CN112654300A - 用于医学成像元件的支撑单元 - Google Patents

Abstract

一种医学成像元件支撑单元(12)，用于将医学成像元件(26)可释放地固定在受试者的皮肤区域上。支撑单元包括支撑主体(14)，其具有用于在使用中与受试者的皮肤接合的基部，且具有用于在使用中将医学成像元件(26)可释放地联接至支撑主体的联接装置(22)。气动定位机构(30)促进医学成像元件相对于支撑主体的位置的调节，该气动定位机构由空气泵机构(40)流体地供应。通过在皮肤接合表面处产生可配置的抽吸力，同一空气泵机构有助于将支撑主体(14)可释放地固定至皮肤。

Description

用于医学成像元件的支撑单元

技术领域

本发明涉及一种用于医学成像元件的支撑单元，尤其是用于保持医学成像元件与身体表面接触的支撑单元。

背景技术

许多医学成像模态利用成像元件，例如成像探头，最显著的是超声成像。

尤其是在超声的情况下，该技术的应用数量迅速增长。例如，由于其无创性和实时图像获取能力，超声已成为在心脏管理期间协助临床医生的有用工具。可以以每秒数十次的速率获取心脏的完整体积图像，从中可以提取有关心脏性能的关键信息。

使用范围的扩大已经导致图像收集方式的转变。训练有素的用户通常在成像套件中使用的手持式探头仍然是捕获图像数据的标准模式。经验丰富的用户对患者进行检查，并按照定义的成像协议生成内部结构的图像。可以将图像发送给经验丰富的临床医生，例如放射科医生或心脏科医生，以进行解读。

然而，此外，在急诊室环境中，超声可以以即时护理的方式用于监测出血、诊断创伤或检查血流。在重症监护病房中，可以使用超声对心脏进行抽查，以确保正确地进行麻醉或验证对手术的响应。

除此之外，为了长期监视或成像，越来越需要使探头保持抵靠患者的身体并持续延长的时间段。

目前用于获得患者的长期或不定期的检查结果的选择非常有限。一种方法是委托受过训练的人员将探头保持在适当的位置并持续长时间，或者例如在需要抽查时。然而，这种方法是资源密集型的，消耗了宝贵的人员，并且增加了成本。

存在少量的固定装置，用于将探头固定到身体上并持续延长的时间段。这些现有方法中的每一种都是基于使用大条带，以便围绕身体的多个部分延伸，例如，围绕胸部、腿部或头部的外周。尽管这有助于将探头牢固地固定在身体的表面上，但它还需要在身体上的大表面积覆盖，这对于某些过程或操作而言可能是不方便或甚至是不可行的。例如，在紧急情况或资源匮乏的环境中，通常可能需要在血液动力学方面对患者进行管理，在这种情况下，靠近胸部区域的非紧凑型占用区域是不适于提供的。此外，在胸部处的条带布置结构所施加的压力或力可能会干扰心脏稳定的过程，从而带来额外的并发症。

基于条带的系统还极大地阻止了在成像过程期间对探头位置进行准确和精确的微调的可能性。一旦探头被铰接以找到最佳视野然后被锁定就位，就难以在不释放和重新固定条带布置结构的情况下立即调整探头的表面位置和角度。例如，在患者突然移动，导致心脏在胸部内轻微移动的情况下，这变得尤为相关。此时，必须对探头位置进行微调。

替代地，基于粘合剂的探头保持装置也是已知的。但是，这些也存在在固定后阻止位置微调的缺点。此外，将超声凝胶与粘合剂一起使用通常会阻止其牢固粘附于身体表面，尤其是在需要调整探头位置时。

旨在将探头固定到身体的基于粘合剂的方法的另一个局限性是在固定后探头滑动的问题。这可以简单地由于探头的重量而发生，探头向下压在顺应性的皮肤和皮下组织上，导致在激活粘附之后探头的平移和/或旋转。这在存在大脂肪量的情况下可能是一个显著的问题，因为在这里组织顺应性很大，因此这会导致探头的有害移动，从而使探头固定非常困难。

基于条带的保持装置和粘合剂方法两者的另一个限制是成像时无法在身体表面施加法向力，同时保持稳定的固定。在典型的成像检查期间，用户可能经常在被检查的身体上施加通常相当大量度的力。在某些情况下，这可能是为了减少探头与皮肤下的目标成像对象之间的成像距离，和/或在某些情况下，可能是为了在诸如肋骨的居间结构周围或之间操纵探头。例如，当获得心尖心脏视图时，用户可能经常在两个最尾肋骨或肋软骨之间按压探头。当使用粘合剂或条带固定探头时，通常会失去这项功能，从而降低图像质量。

因此，总体上需要一种提供探头的固定并持续延长的时间段的改进装置。

此外，除了需要在延长的时间段内将探头改善地固定到身体上之外，同时仍然存在执行使探头成角度的需要，通常是在需要固定的同一检查或操作期间进行。当前的解决方案缺乏在固定探头时容易地执行准确的成角度的能力，且不损失稳定的固定位置。

另外，随着超声应用的扩展，与经验丰富的超声检查医师相比，受正规训练较少的个人正在其临床实践中获得接近超声模态的机会。因此，还需要以训练较少的人员可以接近的方式来利于探头位置的调整。

另外，在相同的操作或过程中，经常需要既将探头固定延长的时间段，又需要手动地移动探头以进行手动检查。探头的手动操作对于某些功能可能是必要的，例如，避免剪切波转换和过多的声功率损失，以便在高程和方位角上偏离焦轴有效地成像，并通过顺应性的、吸收性的组织层成像。如果需要手动调整或移动探头，当前的解决方案缺乏容易地释放探头的能力。

总而言之，仍然需要一种将探头可释放地固定到身体同时允许相对于身体调节探头位置的改进装置。

发明内容

本发明由权利要求书限定。

根据本发明的一方面的示例，提供了一种医学成像元件支撑单元，其包括：

支撑主体，该本体的下部外表面具有：皮肤接合区域，其用于在使用中与受试者的皮肤接合；以及附接装置，其用于在使用中接收医学成像元件并将医学成像元件可释放地附接到该支撑主体；

气动定位机构，其用于调节所接收的医学成像元件相对于支撑主体的定位；和

空气泵机构；

该空气泵机构被布置成用于向气动定位机构供应空气，以用于调节医学成像元件的定位，以及

该空气泵机构在使用中进一步可控制以在皮肤接合区域处产生抽吸力，以便使主体保持抵靠与其接合的入射皮肤表面。

在一些示例中，支撑单元可以例如与医学成像探头一起使用。

因此，本发明的实施例提供的解决方案是提供一种空气泵形式的抽吸源，该抽吸源能够在支撑主体的基部区域处产生抽吸力，以允许将支撑主体和附接的成像元件或单元(例如成像探头)固定到皮肤上。基于真空的固定方式的使用通过简单地启动或关闭泵或控制抽吸力的水平，不仅消除了对占用区大的附接条带的需要，而且利于轻松快速地在固定和非固定之间切换。

同时，本发明人已经认识到，同一抽吸机构可以有效地用来同时提供成像元件的精细位置调节的装置，而无需手动操纵并且不需要附加的动力源或驱动力。这可以使用气动定位机构来实现。

