用于医学诊断超声成像的共形接口的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]容积超声用于对患者成像，诸如对具有密度高的乳房妇女成像。在对密度高的乳房进行容积成像的情况下存在多种缺陷。容积扫描换能器不可能与乳房的大部分接触或者在乳房较小的情况下不可能与乳房的整个表面接触。这导致在换能器的部分与患者之间的空气或其他间隙，从而限制了可以从给定位置扫描的容积。超声诊断人员然后从其他位置重复容积扫描，从而要求进行分开获得的容积的配准。容积超声的另一问题是阴影。乳头和其他结缔乳房组织引起超声阴影。超声阴影引起图像伪影。
【发明内容】
[0002]作为引言，以下描述的优选实施例包括用于超声成像的方法、螺母柱(standoff)、共形接口、换能器阵列和系统。螺母柱具有用于与容积换能器接触的较硬部分以及充满粘性流体用于与患者共形的柔性部分，从而导致较少或没有空气间隙。通过螺母柱施加压力以使结缔组织变平，从而导致较少的阴影伪影。
[0003]在第一方面中，提供共形接口用于超声成像。密封容器具有比相对的第二表面更硬的第一表面。第二表面与患者的外表面共形，并且第一表面配置为与超声换能器阵列声学接触。比水更粘的流体在密封容器中。
[0004]在第二方面中，提供用于在医学诊断超声容积成像中扫描乳房的方法。在压力下充满粘性流体的袋被放置为抵靠患者的乳房。容积扫描换能器定位为抵靠袋。利用容积扫描换能器施加压力至袋。压力大于由重力引起的。利用容积扫描换能器，通过袋对乳房进行容积扫描。
[0005]在第三方面中，提供用于超声成像的螺母柱。壳体包含粘性流体。壳体在第一部分中是柔性的弹性材料而在第二部分中是相对更硬的材料。粘性流体和壳体是超声传导的。
[0006]本实施例由以下权利要求限定，并且在该部分中不应解释为限制那些权利要求。可以使用上述方面中的任何两个或更多个的任一或组合。以下结合优选实施例论述本发明的进一步方面和优点。
【附图说明】
[0007]组件和附图不必按比例，相反重点被放在图示本发明的原理上。此外，在附图中，遍及不同视图的类似附图标记指明对应的部分。
[0008]图1图示用于超声扫描的共形接口的一个实施例；
图2是利用螺母柱进行超声成像的方法的一个实施例的流程图；
图3图示图1的共形接口与乳房的示例相互作用；以及图4是用于容积扫描的超声系统的一个实施例的方框图。
【具体实施方式】
[0009]共形的、阴影减少的接口用于超声容积或其他扫描。共形接口是密封的、粘性的、超声传导的充满流体的袋。该袋在换能器与患者的乳房之间创建共形接口。每个乳房具有不同形状和结构。该袋可以在朝向胸腔(chestwardly)压缩的换能器与仰卧的患者的乳房之间创建高压力接口。共形设计增加了声学接触、患者舒适并且导致阴影减少。
[0010]容积超声系统可以在一个容积采集中捕捉整个较小的高密度的乳房，而阴影与传统的手持超声类似。共形接口可以无间隙地提供对于乳房的较大部分的声学路径。
[0011 ] 乳房成像用于本文中的示例中。在其他实施例中，共形接口用于扫描患者的其他部分。腹部的小器官以及周边血管是一些其他示例。
[0012]图1示出用于超声成像的共形接口的一个实施例。共形接口是用于定位在超声换能器30与患者之间的螺母柱28。螺母柱28包括与患者共形表面34连接的换能器接触表面32，形成充满流体36的容器。还示出了用于填充容器的端口 38和力传感器40。另外，可以提供不同的或者较少的组件，诸如不具有端口 38和/或力传感器40。
[0013]换能器接触表面32是弹性体，诸如改性尼龙(PEBAX)。可以使用其他材料。材料是可消毒的，因此可以经受加热和蒸汽用于进行清洁和重复使用。该材料也是超声传导的并且提供与流体36和换能器30匹配的声学阻抗，诸如具有类似于水和组织的声学阻抗。
[0014]换能器接触表面32配置用于与超声换能器30声学接触。各种布置中的任一或组合可以用于配置换能器接触表面32以与超声换能器30声学接触。为了避免伪影，提供声学匹配。通过最小化声学阻抗失配，声学能量更可能行进通过接口或边界。为了扫描组织，凝胶用于提供在换能器30的放射面与皮肤之间无空气接触。皮肤、凝胶和患者具有类似的声学阻抗，但空气不是这样。
