一种全自动乳腺超声扫描装置的制作方法

[0001]
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种全自动乳腺超声扫描装置。


背景技术：

[0002]
现有应用在乳腺筛查中的普通超声设备，最大特点或缺陷是需要具有较丰富经验的技师或医生来手动控制超声探头。在临床使用中为了尽可能不漏扫，不误扫，对控制超声探头的扫描手法，扫描顺序，扫描区域具有非常高的要求，并且操作人员需要经过特殊的培训和长时间的积累扫描经验。同时，由于超声波的物理特性，在扫描时需要在腺体上涂抹大量的耦合剂，耦合剂大多为粘液，难以清洁，用户体验非常差。
[0003]
为了解决中国女性致密性乳腺组织的特殊结构导致的漏扫、误扫等问题，乳腺超声系统也得到进一步发展，该技术领域内已经有一种乳腺全容积超声扫描系统。全容积超声系统在一定程度上实现了自动化扫描运动，但是具有一定的局限性。例如，在扫描时，需要在平面的砂膜和腺体上涂抹大量的耦合剂，难以清洁和消毒。并且设备自动化程度不高，只能对单个乳腺自动化扫描，不能同时对两个乳腺进行自动化扫描，这样就造成扫描时间的过长，效率低等问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种全自动乳腺超声扫描装置，其自动化程度高，扫面更为高效，同时检出率高，用户体验好。
[0005]
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种全自动乳腺超声扫描装置，包括下水槽、设于下水槽中的扫描机构、设于下水槽上方的隔膜、设于隔膜上方的上水槽，所述隔膜具有适配乳腺分布的形状。
[0006]
本发明在使用时，下水槽中需要一直注满水用作耦合剂，同时上水槽中也需要注入水用作耦合剂，人体趴卧在装置上，并通过隔膜贴合、承载乳腺体，扫描机构沿着隔膜的下表面进行扫描，乳腺与扫描机构之间仅有水和隔膜，其中水为超声成像中最好的媒介，而隔膜可采用tpu材料，其对超声波的衰减作用小，并具有足够的刚性压迫腺体，有助于超声成像，同时方便消毒清洁和更换。
[0007]
作为本发明优选，所述扫描机构包括第一移动组件、沿第一移动组件移动的第二移动组件、沿第二移动组件移动的超声探头组件。所述结构使得扫描机构的扫描区域能够覆盖整个隔膜的范围，即覆盖整个乳腺体的范围。
[0008]
作为本发明优选，所述第一移动组件包括相对设置于下水槽两侧的两组丝杠、设于丝杠端部的第一驱动装置，所述第二移动组件螺纹连接于两组所述丝杠。所述结构简单，通过丝杠来实现扫描机构在一个方向上的移动。
[0009]
作为本发明优选，所述下水槽侧壁上设有滑轨，所述第二移动组件上设有滑块。所述结构起到了导向作用，以确保扫描机构在该方向上移动的稳定性，同时也起到了部分支撑作用。
[0010]
作为本发明优选，所述第二移动组件包括导轨、设于所述超声探头组件上并配合所述导轨的夹持轮及驱动轮、传动连接于驱动轮的第二驱动装置。所述导轨优选为适配隔膜形状的弧形导轨，以便于扫描机构贴合隔膜；该结构通过夹持轮夹持导轨来实现超声探头组件与导轨的滚动连接，当然，一般需要在导轨相对两侧同时设置夹持轮，以确保夹持的稳定性；再通过驱动轮与导轨的配合来实现探头组件沿导轨移动。
[0011]
作为本发明优选，所述超声探头组件包括探头、探头底座、设于探头与探头底座之间的弹性升降机构。弹性升降机构的设置主要为了保持探头与隔膜之间紧密贴合的关系，以确保扫描效果；同时不会影响探头沿隔膜下表面滑动的顺畅性。
[0012]
作为本发明优选，所述弹性升降机构包括导杆、套设于导杆上的升降弹簧，所述探头底座内设有供所述导杆伸缩的导向孔。该结构通过升降弹簧提供弹性，同时导杆与导向孔的配合确保了升降方向的稳定性，从而保证了探头沿隔膜下表面滑动的稳定性。
