CN103767736B - 经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，包括控制面板、步进器、加压器和旋转器，加压器设置在步进器上，旋转器设置在加压器上，步进器可调节经直肠超声探头的步进距离，加压器可调节探头的加压幅度和加压频率，旋转器可调节探头的旋转角度。还公开了一种经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置，包括经直肠超声探头和所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置。本发明装置能提高弹性声像图的图像质量，消除前列腺组织两侧的弹性伪像，使经直肠前列腺压迫式弹性成像的操作方法更为标准化，且可重复性好。

Description

经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，属于经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置，具体地说，是一种经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置。

背景技术

在经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集过程中，现有的经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集方法主要包括：（1）操作者手动对经直肠探头施加恒定频率及幅度的压力；（2）前列腺水囊加压装置，通过在经直肠探头的顶端加装水囊加压装置来改善弹性声像图的图像质量。

压迫性弹性成像在操作时需要操作者固定探头与受检组织的位置，并对受检组织垂直施加恒定频率和幅度的外力。而经直肠前列腺压迫式弹性成像由于将超声探头置入直肠内，操作者无法观察到经直肠探头与前列腺组织的位置关系，因此在施力时不仅很难保证施力频率和幅度的恒定，而且往往在加压时造成探头在直肠内的移动，产生相应的弹性伪像，因此经直肠前列腺压迫式弹性成像更容易受检查者经验的影响，操作者通常需要三个月或更长的系统培训，从而影响了该方法的通用性。此外，由于不同操作者之间或同一操作者不同检查之间对经直肠探头施压的力度及频率不同，使同一病例的弹性声像图的可重复性受到较大的影响。其次，由于经直肠探头与前列腺组织的接触面为凸弧形，位于前列腺两侧的组织由于与探头并非呈垂直关系，造成前列腺组织在施压时受力不均，因此在前列腺的两侧的弹性声像图上可出现弹性伪像，虽然通过旋转探头可减少前列腺两侧的弹性伪像，但由于不同的操作者旋转的角度不同，使得前列腺两侧弹性声像图的可重复性采集受到较大影响。

为了减少前列腺组织受力不均产生的弹性伪像，将水囊置于经直肠探头前方可增加前列腺组织的受力面，通过水囊对前列腺加压来操作，虽然在一定范围内可改善前列腺组织受力不均的问题，然而该水囊加压装置却带来了新的伪像，例如水囊壁引起的多重反射伪像及残留气泡所产生的伪像，从而影响弹性声像图的图像质量。

由于经直肠前列腺压迫式弹性成像可显著提高前列腺癌尤其是早期前列腺癌的检出率，所以弹性声像图的图像质量非常重要，但现有技术在图像标准化采集方面仍需改进以提高其图像质量及通用性。因此，亟需要一种可以使经直肠探头自动对前列腺组织以设定频率及幅度施压的装置。关于本发明的装置，目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置。本发明装置应用于经直肠前列腺压迫式弹性成像，使经直肠超声探头以所设定的频率及幅度向前列腺组织施压，从而克服不同操作者之间或同一操作者不同检查之间对经直肠超声探头施压的力度及频率不同而影响弹性声像图稳定性的缺陷。

本发明的另一个目的是提供一种经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置。

为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：

一种经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，包括控制面板、步进器、加压器和旋转器，

所述的步进器设有导向滑台和支座，支座上固定有用于支撑导向滑台的导向杆和用于带动导向滑台水平移动的驱动丝杠，所述驱动丝杠连接丝杠驱动电机，所述导向滑台的内侧壁上设有竖直方向的限位滑槽；

所述的加压器设有压迫促动导板，压迫促动导板底部的一端连接有能使其垂直运动的压迫促动电机，压迫促动电机固定在导向滑台上，压迫促动导板的一外侧壁上设有竖直方向的限位凸筋，所述的限位凸筋与导向滑台的限位滑槽匹配促使压迫促动导板沿导向滑台内侧壁做垂直运动，压迫促动导板设有弧形内壁和位于弧形内壁一侧的竖直隔板；

所述的旋转器包括半圆形的旋转内齿轮和驱动齿轮，驱动齿轮位于旋转内齿轮内部，驱动齿轮连接旋转驱动电机，由旋转驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮再带动内齿轮转动，半圆形的旋转内齿轮放置于压迫促动导板的弧形内壁上，弧形内壁与旋转内齿轮的接触面足够润滑，旋转驱动电机固定在压迫促动导板的竖直隔板上；所述半圆形的旋转内齿轮的顶部设有能放置经直肠超声探头的固定槽和牢牢固定探头的锁扣；

