以促进在扫描期间产生的图像数据向用于2D、3D和/或4D(即，包括时间方面)超声图像的处理和重建的处理系统(例如，云计算系统、远程服务器等)的传送。附加地或替代地，处理可以包括实施机器学习技术以便于随着时间的推移而增强对肿瘤和其它组织异常的分析和/或计算机辅助检测。系统100和/或方法200也可以允许共享来自用户的(原始的和/或处理过的)图像数据(例如，满足敏感患者数据处理和安全要求)，以由一名或多名远程放射师进行观察。系统100优选地构造成便于实施在下面的部分2中描述的方法200的至少一部分；然而，系统100可以附加地或替代地构造成便于实现任何其他合适的方法。此外，虽然主要在超声扫描的上下文中描述系统100和方法200，但是系统100的各部分可以附加地或替代地与同任何其它合适的扫描形态相关联的检测和/或发射元件相适配。1.1系统-换能器扫描仪组件包括借助于换能器支承件连接到致动器的轴的换能器，其中致动器提供换能器支承件相对于第一轴线101的旋转，其中换能器110用来向用户的组织区域发射声波，和/或检测由声波与组织区域之间的相互作用产生的来自用户的组织区域的信号。换能器110可以包括单个换能元件，或者可以替代地包括多个换能元件(例如，被布置为阵列)。在其中换能器包括各元件的阵列的变型中，各元件可以成一维阵列(例如，成线性阵列)、成二维阵列(例如，成平面多边形阵列、成平面椭圆形阵列、成平面圆形阵列、成平面非多边形阵列)或成三维阵列(例如，成在三维物体的表面上的阵列)布置。换能器110的换能元件优选地被布置在换能器110的远端区域处(例如，末端区域处)；然而，换能元件可以附加地或替代地被布置在换能器110的任何其它合适的部分和/或系统100的任何其它合适的部分。此外，具有多个换能元件的换能器的变型可以提供在每个扫描线上的不同焦距和/或能够实现波束成型和/或束转向(例如，通过静态和/或动态地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声系统，包括：·扫描仪模块，该扫描仪模块包括：·限定纵向轴线的扫描仪壳体，所述壳体包括第一紧固元件；·位于所述扫描仪壳体内的超声换能器，所述超声换能器限定中央束轴线，其中所述中央束轴线与所述纵向轴线之间的角度小于45°；·位于所述扫描仪壳体内的致动器，所述致动器将所述超声换能器绕所述纵向轴线联接到所述壳体，其中所述超声换能器在旋转期间绕所述纵向轴线扫过曲线形路径；和·位于所述扫描仪壳体内的电子器件模块；·隔膜和储器；以及·定位器模块，该定位器模块包括第二紧固元件；·所述系统能在第一模式与第二模式之间操作，其中在所述第一模式下，所述第一紧固元件和第二紧固元件将所述扫描仪模块协作地联接到所述定位器模块并且所述中央束轴线延伸穿过所述隔膜；在所述第二模式下，所述扫描仪模块和定位器模块是分开的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.21 US 62/311,1101.一种超声系统，包括：·扫描仪模块，该扫描仪模块包括：·限定纵向轴线的扫描仪壳体，所述壳体包括第一紧固元件；·位于所述扫描仪壳体内的超声换能器，所述超声换能器限定中央束轴线，其中所述中央束轴线与所述纵向轴线之间的角度小于45°；·位于所述扫描仪壳体内的致动器，所述致动器将所述超声换能器绕所述纵向轴线联接到所述壳体，其中所述超声换能器在旋转期间绕所述纵向轴线扫过曲线形路径；和·位于所述扫描仪壳体内的电子器件模块；·隔膜和储器；以及·定位器模块，该定位器模块包括第二紧固元件；·所述系统能在第一模式与第二模式之间操作，其中在所述第一模式下，所述第一紧固元件和第二紧固元件将所述扫描仪模块协作地联接到所述定位器模块并且所述中央束轴线延伸穿过所述隔膜；在所述第二模式下，所述扫描仪模块和定位器模块是分开的。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位器模块还包括容纳超声耦合介质的第二储器和限定所述第二储器的边界的第二隔膜，其中，在所述第一模式下，所述第二储器布置在所述隔膜与所述第二隔膜之间并且所述中央束轴线延伸穿过所述储器。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述超声耦合介质被密封在所述储器内。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位器模块包括可生物降解的材料。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位器模块限定构造成将所述系统与用户的乳房对准的大致截头圆锥形区域。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央束轴线偏离且基本上平行于所述纵向轴线。7.根据权利要求1所述的系统，还包括被封装在所述壳体内的第二致动器，所述第二致动器联接到所述超声换能器。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二致动器使所述超声换能器相对于所述纵向轴线沿着径向方向平移。9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述超声换能器包括多个超声换能器元件的线性阵列。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述储器包括防反射涂层。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述扫描仪和所述定位器中的至少一者包括以下中的至少一者：可操作为促进对用户身体区...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·萨贝里，M·齐亚埃，C·塔克林德，J·施洛瑟，
申请(专利权)人：伊索诺健康公司，
类型：发明
国别省市：美国,US