[0013]
作为本发明优选，所述探头与探头底座之间设有还设有限位板，所述弹性升降机构设于所述限位板与探头底座之间，所述限位板中部设有第一转轴支架，所述第一转轴支架通过第一转轴与探头中部铰接，所述限位板与探头之间并于所述第一转轴支架两侧设有摆动弹簧。所述结构使得探头可绕着铰接处摆动，同时摆动的幅度受到限位板和摆动弹簧的限制，并且摆动弹簧还给探头的摆动提供了缓冲和支撑作用，确保了探头表面与隔膜下表面的紧密贴合。
[0014]
作为本发明优选，所述探头包括探头主体和探头支座，所述探头支座两端设有第二转轴支架，所述第二转轴支架通过第二转轴与探头主体端部铰接，所述探头主体上并于所述第二转轴支架的两侧设有弹片；所述第一转轴与第二转轴的方向垂直。该结构则实现了探头沿另一个方向的摆动，同时弹片通过与隔膜的抵触为探头的摆动提供了支撑和缓冲，确保探头表面与隔膜的紧密贴合。所以，第二转轴与第一转轴处的两个铰接结构实现了探头绕x轴和y轴的旋转，以确保探头能够沿腺体表面自适应转动。
[0015]
作为本发明优选，所述超声探头组件还包括驱动装置底座，所述驱动装置底座与探头底座之间设有蜗轮蜗杆机构。所述结构用于实现探头的旋转，以提供更多的扫描模式，满足多样的扫描需求。
[0016]
作为本发明优选，所述上水槽由所述隔膜、分设于隔膜前后两侧的前水坝及后水坝构成，所述前水坝上设有适配人体手臂及头部的凹槽。所述结构提高了人体趴卧的舒适度，并且通过手臂的前伸，避免了对乳腺体的遮挡，扫描更为方便。
[0017]
本发明的优点是：1、能够一次性自动完成双乳超声扫描成像，效率更高；2、双层水槽结构保持身体与探头和其他运动部件隔离，用户体验更好；3、符合女性乳腺形状的弧形扫描轨迹，在全乳（包含腋下）扫描范围都能得到优质的图像；4、隔膜采用tpu材料，对超声波衰减小，并具有足够的刚性压迫腺体有助于超声成像，同时方便消毒清洁和更换；5、自适应的探头，会沿着乳腺的形状自适应摆动一定的角度，始终与检查面垂直，提供优质扫描图像；6、探头可实现多方位的运动或旋转，以提供多种扫描模式，满足多样的扫描需求；
7、用纯水作为耦合剂，在现有超声成像技术条件下能够达到最好的成像效果。
附图说明
[0018]
图1为本发明一种全自动乳腺超声扫描装置的结构示意图；图2为本发明一种全自动乳腺超声扫描装置中扫描机构的结构示意图；图3为本发明一种全自动乳腺超声扫描装置中第二移动组件的结构示意图；图4为本发明一种全自动乳腺超声扫描装置中超声探头组件的结构示意图；图5为本发明一种全自动乳腺超声扫描装置中导轨的结构示意图；图6为本发明一种全自动乳腺超声扫描装置中超声探头组件的结构示意图；图中：1-支撑架；2-床板；3-下水槽；4-盖板；5-隔膜；6-前水坝；7-后水坝；81-丝杠；82-第一驱动装置；83-丝杠螺母；84-滑轨；85-滑块；86-支架；87-丝杠轴承座；91-导轨；911-凸起；912-凹槽；92-夹持轮；93-驱动轮；94-第二驱动装置；101-探头；1011-探头主体；1012-探头支座；1013-第二转轴支架；1014-弹片；1015-滚子；102-探头底座；103-驱动装置底座；104-蜗轮；105-蜗杆；1061-导杆；1062-升降弹簧；107-限位板；108-第一转轴支架。
具体实施方式
[0019]
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
[0020]