所述的控制面板接线至丝杠驱动电机、压迫促动电机和旋转驱动电机，控制面板上设有显示屏、加压幅度控制旋钮、加压频率控制旋钮、探头步进距离控制旋钮、探头旋转角度控制旋钮。

所述步进器的导向杆设有两根，分别位于驱动丝杠的两侧，导向杆和驱动丝杠穿过导向滑台的底部。导向滑台底部设有导向杆穿孔和丝杠穿孔，丝杆穿孔内壁设有与驱动丝杠外表面螺纹匹配的内螺纹，驱动丝杠将回转运动转换为导向滑台的直线运动。

所述步进器的支座底部固设有支架固定筒，通过支架固定筒将步进器固定在支架上，支架固定筒上设有螺栓式固定旋钮。支架固定筒内腔的横截面优选为正多边形，可增强稳固性。

所述的丝杠驱动电机固定在所述支座的外侧壁上。

所述驱动丝杠的两端与支座的连接处均设有轴承。

所述导向滑台的限位滑槽设有两条，所述压迫促动导板的限位凸筋设有两根。需要说明的是，限位滑槽与限位凸筋的数量不限于所列数量，相邻两滑槽或凸筋的距离不做限定。

所述导向滑台的限位滑槽的横截面形状与压迫促动导板的限位凸筋的横截面形状相同，它们同时为三角形、半圆形、方形或其他形状。

所述半圆形的旋转内齿轮顶部探头固定槽的一侧设有探头锁扣插槽，探头锁扣的一端插在插槽内，探头锁扣的另一端通过螺丝固定在探头固定槽的另一侧。当然，探头锁扣的两端均可以通过螺丝固定，或者，一端采用铰接方式，另一端通过螺丝固定，都可以将超声探头的尾部固定住。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

一种经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置，包括经直肠超声探头，还包括上述任一项所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，所述的经直肠超声探头的尾部固定在自动加压装置上。具体地说，超声探头尾部固定在半圆形旋转内齿轮顶部的固定槽内。

所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置还包括用于支撑所述自动加压装置的支架。具体地说，支架固定在支座底部的固定筒内。支架的顶部设有能穿过固定筒内腔的横杆，横杆的横截面与内腔的横截面一致，优选为正多边形，防止横杆与固定筒相对转动。

本发明优点在于：

1、本发明装置能以所设定的频率及幅度使经直肠超声探头向前列腺组织施压，能提高弹性声像图的图像质量，使经直肠前列腺压迫式弹性成像的操作方法更为标准化。

2、通过步进器使超声探头对前列腺组织进行逐层经直肠前列腺压迫式弹性成像检查，实现弹性声像图自动化采集，其采集的逐层弹性声像图可用于三维重建。

3、通过旋转器旋转超声探头来消除前列腺组织两侧的弹性伪像，由于探头旋转角度可控，避免了手动加压操作过程中不同操作者旋转探头角度不同而引起的弹性声像图图像可重复性差的弊端。

4、本发明的自动加压装置可与常规经直肠超声探头配合使用，自动加压装置在检查时无需置入患者直肠腔内，对患者无伤害，患者耐受性好、认可度高。

附图说明

附图1是本发明经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置的爆炸图。

附图2是步进器的结构示意图。

附图3是加压器与导向滑台的组装示意图。

附图4是旋转器、超声探头和压迫促动导板的组装示意图一。

附图5是旋转器、超声探头和压迫促动导板的组装示意图二。

附图6是步进器、加压器、旋转器和超声探头的组装示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.步进器                           11.支座

111.导向杆固定孔                   112.丝杠固定孔

113.电机固定孔                     114.支架固定筒

115.固定旋钮                       12.导向滑台

121.导向杆穿孔                     122.丝杠穿孔

123.限位滑槽                       124.电机固定孔

13.导向杆                          14.驱动丝杠

15.轴承                            16.丝杠驱动电机

2.加压器                           21.压迫促动导板

211.隔板                           212.电机固定孔

213.电机转轴穿孔                   214.弧形内壁

215.限位凸筋                       22.垫片

23.压迫促动电机                    3.旋转器

31.旋转内齿轮                      311.探头固定槽

312.探头锁扣                       313.插槽

32.驱动齿轮                        33.旋转驱动电机

4.控制面板                         5.超声探头

51.尾部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

本实施例的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置包括控制面板4、步进器1、加压器2和旋转器3，加压器2设置在步进器1上，旋转器3设置在加压器2上。

