CN104665931A - B超探头匀速恒压平扫导轨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实现B超探头匀速恒压无遗漏平扫的机械装置，及其方法，该装置由导轨总成和导轨总成支架构成。导轨总成由X轴向导轨、Y轴向导轨、Z轴向导轨和安装在Z轴向导轨底端的可旋B超探头夹具构成，Z轴向导轨下支架上设置有压力传感器和角度测量传感器。导轨总成通过转轴与导轨支架连接，导轨总成可以绕转轴旋转，导轨总成转动驱动电机和转速减速装置，导轨的传动方式为精密丝杠传动或齿带传动。B超探头在驱动机构的驱动下，沿X、Y、Z三个轴向匀速运动，同时探头在探头夹具转动机构的作用下摆动，轨道总成其转动机构的驱动下旋转，以调整声波方向与检测面的垂直关系，从而实现B超探头恒压匀速无遗漏无重叠扫描。
Description
技术领域
本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种实现B超探头匀速恒压无遗漏平扫的机械装置，及其方法。该装置的具体应用之一是胎儿产前筛查，用于胎儿产前超声正常检查，胎儿遗传及畸形疾病的超声诊断。
背景技术
为实现B超探头匀速恒压平扫，西门子公司的乳腺全容积自动扫查系统(automatic breast volume scanner，ABVS)，设计了平扫装置，要求检测部位平整，也就是将检测部位压平，仅适用于较平整的表浅器官。此装置不能检查深部的脏器和不平整的人体部位，更不能进行孕妇的产前检查。因为孕妇的腹部凸起状况因人而异，探头在扫描过程中对腹部的压力要一致，且声波方向始终垂直于腹部的曲面，这就要求探头能实时调整角度及压力。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术缺陷提出一种能匀速扫描，同时根据腹部曲面的变化自动调整探头角度、对腹部的压力的B超探头平扫导轨结构和方法。
本发明提供一种B超探头匀速恒压平扫导轨，所述导轨包括：
——导轨总成，导轨总成包括X轴向导轨、Y轴向导轨、Z轴向导轨和安装在Z轴向导轨底端的可旋B超探头夹具，Z轴向导轨下支架上设置有压力传感器和角度测量传感器；
——导轨总成通过转轴与导轨支架连接，导轨总成能绕转轴旋转；
——导轨总成转动驱动电机和转速减速装置；
——导轨的传动方式为精密丝杠传动或齿带传动。
本发明还提供一种B超探头匀速恒压平扫方法，所述方法是腹部不规则曲面的匀速恒压平扫，所述方法包含如下步骤：
探头被探头夹具固定，同过压力传感器测量探头对扫描部位的压力，通过Z轴向导轨调整Z轴向的上下运动从而改变对扫描部位的压力；
根据角度传感器测量探头振子与扫描部位的纵向角度，探头夹具转动机构驱动探头转动，使得探头振子始终与扫描部位垂直；
Y轴向导轨带动Z轴向导轨整体沿Y轴向匀速运动，实现横扫；
在探头沿Y轴横扫的同时，导轨总成根据压力和横向角度的变化，通过导轨总成转动驱动机构驱动其转动，从而使探头在横扫过程中始终与被扫描部位垂直并保持恒压力；
当探头横向扫描一个行程后，探头沿X轴向导轨移动一个探头宽度的距离，然后沿Y轴向逆向扫描；
当扫描区域全部完成后，B超探头匀速恒压平扫导轨在自由臂的带动下自动移开扫描区。
本发明的有益效果是：解决了任意曲面情况下，现有医务人员操作过程中无法实现B超探头无遗漏匀速平扫的技术缺陷，解决了探头振子声波发射方向始终与检测部位垂直，探头与检测部位的接触压力恒定，探头匀速扫描等技术难题，实现了探头匀速、恒压、无遗漏、无重叠和高效扫描的目的，实现了标准化操作，解决了超声医生检查的个体化差异。真正实现了图像标准化，超声医生在图像工作站进行诊断的工作模式。
其技术创新在于通过X、Y、Z三轴向运动控制和两个旋转运动控制实现：
1、B超探头匀速扫描；
2、B超探头振子声波发射方向始终与检测部位垂直；
3、B超探头与检测部位的接触压力恒定；
4、B超探头无遗漏无重叠扫描。
附图说明
图1是B超探头匀速恒压平扫轨道的轴侧图。
具体实施方式
在所附的图中，以非限制性的举例形式，说明本发明的一个实施实例，随后，在详细的描述中，较清楚地显示本发明的另外一些特性和优点。
参阅附图，导轨总成由X轴向导轨、Y轴向导轨、Z轴向导轨和安装在Z轴向导轨底端的可旋B超探头夹具构成，Z轴向导轨下支架上设置有压力传感器和角度测量传感器。
导轨总成通过转轴与导轨支架连接，导轨总成可以绕转轴旋转，导轨总成转动驱动电机和转速减速装置，导轨的传动方式为精密丝杠传动或齿带传动。
X轴向导轨由X轴向光轴2、X轴向导轨导筒4、X轴向精密丝杠(或光轴齿带组合)16、X轴向螺母(或齿带固定机构)17和X轴向导轨驱动机构(电机和减速机构)15构成，X轴向导轨导筒4套在X轴向光轴2上，X轴向光轴2固定连接在导轨总成左支架1和右支架10上，X轴向螺母套在X轴向精密丝杠16上，X轴向精密丝杠16通过轴承连接在导轨总成左支架1和右支架10上，X轴向导轨驱动机构(电机和减速机构)15固定连接在导轨总成支架1或2上，电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