气动驱动的成像元件定位允许成像元件的位置调节是完全或部分自动化的，从而允许由经验不足的用户在成像元件定位的半自动或全自动控制的指导下执行扫描操作。该机构还可以允许对固定之后成像元件位置的任何滑动实施自动补偿。

气动机构的益处在于，位置调节不会根据所供应的空气的力或压力的水平而直接地受控制。而是，位置调节通常取决于多个隔室中的每一个中所容纳的空气量，其中用于填充隔室的所供应的空气的压力或力与所提供的调节水平不直接相关。这意味着同一空气泵源可用于独立地驱动皮肤接触区域的可控制的抽吸(其通常可取决于抽吸力)以及位置调节(由于其气动配置，该位置调节不取决于抽吸力)。因此，每个都可以使用相同的空气泵源独立地配置。

具体地，通常，气动定位机构可以包括一个或多个气动致动器，每个气动致动器包括空气隔室，并且致动器的致动位移取决于隔室中的空气量。例如，气动致动器的众所周知的示例是气缸，其中基于缸体内的空气量可调节被接收在缸体内并从缸体的端部突出的驱动杆的位置。

因此，可以在成像元件被固定到身体时实施成像元件位置的微调，而无需手动操作。可选地，调节可以由控制器或处理器自动控制，从而允许即使由缺乏训练的用户进行操作也可以实现微调。

支撑单元用于保持医学成像元件。医学成像元件可以是或包括成像传感器。医学成像元件可以是医学成像单元。

在一些示例中，医学成像元件可以是医学成像探头(在本文中简称为“探头”)。探头可以指成像探头，具体是医学成像探头，诸如超声探头。探头通常可以采用任何形状。探头可以是手持式探头，或者可以是无需手动操纵的自动操作的探头。在一些示例中，探头可以是细长的，例如，允许通过抓住探头的细长主体部分来进行手持式操纵。在一些示例中，探头可以是盘形的。在某些示例中，探头可以仅包括换能器布置结构，例如换能器阵列或声学叠层。

更一般而言，本发明涉及用于任何类型的医学成像元件或装置或传感器的支撑单元。例如，这可以包括任何种类的医学成像传感器或发射器，包括超声探头以及用于其他成像模态(例如X射线或CT)的传感器和发射器。它可以具有任何形状或形式，并且可以包括例如单个换能器元件，或者具有多个部件的单元或装置。

附接装置可以是可调节的附接装置，其允许相对于支撑主体调节所接收的医学成像元件的位置。在一些示例中，附接装置可以允许所接收的医学成像元件相对于支撑主体转动，例如可以提供转动联接。

在特定示例中，气动致动器可以以由与空气泵机构流体连接的一个或多个可膨胀囊袋形成的囊袋装置的形式提供，并且囊袋被布置成用于根据每个囊袋内的空气量操纵所接收的医学成像元件的位置。

提供多个囊袋可以通过定位囊袋以便被布置在所接收的医学成像元件周围的不同位置处，而允许对位置配置进行更细粒度的控制，例如，允许对角度进行更精细的控制。

位置调节的控制可以使用阀装置来实现，例如电磁阀，以控制向每个致动器隔室(例如每个囊袋)的空气供应，从而在每个致动器隔室中配置一定量的空气。以此方式，位置配置由阀装置来控制，即医学成像元件的位置取决于阀装置中阀的配置。它与从空气泵供应的空气的力或压力不直接相关。因此，它可以独立于支撑单元的基部处的固定抽吸而被控制。

具体地，一个或多个致动器中的每一个可具有由空气泵机构供应的相应的空气入口，以及用于控制通过入口的空气供应的相应的阀。

这允许独立控制一个或多个致动器隔室中的每一个(例如，每个囊袋)内的空气量。

通过从空气入口从支撑主体外部的大气中抽取空气并将其引导至气动定位机构，泵源可以驱动气动定位机构，例如气动执行器。通过从皮肤接触区域抽取空气并将其引导到连接到大气的出口，该泵可以同时驱动在单元的皮肤接触区域处的固定抽吸。

具体地，空气泵机构可包括真空泵，以及流体地连接到主体的外部的分离的空气入口和空气出口，并且该真空泵可控制以将空气从入口驱动到定位机构，并将空气从皮肤接触区域驱动到出口。

因此，真空泵可以是可控制的，以将空气从入口抽取或吸引到定位机构以及将空气从皮肤接合区域抽取或吸引到出口。

皮肤接触区域可以流体地连接在真空泵的上游。定位机构可以流体地连接在真空泵的下游。

定位机构可以流体地连接在抽吸腔室的下游。这样，从抽吸腔室排出的空气至少用作用于气动定位系统的部分空气源。

空气入口和抽吸腔室可以一起为支撑单元提供空气流入源，尤其是用于向支撑单元的气动定位机构供应空气。空气出口和气动定位机构可以一起为支撑单元提供空气流出。

可以用不同的特定配置来实现医学成像元件的保持。

根据至少一组实施例，支撑主体可具有用于在使用中接收医学成像元件的至少一部分的开口，附接装置被布置成将医学成像元件保持在所述开口中。

附接装置可以被布置成以位置可调节的方式(例如，以允许调节取向的方式)将医学成像元件保持在开口内。附接装置可以附加地或替代地被布置成保持医学成像元件以便能够在开口内转动。附加地或替代地，附接装置可以被布置成保持医学成像元件，以便能够在开口内轴向移动，这意味着例如在开口内上下移动，例如相对于皮肤接触区域上下移动。

在提供囊袋布置结构的情况下，一个或多个囊袋可以布置在所述开口的一侧或多侧，并突出到开口中。这样，囊袋被布置成用于接合或压在被接收在开口内的医学成像元件(的外表面)上，从而允许操纵医学成像元件的位置。在提供多个致动器的情况下，它们可以布置在开口侧部的不同位置处，从而允许从取决于囊袋位置的一系列不同方向压或接合在医学成像元件上。相同的构思也更普遍地适用于气动致动器。

在有利的示例中，一个或多个囊袋中的每个囊袋可被布置成以取决于囊袋中的空气量的距离突出到开口中。

以这种方式，可以通过调节每个囊袋中的空气量来调节位置配置。通过控制每个囊袋的膨胀程度，可以调节在开口内从一系列不同角度中的每一个角度施加到所接收的医学成像元件上的力。以这种方式，可以调节医学成像元件在开口内的例如取向。

侧面可以包括开口的任何表面，在适当的情况下包括上表面或顶表面。

根据一个或多个实施例的支撑主体可以包括腔室，该腔室在所述皮肤接合区域的一个区域上敞开，并且该腔室具有与空气泵机构流体连接的空气出口，以允许从腔室中排出空气，由此在皮肤接合区域产生所述抽吸力。

该腔室因此形成抽吸腔室。腔室在皮肤接合区域处向其敞开的开口区域形成抽吸区域。当皮肤接合区域被放置成与用户的皮肤接合时，在腔室中产生的真空力在皮肤接合区域处产生抽吸力。该力使支撑单元和附接的医学成像元件保持抵靠皮肤。

在示例中，腔室可以被形成为下部外表面中的凹槽。凹槽可以是细长的，即比其宽更长(例如，在周向上或弓形地更长)。

在使用中抽吸力将用户的皮肤拉入腔室一小距离，这有效地将主体固定在抽吸区域的位置周围。被拉入的皮肤用作阻止主体在皮肤上侧向运动的阻挡件。因此，腔室的使用不仅使主体保持抵靠皮肤，而且锁定主体以防止在皮肤上的侧向运动。

