CN104367340A - 一种超声探头组件 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种超声探头组件，包括支撑架、声窗、超声换能器组件、和超声换能器驱动组件，超声换能器组件连接到超声换能器驱动组件上，其换能器阵列伸入声窗的收容槽中，并且能够在收容槽中相对声窗运动。本发明实施例提供的超声探头组件工作时，声窗的下表面与扫描目标之间没有沿着下表面的切向方向的相对运动，而且扫描时不需要使用额外的一次性耗材固定扫描目标，降低了医疗成本。

Description

一种超声探头组件

技术领域

本发明涉及医用超声成像技术领域，尤其涉及一种用于医用超声成像的超声探头组件。

背景技术

乳腺癌是女性排名第一的常见恶性肿瘤。尽管乳腺癌的发病率居高不下，死亡率却在不断下降，原因之一是女性乳腺癌筛查和早诊制度的建立。

X-线钼靶检查可以用于乳腺癌的筛查，通常X-线钼靶对乳腺癌的早期诊断意义很大。但是该方法但存在Ｘ射线损伤，不适于40岁以下女性的普查。同时Ｘ-线钼靶对年轻，腺体致密的乳腺有效性低，而且钼靶的夹板式扫查方法不能扫查乳腺外周区域，也会使病人感到不舒服。

超声在乳腺筛查中是最重要的影像学工具，超声检查没有辐射顾虑、使用方便、费用低，对腺体多，腺体质密和年轻女性，特别是腺体深面，靠近胸肌的部位效果良好且无损伤。

现有的乳腺扫描方法通常是使用多孔布或者张紧膜覆盖固定乳房，超声探头在布背面进行扫查。但是，这种方法中，多孔布或者张紧膜是一次性使用的，而且价值昂贵，因此会产生额外医疗费用；另外多孔布或者张紧膜柔软质地，使用过程中，若探头压力过小，则多孔布不能固定乳房，乳房异常运动导致采集图像变形；而若探头压力过大，则多孔布易损坏。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种超声探头组件。

本发明的实施例中提供了一种超声探头组件，其特征在于，包括：支撑架；超声换能器组件，所述超声换能器组件可运动地支撑在所述支撑架上；声窗，所述声窗连接到所述支撑架上，并且包括上表面和下表面，所述上表面上形成收容槽，所述收容槽中填充有耦合剂，所述下表面用于与扫描目标贴合；超声换能器驱动组件，所述超声换能器驱动组件连接到所述超声换能器组件上；所述超声换能器组件的换能器阵列收容在所述收容槽中；其中，所述超声换能器驱动组件驱动所述超声换能器组件相对于所述声窗平移运动。

本发明一个实施例中，所述超声换能器驱动组件包括：丝杠滑块组件，所述丝杠滑块组件包括丝杠和滑块，所述丝杠两端可转动地连接到所述支撑架上，所述滑块套设在所述丝杠上并与所述丝杠螺纹配合；电机，所述电机的输出轴通过第一传动机构连接到所述丝杠的一端并能够驱动所述丝杠旋转；所述超声换能器组件连接到所述所述滑块。

本发明一个实施例中，所述超声换能器组件上设有滑块安装孔，所述丝杠滑块组件的所述滑块至少部分地收容在所述滑块安装孔中并且与所述换能器连接部固接。

本发明一个实施例中，所述丝杠滑块组件还包括第一滑轨和第一滑套，所述第一滑轨两端连接到所述支撑架上；所述第一滑套套设于所述第一滑轨上并且能够在所述第一滑轨上滑动；所述超声换能器组件上还设有第一滑套安装孔，所述第一滑套至少部分地收容于所述第一滑套安装孔中并且与超声换能器组件固接；所述第一滑轨与所述丝杠平行。

本发明一个实施例中，所述丝杠滑块组件还包括第二滑轨和第二滑套，所述第二滑轨两端连接到所述支撑架上；所述第二滑套套设于所述第二滑轨上并且能够在所述第二滑轨上滑动；所述超声换能器组件上还设有第二滑套安装孔，所述第二滑套至少部分地收容于所述第二滑套安装孔中并且与所述超声换能器组件固接；所述第二滑轨与所述丝杠平行。