Y轴向导轨由Y轴向光轴20、Y轴向精密丝杠(或光轴齿带组合)21、YZ轴向螺母集成(或YZ齿带固定机构)24和Y轴向导轨驱动机构(电机和减速机构)3构成，YZ轴向螺母集成24集成了Y轴向光轴套筒Y轴向螺母和Z轴向光轴套筒Z轴向螺母，两者正交；
Y轴向导轨左支架19固定连接在X轴向螺母17上，Y轴向导轨右支架25固定连接在X轴向导轨导筒4上，Y轴向光轴20穿过YZ轴向螺母集成24的Y轴向光轴套筒固定连接在Y轴向导轨左支架19和右支架25上，Y轴向精密丝杠21穿过YZ轴向螺母集成24通过轴承连接在Y轴向导轨左支架19和右支架25上；
Y轴向导轨驱动机构(电机和减速机构)3固定连接在Y轴向导轨支架25上，电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
Z轴向导轨驱动机构(电机和减速机构)22固定连接在Z轴向导轨上支架23上，电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速；
Z轴向导轨下支架7设置有压力传感器和角度传感器；
Z轴向导轨光轴9穿过YZ轴向螺母集成24的Z轴向光轴套筒固定连接在Z轴向导轨上支架23和下支架7上，Z轴向精密丝杠8穿过YZ轴向螺母集成24通过轴承连接在Z轴向导轨上支架23和下支架7上。
B超探头夹具法兰51固定连接在Z轴向导轨的下支架7上，B超探头夹具5的转轴通过轴承固定连接在B超探头夹具法兰51上；
B超探头夹具5由探头夹具转动驱动机构6驱动起转动，探头夹具转动驱动机构6固定连接在B超探头夹具法兰51上；
探头夹具转动驱动机构6的电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
导轨总成转动驱动电机14固定连接在导轨支架12上；
导轨总成转动驱动电机14通过固定连接在导轨支架12上的减速机构13驱动导轨总成转轴11转动，转轴11固定连接在导轨总成支架10上，转轴11通过轴承与导轨总成支架12连接。
X轴向、Y轴向和Z轴向的传动方式还可以是齿带传动，其方法是将精密丝杠改为光轴，螺母改为导轨导筒，增加相应的齿带和张力齿轮，齿带的某一点固定在相应的导轨导筒上；
图示X、Y、Z三轴在实际应用中可以互换。
B超探头匀速恒压平扫方法，特别是腹部不规则曲面的匀速恒压平扫，它包含：
探头被探头夹具固定，同过压力传感器测量探头对扫描部位的压力，通过Z轴向导轨调整Z轴向的上下运动从而改变对扫描部位的压力；
根据角度传感器测量探头振子与扫描部位的纵向角度，探头夹具转动机构驱动探头转动，使得探头振子始终与扫描部位垂直；
Y轴向导轨带动Z轴向导轨整体沿Y轴向匀速运动，实现横扫；
在探头沿Y轴横扫的同时，导轨总成根据压力和横向角度的变化，通过导轨总成转动驱动机构驱动其转动，从而使探头在横扫过程中始终与被扫描部位垂直并保持恒压力；
当探头横向扫描一个行程后，探头沿X轴向导轨移动一个探头宽度的距离，然后沿Y轴向逆向扫描；
当扫描区域全部完成后，B超探头匀速恒压平扫导轨在自由臂的带动下自动移开扫描区。
参阅附图，B超探头夹具5固定好B超探头，将B超探头匀速恒压平扫轨道移至检测部位，设定压力、扫面速度，启动扫描，就可对检测部位进行扫描。
Claims (11)
1.B超探头匀速恒压平扫导轨，所述导轨包括：
——导轨总成，导轨总成包括X轴向导轨、Y轴向导轨、Z轴向导轨和安装在Z轴向导轨底端的可旋B超探头夹具，Z轴向导轨下支架上设置有压力传感器和角度测量传感器；
——导轨总成通过转轴与导轨支架连接，导轨总成能绕转轴旋转；
——导轨总成转动驱动电机和转速减速装置；
——导轨的传动方式为精密丝杠传动或齿带传动。
2.根据权利要求1所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，X轴向导轨由X轴向光轴(2)、X轴向导轨导筒(4)、X轴向精密丝杠或光轴齿带组合(16)、X轴向螺母或齿带固定机构(17)和X轴向导轨驱动机构(15)构成，X轴向导轨导筒(4)套在X轴向光轴(2)上，X轴向光轴(2)固定连接在导轨总成左支架(1)和右支架(10)上，X轴向螺母套在X轴向精密丝杠(16)上，X轴向精密丝杠(16)通过轴承连接在导轨总成左支架(1)和右支架(10)上，X轴向导轨驱动机构(15)固定连接在导轨总成支架上。
3.根据权利要求1所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，Y轴向导轨由Y轴向光轴(20)、Y轴向精密丝杠或光轴齿带组合(21)、YZ轴向螺母集成或YZ齿带固定机构(24)和Y轴向导轨驱动机构(3)构成，YZ轴向螺母集成(24)集成了Y轴向光轴套筒Y轴向螺母和Z轴向光轴套筒Z轴向螺母，两者正交；