抽吸腔室的出口可以被设置在远离皮肤接合区域的位置，例如在腔室的上部区域或上部表面处。

在有利的示例中，(抽吸)腔室可以与(医学成像元件接收)开口流体隔离。这允许皮肤的固定控制保持独立于医学成像元件的位置调节，即，一个不影响另一个。

开口(用于接收医学成像元件)可以是从皮肤接合区域延伸到支撑主体中的凹部，例如，在支撑主体的下部外表面中的凹部，其延伸到支撑主体中并且在皮肤接合区域处敞开。

在这种情况下，该开口在一侧是封闭的，例如在上部内表面处，而在另一侧是敞开的，从而形成敞开的表面，例如下表面。敞开的表面在皮肤接合区域上形成敞开区域。

凹部可以用于在使用中完全接收医学成像元件。

囊袋布置结构可以被布置成在朝向皮肤接合面的方向上突出到所述凹部中。例如，囊袋布置结构可以被布置成从凹部的上表面突出，该上表面面对皮肤接合区域。

通过垂直向下压在所接收的医学成像元件的顶部上，这可以允许医学成像元件的轴向调节以及取向调节。轴向可意味着上下，例如朝向和远离皮肤接合区域。

抽吸腔室，和例如形成在抽吸腔室的基部的敞开区域，可以是环形的，例如，在皮肤接合区域中形成环形凹槽。

环形抽吸腔室可围绕(即环绕)用于接收医学成像元件的开口延伸。这可意味着抽吸腔室可以围绕皮肤接合区域的被开口所占据的区域延伸。

根据一个或多个实施例，开口可以呈孔的形式，其从一个外表面延伸穿过支撑主体到达皮肤接合区域。这可以允许接收例如细长的医学成像元件(例如，细长的成像探头)，例如穿过支撑主体的顶部并到达皮肤接合区域。

被接收的医学成像元件可以在使用中穿过孔的顶部突出。除了由气动定位机构提供的被致动的(机械化的)调节之外，这还可以允许手动调节医学成像元件的定位。就医学成像元件位置的调节而言，这提供了最大的灵活性。

根据一个或多个实施例，支撑单元还可包括间隔件机构，该间隔件机构包括从下部皮肤接合区域延伸的间隔件部分，以及允许调节间隔件部分相对于下部皮肤接合区域的高度的装置。

根据本发明的另一方面的示例提供了一种超声系统，其包括根据以上描述的或以下概述的任何示例或实施例所述的或根据本申请的任何权利要求所述的支撑单元，以及被接收在支撑单元内的超声医学成像元件。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显。

附图说明

为了更好地理解本发明，并更清楚地显示如何实施本发明，现在将仅以举例的方式参考所附的示意图，其中：

图1示出了根据一个或多个实施例的示例性支撑单元的透视图；

图2示出了图1的示例性支撑单元的底侧视图；

图3示出了穿过图1和2的示例性支撑单元的横截面；

图4-6示出了图1至图3的示例性支撑单元的透视图；

图7示意性地示出了用于根据一个或多个实施例的支撑单元的空气流动配置；

图8示出了包括在根据一个或多个实施例的示例性支撑单元中的示例性气动定位机构的操作；

图9示出了根据一个或多个示例的另一示例性支撑单元的横截面视图；和

图10示出了可包括在图9的示例性支撑单元中的示例性气动定位机构。

具体实施方式

将参考附图来描述本发明。

应理解的是，详细描述和具体示例虽然指示了设备、系统和方法的示例性实施例，但是仅意图用于例示说明的目的，而不意图限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图，将更好地理解本发明的设备、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应理解，附图仅是示意性的，并且没有按比例绘制。还应理解，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

本发明提供了一种用于将医学成像元件可释放地固定在受试者的皮肤区域上的支撑单元。支撑单元包括支撑主体，该支撑主体具有用于在使用中与受试者的皮肤接合的基部，并且具有用于在使用中将成像元件可释放地联接至支撑主体的联接装置。气动定位机构有助于调节成像元件相对于支撑主体的位置，这是由气泵机构流体供应的。通过在皮肤接合表面处产生可配置的抽吸力，同一气泵机构有助于将支撑主体可释放地固定到皮肤上。

本发明的实施例涉及用于任何类型的医学成像元件或单元或传感器或装置的支撑单元。这可包括成像探头。作为例示说明，参考成像探头来描述以下描述的示例。但是，这仅是出于例示说明的目的，并且在每种情况下，探头都可以用任何其他形式的成像单元或传感器或装置代替，而不会影响支撑单元的功能或技术优势。所描述的示例不限于使用探头。

图1-6示出了根据第一组实施例的用于医学成像元件的示例性支撑单元12的各种视图。图1示出了该单元的支撑主体14的透视图。图2示出了支撑主体的底侧视图。图3示出了穿过支撑主体的横截面视图。图4-6示出了使用中的支撑单元的透视图，其中探头26被接收在该单元中。

支撑单元12包括支撑主体14。该主体的下部外表面形成用于在使用中与受试者的皮肤接合的皮肤接合区域18。在本示例中，支撑主体具有大体上环形的形状，从而界定了开口16，该开口16形成了从主体的上表面延伸穿过主体到达下部皮肤接合区域18的孔。该开口允许穿过支撑主体接收探头26，如图4-6中所示。大体上环形的形状为支撑主体提供了圆环或盘状的外部形状。

附接装置22被用于在使用中接收成像探头并且将成像探头可释放地附接至支撑主体。附接装置可以采取环形抓握或夹持元件22(如图4所示)的形式，其被布置成围绕被接收在支撑主体中的细长探头26的主体卷绕，以抓握探头的外部并将探头保持在适当的位置。在该示例中，附接元件可以由两个弓形部分22a、22b形成，该两个弓形部分在使用中围绕探头连续地或不连续地延伸。

替代性地，附接装置可以简单地由气动定位机构30(在下文中讨论)的一个或多个部件来提供，例如这种定位机构的气动执行器，例如可膨胀囊袋32。

附接装置通常在使用中将探头26以与支撑主体处于位置可调节的关系保持联接到支撑主体14，即相对于支撑主体可移动，例如至少在取向上是可调节的，例如相对于支撑主体可转动。附接装置可以以允许附接装置相对于支撑主体倾斜、枢转、旋转和/或转动的方式联接到支撑主体，以利于被保持在附接装置中的探头的可调节定位。

例如，在图4-6所示的环形抓握元件的情况下，穿过支撑主体的孔的开口16的内部径向表面可以向内下凹地凹陷，从而被成形为接收附接元件22并允许附接元件在开口内围绕枢转角度滚动。可以在该凹陷区域的上边缘和下边缘处设置相应的唇部或阻挡突起，以允许将所接收的附接装置保持在孔的开口内。这可以在附接元件和支撑主体之间提供卡扣配合联接。

替代性地，可以提供任何其他附接装置，其适于以相对于支撑主体的位置可调节的关系(即相对于支撑主体可移动)将被接收在支撑主体26中的探头可释放地联接到支撑主体。

在该示例中，附接元件22被布置在孔的开口16内。其被配置成以延伸穿过孔并到达皮肤接触区域18的方式保持所接收的探头，以允许探头在使用中与皮肤接触。附接元件被配置成相对于开口可转动，从而允许相对于支撑结构在开口内旋转所接收的探头。

