CN114376616A - 透声耦合装置及其制备方法以及乳腺超声诊断设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透声耦合装置，用于乳腺超声诊断设备，包括透声构件、超声耦合垫，所述透声构件为所述超声耦合垫提供支撑，所述透声构件与所述超声耦合垫一体成型，所述超声耦合垫的声阻抗与水的声阻抗一致。这样，通过设置透声构件、超声耦合垫，增加了探头和乳腺部位之间的距离，增强了人体受检区域的聚焦效果，进而改善了图像整体的信噪比和对比度，在工作时可以获取更为清晰的图像。

Description

透声耦合装置及其制备方法以及乳腺超声诊断设备

技术领域

本发明涉及一种超声设备技术领域，特别涉及一种超声设备的透声耦合装置及其制备方法。

背景技术

近年来，乳腺癌的发病率逐年上升，且发病年龄有年轻化的趋势，严重危害女性健康。乳腺癌的早期筛查是保障女性健康的重要手段。

目前，很多医院采用乳腺钼靶技术作为乳腺癌早期筛查的技术手段，但是临床实践发现，乳腺钼靶技术针对一些致密组织以及无钙化特征的乳腺癌患者，其诊断灵敏性不高。

近些年，出现了一种自动乳腺全容积超声诊断系统，这种系统配备超多阵元的高频探头，在系统的控制下自动扫描，并运用三维立体超声成像技术对采集到的数据进行处理，得到乳腺的全容积图像、乳腺横断面图像、纵断面图像以及冠状面图像。这种自动乳腺全容积超声诊断系统较乳腺钼靶技术在诊断灵敏性上有大大的提升。

自动乳腺全容积超声诊断系统的诊断准确性建立在图像质量的基础上。然而为了保证图像质量，需要在患者乳房部位涂覆较大量的声耦合剂，并用探头充分下压，排空气泡，一般而言，该操作持续时间较长，容易引起患者不适，尤其在排空气泡过程中，探头下压力度较大时，不适感更为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透声耦合装置，使用该透声耦合装置的乳腺超声诊断设备在工作时可以获取更为清晰的图像，同时提供透声耦合装置的制作方法以及包含透声耦合装置的乳腺超声诊断设备。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案。

第一方面，透声耦合装置，用于乳腺超声诊断设备，包括透声构件、超声耦合垫，所述透声构件为所述超声耦合垫提供支撑，所述透声构件与所述超声耦合垫一体成型，所述超声耦合垫的声阻抗与水的声阻抗一致。这样，通过设置透声构件、超声耦合垫，增加了探头和乳腺部位之间的距离，增强了人体受检区域的聚焦效果，进而改善了图像整体的信噪比和对比度，在工作时可以获取更为清晰的图像；另外，透声构件与超声耦合垫一体成型，相对单独设置超声耦合垫，由于透声构件可对超声耦合垫起支撑作用，探头移动过程中，可以防止探头移动使超声耦合垫产生褶皱变形，进而有效防止探头移动过程中的剪切力造成超声耦合垫相对人体乳腺部位易错位的现象；相对单独设置网状的透声构件，设置超声耦合垫可以对乳腺部位产生压乳效果，减小探头移动过程中对人体产生的刺痛感；相对透声构件、超声耦合垫分体设置，一体成型可以有效防止探头移动过程中的剪切力造成透声构件与超声耦合垫的错位现象出现。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施例中，所述超声耦合垫由透声弹性材料制成。在检测过程中，透声耦合装置需要与乳腺部位贴合，因此，超声耦合垫与乳腺部位相互作用的过程中，会产生压乳使乳腺部位变形，在此实施例中，超声耦合垫由透声弹性材料制成，超声耦合垫可变形，并且其变形量可以缓解乳腺部位的变形要求，降低检测人员的不适感。

结合第一方面或第一方面的第一种实施例，在第一方面的第二种可能的实施例中，所述超声耦合垫包括近肤层、操作层，所述近肤层、操作层分列于所述透声构件两侧，所述透声耦合装置在工作状态时，所述近肤层相对所述操作层更为靠近被检测者皮肤，所述近肤层的材料类型为水凝胶。水凝胶一般具有润滑性，在此实施例中，近肤层的材料类型为水凝胶，故不需要涂抹大量耦合剂，在检测时，只需在患者乳腺部位以及材料表面喷少量水（丙二醇、甘油等也可）即可保持界面湿润，使近肤层与人体表面充分贴合，并且不易产生起泡，操作简便的同时，节省扫查人员的时间，并具有较高的图像质量。检测完成后，残留在被检测者身上的一般也只有少量水、丙二醇、甘油等对人体无害且易擦除的液体。

