CN102499719B - 一种内窥镜超声探头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内窥镜超声探头，通过在驱动装置中设置旋转机构和移动机构，驱动空心软轴移动和转动，使得安装在空心软轴端部的微型超声探头移动和旋转。驱动装置远离微型超声探头的设置，避免图像出现抖动的情况，使得图像更加清晰；能够实现多个环形切面扫面，能够在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成立体图像，或者是在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成环形切面图像和通过轴线的纵向切面图像，更加直观、清晰、准确地表达病变的组织的情况，使得通过图像进行诊断更加轻松、更加准确。

Description

一种内窥镜超声探头

技术领域

本发明涉及一种超声诊断设备，尤其涉及一种内窥镜超声探头。 

背景技术

在对体腔病变的诊断当中，单纯根据组织表面的形态变化来推断病变情况的方法，存在一定的主观性和局限性。内窥镜超声成像系统能够通过微型超声探头中的换能器进行超声扫描，获得较为清晰、准确的组织器官的的断层图像，为医生的对症施治提供了客观的依据。 

同时，内窥镜超声扫描系统将其微型超声探头通过消化道等内窥镜的预留通道(如钳子通道)，插入体腔器官后，既可以通过内窥镜直接观察粘膜表面的病变形态，又可以进行超声扫描，获得器官管壁各个断层的组织学特征，因此扩大了内窥镜的诊断范围，提高了内窥镜的诊断能力，其诊疗优势已为医学界所共识。 

目前，内窥镜超声扫描系统都是通过在其微型超声探头的内部，内置超声换能器的驱动装置，并配合外置的驱动电路，实现超声换能器的旋转扫描。由于驱动装置与超声换能器太近，超声换能器受驱动装置影响而产生振动，导致获得的图像产生抖动、模糊不清。另外，上述微型超声探头只能获得某一纵向深度的环形切面扫描图像，依靠该环形切面扫描图像进行诊断比较困难，对病变的组织无法进行全面探查，诊断结果不够准确。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种内窥镜超声探头，这种内窥镜超声探 头能够使得内窥镜超声扫描系统获得更加清晰的图像，并且通过图像进行诊断更加轻松、更加准确。采用的技术方案如下： 

一种内窥镜超声探头，包括微型超声探头和驱动装置，其特征是：还包括套管、空心软轴和连接器，空心软轴处于套管中并能够在套管中滑动和转动；所述驱动装置包括外壳、能够驱动空心软轴旋转的旋转机构、以及能够驱动空心软轴前后移动的移动机构，旋转机构设于移动机构的输出动力端上，旋转机构的输出动力端与连接器连接；套管的近端与外壳连接，空心软轴的近端通过设于外壳上的通孔与连接器连接；所述微型超声探头安装于空心软轴的远端；微型超声探头通过电缆与连接器电连接；旋转机构上还设有与连接器电连接的引出线。 

套管插入内窥镜的预留通道(钳子通道)中的一端为远端，与之相对应的另一端为近端，同样设定软轴的远端和软轴的近端。 

微型超声探头通常包括换能器和座体，座体安装在空心软轴的远端，换能器安装在座体上。 

套管选用医用塑料导管，外径和壁厚的选择，应能适应与空心软轴和微型超声探头做旋转运动及轴向移动。套管的远端熔化成球状封口，套管的近端与驱动装置的外壳连接。 

使用时，将套管插入内窥镜的预留通道(如钳子通道)中，引出线与内窥镜超声扫描系统的主机连接。本发明通过空心软轴传动的方式，将驱动装置设置为远离微型超声探头，使得微型超声探头在扫描过程中减少振动，从而避免图像出现抖动的情况，使得图像更加清晰；旋转机构驱动空心软轴转动，使微型超声探头进行环形切面的扫描，同时，移动机构驱动空心软轴前进和后退的移动(一般是把探头伸到最远端，然后向后移动，进行环形扫描)，每次移动都 使微型超声探头移动一个扫描位置，因而获得多个环形切面图像，能够在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成立体图像，或者是在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成环形切面图像和通过轴线的纵向切面图像(可根据用户需要选取通过轴线的任意旋转角度的切面图像)，更加直观、清晰、准确地表达病变的组织的情况，使得通过图像进行诊断更加轻松、更加准确。 