根据任何示例的附接元件可以可移除地联接至支撑主体，例如，开口的内部，例如适于卡扣配合在开口内。

还提供了气动定位机构30，用于调节所接收的探头26相对于支撑主体14的定位。在本示例中，其以包括可膨胀囊袋32a-32d形成的布置结构的可膨胀囊袋布置结构的形式提供。这些被布置在围绕孔的开口16的侧面的一系列位置处，突出到开口中，用于通过施加压力来操纵探头的位置。这在图2的支撑主体14的底侧视图中最清楚地示出。

在示出的示例中，囊袋被布置在孔的开口的环形内部边缘周围的位置处。例如，图3示出了沿线A-A的横截面，并且示意性地示出了布置在开口16的内表面周围的囊袋。

通过可膨胀的囊袋32对探头的操纵取决于每个囊袋的内部空气隔室内的空气量，即，取决于每个囊袋的膨胀水平。具体地，每个囊袋在所接收的探头上施加的压力取决于其中包含的空气量。

囊袋布置结构32的不同构造是可能的。在某些情况下，可以将囊袋布置成直接向所接收的探头施加压力。在其他情况下，它们可以将压力施加到保持探头的附接元件上，例如图4-6所示的附接环。在图3中，示意性地示出了囊袋，该囊袋占据了孔的开口16的内部径向表面的整个高度。在这种情况下，囊袋在使用中可以径向地围绕所接收的附接元件22定位，在该附接元件22中可以接收探头，并且，囊袋可以向附接元件22施加压力以操纵探头。在其他情况下，囊袋32可仅占据开口16的径向内壁的高度的一部分，从而允许附接装置联接至壁的不同部分，并允许囊袋向所接收的探头直接施加压力。

定位机构将在下面的段落中更详细地描述。

支撑单元12还包括空气泵机构40。其例如可以被容纳在探头支撑主体14的内部，例如被容纳在支撑单元的内部腔室或中空部34中。例如，该空气泵机构这可以位于被设置在环形腔室20上方的附加区域中(如图3所示)。

替代性地，可以将空气泵机构设置在探头单元的上表面上，而不容纳在所提供的腔室内。再次替代性地，可以将泵机构设置成与支撑主体14分离开，例如，在基站或单元处，并经由空气管与支撑主体相连。

空气泵机构40被布置成用于将空气供应到气动定位机构30，以在使用中调节所接收的探头26的定位。

空气泵机构30在使用中还可以被控制以在皮肤接合区域18处产生抽吸力，以将支撑主体14可控地保持抵靠其与之接合的入射皮肤表面。这将在下面进一步解释。

空气泵机构可包括真空泵。真空泵可以由电池供电，从而能够提供完全自给且无电线的支撑单元12，其中电池被整体地包括在支撑主体14中或联接到支撑主体14。电源可以设置在支撑主体14的外部，以更好地将所接收的探头的感测部分与电源电隔离，以避免电串扰和干扰。

在所示的示例中，支撑主体14具有壳状构造，其界定了环形内部腔室20，该环形内部腔室20围绕中心开口16延伸，该中心开口通向所述皮肤接合区域18的环形敞开区域。在该示例中，腔室在其上开口的敞开区域描述了一个封闭的环形圈，即它围绕着皮肤接触区域的外围区域连续延伸。腔室围绕孔的开口延伸，在使用中探头26穿过该开口被接收。如图4和5所示，提供了从腔室的顶部延伸的空气出口48。该出口在腔室20的内部与空气泵机构40之间提供流体连接，以允许从腔室中抽出空气。这在腔室内产生真空力，从而在腔室的底部产生抽吸力，在腔室的底部处其通向皮肤接合区域18。

与其在周向上是长的相比，抽吸腔室20优选地更窄，即优选地在周向上是细长的。

尽管在该示例中，腔室和敞开区域(腔室在其上开口)是环形的，但这不是必需的。例如，在其他示例中，它可以是弓形的，或者可以是中断或间断的环形形状。它可以是任何其他形状，并且可以由单个腔室部分或多个部分(连接或断开的)形成。此外，尽管在所示的示例中，腔室大体上是圆形的，但是在腔室是环形的或中断的环形的情况下，它可以是不同的形状，例如方形、矩形、三角形、六边形或任何其他环形。

抽吸腔室20与孔的开口16流体隔离，从而允许抽吸操作独立于探头的操纵。

空气泵机构40能够操作以在皮肤接触区域18和皮肤表面之间提供可调节的抽吸力水平。这可以通过提供从抽吸腔室20排出的空气的可调节速率，以及因此提供在腔室中的可调节的真空力来实现。抽吸力的水平例如可以根据用户控制来控制。替代性地，可以根据预定义的设置或预定义的控制时间表来对其进行控制。

空气泵机构可以包括用于利于提供可调节的或可变化的抽吸力的控制器。抽吸力可以根据一个或多个传感器输入来改变，例如，压力传感器(将在下面进一步描述)。

随着空气从抽吸腔室20中排出，并且在支撑主体14和被放置成与其接触的入射皮肤表面之间压力下降，皮肤的表面被略微吸入腔室中。这具有增加被施加在皮肤被拉入腔室的点周围的皮肤表面上的法向力的作用。因此，这增加了皮肤与支撑主体(以及附接的探头)之间的附着强度。

另外，被拉入的皮肤有效地用作抵抗支撑主体14在皮肤表面上的侧向运动的机械阻挡件。被拉入的皮肤有效地形成升高的隆起或突起，该隆起或突起被接收在腔室20内，并且腔室的侧面围绕该隆起或隆起邻接。因此，皮肤有效地形成了抑制在皮肤上的侧向移动的止挡部或阻挡部。这导致将所接收的探头26非常牢固地固定在用户期望的位置。

另外，将皮肤拉入腔室20内在探头和皮肤之间的接触区域上对皮肤施加拉伸。由于腔室围绕探头接收开口16延伸，因此当皮肤被拉入该腔室中时，在被该腔室所包围的区域上的皮肤在朝向腔室的方向上被径向向外拉伸。皮肤的该区域是被探头接收开口16覆盖的区域，因此在所接收的探头26与皮肤接触的区域上施加拉伸。

此过程用于减少在固定点处的表面顺应性，其有助于克服探头滑移的问题，这种问题可能发生在探头被固定在顺应性皮肤上时。

应注意的是，在所接收的探头26的表面与皮肤表面之间使用界面凝胶，例如用于超声探头应用的声学耦合凝胶，并没有减少这些优点。这样的凝胶不会妨碍牢固的探头固定，而是可以改善探头在皮肤表面上的平滑平移，以及将探头适配器的内部密封到皮肤表面以用于有效固定。

此外，将皮肤吸入腔室20中在使用中在与探头接触的皮肤区域周围有效地提供了流体密封。这在使用中提供了阻止施加在探头表面和皮肤表面之间的界面凝胶蒸发的另外益处。

已经使用超声波探头26对支撑主体进行了测试。最初的声学验证测试表明，在21小时的探头固定时间段内，图像质量没有可检测到的下降。

根据有利的示例，支撑单元可以在锁定或固定模式与解锁或释放模式之间切换或开关，在锁定或固定模式下，探头保持抵靠皮肤锁定，在解锁或释放模式下，探头可与支撑单元一起在皮肤上移动。例如，这可以通过在空气泵机构的高抽吸模式和空气泵机构的低抽吸模式之间开关或切换来促进。根据这些模式中的每一个提供的抽吸强度可以被预先定义，例如被预先存储在用于空气泵机构的控制器的存储器中。