本发明一个实施例中，所述声窗的所述下表面为平面或者凹的曲面。

本发明一个实施例中，所述声窗的所述下表面为具有与扫描目标的形状对应的形状的凹的曲面。

本发明实施例提供的超声探头组件在工作可以直接整体置于扫描目标（例如，病人的乳房）上，该超声探头组件本身直接固定扫描目标，这样，扫描时不需要使用额外的一次性耗材（例如多孔布或者张紧膜等等）固定扫描目标（例如，乳房），降低了医疗成本。并且声窗的下表面与扫描目标之间没有沿着下表面的切向方向的相对运动。此外，该超声探头组件不包含一次性零件，可反复使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的超声探头组件的立体图；

图2为本发明一个实施例的超声探头组件爆炸图；

图3为本发明另一个实施例的超声探头组件爆炸图；

图4为图3中的超声探头组件的俯视图，其中盖体已经被移除；

图5为沿图4中的线A-A的剖视图。

具体实施方式

图1-5图示了本发明一些实施例的超声探头组件的具体结构。

参考图1-2，本发明的一个实施例中，一种超声探头组件包括支撑架9、声窗2、超声换能器组件3和超声换能器驱动组件。

支撑架9包括第一侧壁92、第二侧壁93和第三侧壁94，第二侧壁93连接第一侧壁92和第三侧壁94。

本发明的另外的实施例中，支撑架9还包括第四侧壁95，第四侧壁95连接第一侧壁92和第三侧壁94，并且第一侧壁92、第二侧壁93、第三侧壁94和第四侧壁95整体形成闭合的框体，该闭合的框体围成一个收容空间，本发明实施例的超声探头组件的其它元件收容于该收容空间中。本发明其它的实施例中，该超声探头组件还可以包括盖体1，该盖体1覆盖该收容空间。

附图显示的实施例中，第一侧壁92、第二侧壁93、第三侧壁94和第四侧壁95整体形成的闭合的框体是矩形的（即，该闭合的框体的垂直于侧壁的横截面是矩形的）。但是，本发明不局限于此。在其它的实施例中，第一侧壁92、第二侧壁93、第三侧壁94和第四侧壁95整体形成的闭合的框体可以是任何适合的形状，例如圆形、椭圆形、多边形、不规则形状或者任何其它适合的形状等等，此时，前述的“第一侧壁”、“第二侧壁”、“第三侧壁”和/或“第四侧壁”可以是该闭合的框体的侧壁的一部分。因此，本文中，提到的“第一侧壁”、“第二侧壁”、“第三侧壁”和/或“第四侧壁”不局限于是平面的，而是可以是曲面的或者其它任何适合的形状的；提到的“第一侧壁”、“第二侧壁”、“第三侧壁”和/或“第四侧壁”也不局限于是只包括一个侧壁，而是可以由多个子侧壁构成。

本发明的实施例中，前述的“第一侧壁”、“第二侧壁”、“第三侧壁”和/或“第四侧壁”也可以不形成闭合的框体，而是形成开放的框体，只要本发明实施例的超声探头组件中的下文中详述的各个元件能够适当地安装即可。

本发明的实施例中，声窗2包括上表面21和下表面22，上表面21上形成收容槽210。声窗2连接到在支撑架9上。

本发明的实施例中，超声换能器驱动组件可以是任何能够驱动超声换能器组件3相对于声窗2（也即相对于支撑架9）平移运动的结构。例如，包括电机和丝杠滑块机构的结构、包括电机和齿轮齿条机构的结构、包括电机和驱动链（或者驱动带）机构的结构、包括电机和曲柄连杆机构的结构、或者其它任何适合的结构，等等，只要能够使驱动超声换能器组件3在特定方向上运动（例如，平动或者其它形式的运动）即可。

