一种具有二维码定位功能的超声探头夹具的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种具有二维码定位功能的超声探头夹具。


背景技术：

2.医学超声成像是新阶段最广泛使用的非侵入性医学成像手段之一，一般用于人体器官的非侵入性筛查和疾病诊断。例如甲状腺结节扫查，甲状腺的超声扫查是甲状腺疾病早期筛查的有效手段，在临床检查上应用广泛。超声扫查检测需要超声操作医师正确操作超声探头，将探头放置在受试者体表的正确的扫查目标位置，并以正确的扫查姿态获取包含了目标器官超声影像的超声图片，用于超声扫查诊断。但是医学超声成像对超声操作医师的操作水平和训练时长有较高的要求，超声操作医师需要经过较长时间的培训和实际操作才能熟练地将超声探头放置在受试者身体上的目标位置，从而获得可用于筛查和诊断应用的优质超声图像。传统的超声培训和操作的学习曲线较长，在医疗资源有限且条件受限的情况下，使用传统的超声操作训练方法难以使操作者较快的掌握超声扫查的操作，从而面对工作量较大的超声扫查需求。
3.近年来，增强现实技术(augmented reality，简称ar)作为一种多模态的实景人机界面交互技术被更多的应用到了医学领域，尤其是作为一种引导方法被运用于位置标识、目标指引等操作中。其中，基于图像追踪和ar渲染的超声扫查指引系统具有灵活度高，结构简单，运行流畅的特点，可以作为超声扫查指引的有效方法，可以以较小的成本大大提高超声扫查训练的效率，在实际使用中提高超声扫查的准确度，降低超声扫查操作难度，缩短扫查时间，有利于超声扫查检测的普及。但现有技术中还未出现一种通过ar超声扫查指引系统对超声探头进行定位的装置，系统无法基于超声探头当前的定位信息对操作者进行操作引导。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种具有二维码定位功能的超声探头夹具，其拆装方便、适配性强，可用于使超声探头与ar超声扫查指引系统相结合，将ar超声扫查指引系统所需扫描的二维码固定于超声探头上，为ar引导下的超声扫查提供帮助，从而为医学超声扫查提供叠加于实景视图上的ar扫查引导，提高超声扫查的精确度和效率。
5.具体技术方案如下：
6.本实用新型包括一种具有二维码定位功能的超声探头夹具，包括：
7.夹持件，可拆卸地连接于超声探头；
8.二维码支撑板，通过连接杆连接于所述夹持件的一端，所述二维码支撑板的一面用于设置二维码，所述二维码距离所述超声探头具有一固定的相对位置，超声扫查系统通过扫描所述二维码获取所述超声探头的定位信息。
9.可选的，所述夹持件包括第一壳体与第二壳体，所述超声探头夹持于所述第一壳
体与所述第二壳体之间；所述第一壳体的一侧和第二壳体的一侧通过枢轴可转动地连接，所述第一壳体的另一侧和第二壳体的另一侧通过紧固件可拆卸的连接在一起。
10.可选的，所述第一壳体的另一侧设有第一连接部，所述第一连接部上设有贯通所述第一连接部的第一连接槽；
11.所述第二壳体的另一侧设有与所述第一连接部对应的第二连接部，所述第二连接部上设有贯通第二连接部的第二连接槽；
12.所述紧固件包括连接轴，所述连接轴贯穿所述第一连接槽和所述第二连接槽的，所述连接轴的两端具有凸起，以使所述连接轴可于所述第一连接槽和所述第二连接槽内滑动；
13.所述第二连接槽还包括供所述连接轴进入或退出所述第二连接槽的开口，所述开口具有弧面或斜面，用于引导所述连接轴。
14.可选的，所述凸起包括第一凸起和第二凸起，其中所述第一凸起与所述连接轴固定连接，所述第二凸起与所述连接轴可拆卸地连接。
15.可选的，所述第一连接槽和所述第二连接槽均为l型槽；
16.所述第一连接槽包括第一竖槽和第一横槽，所述第一竖槽与所述第一横槽连通；
17.所述第二连接槽包括第二竖槽和第二横槽，所述第二竖槽与所述第二横槽连通，所述开口设置于所述第二竖槽的远离第二横槽的一端。
18.可选的，所述第一凸起和所述第二凸起中至少一个为弹性部件。
19.可选的，所述夹持件的外表面设置有多个用于增大握持时摩擦力的凸起条纹。
20.可选的，所述夹持件连接所述连接杆的一端设置有突出平台。
21.可选的，所述突出平台与夹持件本体之间设有平滑曲面，并通过所述平滑曲面刚性连接。
22.可选的，所述突出平台上设有贯穿螺孔，所述连接杆的一端固定于所述贯穿螺孔内，另一端与所述二维码支撑板背面的非贯穿螺孔连接。