空气泵机构40可以包括具有可控制的泵送力的空气泵，以促进该功能。空气泵机构可以包括真空泵。

因此，这样的示例使得能够在固定状态和可移动状态之间切换。可移动状态允许例如探头的手动操作、手动进行的扫描或简单地用于探头位置的调整。以这种方式，用户可以例如执行常规的(例如超声)成像检查，然后通过激活壳体和皮肤表面之间的抽吸特征将其切换到固定状态。为了切换回解锁状态，可以释放(或减小)抽吸力，从而允许调节探头位置，然后重新施加或增加抽吸以将探头重新固定在新位置。

因此，这解决了与已知的基于条带的固定机构相关联的问题，其中由于拆卸条带的不便，双模式操作(手动扫描操作和固定探头扫描操作)非常困难。它还解决了难以快速调整探头位置的问题。

在特别有利的示例中，固定模式和释放模式之间的切换可以用一只手来操作。例如，可以提供易于接近的用户控件，例如一个或多个控制按钮。这些可以例如设置在支撑主体的上部暴露表面28上，使得它们可以例如被握住探头的手的小手指来操作。替代性地，可以在所接收的探头上设置控件。在这种情况下，支撑单元12可以包括用于与待被接收在支撑单元中的探头可操作地连接或联接的连接接口。在最理想的情况下这可以是无线连接接口。

在大多数示例中，空气泵机构40包括电驱动的真空泵。然而，可以替代地提供手动驱动的真空泵，例如手动泵送的真空球，带有单向止回阀和释放阀。在使用中，在开始操作之前，用户可以将球泵送到所需的压力，以确保在释放阀的推杆处准备好接合真空。

如上所述，支撑主体14包括用于将探头可释放地连接至支撑主体的附接装置22。

通常，附接装置可以被布置成使得被接收在附接装置中的探头26占据特定的限定空间，或者沿着相对于支撑主体的最小限定路径延伸。附接装置应适于以下述方式保持所接收的探头，即，使得在使用中探头与支撑主体被放置成与其接触的皮肤接触。优选地，附接装置适于以下述方式保持探头，即，使得在使用中探头的一端位于皮肤接触区域18处。

在不同的实施例中，支撑主体14可以被成形和确定尺寸，并且附接装置22可以被构造成用于接收和支撑不同的特定形状或尺寸的探头。

在图1-6的示例中，支撑单元可以用于接收和支撑大致细长的探头，如图所示。在这种情况下的一些示例中，支撑单元包括穿过主体(从一个暴露的外表面穿过到达皮肤接合区域(即，下部外表面))的孔或接收通道形式的细长开口。这是图1-6所示的示例。但是，这不是必需的。例如，在其他示例中，探头接收开口16可以包括切入支撑主体的侧面的凹口或凹槽，探头被布置成至少部分地被接收在所述凹槽内，例如倚靠或搁置在凹槽上。在其他示例中，开口可以是形成在支撑主体的皮肤接合表面中的闭合凹部。下面将更详细地描述这样的示例。

如上所述，支撑单元12包括气动定位机构30，用于调节所接收的探头26相对于支撑主体14的定位。

在本示例中，气动定位机构30以囊袋布置结构的形式提供，包括与空气泵机构40流体连接的一组可膨胀囊袋32，且这些囊袋被布置成用于根据每个囊袋中的空气量来操纵所接收的探头26的定位。

囊袋32被布置在所述探头接收开口16的一侧或多侧，并突出到该开口中。每个囊袋32被布置成以取决于囊袋中的空气量的距离突出到开口中。

囊袋由空气泵机构40流体地供应。如上所述，相同的空气泵机构驱动在皮肤接触区域18处的抽吸力的产生。

现在将描述根据一个或多个示例的支撑单元12的空气流动配置。

图7示意性地描绘了根据一个或多个示例的支撑单元的空气流动配置。

空气泵机构40包括真空泵42。空气泵机构40还包括空气入口50和空气出口52，入口和出口彼此分开，并且两者都通向围绕支撑单元12的外部的大气。入口和出口均与真空泵42流体连接。入口和出口经由空气泵机构40的空气流动路径的不同分支43、45与真空泵流体连接，入口流体地位于泵的上游(沿泵的流入路径)，且出口位于泵的下游(沿泵的流出路径)。

空气入口50和空气出口52可各自设置有相应的阀，该阀可在关闭状态和打开状态之间独立地控制，以允许对通过入口和出口的空气流进行独立控制。阀例如可以是电磁阀。

图7中的大箭头指示通过配置的空气流动方向。

抽吸腔室20经由与入口50连接的相同的流体路径分支43与真空泵42流体连接，并且在流体上位于泵42的上游。这样，抽吸腔室和入口50均沿着通向空气泵的空气流入路径设置。气动定位机构30经由与出口52连接的相同的流体路径分支45流体地连接至真空泵42，并且在流体上位于真空泵42的下游。以这种方式，两者均沿着离开真空泵的空气流出路径设置。

入口50和抽吸腔室一起为支撑单元12，具体是为气动定位机构，提供空气流入源。空气出口和气动定位机构一起为支撑单元12提供空气流出。

如上所述，气动定位机构30包括多个可膨胀的囊袋32a、32b、32c、32d，每个囊袋设有用于分别供应每个囊袋的单独的空气入口。每个囊袋32的入口设置有可独立控制的阀46，从而允许独立控制进入每个相应囊袋的空气流。在使用中，这允许独立控制每个囊袋中的空气量或膨胀水平。该阀可以是电磁阀。

可以另外从每个囊袋32提供出口，该出口通向外部大气，以允许囊袋收缩。这些出口中的每一个都可以由例如可独立控制的阀调节。

抽吸腔室20通过可控制的阀46(例如，电磁阀)流体地连接。其可独立于每个其他阀控制，从而允许独立控制通过腔室的空气抽吸。

在使用中，当激活真空泵42时，通过真空泵从大气入口50和抽吸腔室20两者抽吸空气，沿着第一流体路径43到达泵(前提是连接腔室和入口的阀46打开)。然后将抽入的空气从真空泵向大气出口52和可膨胀囊袋32泵出。由于囊袋在出口52的上游与泵流体连接，因此，首先优先向其相应的阀46打开的任何囊袋提供从泵供应的空气(优先于-更下游的-大气出口52)。如果所有囊袋32的阀均已关闭，或者所供应的空气多于被排入打开的囊袋的空气，则多余的空气将通过大气出口52排出。

通过控制不同囊袋32的阀46，可以独立地控制每个囊袋的膨胀水平，从而提供对探头定位的精细控制。

所示的空气流动配置有利地允许抽吸腔室独立操作以驱动附接到皮肤，并且允许气动定位机构的独立操作以驱动位置调节。如果需要，独立的阀46通过简单地关闭阀而允许完全停用抽吸，并且设置大气入口意味着这种停用对气动定位机构30的功能没有影响。