一种全自动乳腺超声扫描装置，包括支撑架1、设于支撑架1上的床板2、设于床板2一侧的下水槽3、设于下水槽3中的扫描机构、设于下水槽3上方的盖板4及隔膜5、设于盖板4上的前水坝6和后水坝7，所述盖板4中部设有开口，所述隔膜5设于所述开口中；所述前水坝6和后水坝7分设于隔膜5的前后两侧，并与隔膜5共同构成上水槽。其中，下水槽3的前后两侧壁上端中部为呈下凹的弧形，相应的，盖板4具有适配的两侧水平而中部下凹的形状，隔膜5为呈下凹的弧形，以在人体趴卧时自然贴合乳腺体。另外，床板2设于后水坝7一侧，而前水坝6中部设有容置人体头部的凹槽，两侧设有容置人体手臂的凹槽，后水坝7中部为呈下凹的弧形。使用时，人体下半身趴卧在床板2上，腹部压在后水坝7的凹槽内，胸部贴合在隔膜5上，手臂前伸至前水坝6两侧的凹槽内，头部置于前水坝中6部的凹槽内；扫描前，下水槽3中需要注满水，同时上水槽中也需要注水，以确保扫描机构与腺体之间除了隔膜5之外，仅有水这种在超声成像中最好的耦合剂；并且，隔膜5具体采用tpu材料，其对超声波的衰减作用小，并具有足够的刚性压迫腺体，有助于超声成像，同时方便消毒清洁和更换。然后，令扫描机构按设定的模式自动沿隔膜5下表面移动以完成全面的扫描。当然，为了提高用户的舒适度，下水槽3及上水槽中的水一般使用温水；同时，下水槽3及上水槽中温水的更新方式均可通过设置进水口和排水口，以配合外部的恒温加热水源进行温水更新，并通过温度传感器来实时监测水槽内水温，一方面确保了用户舒适度，另一方面尤其是针对上水槽中直接与人体接触的水，及时更新能够避免交叉感染等卫生问题。
[0021]
具体的，所述扫描机构包括第一移动组件、沿第一移动组件移动的第二移动组件、沿第二移动组件移动的超声探头组件。两组移动组件中，其中一组的移动方向为前后方向，另一组的移动方向为沿隔膜5的弧形面方向，以使超声探头组件的移动范围能够全面覆盖隔膜5或乳腺体。以下介绍一种较佳的具体实施方式：所述第一移动组件包括分设于下水槽3内左右两侧的丝杠81、设于丝杠81伸出下水槽
外部一端的第一驱动装置82，第一驱动装置一般可采用电机，第二移动组件上可直接设置螺纹孔来配合连接丝杠81；也可以通过丝杠螺母83来配合连接丝杠81，同时第二移动组件与丝杠螺母83连接。而为了进一步提高第一移动组件运动轨迹的稳定性，可在下水槽3内左右两侧壁上设置滑轨84及滑块85，令第二移动组件或者丝杠螺母83与滑块85直接连接或者通过支架86连接。并且可在滑轨84的端部安装丝杆轴承座87，以给丝杠81处于下水槽3内的一端提供安装点。
[0022]
所述第二移动组件包括导轨91、设于所述超声探头组件上并配合所述导轨91的夹持轮92及驱动轮93、传动连接于驱动轮93的第二驱动装置94，第二驱动装置一般可采用电机，通过电机带着同步带轮转动或钢丝绳拉动。具体的，导轨91为适配隔膜5形状的弧形导轨，以便于维持超声探头组件在各个位置处与隔膜5之间的距离，确保超声探头组件与隔膜5的紧密贴合。夹持轮92至少需要分设于导轨91相对两侧的两个，以抱紧在导轨91上，当然，抱得太紧势必会影响整个超声探头组件在导轨上的移动，所以为了兼顾夹持的稳定性及移动的流畅性，可在导轨91一侧设置两个夹持轮，在相对侧设置一个夹持轮；进一步考虑到夹持轮92的受力稳定性，可将夹持轮92设置于导轨91的上下两侧；又由于导轨91是呈下凹的弧形，具体可在导轨下侧设置两个夹持轮，而在上侧设置一个夹持轮，来进一步提高超声探头组件沿导轨移动的流畅性。驱动轮93通过与导轨91滚动配合，来实现整个组件沿导轨的移动，同样的，为了提高移动的稳定性，驱动轮93可设置两个，来保证其与导轨的稳定配合。更具体的，夹持轮92一般为中部开设v形槽的滚轮，相应的，导轨91的上下两侧均设有配合夹持轮v形槽的凸起911；而驱动轮93一般是普通的滚轮，为了提高其与导轨之间配合的稳定性，导轨91上可设置相应的凹槽912。