这里，所说的“平移运动”是指超声换能器组件3整体从一个位置运动到另一个位置，但是不排除在运动过程中超声换能器组件3本身绕某个轴转动。

例如，一个实施例中，超声换能器驱动组件包括电机和齿轮齿条机构（附图中未示出），其中齿条设置在支撑架9上，齿轮连接到超声换能器组件3上并且能够相对于超声换能器组件3转动，电机的输出轴通过传动机构连接到齿轮上并且驱动齿轮旋转，该齿轮与齿条啮合。这样，当电机驱动齿轮旋转时，即可使超声换能器组件3与该齿轮一起相对于齿条（也即相对于声窗2或者支撑架9）运动（例如，平动或者其它形式的运动）。

例如，另一个实施例中，超声换能器驱动组件包括电机和驱动链或者驱动带，支撑架9上设有滑轨，超声换能器组件3可滑动地支撑在滑轨上。超声换能器组件3连接在驱动链或者驱动带上。电机的输出轴通过传动机构驱动该驱动链或者驱动带运动。该驱动链或者驱动带可以以任何适合的方式支撑在支撑架9上。这样，当电机驱动该驱动链或者驱动带运动时，即可带动超声换能器组件3运动（例如，平动或者其它形式的运动）。

本实施例中，支撑架9上也可以不设置滑轨，超声换能器组件3直接由驱动链或者驱动带支撑。

或者，例如，另一个实施例中，超声换能器驱动组件包括电机、连杆和曲柄，并且支撑架9上设有滑轨，超声换能器组件3可滑动地支撑在该滑轨上。连杆一端可转动地连接到超声换能器组件3上，另一端可转动地连接到曲柄。曲柄可转动地支撑在支撑架9上，电机的输出轴通过传动装置连接到曲柄上，从而驱动曲柄旋转。这样，当电机驱动曲柄旋转时，通过该曲柄连杆机构，即可驱动超声换能器组件3在滑轨上运动（例如，平动或者其它形式的运动）。

虽然附图以及下文中的详细描述的实施例中，超声换能器驱动组件参考丝杠滑块机构进行描述，但是本发明不限制在丝杠滑块机构，而是也可以是任何其它适合的结构。

参考图2至5，本发明的一些实施例中，超声换能器驱动组件包括丝杠滑块组件4和电机5。丝杠滑块组件4包括丝杠41和滑块40，丝杠41一端可转动地连接到第一侧壁92，另一端可转动地连接到第三侧壁94，滑块40套设在丝杠41上并与丝杠41螺纹配合。

这里，当描述某个元件（例如丝杠41）“连接”到另一个元件（例如第一侧壁92），意思是既包括这个元件直接连接到另一个元件，也包括这个元件通过其它的中间元件间接地连接到另一个元件。

例如，图1所示的实施例中，还包括第一连接元件46和第二连接元件47。第一连接元件46通过焊接、螺钉连接、螺栓连接、铆接等等方式固接在支撑架9的第一侧壁92上，第二连接元件47通过焊接、螺钉连接、螺栓连接、铆接等等方式固接在支撑架9的第二侧壁94上（例如，参考图4）。

第一连接元件46上设有第一丝杠安装孔461，丝杠41的一端可转动地安装在该第一丝杠安装孔461中。类似地，第二连接元件47上设有第二丝杠安装孔471，丝杠41的另一端可转动地安装在该第二丝杠安装孔471中。这里，“可转动地安装”例如可以通过轴承实现。

这样，丝杠41分别通过第一连接元件46和第二连接元件47间接地连接到第一侧壁92和第三侧壁94上。

本发明另外的实施例中，可以直接在第一侧壁92和第三侧壁94上设置丝杠安装孔，丝杠41的两端分别直接可转动地安装到第一侧壁92和第二侧壁94上。

本发明的实施例中，电机5的输出轴通过第一传动机构64连接到丝杠41的一端并能够驱动丝杠41旋转。电机5可以固定在支撑架9上。

这里，第一传动机构64可以是任何类型的传动机构，只要能够将电机5的输出轴的运动传递到丝杠41即可。例如，图1所示的实施例中，该第一传动机构64是带传动机构，其包括第一带轮640和第二带轮641，第一带轮640连接到电机5的输出轴上，第二带轮641连接到丝杠的一端，第一带轮640和第二带轮641之间通过传动带643传动，从而使得电机5带动丝杠41旋转。