作为本发明的优选方案，其特征是：所述移动机构包括移动底座、移动用电动机、移动导轨、移动平台和螺杆；移动用电动机和移动导轨均安装在移动底座上；螺杆可转动安装在移动底座上并与移动导轨相平行，螺杆的一端与移动用电动机的输出轴相连接；移动平台上的相应位置设有与螺杆相匹配的螺孔，以及与移动导轨相匹配的滑动槽，螺杆处于螺孔中，移动导轨处于滑动槽中；旋转机构设于移动平台上。移动用电动机的输出轴带动螺杆转动，移动平台在螺杆的带动下及在移动导轨的限位下，只能沿移动导轨滑动。为了使得移动平台受力均匀，优选在螺杆的两侧各设置有相互平行的移动导轨，并且在移动平台的相应位置也设有相匹配的滑动槽。移动用电动机一般采用步进电动机，也可以采用直流电动机配合编码器驱动的方式。 

作为本发明的优选方案，其特征是：所述旋转机构包括旋转底座、旋转用电动机和导电滑环，导电滑环包括定子和转子；旋转用电动机和定子均安装在旋转底座上，转子处于定子中；旋转用电动机的输出轴与转子的一端绝缘连接，转子的另一端与连接器连接；旋转底座设于移动机构的输出动力端上；引出线设于定子上。旋转用电动机的输出轴通过导电滑环的转子、连接器带动空心软轴转动，从而使微型超声探头旋转扫描；而微型超声探头的换能器通过电缆与连接器、导电滑环(包括定子和转子)依次电连接，最后由设于定子上的引出线引出，与内窥镜超声扫描系统的主机连接。滑环可用普通滑环、中心通孔式 滑环、高频滑环、还可以用旋转变压器代替滑环传输信号。旋转用电动机一般采用步进电动机，也可以采用直流电动机配合编码器驱动的方式；为了达到微型超声探头的转速要求，从而得到更多的扫描线，提高图像质量，一般情况下，旋转用电动机还应采用带有减速头的电动机，或者增加减速齿轮组来实现减速。 

作为本发明进一步的优选方案，其特征是：所述空心软轴包括至少两层空心轴体，各层空心轴体相互紧贴；每层空心轴体均包括至少两条并在一起的不锈钢丝，并以螺旋绕线的方式形成空心管；相邻两层空心轴体中不锈钢丝的绕线方向相反。这种空心软轴的结构，既能够确保良好的扭力传递，又具有良好的柔软弯曲性能。空心软轴也可以采用具有间断螺旋刻槽的海波管，还可以采用编织线增强塑料管。 

作为本发明更进一步的优选方案，其特征是：在空心软轴近端的外侧上涂有塑料涂层。在空心软轴的近端(与连接器相连接的一端)，其在与套管做相对移动时，空心软轴会被抽出套管外一部分，在该部分空心软轴的外侧涂上塑料涂层，对该部分空心软轴进行刚性增强，以避免空心软轴弯曲，保持空心软轴挺直。 

作为本发明更进一步的优选方案，其特征是：所述旋转机构还包括连接座，转子通过连接座与连接器连接；连接器与连接座之间设有卡接机构，卡接机构包括设于连接座上的卡槽和设于连接器上的卡位凸台，卡位凸台与卡槽相匹配。通过在转子与连接器之间设置连接座，在连接器与连接座之间设置相匹配的卡槽和卡位凸台，实现连接器与连接座之间插拔式的连接方式，连接器插入连接座时，卡位凸台处于卡槽中，结构更加合理，使用更加方便。 