[0023]
所述超声探头组件包括探头101、探头底座102、设于探头101与探头底座102之间的弹性升降机构，所述探头底座102与第二驱动装置94之间连接有驱动装置底座103，并且探头底座102与第二驱动装置94分设于导轨91的两侧，以提高整个超声探头组件与导轨之间受力关系的均衡性，确保超声探头组件沿导轨移动的稳定性。具体的，探头底座102转动连接于驱动装置底座103上，并且两者之间设有蜗轮蜗杆机构，以实现探头底座102及探头101的旋转，即使得探头可绕z轴旋转；其中，驱动装置底座103内设有轴承，蜗轮104一端固定连接于探头底座102，另一端转动连接于轴承，蜗杆105设置于驱动装置底座103内并与蜗轮104传动配合，蜗杆105的动力可由第二驱动装置94提供。另外，所述弹性升降机构具有分设于两侧的两组，以提高探头弹性升降的稳定性；其包括导杆1061、套设于导杆1061上的升降弹簧1062，所述探头底座102内设有供所述导杆1061伸缩的导向孔；具体的，所述导杆1061上端连接探头101，下端伸缩于导向孔，所述升降弹簧1062的上下两端分别连接探头101及导向孔底部。当然，为了保证导杆1061的伸缩范围，探头底座102具有一定的高度，以保证导向孔具有足够的深度。弹性升降机构的设置主要为了保持探头101与隔膜5之间紧密贴合的关系，以确保扫描效果；同时不会影响探头沿隔膜下表面滑动的顺畅性。进一步的，所述探头101与探头底座102之间设有还设有限位板107，所述弹性升降机构设于所述限位板107与探头底座102之间，所述限位板107中部设有第一转轴支架108，所述第一转轴支架108通过第一转轴与探头101中部铰接，所述限位板107与探头101之间并于所述第一转轴支架108两侧设有摆动弹簧（未在图中示出）。所述结构使得探头101可绕着铰接处摆动，同时摆动的幅度受到限位板107和摆动弹簧的限制，并且摆动弹簧还给探头101的摆动提供了缓
冲和支撑作用，确保了探头表面与隔膜下表面的紧密贴合。进一步的，所述探头包括探头主体1011和探头支座1012，所述探头支座1012两端设有第二转轴支架1013，所述第二转轴支架1013通过第二转轴与探头主体1011端部铰接，所述探头主体1011上并于所述第二转轴支架1013的两侧设有弹片1014，弹片具体为弧形的塑料薄片，通过弧形面来抵触隔膜，作用更为柔和，并且弹片具有分隔的多片，以确保弹性的稳定及对不同接触面更佳的适应性；所述第一转轴与第二转轴的方向垂直。该结构则实现了探头沿另一个方向的摆动，同时弹片通过与隔膜的抵触为探头的摆动提供了支撑和缓冲，确保探头表面与隔膜的紧密贴合。所以，即第二转轴与第一转轴处的两个铰接结构实现了探头绕x轴和y轴的旋转，以确保探头能够沿腺体表面自适应转动。要说明的是，由于第一转轴是沿探头的宽度方向设置的，所以第一转轴两侧具有足够的空间来设置摆动弹簧，而与第一转轴垂直的第二转轴则是沿探头的长度方向设置的，所以第二转轴两侧留有的空间较少，不便于设置弹簧，固采用在探头上端设置弹片来提供支撑和缓冲。最后，探头101的上端面还设有多个滚子1015，以提高其沿隔膜5移动的流畅性。
[0024]
综上所述，第一移动组件及第二移动组件与超声探头组件自身结构的配合，能够实现探头全方位的运动，包括整个超声探头组件沿x、y、z向的移动，以及探头自身绕x、y、z向的转动，以确保探头与隔膜下表面的自适应贴合，即使得探头贴合乳腺，保证扫描成像的效果，同时实现了多种扫描模式，以满足多样的扫描需求。
[0025]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。