本发明其它的实施例中，这里的第一传动机构64也可以是齿轮传动机构。例如，第一带轮640可以是第一齿轮640，第二带轮641可以是第二齿轮641，第一齿轮640和第二齿轮641可以直接相互啮合，或者通过其它的齿轮相互啮合而组成齿轮系，从而将电机5的输出轴的旋转传动到丝杠41的一端。

本发明的实施例中，第一传动机构64还可以是任何其它的传动机构或者多种传动机构的组合。

本发明的实施例中，第一传动机构64的传动轮（例如，带轮、齿轮，等等）可以通过键连接、花键连接或者其它任何适合的连接方式与电机5的输出轴或者丝杆41的一端连接。传动轮与丝杠41的连接位置和丝杆41与第一连接元件46或者第二连接元件47的连接位置之间的位置关系没有限制，只要二者之间不相互干涉即可。类似地，当丝杠41直接连接到第一侧壁92和第三侧壁94时，传动轮与丝杠41的连接位置和丝杆41与第一侧壁92或者第三侧壁94的连接位置之间的位置关系也没有限制，只要二者之间不相互干涉即可。

通过上述结构，当电机5工作时，其输出轴的旋转可以通过第一传动机构64带动丝杠41旋转。

本发明的实施例中，超声换能器组件3包括换能器阵列30和换能器连接部31，换能器阵列30连接到换能器连接部31上，换能器阵列30伸入前述的声窗2的收容槽210中，并且能够在收容槽210中相对声窗2运动（例如，平动或者其它形式的运动），换能器连接部31与丝杠滑块组件4的滑块40连接。

本发明的实施例中，这里的超声换能器组件3也可以本身是一个常用的完整的超声探头（图中未示出）。本领域技术人员熟知，常用的完整的超声探头也包括换能器阵列，该超声探头的其它部分（例如，手柄，等等）可以作为这里所说的换能器连接部。因此，本发明的实施例中，不限制超声换能器组件3的形式，可以是包括如附图所示的换能器阵列30和换能器连接部31，也可以是整体为常规的探头，或者也可以是其它适合的形式。所有这些情况本文中统一称之为“超声换能器组件”。

例如，如图2至5所示，本发明的一个实施例中，换能器连接部31上设有滑块安装孔310，丝杠滑块组件4的滑块40至少部分地收容在滑块安装孔310中并且与换能器连接部31固接。这里，滑块40与滑块安装孔310（或者换能器连接部31）之间的固接可以通过销、键、螺钉、过盈配合等等方式实现。

这样，当丝杠41如前文所述的一样由电机5带动旋转时，通过丝杠41与滑块40之间的螺纹配合，丝杠41的旋转运动被转换成滑块40的沿丝杠41的长度方向（即轴向方向）的平移运动。由于超声换能器组件3固接在滑块40上，因此超声换能器组件3也被滑块40带动沿着丝杠41的轴向方向平移运动。

本发明的实施例中，超声换能器组件3的换能器阵列30伸入声窗2的上表面21上的收容槽210中，该收容槽210中填充耦合剂，使得换能器阵列30的至少一部分浸入在耦合剂中。当超声换能器组件3被丝杠41驱动运动时，换能器阵列30在声窗2的收容槽210内相对于收容槽210（以及声窗2）运动（例如，平动或者其它形式的运动）。

本发明的实施例中，丝杠滑块组件4还可以包括第一滑轨42和第一滑套43，第一滑轨42一端连接到第一侧壁92，另一端连接到第三侧壁94；第一滑套43套设于第一滑轨42上并且能够在第一滑轨42上滑动。

超声换能器组件3的换能器连接部31上还可以设有第一滑套安装孔311，第一滑套43至少部分地收容于第一滑套安装孔311中并且与换能器连接部31固接。这里，第一滑套43与第一滑套安装孔311（或者换能器连接部31）的固接固接可以通过销、键、螺钉、过盈配合等等方式实现。

本发明的实施例中，第一滑轨42可以与丝杠41平行。

本发明的实施例中，与前述的丝杠41类似，第一滑轨42的两端可以分别直接连接到第一侧壁92和第三侧壁94上或者通过其它中间元件（例如，第一连接元件46和第二连接元件47）间接地连接到第一侧壁92和第三侧壁94上。

