CN113509210A - 一种可自由定位的经直肠超声引导装置 - Google Patents

一种可自由定位的经直肠超声引导装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可自由定位的经直肠超声引导装置，包括底座、超声探头安装座、浮动机构，超声探头安装于所述超声探头安装座上；所述浮动机构包括有至少两个顺序铰接的关节臂，所述浮动机构两端的关节臂还分别与所述底座、所述超声探头安装座铰接。本发明通过浮动机构的设置，当用户需要将超声探头插入直肠时，使得超声探头相对于底座可以上下、俯仰、前后等多维度的运动，从而适应患者的直肠形态，使得超声探头自由调节以合适姿态进入直肠正确位置，避免了患者的不适，减少影响超声成像质量。

Description

一种可自由定位的经直肠超声引导装置
技术领域
本发明涉及医疗器械设计技术领域，具体涉及一种可自由定位的经直肠超声引导装置。
背景技术
一般进行经直肠前列腺超声检测时，患者平卧或侧卧，通过将探头护套插入直肠内合适位置，然后探头自动回退实现超声扫描。
但由于患者直肠并非水平，所以如果超声探头直接水平进入患者直肠，会导致患者不适或者影响超声成像质量。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提供了一种可自由定位的经直肠超声引导装置，包括底座、超声探头安装座、浮动机构，所述超声探头通过直线驱动装置安装在所述超声探头安装座上，所述直线驱动装置带动所述超声探头平移；
所述浮动机构包括有至少两个顺序铰接的关节臂，所述浮动机构两端的关节臂还分别与所述底座、所述超声探头安装座铰接。
在一些实施例中，相邻所述关节臂之间的铰接处、所述关节臂与所述底座之间的铰接处、所述关节臂与所述超声探头安装座之间的铰接处均设置有制动装置，所述制动装置用于限制转动或释放转动。
在一些实施例中，所述制动装置采用电磁制动器。
在一些实施例中，相邻所述关节臂之间的铰接处、所述关节臂与所述底座之间的铰接处、所述关节臂与所述超声探头安装座之间的铰接处均设置有编码器，所述编码器用于测量各所述关节臂的空间位置信息。
在一些实施例中，所述关节臂与所述超声探头安装座之间的铰接处还设置有三维力反馈传感器，所述三维力反馈传感器用于测量操作过程中直肠对浮动机构作用力。
在一些实施例中，所述直肠超声引导装置还包括有控制器，各所述编码器、各所述制动器、所述三维力反馈传感器、所述直线驱动装置均与所述控制器连接；
所述编码器将获取各所述关节臂的空间位置信息并反馈给所述控制器；
所述三维力反馈传感器将测量到的作用力反馈给所述控制器；
所述控制器根据各所述关节臂的空间位置信息以及直肠对所述浮动机构的作用力，来控制各所述制动器的限制转动或者释放转动的功能以使得操作者对各所述关节臂进行转动调节，以及控制所述直线驱动装置推动超声探头的前后或后退。
在一些实施例中，所述浮动机构包括有两所述关节臂，分别为第一关节臂和第二关节臂；所述第一关节臂的一端与所述超声探头安装座底部通过第一转动关节铰接，另一端与所述第二关节臂的一端通第二转动关节铰接；所述第二关节臂的另一端与所述底座通过第三转动关节铰接；
所述第一关节臂、第二关节臂通过所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节实现自由转动，以实现所述超声探头安装座和超声探头相对于所述底座上下、俯仰自由运动。
在一些实施例中，所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节的转动轴相互平行设置。
在一些实施例中，所述直线驱动装置包括有丝杆、丝杆螺母、以及连接在所述丝杆螺母上的滑块、用于驱动所述丝杆转动的电机；所述丝杆安装在所述超声探头安装座上，所述滑块通过所述丝杆螺母可移动的安装在所述超声探头安装座上，所述超声探头安装在所述滑块上；所述电机驱动所述丝杆杆转动，所述丝杆杆带动所述滑块直线运动。
在一些实施例中，所述滑块的底部通过滑轨移动安装在所述超声探头安装座上。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1、本发明提供的可自由定位的经直肠超声引导装置，通过浮动机构的设置，当用户需要将超声探头插入直肠时，使得超声探头相对于底座可以上下、俯仰等多角度的运动，从而适应患者的直肠形态，使得超声探头自由调节以合适姿态进入直肠正确位置，避免了患者的不适，减少影响超声成像质量；
2、本发明提供的可自由定位的经直肠超声引导装置还通过各编码器、各制动器、三维力反馈传感器、直线驱动装置、控制器的配合操作，使得使用者可以根据具体情况进行对浮动机构以及超声探头的运动进行调整，进一步的使得超声探头以合适的姿态进入到直肠内。