请参见图1和图2，图1所示为自动加压装置的爆炸图，图2是步进器1的结构示意图。步进器1设有导向滑台12和支座11，支座11的两个端部通过导向杆固定孔111固定有用于支撑导向滑台12的两根导向杆13，通过丝杠固定孔112固定有用于带动导向滑台12水平移动的一根驱动丝杠14。两根导向杆13分别位于驱动丝杠14两侧。驱动丝杠14的两端与支座11的连接处均设有轴承15，驱动丝杠14的外表面设有螺纹。支座11端部的外侧壁上通过电机固定孔113固定有丝杠驱动电机16。所述丝杠驱动电机16的转轴连接驱动丝杠14，可带动驱动丝杠14转动。步进器1的支座11底部固设有支架固定筒114，通过支架固定筒114可将步进器1固定在支架上，支架固定筒114上设有螺栓式固定旋钮115。

导向滑台12的底部设有导向杆穿孔121和丝杠穿孔122，丝杆穿孔122的内壁设有与驱动丝杠14外表面螺纹匹配的内螺纹，驱动丝杠14将回转运动转换为导向滑台12的直线运动。导向滑台12的内侧壁上设有竖直方向的两条限位滑槽123，限位滑槽123的横截面形状为三角形。在导向滑台12的外侧壁上开有用于固定压迫促动电机23的电机固定孔124。

请参见图3，图3是加压器2与导向滑台12的组装示意图，并结合图1。加压器2设有压迫促动导板21和压迫促动电机23，压迫促动导板21放置在导向滑台12上。压迫促动导板21的一外侧壁上设有竖直方向的两根限位凸筋215（见图5），该限位凸筋215的横截面形状也为三角形，限位凸筋215与导向滑台12的限位滑槽123匹配促使压迫促动导板21沿导向滑台12内侧壁只能做垂直运动。

压迫促动导板21底部连接有能使其垂直运动的压迫促动电机23，压迫促动电机23通过电机固定孔124固定在导向滑台12上。在压迫促动导板21和压迫促动电机23之间设有垫片22，垫片22固定在压迫促动导板21的底部。压迫促动导板21设有弧形内壁214和位于弧形内壁214一侧的竖直隔板211，隔板211上开有用于固定旋转驱动电机33的电机固定孔212和电机转轴穿孔213，弧形内壁214用于放置旋转内齿轮31。

请参照图4和图5，两个图是旋转器3、超声探头5和压迫促动导板21的组装示意图，并结合图1。旋转器3包括半圆形的旋转内齿轮31和驱动齿轮32，驱动齿轮32位于旋转内齿轮31内部，旋转内齿轮31放置于压迫促动导板21的弧形内壁214上。驱动齿轮32通过电机转轴穿孔213连接旋转驱动电机33，旋转驱动电机33固定在压迫促动导板21的隔板211上。旋转驱动电机33带动驱动齿轮32转动，驱动齿轮32再带动内齿轮31转动，弧形内壁214与旋转内齿轮31的接触面足够润滑，齿轮的啮合保证旋转运动的自锁。半圆形的旋转内齿轮31的顶部设有能放置经直肠超声探头5尾部51的探头固定槽311和探头锁扣312。探头固定槽311的一侧设有插槽313，探头锁扣312的一端插在插槽313内，另一端通过螺丝固定在探头固定槽311的另一侧，能牢牢固定超声探头5。旋转内齿轮31的转动带动超声探头5转动。

请参见图6，图6是步进器1、加压器2、旋转器3和超声探头5的组装示意图，步进器1导向滑台12的水平移动会带动加压器2、旋转器3和超声探头5的共同移动，加压器2压迫促动导板21的垂直移动会带动旋转器3和超声探头5的共同移动，旋转器3旋转内齿轮31的转动会带动超声探头5一起转动。所述的控制面板4接线至丝杠驱动电机16、压迫促动电机23和旋转驱动电机33，控制面板4上设有显示屏、加压幅度控制旋钮、加压频率控制旋钮、探头步进距离控制旋钮、探头旋转角度控制旋钮。

经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置的使用方法：患者取截石位，将经直肠超声探头5置入患者直肠腔内，经直肠超声探头尾部51固定在本实施例所述的装置上；通过控制面板4上的探头步进距离控制旋钮启动步进器1以获得前列腺组织基底部的前列腺横断面图像；通过启动超声诊断仪的压迫式弹性成像模式，并通过控制面板4上的加压幅度控制旋钮和加压频率控制旋钮控制加压器2的加压频率和幅度以获得最佳的弹性声像图；通过控制面板4上的探头旋转角度控制旋钮启动旋转器3至合适角度以获得前列腺两侧声像图；以相同的方法获得前列腺其余各个切面的弹性声像图，从而实现经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图的图像自动化采集工作。