23.可选的，所述二维码支撑板背面包括用于指示所述二维码支撑板安装方向的凸起箭头，所述二维码支撑板的正面预留张贴所述二维码的粘贴区域，并在所述粘贴区域的边缘设置凸起边框，以对所述粘贴区域进行限位。
24.可选的，所述连接杆的长度为2～10cm。
25.本实用新型的技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种具有二维码定位功能的超声探头夹具，可用于将ar超声扫查指引系统所需扫描的二维码固定于超声探头上，使得ar超声扫查指引系统采集到超声探头的实时定位信息，从而提高超声扫查的准确度和效率，缩短超声扫查操作的培训耗时。
附图说明
26.参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本实用新型范围的限制。
27.图1为本实用新型实施例中超声探头夹具装配于超声探头上的正向结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例中超声探头夹具装配于超声探头上的仰视图；
29.图3为本实用新型实施例中超声探头夹具的整体结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例中夹持件打开时的结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例中超声探头夹具装配于超声探头上的侧视图；
32.图6为本实用新型实施例中设置于超声探头上但尚未紧固时的结构示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
36.本实用新型包括一种具有二维码定位功能的超声探头夹具，如图1和2所示，包括：
37.夹持件2，可拆卸地连接于超声探头1；
38.二维码支撑板3，通过连接杆4连接于夹持件2的一端，二维码支撑板3的一面用于设置二维码，二维码距离超声探头1具有一固定的相对位置，超声扫查系统通过扫描二维码获取超声探头1的定位信息。
39.具体地，在本实施例中，二维码支撑板3上张贴的追踪二维码可被ar超声扫查引导系统识别并定位，进而获取到超声探头的定位信息。该超声探头夹具应用于超声探头1，且拆装方便、灵活度高、可适配多种超声探头1，包括无线线阵探头、凸阵探头、相控阵探头的其中一种，有线或无线均可同时其与ar超声扫查引导系统可实现快速协同工作。通过本实用新型的超声探头夹具，使得超声探头1与二维码之间保持一个固定的相对位置，使ar超声扫查引导系统在保证超声探头正常散热、正常移动、正常持握的情况下，对超声探头1的位置和姿态进行稳定、准确地定位，从而提高超声扫查的准确度和效率，缩短超声扫查操作的培训耗时。
40.超声探头夹具与超声探头1安装连接后，夹持件2、二维码支撑板3与超声探头1可一起视为刚体。在使用超声探头1时，二维码支撑板3正面的二维码被手术导航系统定位后，由于二维码支撑板3与超声探头1之间的相对位置关系已知且固定，可得到超声探头1的定位信息，结合由ar超声扫查引导系统获得的实景信息和其他人体姿态信息，可以对超声扫查操作提供引导。
41.作为一种可选的实施方式，如图2和3所示，夹持件2包括第一壳体201与第二壳体202，超声探头1夹持于第一壳体201与第二壳体202之间；第一壳体201的一侧和第二壳体202的一侧通过枢轴203可转动地连接，第一壳体201的另一侧和第二壳体202的另一侧通过紧固件204可拆卸的连接在一起。
42.具体地，本实施例中的夹持件2包括两片适配的壳体，其与超声探头1的形状及尺寸适配，针对不同外形轮廓的超声探头1，夹持件2的壳体形状可以不同。超声探头1夹持于第一壳体201和第二壳体202之间，并通过可拆卸的紧固件固定于超声探头1上。第一壳体201和第二壳体202的一侧可通过枢轴203在180
°
的范围内旋转，另一侧通过一个哑铃型的
紧固部件204可拆卸的连接在一起，以形成如图4所示的打开效果或如图5所示的关闭效果，从而实现夹持件与超声探头1之间的装配或拆卸。
43.作为一种可选的实施方式，第一壳体201的另一侧设有第一连接部2011，第一连接部2011上设有贯通第一连接部2011的第一连接槽2012；
44.第二壳体202的另一侧设有与第一连接部2011对应的第二连接部2021，第二连接部2021上设有贯通第二连接部2021的第二连接槽2022；
