超声成像探测装置及方法制造方法及图纸

提供了一种超声探测装置，其具有容纳于壳体中的超声模块，超声模块包括多个转换器以及控制和处理系统，多个转换器在壳体内纵向间隔布置，控制和处理系统电联接至转换器以在超声探测装置处于操作中时采集代表目标生物组织的超声数据。电机也同样容纳于壳体中，以使数据采集模式下的超声模块转动、摆动和/或平移。耦合流体被容纳于壳体中以至少部分环绕超声模块和电机。还提供了一种获取用于诊断目的的代表目标生物组织例如膀胱的超声数据的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体上涉及超声探測装置，更具体地涉及具 有体积扫描功能的超声探測装置以及使用超声探測装置的方法，该超声探測装置用于诊断的目的，例如确定膀胱体积。
技术介绍
传统的三维(C-模式)超声已经通过机械和电子束形成的某种组合将单ー的扫描线扫过目标组织而实现了。例如，ー种方法为使用双轴机械步进电机，双轴机械步进电机被配置成移动单活塞式转换器。其他的方法使用电子B-模式扫描头并增加了单电机或操作者来解决第三维的问题。还有另ー种方法为使用全息三维电控相阵转换器。因为超声是ー种脉冲回波技术，所以帧速率受到脉冲回波循环的转接时间(transit time)的限制。当所需的分辨率增加以及从ニ维(B-模式)向三维(C-模式)成像转变时，对帧速率的这种限制会变得过分严格。降低的帧速率増加了由于操作者移动、患者移动或患者解剖结构移动(例如血液流动或呼吸作用)导致的图像模糊的可能性。对于某些诊断方法例如膀胱体积测量，具有多角度步进电机的扫过球面坐标系的单活塞式转换器已使用了多年。虽然其制造相当便宜，但这种拓扑结构存在一些缺陷，其中包括所获取数据的精度。例如，对于膀胱体积测量，系统的体积分辨率通常在角度方向与深度上都下降了。此外，较接近患者皮肤表面的膀胱不大能够容纳在系统的总扫描立体角中。这是由于膀胱在解剖结构上位于耻骨之下，系统的较小的扫描锥角(通常小于90度)不能够到达此处。此外，锥形的中心具有多余的扫描线，这些扫描线会使处理效率变低并増加在某种程度上降低安全性的最大超声暴露组织。此外，通过使用双轴机械步进拓扑结构的系统，结果导致模糊増加以及测量精度可用的最慢帧速率中之一。这些缺陷的组合效果增加了对操作者训练以及超声成像装置的瞄准的依赖。因此，申请人认为改进的诊断超声成像探測装置和方法是理想的。超声探測装置应更容易瞄准及获得用于诊断目的的精确的成像結果。超声探測装置还应具有小、牢固的形状尺寸或包装。
技术实现思路
本文所述的诊断超声成像探測装置和方法能够以特别小且牢固的形状尺寸来高效且精确地采集代表目标生物样本的三维数据。在多个实施方式中，超声成像探測装置和方法较好地适用于在不考虑操作者瞄准及熟练操纵超声探測装置的情况下自动确定人类膀胱的体积。适用于高效且精确地获取目标生物样本的三维数据的超声探測装置的至少ー个实施方式可被概括为包括壳体，壳体具有纵轴线；超声模块，容纳于壳体中，超声模块具有多个转换器以及控制和处理系统，多个转换器在壳体内纵向间隔布置，控制和处理系统通信地联接至转换器并能够被操作以使转换器发出超声波并处理通过转换器接收的超声信号，从而当超声探測装置处于操作中时采集代表目标生物组织的超声数据；电机，容纳于壳体中并驱动地联接以使超声模块绕壳体的纵轴线转动；以及耦合流体，容纳于所述壳体中以至少部分环绕超声模块和电机。电机可以是DC电机，其被驱动以使超声模块绕壳体的纵轴线连续转动。电机可以是步进电机，其被驱动以使超声模块绕壳体的纵轴线来回扫动。耦合流体可以是非腐蚀、生物相容的流体。壳体可以是圆柱形。壳体可以是透光和透声的热塑性弾性体。壳体表面可包括曲线剖面，使得转换器的扫描线在经过壳体时改变方向。壳体表面的曲线剖面可包括大体上対称的剖面段的周期序列，段间距与转换器的间距相等。超声模块和电机可密封在壳体的公共腔中。控制和处理系统可包括无线通信装置，无线通信装置将代表目标生物组织的超声数据传输至远程装置。