前述的实施例中，第一滑轨42能够对超声换能器组件3的运动做进一步的导引，并且防止超声换能器组件3在运动过程中的晃动，使得超声换能器组件3的运动更加平稳。

本发明的实施例中，丝杠滑块组件4还可以包括第二滑轨44和第二滑套45，第二滑轨44一端连接到第一侧壁92，另一端连接到第三侧壁94；第二滑套45套设于第二滑轨44上并且能够在第二滑轨44上滑动。

超声换能器组件3的换能器连接部31上还设有第二滑套安装孔312，第二滑套45至少部分地收容于第二滑套安装孔312中并且与换能器连接部31固接。这里，第二滑套45与第二滑套安装孔312（或者换能器连接部31）的固接可以通过销、键、螺钉、过盈配合等等方式实现。

第二滑轨44可以与丝杠41平行。

这里，与前述的丝杠41类似，第二滑轨44的两端也可以分别直接连接到第一侧壁92和第三侧壁94上或者通过其它中间元件（例如，第一连接元件46和第二连接元件47）间接地连接到第一侧壁92和第三侧壁94上。

本实施例中，第二滑轨44可以更进一步地导引超声换能器组件3的运动并防止其在运动过程中晃动，使其运动更加平稳。

图1-5所示的实施例中，丝杠41位于第一滑轨42和第二滑轨44之间。但是，在其它的实施例中，丝杠41也可以其它适合的位置而不在第一滑轨42和第二滑轨44之间。并且丝杠40、第一滑轨42和第二滑轨44也可以不是位于同一个平面内（即，丝杠40、第一滑轨42和第二滑轨44的轴线不在同一个平面内）。

图1-5所示的实施例中，声窗2的下表面22为平面。但是，本发明的其它的实施例中，声窗2的下表面22也可以是凹的曲面，以便于与扫描目标的贴合。

或者，本发明的实施例中，声窗2的下表面22可以是具有与扫描目标（例如，乳房）的形状对应的形状的凹的曲面，以更利于声窗2的下表面22与扫描目标的贴合。这里，与扫描目标的形状“对应”的形状是指与扫描目标的形状基本上互补的形状，但是不限制为与扫描目标的形状精确地互补。

本发明的实施例中，第二侧壁93（参考图1）或者第四侧壁95（参考图15、图17）上还设有突出部96，该突出部96围成一个收容空间，当超声换能器组件3运动时，连接超声换能器组件3与超声成像系统主机的电缆32可以在这个突出部96中运动。

本发明的其它的实施例中，这里也可以不设置突出部96，而是直接设置在超声换能器组件3的运动方向上延伸的开口（图中未示出），电缆32从这个开口引出。

本发明的实施例中，支撑架9的至少一个侧壁上还可以设有手柄91，以方便该超声探头组件的安放、搬运等等。

本发明的实施例中，丝杠滑块组件4与超声换能器组件3之间的位置关系没有限制。例如，图2的实施例中，丝杠滑块组件4设置在超声换能器组件3的上部。而图3-5的实施例中，丝杠滑块组件4设置在超声换能器组件3的侧部。

本发明的实施例中，使用时超声探头组件整体至于扫描对象（例如，乳房）上，声窗2与扫描对象贴合，超声换能器组件3在声窗2的收容槽210内沿着丝杠41的方向移动进行扫描，这样声窗2的下表面22与扫描对象之间没有相对运动，而且本发明实施例的超声探头组件工作时不需要昂贵的一次性耗材（例如多孔布或者张紧膜等等），降低了医疗成本。此外，该超声探头组件不包含一次性零件，可反复使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声探头组件，其特征在于，包括：

支撑架（9）；

超声换能器组件（3），所述超声换能器组件（3）可运动地支撑在所述支撑架（9）上；

声窗（2），所述声窗（2）连接到所述支撑架（9）上，并且包括上表面（21）和下表面（22），所述上表面（21）上形成收容槽（210），所述收容槽（210）中填充有耦合剂，所述下表面（22）用于与扫描目标贴合；