此外，还可以通过简单地调节真空泵42的功率来控制抽吸腔室20中的抽吸水平。然而，由于空气的流速对气动囊袋的操作并不重要，因此这种调节也对气动定位机构的功能没有影响。位置控制仅取决于每个囊袋中的空气量；从泵42向囊袋供应空气的速率并不重要。

替代性地，可以设置多位置阀以调节从抽吸腔室20的流出。这将在不改变泵42的总功率水平的情况下允许调节腔室内的抽吸力。

尽管在上述特定示例中，气动定位机构包括囊袋布置结构，但这仅是一个示例。在其他示例中可以提供不同的布置结构。

例如，更一般地，气动定位机构可以包括一个或多个气动致动器，每个气动致动器包括空气隔室，并且致动器的致动位移取决于隔室中的空气量。在任何这样的一般情况下，空气流动配置可以与参考图7所描述的相同，其中囊袋仅由任何其他种类的气动致动器代替。

在图8中示意性地示出了气动定位机构的操作，该图示出了穿过图1至图6的示例性支撑单元的横截面图。该横截面是沿穿过中心开口16的中心平面截取的，并且示出了在装置使用期间的视图，其中探头26穿过开口16被接收并且通过附接装置22保持在开口中。

在该视图中可看见气动定位机构30的可膨胀囊袋32a、32c中的两个。图8(a)示出了两个囊袋处于非活动的收缩状态。图8(b)示出了囊袋32a中的一个处于膨胀状态。如图所示，囊袋的膨胀，即，囊袋中空气量的增加，导致囊袋以更大的径向距离突出到开口16中。这在被接收在开口内的探头26的侧部上施加力，力的幅度取决于囊袋中的空气量(即，其膨胀水平)。在该示例中，仅一个囊袋被膨胀，因此，探头26上的合力在远离该囊袋的方向上朝向开口16的相对侧。这导致探头26远离该囊袋并朝向开口的另一侧倾斜。以这种方式，可以调节探头的位置。

可以看出，通过控制囊袋32的不同组合，可以精确地配置探头26相对于支撑主体的定位，以及相对于入射皮肤表面的定位。具体地，可以调节探头的取向或倾斜角。

位置调节可以手动控制或自动控制，例如通过控制器或处理器。手动控制可以经由用户输入。手动控制可以由控制器介导，该控制器被配置成将用户输入命令转换成用于位置调节机构(尤其是用于不同囊袋的入口(以及可能还有出口)的阀46)的直接控制命令。用户输入命令可以例如通过操纵杆或方向按钮控件来输入，并且这些命令可以由控制器转换成适当的阀46控制，以实现每个囊袋32的所需膨胀水平，从而将所接收的探头26移动至期望的位置。

自动控制可以例如根据预先存储的控制程序或时间表，例如用于执行某些扫描操作或模式。在一些示例中，探头的自动移动可以由与探头26的位置调整同时收集的扫描图像数据引导。控制器或处理器可以使用算法来接收图像数据并处理该数据，该算法的输出提供用于进一步移动探头26以最有效地继续扫描的进一步的控制命令。在一些示例中，例如基于与专家临床医生操作的扫描相关联的控制数据，可以采用机器学习算法来训练指导算法。

在将探头26和支撑主体14真空固定在特定位置之后，自动控制可以附加地或替代地提供自动调节以抵抗探头26的位置的任何滑动或移位。

如上所述，支撑单元的特定形状和形式可以根据意图与其一起使用的探头的特定种类而变化。图1-6的示例被成形以用于接收例如穿过孔的开口16的细长探头26。这种探头是典型的，例如心脏扇形探头。

然而，可以提供这样的支撑主体，即，该支撑主体被构造成用于接收不同种类的探头，例如紧凑型探头或贴片探头。

可以提供特定于探头类型的附接装置22。例如，环形抓握型的附接元件的内部轮廓可以根据预期探头的直径而变化。图1-6示出了具有适合于例如胸骨旁心脏检查的尺寸的支撑单元。在其他示例中，支撑单元可以更小，以接收用于其他成像应用(例如腹部或肌肉骨骼)的较小探头。

图1-6的示例是具有环形圈结构的支撑单元，该支撑单元被布置成围绕细长探头的主体卷绕，该探头穿过延伸穿过支撑主体14的中部的孔的开口16被接收。

其他配置也是可能的。

图9示意性地描绘了穿过根据一个或多个示例的另一示例性支撑单元的剖视图。

该示例也具有围绕中心开口16延伸的圆形(大致环形)的形状。然而，该示例中的开口为形成在皮肤接合表面18处并延伸到支撑主体14中的凹部的形式。支撑单元被配置成用于接收紧凑的蹲式成像探头26，该探头经由皮肤接触区域18被接收到凹限的开口16中。成像探头可以包括声学叠层。

气动定位机构30以包括多个可膨胀囊袋的囊袋布置结构的形式提供(如图1-6的示例中)。在本示例中，囊袋布置结构的囊袋32被布置成在朝着支撑主体14的皮肤接合面18的方向上突出到凹陷的开口中。

可选地，囊袋布置结构被布置成从凹部16的上表面突出，该上表面面对皮肤接合区域18。

在所示的示例中，以囊袋片60的形式提供囊袋布置结构，该囊袋片包括多个囊袋32，该多个囊袋32被形成为单个连续制品中的单独密封的袋或隔室。该囊袋片被设置在凹陷的开口16中且在探头26上方。这样，可以在凹部内提供探头的取向操纵。

在图9所示的视图中，仅可见囊袋片的囊袋中的两个。然而，在本示例中，囊袋片包括四个囊袋32。但是，囊袋布置结构可以包括任意数量的囊袋。进入和流出每个可见的囊袋的空气流动路径在图9中示出。每个囊袋都有相应的入口和出口，利用相应的阀门可独立地控制流动。阀例如可以是电磁阀。入口允许空气流入以使相应的囊袋膨胀。出口允许空气逸出以使囊袋收缩。

还提供了真空泵42，用于流体地供应定位机构30并在抽吸腔室20内产生抽吸力。真空泵被布置成从抽吸腔室20和围绕支撑单元的外部的大气56抽吸空气。为此目的，泵流体地连接到抽吸腔室20并且流体地连接到入口50，入口50流体地连接到支撑单元12的外部。

泵42被布置成将来源的空气驱动到定位机构30的囊袋32。在定位机构30的更下游还有通向支撑主体14外部的另一出口52，其用于与围绕支撑主体14的大气流体连接。这样，从抽吸腔室20排出的无法逸出到定位系统中的多余空气可以逸出到大气中。

包括各种阀的真空泵和流动路径布置结构被容纳在支撑主体14的上部区域中的内部腔室34内。

如在图1-6的示例中，在支撑主体14中设置有抽吸腔室20，该抽吸腔通向在支撑主体14的基部处的皮肤接触区域18处的敞开区域。该抽吸腔室是环形的，并且围绕凹陷的开口16环形地延伸。

在图10中更详细地示出了包括囊袋片60的囊袋布置结构以及空气流动布置结构。囊袋布置结构包括四个囊袋32a、32b、32c、32d，被形成为一体的片状制品中的密封袋。

每个囊袋各自经由可单独控制的入口阀46与真空泵42流体连接。每个囊袋还设有相应的出口，以允许空气逸出，以使相应的囊袋收缩。每个出口可由相应的出口阀单独地控制。出口通向支撑主体14外部的大气56。