控制和处理系统可包括传感器，传感器用于测量超声模块的转动位置或转动速度中的至少ー种。超声探測装置还可包括电池，电池、电机的底座和超声模块固定地联接在一起以一同绕纵轴线转动或枢转。电机可以是线性运动及转动双运动致动器，线性运动及转动双 运动致动器驱动地联接至壳体以相对于壳体同时或独立地沿纵轴线线性移动超声模块以及绕纵轴线转动超声模块。电池、电机的底座和超声模块可在壳体内的公共腔中一同转动和平移，壳体内填充有耦合流体。超声探測装置还可包括集电环，集电环联接至电机以在超声模块绕壳体的纵轴线转动时向超声模块的控制和处理系统供电。超声探測装置还可包括多个柔性导电体，其联接至电机以在超声模块绕壳体的纵轴线来回扫动时将电能传输至超声模块的控制和处理系统，在超声模块绕壳体的纵轴线来回扫动时柔性导电体卷绕或退绕纵轴线。超声探测装置还可包括多个LED，该LED通信地联接至控制和处理系统以在超声模块绕纵轴线转动时受控地照亮，从而将信息通过壳体可视地传送至用户。超声探測装置还可包括支撑结构，转换器枢转地联接至支撑结构以绕垂直于壳体的纵轴线的各个倾斜轴线平行地傾斜。超声探測装置还可包括轴，轴容纳于支撑结构中并联接至转换器以在轴沿壳体的纵轴线平移时使转换器绕垂直于壳体的纵轴线的各个倾斜轴线傾斜。超声探測装置还可包括螺旋型轴，螺旋型轴连接至电机以同时分别使超声模块绕纵轴线转动以及沿纵轴线平移。超声探測装置可被概括为包括壳体，壳体具有纵轴线；超声模块，超声模块具有多个转换器以及控制和处理系统，多个转换器在壳体内纵向间隔布置，控制和处理系统通信地联接至转换器并能够被操作以使转换器发出超声波并处理通过转换器接收的超声信号，从而当超声探測装置处于操作中时采集代表目标生物组织的超声数据；电池，向超声模块供电；以及电机，具有底座和驱动轴，电机的驱动轴驱动地联接至壳体，并直接或间接地使超声模块、电池和电机的底座绕壳体的纵轴线一同转动。电机可以是线性运动及转动双运动致动器，线性运动及转动双运动致动器驱动地联接至壳体以相对于壳体同时或独立地使超声模块沿纵轴线线性移动以及绕纵轴线转动。获取用于诊断目的的代表目标生物组织例如膀胱的超声数据的方法可被概括为包括绕纵轴线移动容纳在壳体中的超声模块，超声模块包括多个转换器以及控制和处理系统，多个转换器在壳体内纵向间隔布置，控制和处理系统电联接至转换器，超声模块的转换器与控制和处理系统密封在公共流体腔中；激活超声转换器以发出超声波，同时超声模块绕纵轴线移动；以及接收代表目标生物组织的超声数据。接收代表目标生物组织的超声数据可包括接收表示膀胱体积的信息。绕纵轴线移动容纳在壳体中的超声模块可包括绕纵轴线连续转动超声模块。绕纵轴线移动容纳在壳体中的超声模块可包括以相反的转动方向绕纵轴线来回枢转超声模块。绕纵轴线移动容纳在壳体中的超声模块可包括将超声模块、电池和电机的底座绕一同纵轴线移动。绕纵轴线移动容纳在壳体中的超声模块可包括分别绕纵轴线转动超声模块以及沿纵轴线平移超声模块。绕纵轴线转动超声模块以及沿纵轴线平移超声模块可包括在壳体的曲线剖面之下沿纵轴线平移超声模块。该方法还可包括将代表目标生物组织的超声数据无线传输至远离超声模块的装置。 该方法还可包括当超声模块绕纵轴线移动时选择性地照亮电联接至超声模块的多个LED，从而将信息通过壳体可视地传送至用户。该方法还包括传感出超声模块的转动位置；以及将从转换器采集超声数据与超声数据的位置进行协调。该方法还包括将转换器绕垂直于壳体纵轴线的各个倾斜轴线傾斜。该方法还包括当超声模块转动的同时沿壳体的纵轴线平移超声模块。该方法还包括在移动超声模块之前，沿壳体的纵轴线独立地平移超声模块。附图说明在附图中，相同的參考标记表示相似的部件或活动。部件在附图中的尺寸和相对位置并不一定是按比例绘制的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.10 US 61/312,363;2010.11.17 US 12/948,6221.