超声换能器驱动组件，所述超声换能器驱动组件连接到所述超声换能器组件（3）上；

所述超声换能器组件（3）的换能器阵列（30）收容在所述收容槽（210）中；

其中，所述超声换能器驱动组件驱动所述超声换能器组件（3）相对于所述声窗（2）平移运动。

2.如权利要求1所述的超声探头组件，其特征在于，所述超声换能器驱动组件包括：

齿条，所述齿条设置在所述支撑架（9）上；

齿轮，所述齿轮连接到所述超声换能器组件（3）上并且能够相对于所述超声换能器组件（3）转动，所述齿轮与所述齿条啮合；

电机，所述电机的输出轴通过传动机构连接到所述齿轮上并且能够驱动所述齿轮旋转。

3.如权利要求1所述的超声探头组件，其特征在于：所述超声换能器驱动组件包括：

驱动链或者驱动带，所述驱动链或者驱动带支撑在所述支撑架（9）上，并且能够相对于所述支撑架（9）运动，所述超声换能器组件（3）连接到所述驱动链或者驱动带上；

电机，所述电机的输出轴通过传动机构连接到所述驱动链或者驱动带上，并且能够驱动所述驱动链或者驱动带运动。

4.如权利要求1所述的超声探头组件，其特征在于：

所述支撑架（9）上设置有滑轨，所述超声换能器组件（3）可滑动地支撑在所述滑轨上；

所述超声换能器驱动组件包括曲柄、连杆和电机，其中：

所述曲柄可转动地支撑在所述支撑架（9）上；

所述连杆一端可转动地连接到所述超声换能器组件（3），另一端可转动地连接到所述曲柄；

所述电机的输出轴通过传动装置连接到所述曲柄，并且能够驱动所述曲柄旋转。

5.如权利要求1所述的超声探头组件，其特征在于，所述超声换能器驱动组件包括：

丝杠滑块组件（4），所述丝杠滑块组件（4）包括丝杠（41）和滑块（40），所述丝杠（41）两端可转动地连接到所述支撑架（9）上，所述滑块（40）套设在所述丝杠（41）上并与所述丝杠（41）螺纹配合；

电机（5），所述电机（5）的输出轴通过第一传动机构（64）连接到所述丝杠（41）的一端并能够驱动所述丝杠（41）旋转；

所述超声换能器组件（3）连接到所述所述滑块（40）。

6.如权利要求5所述的超声探头组件，其特征在于：

所述超声换能器组件（3）上设有滑块安装孔（310），所述丝杠滑块组件（4）的所述滑块（40）至少部分地收容在所述滑块安装孔（310）中并且与所述换能器连接部（31）固接。

7.如权利要求5所述的超声探头组件，其特征在于：

所述丝杠滑块组件（4）还包括第一滑轨（42）和第一滑套（43），所述第一滑轨（42）两端连接到所述支撑架（9）上；所述第一滑套（43）套设于所述第一滑轨（42）上并且能够在所述第一滑轨（42）上滑动；

所述超声换能器组件（3）上还设有第一滑套安装孔（311），所述第一滑套（43）至少部分地收容于所述第一滑套安装孔（311）中并且与超声换能器组件（3）固接；

所述第一滑轨（42）与所述丝杠（41）平行。

8.如权利要求7所述的超声探头组件，其特征在于：

所述丝杠滑块组件（4）还包括第二滑轨（44）和第二滑套（45），所述第二滑轨（44）两端连接到所述支撑架（9）上；所述第二滑套（45）套设于所述第二滑轨（44）上并且能够在所述第二滑轨（44）上滑动；

所述超声换能器组件（3）上还设有第二滑套安装孔（312），所述第二滑套（45）至少部分地收容于所述第二滑套安装孔（312）中并且与所述超声换能器组件（3）固接；

所述第二滑轨（44）与所述丝杠（41）平行。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的超声探头组件，其特征在于：

所述声窗（2）的所述下表面（22）为平面或者凹的曲面。

10.如权利要求1至8中任意一项所述的超声探头组件，其特征在于：

所述声窗（2）的所述下表面（22）为具有与扫描目标的形状对应的形状的凹的曲面。