附图说明
结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：
图1为本发明提供的可自由定位的经直肠超声引导装置的立体结构示意图；
图2为本明提供的可自由定位的经直肠超声引导装置的正视图；
图3为本发明中第三转动关节的结构示意图；
图4为本发明中第三转动关节的剖视图；
图5为本发明中控制示意图。
具体实施方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
参照图1，本发明提供了一种可自由定位的经直肠超声引导装置，包括底座1、超声探头安装座10、浮动机构，超声探头9通过直线驱动装置安装在所述超声探头安装座上，直线驱动装置带动超声探头9平移，以便于其进行成像扫描；浮动机构包括有至少两个顺序铰接的关节臂，浮动机构两端的关节臂还分别与底座1、超声探头安装座10铰接。
本发明提供的可自由定位的经直肠超声引导装置，通过浮动机构的设置，当用户需要将超声探头插入直肠时，使得超声探头相对于底座1(通常底座固定于患者旁边的床位、移动车等设备上)可以上下、俯仰等多角度的运动，从而适应患者的直肠形态，使得超声探头9自由调节以合适姿态进入直肠正确位置，避免了患者的不适，减少影响超声成像质量。
在本实施例中，相邻关节臂之间的铰接处、关节臂与底座1之间的铰接处、关节臂与超声探头安装座10之间的铰接处均设置有制动装置，制动装置用于限制转动或释放转动。本发明通过在各铰接处设置制动装置，当超声探头9插入直肠过程中制动装置处于解锁状态，各铰接处可自由转动，以便于超声探头9以合适姿态进入直肠正确位置；当超声探头9到达准确位置后，制动装置处于锁定状态，各铰接处锁死无法转动，使得超声探头9位置固定，以便于后续超声成像操作。
进一步的，本实施例中制动装置采用电磁制动器；当然在其他实施例中制动装置可选择其他类型的同功能装置，此处不做限制。
在本实施例中，相邻关节臂之间的铰接处、关节臂与底座1之间的铰接处、关节臂与超声探头安装座10之间的铰接处均设置有编码器，编码器用于测量各个铰接处的转动角度，从而可以获得各关节臂的空间位置信息，以便于后续为浮动机构的位置调节以及超声探头的移动提供依据。
进一步的，关节臂与超声探头安装座10之间的铰接处还设置有三维力反馈传感器14，三维力反馈传感器用于测量操作过程中直肠对浮动机构作用力，以便于后续为浮动机构的位置调节以及超声探头的移动提供依据。
在本实施例中，直肠超声引导装置还包括有控制器，各编码器、各制动器、三维力反馈传感器、直线驱动装置均与控制器连接，如图5中所示；其中，编码器将获取的各关节臂的空间位置信息并反馈给控制器，三维力反馈传感器将测量到的作用力反馈给控制器；控制器根据各关节臂的空间位置信息以及直肠对浮动机构的作用力，来控制各制动器的限制转动或者释放转动的功能以使得操作者对各关节臂进行转动调节，以及控制直线驱动装置推动超声探头的前后或后退。
本发明提供的可自由定位的经直肠超声引导装置还通过各编码器、各制动器、三维力反馈传感器、直线驱动装置、控制器的配合操作，使得使用者可以根据具体情况进行对浮动机构以及超声探头的运动进行调整，进一步的使得超声探头以合适的姿态进入到直肠内。
在本实施例中，浮动机构包括有两关节臂，分别为第一关节臂3和第二关节臂2；第一关节臂3的一端与超声探头安装座10底部通过第一转动关节6铰接，另一端与第二关节臂2的一端通第二转动关节5铰接；第二关节臂2的另一端与底座1通过第三转动关节4铰接；其中，第一转动关节6、第二转动关节5、第三转动关节4的转动轴相互平行设置。第一关节臂3、第二关节臂2通过第一转动关节6、第二转动关节5、第三转动关节4实现自由转动，以实现超声探头安装座10和超声探头9相对于底座1上下、俯仰自由运动。
其中，在其他实施例中关节臂的数量也可为三个或三个以上，且顺序铰接，铰接处的转动方向也可根据具体情况进行调整，此处均不做限制。
其中，第一转动关节6、第二转动关节5、第三转动关节4具体可以通过转轴或者轴承等方案实现，此处不做限制。
具体的以第三转动关节4为例做进一步的说明，参照图3-4，第三转动关节4包括有关节本体401和传动轴403，其中关节本体401固定安装在底座1上，传动轴403一端固定安装在第二关节臂2上，另一端通过轴承402转动安装在关节本体401的安装孔内，安装孔内还设置有制动装置16，制动装置16朝向传动轴403远离第二关节臂2的一端设置，编码器15安装在关节本体401上并朝向传动轴403设置。