本发明与现有技术相比，具有如下优点：驱动装置远离微型超声探头，避免图像出现抖动的情况，使得图像更加清晰；能够实现沿同一轴线的多个环形 切面扫面，能够在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成立体图像，或者是在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成环形切面图像和通过轴线的纵向切面图像(可根据用户需要选取通过轴线的任意旋转角度的切面图像)，更加直观、清晰、准确地表达病变的组织的情况，使得通过图像进行诊断更加轻松、更加准确。 

附图说明

图1是本发明优选实施方式的结构示意图； 

图2是本发明优选实施方式中微型超声探头的立体结构示意图； 

图3是本发明优选实施方式中移动机构的立体结构示意图； 

图4是本发明优选实施方式中旋转机构的立体结构示意图； 

图5是本发明优选实施方式中空心软轴的立体结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。 

如图1所示，这种内窥镜超声探头，包括微型超声探头1、驱动装置2、套管3、空心软轴4、连接器5和引出线6，空心软轴4处于套管3中并能够在套管3中滑动和转动；驱动装置2包括外壳7、能够驱动空心软轴4旋转的旋转机构8、以及能够驱动空心软轴4前后移动的移动机构9，旋转机构8设于移动机构9的输出动力端上，旋转机构9的输出动力端与连接器5连接；套管3的近端与外壳7连接，空心软轴4的近端通过设于外壳7上的通孔10与连接器5连接；微型超声探头1安装于空心软轴4的远端；微型超声探头1通过电缆11与连接器5电连接。 

如图1和图2所示，微型超声探头1包括换能器12、和座体15，座体15与空心软轴4的远端连接，换能器12安装在座体15上。 

如图1和图3所示，移动机构9包括移动底座16、移动用电动机17、两条移动导轨18、移动平台19和螺杆20；移动用电动机17和两条移动导轨18均安装在移动底座16上，两条移动导轨18相互平行；螺杆20可转动安装在移动底座16上，处于两条移动导轨18的中间并与移动导轨18相平行，螺杆20的一端与移动用电动机17的输出轴相连接；移动平台19上的相应位置设有与螺杆20相匹配的螺孔21，以及与移动导轨18相匹配的滑动槽22，螺杆20处于螺孔21中，移动导轨18处于滑动槽22中。 

如图1和图4所示，旋转机构8包括旋转底座23、旋转用电动机24、导电滑环25，以及连接座26，导电滑环包括定子251和转子252；旋转用电动机24和定子251均安装在旋转底座23上，转子252处于定子251中；旋转用电动机24的输出轴与转子252的一端绝缘连接，转子252的另一端与连接座26的一端连接，连接座26的另一端与连接器5连接。 

如图5所示，空心软轴4包括第一层空心轴体41、第二层空心轴体42和第三层空心轴体43，第一层空心轴体41、第二层空心轴体42和第三层空心轴体43由内到外相互紧贴在一起；第一层空心轴体41、第二层空心轴体42和第三层空心轴体43均包括两条并在一起的不锈钢丝29，并以螺旋绕线的方式形成空心管；第一层空心轴体41中不锈钢丝29的绕线方向与第二层空心轴体42中不锈钢丝29的绕线方向相反；第二层空心轴体41中不锈钢丝29的绕线方向与第三层空心轴体42中不锈钢丝29的绕线方向相反。 