囊袋片布置结构60基本上提供了可膨胀囊袋32的平面阵列，其在使用中在所接收的探头26的顶部上延伸。该布置结构有利地使得探头既可以在取向上移动(通过使该组囊袋以不平坦的构造膨胀)也可以轴向移动，即沿上下方向(通过以等量的空气使囊袋膨胀，以便沿向下的“z”方向施加力)。通过利用变化的空气量使不同的囊袋膨胀，探头可以在各个方向上自由倾斜。通过用不同数量的空气均匀地使所有四个囊袋膨胀，可以实现探头的不同轴向(上下)位置。

根据本发明的任何实施例，可以提供一个或多个压力或力传感器，以感测在支撑主体14的皮肤接合表面18和与其接合的皮肤表面之间的力。这种传感器的输出可以例如用于通知调节在皮肤接合区域18处提供的抽吸的水平或力。这可以通过调节真空泵42的功率或流速来实现，或者在一些示例中可以通过调节抽吸腔室20的多位置阀出口46的关闭程度来实现。

例如，控制器可以为对应的一组力传感器输出中的每一个提供预存储或预定义的一组适当的抽吸水平(例如，真空功率水平)。当力低时，表明在支撑单元14和与其接合的皮肤表面之间的附着或联接强度低。在这种情况下，可以增加抽吸强度。在感测到力输出高的情况下，这可指示联接强度对于患者而言可能不舒服地高，因此可以降低抽吸强度。

附加地或替代地，可以在抽吸腔室20内提供压力换能器以测量空气压力。抽吸腔室中的空气压力水平与在腔室的敞开的基部上产生的真空力的强度直接相关，因此与在基部处产生的抽吸力的强度直接相关。附加地或替代地，这可以用于指导对抽吸水平的调节，例如，对真空泵42的功率或流速的调节。

为了保护或缓解敏感皮肤，和/或协助探头导航，根据本发明的任何实施例，除了支撑主体14之外，还可以提供用于在使用中在皮肤和被保持在支撑主体中的探头之间连接的联接垫或联接层。联接层被设置在待被施加探头的皮肤区域上，并提供了可将探头和支撑主体施加于其上的缓冲表面。

联接垫由声学透明的顺应性材料形成。联接垫优选地包括在其基部上的粘合剂层，用于将垫联接至皮肤。然后，支撑主体14真空联接至该附着的垫，而不是直接联接至皮肤表面，从而保护皮肤免受与抽吸联接相关的强力。另外，被接收在支撑主体中的探头26也与垫连接。探头可以在其暴露的表面上自由平移。

因此，可以避免在某些个体中长时间使用后可能导致的瘀伤和皮肤刺激。同样，对于具有敏感皮肤的个体，可能无法直接与皮肤接触。

在一些示例中，为了给经验不足的用户提供指导，该垫可在其暴露表面上包括印刷图形，该印刷图形指示用于特定检查类型的某些地标的位置。例如，用于心脏成像的垫可以包括指示诸如乳头、肋间隙、胸骨和肩部矢量的位置的图形。可以将不同检查类型的标记打印为各种颜色，以重复使用同一垫。

在一些示例中，可以将一个或多个传感器集成在垫中，例如用于测量一个或多个生理参数，或者用于测量与垫相对于皮肤的位置和/或垫与施加的探头之间的压力相关联的物理参数。这样的传感器可以包括但不限于以下一种或多种：ECG传感器、PPG传感器(例如，用于测量呼吸)、无源超声检测器、应变仪、陀螺仪和加速度计。

一个或多个传感器可以被嵌入垫中或者可以被设置在垫的一个或两个表面上。可以进一步提供控制器，并且传感器可以与控制器通信地联接，例如通过无线通信链路。

在本发明的任何实施例中，支撑主体14还可包括间隔件机构，该间隔件机构包括从下部的皮肤接合区域18突出的间隔件部分，以及允许调节间隔件部分相对于下部的皮肤接合区域的高度的装置。该间隔件或支座机构允许调节所接收的探头从支撑主体的突出。间隔件部分有效地提供可调节的支脚，从而允许延长支撑主体14的基部的高度。以此方式，可以调节所接收在支撑主体中的探头突出的程度。

这样实现了在所接收的探头(在支撑主体14固定之后)与身体表面(例如胸部)之间可变的轴向力。在某些情况下，例如在某些心脏超声检查中，例如用于心尖心脏视图，需要进行这种调节。通常，该特征改变了探头的头部从支撑主体突出的程度。

随着间隔件的厚度减小，探头的突出程度增加，从而导致探头在皮肤表面上的轴向力更大，并且保持固定所需的抽吸力更大。

在一些示例中，间隔件可以设置有略微成波状轮廓的表面，使得能够更有效地固定在弯曲的表面上，尤其是当例如以水平配置固定时。这可以允许更容易地适应更困难的观察窗，例如心尖经胸视图。

可调节的间隔件机构可以以至少两种主要方式来实现。在第一示例中，间隔件部分可以由可拆卸的间隔件片的堆叠体形成。通过增加或减少片，可以调节间隔件的高度。这些片可以形成不同的厚度，以允许高度的最大可调节性。最下面的部件可以被构造成压在或卡扣配合到支撑主体14的基部。

根据替代性示例，例如，根据拨盘(例如螺纹刻度盘)的旋转，间隔件部分可以从支撑主体的基部可缩回地延伸。拨盘可由用户手动旋转以改变突起的程度。间隔件部分例如可以可缩回地被接收在基部中的腔室内，以缩短间隔件，然后再次从腔室中缩出以延长间隔件。

在任一示例中，间隔件的暴露表面可以涂覆有光滑的硅树脂材料，以易于在皮肤表面上滑动，尤其是当存在超声凝胶时。当支撑主体处于固定模式时，硅树脂表面还可以允许在皮肤上形成紧密的密封。

在任一示例中，间隔件可围绕支撑主体的基部的外围区域环形地延伸。间隔件部分因此可以在结构上是环形的。在其他示例中，间隔件可以是其他形状。可以在支撑主体的基部上的各个点处，例如在围绕基部的外围的不同位置处，设置多个间隔件。

如上所述，可以以各种尺寸和构造提供根据本发明的实施例的支撑单元，以便容纳用于不同应用的不同尺寸和形状的探头。

例如，支撑单元的各种实施例可以被配置成容纳常规的手持式细长探头或较小的紧凑形状因数的探头。通过使用用于将探头附接到支撑主体14的特定于探头的附接元件22或通过改变支撑主体14的整体形状系数，可以适应不同的探头尺寸。

尽管上面讨论的某些示例是参考将支撑单元与超声成像探头一起使用进行描述的，但这仅是一个示例使用的方式。根据本发明的支撑单元可以有利地用于采用与超声不同的模态来辅助保持各种医学传感器或医学成像元件或单元中的任何一个。

举例来说，支撑单元可有利地用于保持手持式医学传感器或医学成像元件，即，传感器或元件小到足以被保持在手中。然而，通过适当地选择支撑单元的尺寸，更大的医学成像元件或医学传感器也可能与支撑单元一起使用。如上所述，支撑单元可以与细长形状的医学传感器和具有不同形状的医学成像元件或单元(例如更扁平的医学传感器或成像元件)一起使用。