[0015]在一个实施例中，换能器接触表面32配置用于通过是硬的或比患者共形表面34更硬的来进行接触。例如，换能器接触表面32较厚，诸如是患者共形表面34的厚度(例如，10-15密耳)的3-4倍。诸如脊部的结构可以用于硬化换能器接触表面32。例如，唇部形成在换能器接触表面32的周边的全部或一部分周围。唇部或脊部限制弯曲。
[0016]换能器接触表面32基本上是平坦且刚性的。基本上计及了距平坦的偏离，其足够轻微以使得至少通过凝胶可保持换能器30的刚性放射面与换能器接触表面32之间的接触并且没有气袋。例如，换能器接触表面32足够硬，使得在压力由换能器30施加抵靠换能器接触表面32用以超声成像时相对边缘不会偏离平面大于0.5cm。可以提供或多或少的偏离或弯曲量。硬性允许换能器30用于换能器接触表面32上以对患者进行高频(例如，2-lOMHz)扫描。
[0017]在另一实施例中，换能器接触表面32配置用于通过形状进行声学接触。换能器30的放射面是平坦的或弯曲的并且具有任何形状的周边。换能器接触表面32具有配对的形状和曲率。例如，换能器30是15 cmX15 cm。同样，换能器接触表面32是15 cmX15 cm,或略微更大(例如在3cm内)。作为另一示例，换能器30具有在任何方向上至少10cm的直径。换能器接触表面32具有在各方向上匹配或略微更大的直径。
[0018]在又另一实施例中，换能器接触表面32配置用于通过配对结构，诸如对准孔或杆而进行声学接触。在一个方案中，唇部围绕换能器接触表面32的周边延伸。唇部延伸远离换能器接触表面32和患者，从而朝向换能器30延伸。换能器30适配在唇部与换能器接触表面32之间并且抵靠换能器接触表面32。例如，换能器30的正方形或矩形放射面适配在唇部内，或者由唇部围绕，其中唇部限定出配对的椭圆、圆形、正方形或矩形凹口。水、凝胶或其他声学匹配配对材料可以定位于凹口内，以用于形成换能器30与换能器接触表面32之间的声学接触。
[0019]换能器接触表面32可以是整体平坦或具有凸起或其他结构。凸起或其他结构可以减小摩擦或者可以设计为增加摩擦。在一个实施例中，在使用期间避免凝胶。相反，粘性润滑剂被涂覆、沉积、嵌入或形成在蚀刻的换能器接触表面32上。粘性润滑剂粘附至换能器接触表面32并且允许与换能器30的声学接触。通过诸如在制造时预先施加粘性润滑剂，提供永久或半永久(例如3或更多次使用)的声学匹配材料，使得换能器30或换能器30的部分可以在扫描期间滑动。
[0020]患者接触表面34是一片弹性体，诸如改性尼龙。也可以使用其他材料。患者接触表面34由生物相容的、可消毒的、薄的、良好触感的材料制成。由于接触皮肤，因此提供患者舒适。在保持一些柔性的情况下可以使用任何厚度。患者接触表面34足够厚以避免起皱。在一个示例中，患者接触表面34由1-5密耳厚的材料形成。可以使用更大或更小的厚度。
[0021]患者接触表面34具有与换能器接触表面32相同或不同的材料。在一个实施例中，使用相同材料的不同类型。例如，患者接触表面34由改性尼龙SA MED制成，而换能器接触表面32由较低摩擦系数改性尼龙7033制成。
[0022]患者接触表面34与患者共形。患者具有一般平坦或弯曲的表面。例如，乳房在具有由乳头形成的突出体的情况下一般是弯曲的。患者接触表面34是在按压抵靠患者时与患者的大部分或整个表面共形的一片材料。在一个实施例中，患者接触表面是弹性的，从而由于压力而伸展。柔性和弹性的患者接触表面34在表面34的至少部分上呈现患者的形状。
[0023]患者接触表面34具有在放松时或者在来自流体36的压力下但未被按压抵靠患者时的任何形状。在图1的示例中，患者接触表面34由与换能器接触表面32连接的一片材料形成。该片可以是平坦的(不同于由流体36引起的)或者可以具有如图1所示的碗状或曲率。可以在中心提供诸如2-3英寸的任何深度。在其他实施例