连接器5与连接座26之间还设有卡接机构，卡接机构包括设于连接座26上的卡槽30和设于连接器5上的卡位凸台31，卡位凸台31与卡槽30相匹配。 

在空心软轴4与连接器相连接5的一端的外侧上涂有塑料涂层。

使用时，将套管3插入内窥镜的预留通道(如钳子通道)中，引出线6与 内窥镜超声扫描系统的主机连接。将驱动装置2设置为远离微型超声探头1，使得微型超声探头1在扫描过程中减少振动，从而避免图像出现抖动的情况，使得图像更加清晰；旋转机构8驱动空心软轴4转动，使微型超声探头1进行环形切面的扫描，同时，移动机构驱9动空心软轴4前进和后退的移动(一般是把探头伸到最远端，然后向后移动，进行环形扫描)，每次移动都使微型超声探头1移动一个扫描位置，因而获得多个环形切面图像，能够在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成立体图像，或者是在内窥镜超声扫描系统的成像部分形成环形切面图像和通过轴线的纵向切面图像(可根据用户需要选取通过轴线的任意旋转角度的切面图像)，更加直观、清晰、准确地表达病变的组织的情况，使得通过图像进行诊断更加轻松、更加准确。 

在其它实施方式中，连接座和连接器所构成的插拔式连接结构也可以是其它结构形式，例如插头与插座的形式等。 

在其它实施方式中，空心软轴可以仅包括第一层空心轴体和第二层空心轴体，第一层空心轴体和第二层空心轴体包括三条或三条以上并在一起的不锈钢丝，并以螺旋绕线的方式形成空心管。 

在其它实施方式中，空心软轴可以还包括第四层空心轴体，第四层空心轴体中不锈钢丝的绕线方向与第三层空心轴体中不锈钢丝的绕线方向相反，第一层空心轴体、第二层空心轴体、第三层空心轴体和第四层空心轴体均包括三条或三条以上并在一起的不锈钢丝，并以螺旋绕线的方式形成空心管。 

Claims (5)

1.一种内窥镜超声探头，包括微型超声探头和驱动装置，其特征是：还包括套管、空心软轴和连接器，空心软轴处于套管中并能够在套管中滑动和转动；所述驱动装置包括外壳、能够驱动空心软轴旋转的旋转机构、以及能够驱动空心软轴前后移动的移动机构，旋转机构设于移动机构的输出动力端上，旋转机构的输出动力端与连接器连接；套管的近端与外壳连接，空心软轴的近端通过设于外壳上的通孔与连接器连接；所述微型超声探头安装于空心软轴的远端；微型超声探头通过电缆与连接器电连接；旋转机构上还设有与连接器电连接的引出线；移动机构包括移动底座、移动用电动机、移动导轨、移动平台和螺杆；移动用电动机和移动导轨均安装在移动底座上；螺杆可转动安装在移动底座上并与移动导轨相平行，螺杆的一端与移动用电动机的输出轴相连接；移动平台上的相应位置设有与螺杆相匹配的螺孔，以及与移动导轨相匹配的滑动槽，螺杆处于螺孔中，移动导轨处于滑动槽中；旋转机构设于移动平台上；旋转机构包括旋转底座、旋转用电动机和导电滑环，导电滑环包括定子和转子；旋转用电动机和定子均安装在旋转底座上，转子处于定子中；旋转用电动机的输出轴与转子的一端绝缘连接，转子的另一端与连接器连接；旋转底座设于移动机构的输出动力端上；引出线设于定子上。

2.如权利要求1所述的内窥镜超声探头，其特征是：所述空心软轴包括至少两层空心轴体，各层空心轴体相互紧贴；每层空心轴体均包括至少两条并在一起的不锈钢丝，并以螺旋绕线的方式形成空心管；相邻两层空心轴体中不锈钢丝的绕线方向相反。

3.如权利要求1所述的内窥镜超声探头，其特征是：在空心软轴近端的外侧上涂有塑料涂层。

4.如权利要求2所述的内窥镜超声探头，其特征是：在空心软轴近端的外侧上涂有塑料涂层。

5.如权利要求1所述的内窥镜超声探头，其特征是：所述旋转机构还包括连接座，转子通过连接座与连接器连接；连接器与连接座之间设有卡接机构，卡接机构包括设于连接座上的卡槽和设于连接器上的卡位凸台，卡位凸台与卡槽相匹配。

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