用于超声成像的凝胶垫制造技术

提供了一种用于促进超声换能器

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声成像的凝胶垫
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求
2021
年3月
22
日提交的美国非临时专利申请第
17/250,000
号的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文
。


[0003]本公开总体上涉及用于促进超声扫描的凝胶垫，并且具体涉及具有更可变形的表面以贴合在不规则形状的身体表面上的凝胶垫
。

技术介绍

[0004]超声成像使用声波来创建解剖结构
(
例如肌腱
、
肌肉
、
关节
、
血管和内脏器官
)
的二维或三维图像
。
这可用于各种医疗诊断目的
。
特别地，产科超声是产前护理的标准程序
。
通过在身体表面上的手动或机械扫描进行超声成像可能非常困难
。
通常，半液体形式的超声凝胶被放置在身体的扫描表面和超声换能器之间
。
超声凝胶能够使得超声被高效地传输到体内以扫描身体组织
。
然而，身体的皮肤表面的几何形状复杂，难以保证超声换能器与皮肤表面的直接接触
。
此外，在扫描或成像期间，换能器与皮肤表面之间可能会出现空气间隙，由于空气与换能器之间的超声耦合
(
阻抗匹配
)
不良，这可能会影响测量的准确性和精度
。
[0005]对于在几何学上复杂的皮肤表面，例如，具有突出的棘突的身体的背部上的超声扫描，需要大量的超声凝胶来填充身体表面与超声换能器之间的间隙
。
然而，即使使用大量凝胶，仍然具有挑战性，因为不同表面区域中所需的凝胶量可能不同
。
操作员必须通过在超声扫描期间定期添加更多凝胶来确保凝胶始终足够
。
当在大表区域上进行超声成像时，这尤其困难
。
超声换能器和身体表面之间经常存在空气间隙，这会对扫描图像造成不良干扰
。
在某些情况下，由于超声换能器和身体表面之间的不良声耦合造成的损失或失真可能会产生不准确的图像，从而导致错误的医疗诊断
。
存在可用于超声扫描的凝胶垫，其通常呈规则形状，例如具有一定均匀厚度的矩形或圆盘形状
。
这些凝胶垫的弯曲能力一致，并被用作超声换能器和皮肤表面之间的耦合介质，从而可以减少或避免凝胶的使用
。
然而，这样的凝胶垫不是针对人体大的不规则形状的皮肤表面的应用而设计的
。
[0006]因此，本领域需要一种凝胶垫，其寻求通过提供用于贴合在人体的不规则形状的皮肤表面上的可变形表面来解决至少一些上述问题
。
此外，结合附图和本公开的此
技术介绍
，从随后的详细描述和所附权利要求中，其他期望的特征和特性将变得显而易见
。