Y轴向导轨左支架(19)固定连接在X轴向螺母(17)上，Y轴向导轨右支架(25)固定连接在X轴向导轨导筒(4)上，Y轴向光轴(20)穿过YZ轴向螺母集成(24)的Y轴向光轴套筒固定连接在Y轴向导轨左支架(19)和右支架(25)上，Y轴向精密丝杠(21)穿过YZ轴向螺母集成(24)通过轴承连接在Y轴向导轨左支架(19)和右支架(25)上；
Y轴向导轨驱动机构(3)固定连接在Y轴向导轨支架(25)上。
4.根据权利要求1所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，Z轴向导轨驱动机构(22)固定连接在Z轴向导轨上支架(23)上；
Z轴向导轨下支架(7)设置有压力传感器和角度传感器；
Z轴向导轨光轴(9)穿过YZ轴向螺母集成(24)的Z轴向光轴套筒固定连接在Z轴向导轨上支架(23)和下支架(7)上，Z轴向精密丝杠(8)穿过YZ轴向螺母集成(24)通过轴承连接在Z轴向导轨上支架(23)和下支架(7)上。
5.根据权利要求1所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，B超探头夹具法兰(51)固定连接在Z轴向导轨的下支架(7)上，B超探头夹具(5)的转轴通过轴承固定连接在B超探头夹具法兰(51)上；
B超探头夹具(5)由探头夹具转动驱动机构(6)驱动起转动，探头夹具转动驱动机构(6)固定连接在B超探头夹具法兰(51)上；
探头夹具转动驱动机构(6)的电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
6.根据权利要求1所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，导轨总成转动驱动电机(14)固定连接在导轨支架(12)上；
导轨总成转动驱动电机(14)通过固定连接在导轨支架(12)上的减速机构(13)驱动导轨总成转轴(11)转动，转轴(11)固定连接在导轨总成支架(10)上，转轴(11)通过轴承与导轨总成支架(12)连接。
7.根据权利要求1所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，X轴向、Y轴向和Z轴向的传动方式是齿带传动，其方法是将精密丝杠改为光轴，螺母改为导轨导筒，增加相应的齿带和张力齿轮，齿带的某一点固定在相应的导轨导筒上。
8.根据权利要求2所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，所述X轴向导轨驱动机构包括电机和减速机构，电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
9.根据权利要求3所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，所述Y轴向导轨驱动机构包括电机和减速机构，电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
10.根据权利要求4所述的B超探头匀速恒压平扫导轨，其特征在于，所述Z轴向导轨驱动机构包括电机和减速机构，电机为步进电机或直流电机，减速机构为齿轮减速。
11.B超探头匀速恒压平扫方法，所述方法是腹部不规则曲面的匀速恒压平扫，所述方法包含如下步骤：
探头被探头夹具固定，同过压力传感器测量探头对扫描部位的压力，通过Z轴向导轨调整Z轴向的上下运动从而改变对扫描部位的压力；
根据角度传感器测量探头振子与扫描部位的纵向角度，探头夹具转动机构驱动探头转动，使得探头振子始终与扫描部位垂直；
Y轴向导轨带动Z轴向导轨整体沿Y轴向匀速运动，实现横扫；
在探头沿Y轴横扫的同时，导轨总成根据压力和横向角度的变化，通过导轨总成转动驱动机构驱动其转动，从而使探头在横扫过程中始终与被扫描部位垂直并保持恒压力；
当探头横向扫描一个行程后，探头沿X轴向导轨移动一个探头宽度的距离，然后沿Y轴向逆向扫描；
当扫描区域全部完成后，B超探头匀速恒压平扫导轨在自由臂的带动下自动移开扫描区。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Beijing is coagulated and Yi Feng Science and Technology Ltd. Document name: the First Notification of an Office Action |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150603 |