45.紧固件204包括连接轴2041，连接轴2041贯穿第一连接槽2012和第二连接槽2022的，连接轴2041的两端具有凸起，以使连接轴2041可于第一连接槽2012和第二连接槽2022内滑动；
46.第二连接槽2022还包括供连接轴2041进入或退出第二连接槽2022的开口2023，开口2023具有弧面或斜面，用于引导连接轴2041。
47.具体地，连接轴2041两端的凸起包括第一凸起2041a和第二凸起2041b，其中第一凸起与连接轴2041固定连接，第二凸起2041b与连接轴2041可拆卸地连接。如图4所示，利用紧固部件204紧固第一壳体201和第二壳体202时，第一连接部2011和第二连接部2021贴合在一起，连接轴2041穿过第一连接槽2012和第二连接槽2022，连接轴2041两端的凸起将第一连接部2011和第二连接部2021夹持固定在中间。连接轴2041两端的凸起之间的距离设置为略小于第一连接部2011和第二连接部2021贴合后的总厚度，使得第一凸起2041a能抵靠在第一连接部2011上，第二凸起2041b能够抵靠在第二连接部2021上，从而紧固第一壳体201和第二壳体202。
48.如图4所示，第二连接槽2022还具有可供连接轴2041进入或退出第二连接槽2022的开口2023。利用紧固部件204紧固第一壳体201和第二壳体202，连接轴2041经开口2023进入第二连接槽2022。拆卸夹持件2时，使连接轴2041经开口2023从第二连接槽2022中退出，第一壳体201和第二壳体202即可以被旋转打开，从而夹持件2可以快速地从超声探头1上拆卸下来。
49.作为一种可选的实施方式，如图4所示，第二连接槽2022的开口2023设置为具有导引斜面。连接轴2041经开口2023进入第二连接槽2022，在导引斜面的引导下能够顺利地进入第二连接槽2022。在另一个实施例中，导引斜面也可以为弧面。
50.作为一种可选的实施方式，第一凸起2041a固定于连接轴2041，第二凸起2041b与连接轴2041可拆卸地连接。安装紧固部件204时，先将具有连接轴2041具有第一凸起2041a的一端穿过第一连接槽2012，然后再将第二凸起2041b安装于连接轴2041远离第一凸起2041a的一端，即先将紧固部件204活动连接于第一壳体201，再与第二连接槽2022配合。在另一个实施例中，可以待连接轴2041进入第二连接槽2022后再安装第二凸起。
51.作为一种可选的实施方式，如图4所示，第一连接槽2012和第二连接槽2022均为l型槽；
52.第一连接槽2012包括第一竖槽2012a和第一横槽2012b，第一竖槽2012a与第一横槽2012b连通；
53.第二连接槽2022包括第二竖槽2022a和第二横槽2022b，第二竖槽2022a与第二横槽2022b连通，开口设置于第二竖槽2022a的远离第二横槽2022b的一端。
54.具体地，如图4所示，第一连接部2011和第二连接部2021贴合后，第一竖槽2012a和
第二竖槽2022a正对，第一横槽2012b和第二横槽2022b位置正对，连接轴2041穿过第一横槽2012b和第二横槽2022b。第一连接槽2012和第二连接槽2022均为l型槽。利用紧固部件204紧固第一壳体201和第二壳体202时，连接轴2041滑动至第一横槽2012b和第二横槽2022b中，这样连接轴2041可被第一横槽2012b和第二横槽2022b的侧壁限位，避免轻易进入第二竖槽2022a，从而减小连接轴2041从第二竖槽2022a中意外脱离的风险，提高了可靠性。
55.作为一种可选的实施方式，如图3所示，连接轴2041的第一凸起2041a和第二凸起2041b中至少一个为弹性部件。利用第一凸起2041a和第二凸起2041b夹持第一连接部2011和第二连接部2021时，在第一凸起和第二凸起中一个或全部出现弹性形变时，使第一连接部2011和第二连接部2021可以克服弹性力顺利地进入第一凸起和第二凸起之间，进而牢固地被夹持。
56.作为一种可选的实施方式，如图3所示，夹持件2的外表面设置有多个用于增大握持时摩擦力的凸起条纹205。第一壳体201和第二壳体202的外表面均设置平行的凸起条纹205，用以增大操作者握持时的摩擦力。
57.作为一种可选的实施方式，如图2所示，夹持件2连接连接杆4的一端设置有突出平台206，突出平台206与夹持件2本体之间设有平滑曲面2061，并通过平滑曲面2061刚性连接。