技术实现思路

[0007]本文提供了一种用于促进超声扫描以产生清晰的超声图像的凝胶垫
。
[0008]根据本公开的某些方面，一种凝胶垫包括能够小程度弯曲并保持局部平坦的第一表面和比第一表面更可弯曲以接触皮肤表面的第二表面
。
耦合介质布置在第一表面和第二表面之间，其刚度梯度从第二表面到第一表面增加
。
第二表面能够顺应皮肤表面的非均匀形状
。
第一表面能够促进超声换能器在凝胶垫上快速移动
。
[0009]根据某些方面，耦合介质包括基础组分和交联剂组分，该交联剂组分具有从第二表面到第一表面逐渐增加的浓度
。
[0010]根据某些方面，基础组分是水基材料
、
硅树脂或聚二甲基硅氧烷
(PDMS)。
[0011]优选地，基础组分为硅树脂，并且交联剂组分为硅树脂催化剂，且基础组分与交联剂组分的低浓度比和高浓度比选自
100:1
至
1:1
的范围
。
[0012]根据某些方面，耦合介质包括粘合地附接在一起以形成刚度梯度的两种或更多种具有不同刚度的耦合材料
。
[0013]根据某些方面，第一表面包括用于顺应超声换能器的形状的局部弯曲表面
。
[0014]根据某些方面，第二表面包括用于将凝胶垫固定在皮肤表面上的一个或多个粘合区域
。
[0015]根据某些方面，凝胶垫还包括用于确定超声换能器的坐标的多个位置标记
。
该多个位置标记被布置为阻止超声信号传输通过凝胶垫并在超声图像中产生暗条或记号
。
[0016]在一个实施例中，该多个位置标记被布置成行或列，用于跟踪超声换能器的一维位置
。
在另一实施例中，该多个位置标记被布置成行和列以形成2维网格，用于跟踪超声换能器的2维位置
。
[0017]根据某些方面，多个位置标记中的每一个由具有与凝胶垫不同的声阻抗的材料制成
。
[0018]优选地，该材料选自由气泡
、
油滴
、
金属丝
、
聚乙烯
、
聚偏二氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组
。
[0019]根据某些方面，多个位置标记中的每一个具有选自由十字形和球形点组成的组的形状，从而在超声图像中保持高可见度
。
[0020]根据某些方面，耦合介质可干燥至缩小的形状以便于储存和运输，并且可通过吸水恢复至原始形状
。
[0021]根据本公开的另一方面，一种凝胶垫包括能够小程度弯曲并保持局部平坦以接触超声换能器的第一表面
、
用于接触皮肤表面的可渗透的第二表面
、
包括半液体形式的超声凝胶的第一凝胶部分和用于储存水或凝胶的第二凝胶部分
。
第一凝胶部分和第二凝胶部分设置在第一表面和可渗透的第二表面之间
。
可渗透的第二表面比第一表面更可弯曲，使得可渗透的第二表面能够顺应皮肤表面的非均匀形状，并且第一表面能够促进超声换能器在第一表面上快速移动
。
[0022]根据某些方面，可渗透的第二表面包括多个可渗透液体的孔，其能够允许水或凝胶从第二凝胶部分被挤出或自然地流出
。
[0023]根据本公开的另一方面，提供了一种用于执行预定区域的超声扫描以产生超声图像的自动化系统
。
该自动化系统包括超声换能器
、
放置在超声换能器和皮肤表面之间的凝胶垫以及用于基于超声换能器的坐标沿着凝胶垫传送超声换能器的机械系统
。
该凝胶垫包括：第一表面，能够小程度弯曲并保持局部平坦以接触超声换能器；第二表面，其比第一表面更可弯曲并能够顺应皮肤表面的非均匀形状；耦合介质，其具有从第二表面到第一表面增加的刚度梯度；以及在第一表面
、
第二表面上或耦合介质内部的多个位置标记，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种凝胶垫
,
用于促进超声换能器和皮肤表面之间的超声扫描以产生超声图像，所述凝胶垫包括：第一表面，其能够小程度弯曲并保持局部平坦以接触所述超声换能器；第二表面，其用于接触皮肤表面；和耦合介质，其具有从所述第二表面到所述第一表面增加的刚度梯度，其中，所述第二表面比所述第一表面更可弯曲，使得所述第二表面能够顺应皮肤表面的非均匀形状，并且所述第一表面能够促进所述超声换能器在所述凝胶垫上快速移动
。2.
根据权利要求1所述的凝胶垫，其中，所述耦合介质包括基础组分和交联剂组分，所述交联剂组分具有从所述第二表面到所述第一表面逐渐增加的浓度
。3.
根据权利要求2所述的凝胶垫，其中，所述基础组分是水基材料
、
硅树脂或聚二甲基硅氧烷
(PDMS)。4.
根据权利要求2所述的凝胶垫，其中，所述基础组分是硅树脂并且所述交联剂组分是硅树脂催化剂，并且所述基础组分与所述交联剂组分的低浓度比和高浓度比选自
100:1
至
1:1
之间的范围
。5.
根据权利要求1所述的凝胶垫，其中，所述耦合介质包括粘合附接在一起以形成刚度梯度的具有不同刚度的两种或更多种耦合材料
。6.
根据权利要求1所述的凝胶垫，其中，所述第一表面包括用于顺应所述超声换能器的形状的局部弯曲表面
。7.
根据权利要求1所述的凝胶垫，其中，所述第二表面包括用于将所述凝胶垫固定在皮肤表面上的一个或多个粘合区域
。8.
根据权利要求1所述的凝胶垫，还包括用于确定所述超声换能器的坐标的多个位置标记，其中，所述多个位置标记被布置为阻止超声信号传输通过所述凝胶垫并在超声图像中产生暗条或记号
。9.
根据权利要求8所述的凝胶垫，其中，所述多个位置标记布置成行或列，用于跟踪所述超声换能器的一维位置
。10.
根据权利要求8所述的凝胶垫，其中，所述多个位置标记布置成行和列以形成二维网格，用于跟踪所述超声换能器的二维位置
。11.
根据权利要求8所述的凝胶垫，其中，所述多个位置标记中的每一个由具有与所述凝胶垫不同的声阻抗的材料制成
。12.
根据权利要求
11
所述的凝胶垫，其中，所述材料选自由气泡
、
油滴
、
金属丝
、
聚乙烯
、
聚偏二氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组
。13.
根据权利要求8所述的凝胶垫，其中，所述多个位置标记中的每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永平，佘仲君，
申请(专利权)人：中慧医学成像有限公司，
类型：发明
国别省市：