一种经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置，包括经直肠超声探头和支架，还包括本实施例所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，经直肠超声探头的尾部固定在自动加压装置上，支架用于支撑所述自动加压装置。具体地说，超声探头尾部固定在半圆形旋转内齿轮31顶部的探头固定槽311内，支架固定在支座11底部的支架固定筒114内。支架的顶部设有能穿过支架固定筒114内腔的横杆，横杆的横截面与内腔的横截面一致，优选为正多边形，防止横杆与支架固定筒114相对转动。

使用本发明装置进行经直肠前列腺压迫式弹性成像，能提高弹性声像图的图像质量，更好地发挥经直肠前列腺压迫式弹性成像的优势，同时能克服现有经直肠前列腺压迫式弹性成像手动加压操作中压力及幅度难以控制、图像采集无法标准化等缺点，可提高前列腺癌检出率，进而减轻患者的经济负担并节约医疗资源。

随着前列腺癌发病率的逐年增高和大众健康保健意识的提高，经直肠超声检查广泛开展，目前经直肠前列腺压迫式弹性成像是前列腺疾病诊断的一项新技术。通过本发明装置可克服这项新技术在应用与推广中的技术瓶颈，将本发明装置应用于临床，可节省广大患者个人经济负担和国家医疗保险开支，具有可观的经济效益和社会效益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，包括控制面板、步进器、加压器和旋转器；

所述的步进器设有导向滑台和支座，支座上固定有用于支撑导向滑台的导向杆和用于带动导向滑台水平移动的驱动丝杠，所述驱动丝杠连接丝杠驱动电机，所述导向滑台的内侧壁上设有竖直方向的限位滑槽，所述步进器的支座底部固设有支架固定筒，通过支架固定筒将步进器固定在支架上；

所述的加压器设有压迫促动导板，压迫促动导板底部的一端连接有能使其垂直运动的压迫促动电机，压迫促动电机固定在导向滑台上，压迫促动导板的一外侧壁上设有竖直方向的限位凸筋，所述的限位凸筋与导向滑台的限位滑槽匹配促使压迫促动导板沿导向滑台内侧壁做垂直运动，压迫促动导板设有弧形内壁和位于弧形内壁一侧的竖直隔板；

所述的旋转器包括半圆形的旋转内齿轮和驱动齿轮，驱动齿轮位于旋转内齿轮内部，驱动齿轮连接旋转驱动电机，由旋转驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮再带动内齿轮转动，半圆形的旋转内齿轮放置于压迫促动导板的弧形内壁上，弧形内壁与旋转内齿轮的接触面足够润滑，旋转驱动电机固定在压迫促动导板的竖直隔板上；所述半圆形的旋转内齿轮的顶部设有能放置经直肠超声探头的固定槽和牢牢固定探头的锁扣；

所述的控制面板接线至丝杠驱动电机、压迫促动电机和旋转驱动电机，控制面板上设有显示屏、加压幅度控制旋钮、加压频率控制旋钮、探头步进距离控制旋钮、探头旋转角度控制旋钮。

2.根据权利要求1所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，所述步进器的导向杆设有两根，分别位于驱动丝杠的两侧，导向杆和驱动丝杠穿过导向滑台的底部。

3.根据权利要求1所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，所述的丝杠驱动电机固定在所述支座的外侧壁上。

4.根据权利要求1所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，所述驱动丝杠的两端与支座的连接处均设有轴承。

5.根据权利要求1所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，所述导向滑台的限位滑槽设有两条，所述压迫促动导板的限位凸筋设有两根。

6.根据权利要求1所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，所述导向滑台的限位滑槽的横截面形状与压迫促动导板的限位凸筋的横截面形状相同，它们同时为三角形、半圆形或方形。

7.根据权利要求1所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，其特征在于，所述半圆形的旋转内齿轮顶部探头固定槽的一侧设有探头锁扣插槽，探头锁扣的一端插在插槽内，探头锁扣的另一端通过螺丝固定在探头固定槽的另一侧。

8.一种经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置，包括经直肠超声探头，其特征在于，还包括权利要求1-7中任一项所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像自动加压装置，所述的经直肠超声探头的尾部固定在自动加压装置上。

9.根据权利要求8所述的经直肠前列腺压迫式弹性成像弹性声像图采集装置，其特征在于，还包括用于支撑所述自动加压装置的支架。