通过一个示例应用，根据本发明的实施例的支撑主体可以用于保持超声单元或元件。

通过另一示例应用，根据实施例的支撑主体可以用于保持基于光学的医学传感器或医学成像元件。这些元件是基于将光引导到体内。在许多情况下，这些元件将从支撑主体的使用中受益，以受控地施加到身体上。例如，这将确保与身体的良好光学耦合。

支撑主体例如用于保持PPG或SpO₂传感器或元件将是有利的。这些传感器通常很小，并且基于引导光(或其他电磁能)穿过皮肤来测量与血流和心脏操作相关的参数(例如，脉搏率)而操作。在许多情况下，这样的传感器将从受控地施加到身体而受益，以确保与皮肤的良好光学耦合。

作为进一步的示例，支撑主体可以有利地用于保持基于光-声的传感器或成像元件。这些传感器和元件基于光-声效应的使用。在此，光能(例如非电离激光脉冲)被引导到组织中。它在分子或原子水平被吸收并转化为热量，导致暂时的热弹性膨胀。这导致组织发出超声发射，可以通过附加地放置的超声换能器检测到该超声发射。对检测到的发射进行分析可以产生图像。超声发射的量度本身也指示某些生理参数。根据实施例的支撑主体可以有利地用于例如使光发射器保持抵靠皮肤，或使换能器保持抵靠皮肤，或两者。

以上仅代表示例性应用。支撑单元可以有利地用于保持任何类型和任何模态的医学传感器或成像元件。其在实现免手持和智能位置调节方面的优势不受支撑单元所保持的元件的特定感测或成像模态的束缚。

在示例中，可以使用大小和轮廓变化的支撑主体来进行心脏检查，以适应胸骨旁、心尖或肋下的视图。

举例来说，可以结合上面提到的联接垫并例如使用小型化的超声探头来进行经颅检查。

在一些示例中，可以在外科手术期间或之后或在锻炼期间使用常规的细长探头或紧凑型探头来实施肌肉骨骼和血管扫描应用，例如，通过根据一个或多个实施例的支撑单元将其附接到腿或手臂。

本发明的实施例可用于通过将探头联接到活检针的进入点的近侧来引导活检针，以将活检针引导到组织中。

在一些示例中，可以提供用于机械地或气动地驱动活检针的装置，以用于在超声图像空间内辅助引导或放置针。在一些示例中，这可以提高针放置的准确性。

根据本发明的另一方面的示例提供了一种超声系统，其包括根据上述任何实施例或示例所述的或根据本申请的任何权利要求所述的支撑单元，以及被接收在该支撑单元中的超声探头。

如上所述，在一些示例中，某些实施例可以可选地利用控制器。

可以用软件和/或硬件以多种方式来实现控制器，以执行所需的各种功能。处理器是控制器的一个示例，该控制器采用一个或多个微处理器，该微处理器可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行所需的功能。然而，控制器可以在采用或不采用处理器的情况下实现，并且还可以作为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关电路)的组合来实现。

可以在本公开的各种实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一种或多种存储介质(诸如易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM)相关联。可以用一个或多个程序对存储介质进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行该程序时，该程序执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可移动的，使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到处理器或控制器中。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储在/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其一部分提供的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分发，例如通过因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种医学成像元件支撑单元(12)，包括：

支撑主体(14)，所述主体的下部外表面(18)具有：皮肤接合区域(18)，其用于在使用中与受试者的皮肤接合；以及附接装置(22)，其用于在使用中接收医学成像元件(26)和将所述医学成像元件(26)可释放地附接到所述支撑主体；

气动定位机构(30)，其用于调节所接收的所述医学成像元件(26)相对于所述支撑主体(14)的定位；和

空气泵机构(40)；

所述空气泵机构(40)被布置成用于向所述气动定位机构(30)供应空气，以便调节所述医学成像元件(26)的定位，以及

所述空气泵机构(40)在使用中能够进一步控制，以在所述皮肤接合区域(18)处产生抽吸力，以用于使所述支撑主体(14)保持抵靠与其接合的入射皮肤表面。

2.根据权利要求1所述的支撑单元(12)，其中，所述气动定位机构(30)包括一个或多个气动致动器(32)，每个气动致动器(32)包括空气隔室，并且所述致动器的致动位移取决于所述隔室内的空气量。

3.根据权利要求2所述的支撑单元(12)，其中，所述一个或多个气动致动器被以由与所述空气泵机构(40)流体连接的一个或多个可膨胀囊袋(32)形成的囊袋布置结构的形式提供，且所述囊袋被布置成用于根据每个囊袋中的空气量来操纵所接收的所述医学成像元件(26)的定位。

4.根据权利要求2或3所述的支撑单元(12)，其中，所述一个或多个致动器中的每一个具有由所述空气泵机构供应的相应的空气入口(44)以及用于控制通过所述入口的空气供应的相应的阀(46)。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的支撑单元(12)，其中，所述空气泵机构(40)包括真空泵(42)，以及流体连接到所述支撑主体(14)的外部的单独的空气入口(50)和空气出口(52)，且所述真空泵能够控制，以将空气从所述入口(50)驱动到所述定位机构(30)，并将空气从所述皮肤接合区域(18)驱动到所述出口(52)。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的支撑单元(12)，其中，所述支撑主体(14)具有开口(16)，其用于在使用中接收所述医学成像元件(16)的至少一部分，所述附接装置(22)被布置成将所述医学成像元件保持在所述开口中。

7.根据权利要求3和6所述的医学成像元件支撑单元(12)，其中，所述一个或多个囊袋(32)被布置在所述开口(16)的一侧或多侧处，并且突出到所述开口中。

8.根据权利要求7所述的支撑单元(12)，其中，所述一个或多个囊袋(32)中的每一个被布置成以取决于所述囊袋中的空气量的距离突出到所述开口(16)中。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的支撑单元(12)，其中，所述支撑主体(14)包括腔室，所述腔室(20)在所述皮肤接合区域(18)的一个区域上敞开，并且所述腔室具有与所述空气泵机构流体连接的空气出口(48)，以允许空气从所述腔室排出，从而在所述皮肤接合区域处产生所述抽吸力。

10.根据权利要求9所述的支撑单元，其中，所述腔室与所述开口流体隔离。

11.根据权利要求3和权利要求6-10中的任一项所述的支撑单元，其中，所述开口(16)是从所述皮肤接合区域延伸到所述支撑主体中的凹部，并且所述囊袋布置结构被布置成在朝向所述皮肤接合区域的方向上突出到所述凹部中，并且可选地，其中；

所述囊袋布置结构被布置成从所述凹部的上表面突出，所述上表面面对所述皮肤接合区域。

12.根据权利要求6-11中的任一项所述的支撑单元，其中，所述开口是从一个外表面延伸穿过所述支撑主体到达所述皮肤接合区域的孔。

13.根据权利要求6-12中的任一项所述的支撑单元，其中，所述腔室是环形的，从而在所述皮肤接合区域中形成环形凹槽。

14.根据权利要求1-13中的任一项所述的支撑单元，其中，所述支撑单元还包括间隔件机构，所述间隔件机构包括从下部皮肤接合区域延伸的间隔件部分，以及允许调节所述间隔件部分相对于所述下部皮肤接合区域的高度的装置。

15.一种超声系统，包括根据权利要求1-14中的任一项所述的支撑单元，以及呈被接收在所述支撑单元中的超声换能器单元形式的医学成像元件。

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