58.具体地，超声探头1包括头部11、手柄12以及尾部13，超声探头1上方的第一壳体201在靠近超声探头1尾部13的一侧设置有突出平台206，其与第一壳体201的连接处由平滑曲面2061进行加固。对于超声探头而言，超声探头1的头部11容纳有换能器，以向外侧产生线形的扫描波束，扫描波束的平面即为超声成像平面s。
59.作为一种可选的实施方式，如图2所示，突出平台206上设有贯穿螺孔2062，连接杆4的一端固定于贯穿螺孔2062内，另一端与二维码支撑板3背面的非贯穿螺孔301连接。
60.具体地，二维码支撑板3背向超声探头1的一面用于张贴二维码，朝向超声探头尾部13的一面为对接面，其上有一对非贯穿螺孔301，这一对非贯穿螺孔301与一对连接杆4旋紧连接，连接杆4的另一端旋紧并固定在突出平台206上的贯穿螺孔2062内，并由此形成刚性连接。二维码支撑板3的安装方向按照二维码支撑板3背面的凸起箭头302进行安装。
61.安装本实用新型的夹具时，夹持件2呈如图4所示的打开状态。然后将超声探头1按照正常的工作方向放入夹持件21的第一壳体201和第二壳体202之间，如图6所示，其中第一壳体201安装于超声探头上表面，第二壳体202安装于超声探头下表面。第一壳体201上带有紧固部件204，将紧固部件204的连接轴2041移动至第一竖槽2012a的顶端，然后使第一壳体201翻转180度，接下来使连接轴2041经开口2023进入第二竖槽2022a，然后再将连接轴2041滑动至第二横槽2022b中，从而完成夹持件2对超声探头1的固定。
62.作为一种可选的实施方式，二维码支撑板3与超声探头1之间保持一预设距离，预设距离优选为30mm。使得二维码在超声探头1的姿态变化时不容易被遮挡，更容易被ar超声扫查引导系统检测到，从而提高定位精度。同时也有助于防止二维码阻挡超声探头1的散热孔或接线口。
63.具体地，在某一实施例中，如图1和图5所示，在第一壳体201靠近超声探头尾端13的方向上设置一向朝向超声探头1上方突出的突出平台206，其上设置一对贯穿螺孔2062，该通孔在超声探头1朝上方向的位置较超声探头1的成像平面s向上移动30mm，由此刚性连
接在固定平板上的二维码支撑板3及其正面张贴的二维码也在该方向上向上移动了30mm。该向上移动距离的长度可以通过更改突出平台206的高度来调整。
64.通过设置上述结构，在平行及垂直于超声成像平面s方向上，二维码支撑板3和二维码均处于相对夹持件2突出的位置，减小因超声探头姿态变化导致二维码被遮挡的概率，容易被ar超声扫查引导系统检测到，避免造成二维码定位效果的下降，提高扫查引导稳定性。
65.作为一种可选的实施方式，二维码支撑板3背面3b包括用于指示二维码支撑板安装方向的凸起箭头302，二维码支撑板3的正面3a预留张贴二维码的粘贴区域303，并在粘贴区域的边缘设置凸起边框304，以对粘贴区域303进行限位。
66.具体地，二维码支撑板3的正面2311预留张贴二维码的空间，即粘贴区域303，并在粘贴区域303的边缘设置凸起边框304，方便对粘贴区域303限位。在本实施例中，粘贴区域303的面积大小为长6cm，宽4.5cm的平面。
67.作为一种可选的实施方式，如图3所示，连接杆4的长度为2～10cm。连接二维码支撑板3和突出平台206的连接杆4两端通过螺丝固定连接，且通过改变连接4杆的长度，使得二维码支撑板3及其上的二维码背向超声探头1的尾部13伸出2～10cm，具体长度可通过更换不同长度的连接杆4调整。通过将连接杆4连接在突出平台206上，避免二维码支撑板3正对超声探头1，有助于防止二维码阻挡超声探头1的散热孔或接线口。与此同时，在扫查过程中，二维码将距离操作者的距离更近，也有助于让二维码被ar超声扫查引导系统检测到，并减轻操作者持握超声探头和使用ar扫查引导系统的疲劳感。
68.本实用新型的技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种具有二维码定位功能的超声探头夹具，可用于将ar超声扫查指引系统所需扫描的二维码固定于超声探头上，使得ar超声扫查指引系统采集到超声探头的实时定位信息，从而提高超声扫查的准确度和效率，缩短超声扫查操作的培训耗时。
69.以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。