在本实施例中，直线驱动装置包括有丝杆8、丝杆螺母以及连接在丝杆螺母上的滑块12、用于驱动丝杆8转动的电机7；丝杆8安装在超声探头安装座10上，滑块12通过丝杆螺母可移动的安装在超声探头安装座10上，超声探头9安装在滑块12上，超声探头9的检测端伸出超声探头安装座10且其上套设有护套11；电机7驱动丝杆8转动，丝杆8带动滑块12直线运动。进一步的，滑块12的底部通过滑轨13移动安装在超声探头安装座10上。
本实施例提供的直线驱动装置结构简单，操作方便，当然在其他实施例中直线驱动装置的结构形式也可根据具体情况进行调整，此处不做限制。
本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (10)

1.一种可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，包括底座、超声探头安装座、浮动机构，所述超声探头通过直线驱动装置安装在所述超声探头安装座上，所述直线驱动装置带动所述超声探头平移；
所述浮动机构包括有至少两个顺序铰接的关节臂，所述浮动机构两端的关节臂还分别与所述底座、所述超声探头安装座铰接。
2.根据权利要求1所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，相邻所述关节臂之间的铰接处、所述关节臂与所述底座之间的铰接处、所述关节臂与所述超声探头安装座之间的铰接处均设置有制动装置，所述制动装置用于限制转动或释放转动。
3.根据权利要求2所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述制动装置采用电磁制动器。
4.根据权利要求2所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，相邻所述关节臂之间的铰接处、所述关节臂与所述底座之间的铰接处、所述关节臂与所述超声探头安装座之间的铰接处均设置有编码器，所述编码器用于测量各所述关节臂的空间位置信息。
5.根据权利要求5所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述关节臂与所述超声探头安装座之间的铰接处还设置有三维力反馈传感器，所述三维力反馈传感器用于测量操作过程中直肠对浮动机构作用力。
6.根据权利要求4所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述直肠超声引导装置还包括有控制器，各所述编码器、各所述制动器、所述三维力反馈传感器、所述直线驱动装置均与所述控制器连接；
所述编码器将获取各所述关节臂的空间位置信息并反馈给所述控制器；
所述三维力反馈传感器将测量到的作用力反馈给所述控制器；
所述控制器根据各所述关节臂的空间位置信息以及直肠对所述浮动机构的作用力，来控制各所述制动器的限制转动或者释放转动的功能以使得操作者对各所述关节臂进行转动调节，以及控制所述直线驱动装置推动超声探头的前后或后退。
7.根据权利要求1或2或4所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述浮动机构包括有两所述关节臂，分别为第一关节臂和第二关节臂；所述第一关节臂的一端与所述超声探头安装座底部通过第一转动关节铰接，另一端与所述第二关节臂的一端通第二转动关节铰接；所述第二关节臂的另一端与所述底座通过第三转动关节铰接；
所述第一关节臂、第二关节臂通过所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节实现自由转动，以实现所述超声探头安装座和超声探头相对于所述底座上下、俯仰自由运动。
8.根据权利要求7所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述第一转动关节、第二转动关节、第三转动关节的转动轴相互平行设置。
9.根据权利要求1所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述直线驱动装置包括有丝杆、丝杆螺母、以及连接在所述丝杆螺母上的滑块、用于驱动所述丝杆转动的电机；所述丝杆安装在所述超声探头安装座上，所述滑块通过所述丝杆螺母可移动的安装在所述超声探头安装座上，所述超声探头安装在所述滑块上；所述电机驱动所述丝杆杆转动，所述丝杆杆带动所述滑块直线运动。
10.根据权利要求9所述的可自由定位的经直肠超声引导装置，其特征在于，所述滑块的底部通过滑轨移动安装在所述超声探头安装座上。
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