一种超声探測装置，包括 壳体，所述壳体具有纵轴线； 超声模块，容纳于所述壳体中，所述超声模块具有多个转换器以及控制和处理系统，所述多个转换器在所述壳体内纵向间隔布置，所述控制和处理系统通信地联接至所述转换器并能够被操作以使所述转换器发出超声波并处理通过所述转换器接收的超声信号，从而当所述超声探測装置处于操作中时采集代表目标生物组织的超声数据； 电机，容纳于所述壳体中并驱动地联接以使所述超声模块绕所述壳体的纵轴线转动；以及 耦合流体，容纳于所述壳体中以至少部分环绕所述超声模块和所述电机。2.如权利要求I所述的超声探測装置，还包括 电池，所述电池、所述电机的底座和所述超声模块固定地联接在一起以一同绕所述纵轴线转动。3.如权利要求2所述的超声探測装置，其中，所述电机为线性运动及转动双运动致动器，所述线性运动及转动双运动致动器驱动地联接至所述壳体，从而沿所述纵轴线相对于所述壳体线性移动所述超声模块以及绕所述纵轴线相对于所述壳体转动所述超声模块。4.如权利要求3所述的超声探測装置，其中，所述电池、所述电机的底座和所述超声模块在所述壳体内的公共腔中一同转动和平移，所述公共腔内填充有所述耦合流体。5.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述电机为DC电机，所述DC电机被驱动以使所述超声模块绕所述壳体的所述纵轴线连续转动。6.如权利要求5所述的超声探測装置，还包括 集电环，所述集电环联接至所述电机以在所述超声模块绕所述壳体的所述纵轴线转动时向所述超声模块的所述控制和处理系统供电。7.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述电机为步进电机，所述步进电机被驱动以使所述超声模块绕所述壳体的所述纵轴线来回扫动。8.如权利要求7所述的超声探測装置，还包括 多个柔性导电体，所述多个柔性导电体联接至所述电机以在所述超声模块绕所述壳体的所述纵轴线来回扫动时将电能传输至所述超声模块的所述控制和处理系统，在所述超声模块绕所述壳体的所述纵轴线来回扫动时所述柔性导电体卷绕或退绕所述纵轴线。9.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述控制和处理系统包括无线通信装置，所述无线通信装置将代表所述目标生物组织的超声数据传输至远程装置。10.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述控制和处理系统包括传感器，所述传感器用于测量所述超声模块的转动位置或转动速度中的至少ー种。11.如权利要求I所述的超声探測装置，还包括 多个LED，所述LED通信地联接至所述控制和处理系统以在所述超声模块绕所述纵轴线转动时受控地照亮，从而将信息通过壳体可视地传送至用户。12.如权利要求I所述的超声探測装置，还包括 支撑结构，所述转换器枢转地联接至所述支撑结构以绕垂直于所述壳体的所述纵轴线的各个倾斜轴线平行地傾斜。13.如权利要求12所述的超声探測装置，还包括轴，所述轴容纳于所述支撑结构中并联接至所述转换器，以在所述轴沿所述壳体的所述纵轴线平移时使所述转换器绕垂直于所述壳体的所述纵轴线的各个倾斜轴线傾斜。14.如权利要求I所述的超声探測装置，还包括 螺旋型轴，所述螺旋型轴联接至所述电机以同时使所述超声模块分别绕所述纵轴线转动以及沿所述纵轴线平移。15.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述耦合流体是非腐蚀性、生物相容的流体。16.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述壳体是圆柱形。17.如权利要求I所述的超声探測装置，其中，所述壳体是透光且透声的热塑性弾性体。18.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·巴纳德，大卫·巴塞洛缪·沙恩，
申请(专利权)人：帝碧麦德克斯公司，
类型：
国别省市：