结合第一方面的第二种实施例，在第一方面的第三种可能的实施例中，所述近肤层的厚度不大于10 mm。在此实施例，近肤层的厚度控制在10 mm以下具有较好的透声效果。

结合第一方面的第二种实施例，在第一方面的第四种可能的实施例中，所述透声构件为网状。在此实施例中，透声构件为网状，近肤层与操作层在一体成型时，可以通过网洞连通，超声耦合垫的均质性较好，同时，在一体成型时，近肤层与操作层之间可以形成有效的化学键，降低透声耦合装置出现因剪切力导致的脱胶分离现象的概率。

结合第一方面或第一方面的第一种实施例，在第一方面的第五种可能的实施例中，所述透声构件的厚度不大于0.5 mm。透声构件需保证透声效果，经研究，本实施例中，将透声构件的厚度控制在0.5 mm范围内，可以具有较佳的透声效果。

结合第一方面的第二种实施例，在第一方面的第六种可能的实施例中，所述操作层的表面光滑。在此实施例中，操作层的表面光滑，探头在扫查过程中，受到的阻力较小，探头速度的均匀性较好，进而图像均匀性较好，实现较高的筛查效率并且较佳的诊断准确性。

结合第一方面的第二种实施例，在第一方面的第七种可能的实施例中，所述透声耦合装置闲置时浸泡于液体。闲置是指处于非工作状态，在此实施例中，通过将透声耦合装置闲置时浸泡于液体，一方面浸泡于消毒液等可以使使用过的透声耦合装置进行消毒，另外可以使透声耦合装置的近肤层保持润滑性，提高使用时的使用效率。

第二方面，用于制备第一方面或第一方面任一实施例的透声耦合装置的方法，包括如下步骤：S1：通过控制固化温度或固化时间，制备液态或半固化的所述超声耦合垫材料；S2：将所述透声构件放置于设定位置；S3：进行完全固化操作，使所述超声耦合垫与所述透声构件或者所述超声耦合垫之间产生聚合或者分子链交联化学反应。这种方法，可以使透声耦合装置的透声构件以及超声耦合垫一体成型，透声构件对超声耦合垫具有有效的支撑作用，同时，透声构件与超声耦合垫之间不会因为剪切力产生移位。

第三方面，乳腺超声诊断设备，包括第一方面或第一方面任一实施例所述的透声耦合装置、固定框，所述透声耦合装置可拆卸安装于所述固定框。这样，在乳腺超声诊断设备工作时，方便对透声耦合装置进行更换，已经使用了的透声耦合装置拆卸后可以进行消毒操作，未使用的透声耦合装置安装上可以马上继续进行下一位患者的检测工作。

附图说明

图1 是本发明乳腺超声诊断设备的应用于乳腺超声筛查时的部分结构示意图。

图2 是本发明透声耦合装置的一种实施方式示意图。

图3 是未利用本发明透声耦合装置的超声成像效果图。

图4 是利用了本发明透声耦合装置的超声成像效果图。

具体实施方式

图1示意了一种乳腺超声诊断设备的部分结构示意图，包括透声耦合装置1、固定框2、探头3。图1中标号4为被检测者的待检组织，此处为乳腺部位。

透声耦合装置1可拆卸安装于固定框2，固定方式可以根据情况采用磁吸、卡扣等便于拆装的结构。实际检测过程中，通过调整固定框2的位置和下压压力等参数可确保透声耦合装置与人体乳腺部位的贴合。透声耦合装置1可拆卸安装于固定框2有利于对透声耦合装置的消毒，透声耦合装置1在使用后可以从固定框2中拆卸，然后通过浸泡或者喷淋消毒剂进行消毒，达到可重复使用的目的，同时可以有效防止交叉感染。

图2为透声耦合装置的结构示意图。图2所示的透声耦合装置1包括透声构件11、超声耦合垫12，透声构件11为超声耦合垫12提供支撑，透声构件11与超声耦合垫12一体成型，超声耦合垫12的声阻抗与水的声阻抗一致。超声耦合垫12的设置，可以对乳腺部位产生压乳效果，减小探头移动过程中对人体产生的刺痛感。

超声诊断设备一般利用超声成像波束合成的物理机制，在近场受限于打开的孔径较小，波束的聚焦效果较弱，成像质量较差，随着深度增强，孔径逐渐增大，聚焦效果变强，图像的质量提升。因此，本发明中通过引入透声耦合装置1这种导声介质，增加了探头与乳腺部位之间的距离，增强了人体受检区域的聚焦效果，进而改善图像整体的信噪比和对比度。图3、图4是研究过程中人体某一部位的超声成像效果对比图，其中图4利用了本发明的超声耦合装置，图3是未利用超声耦合装置，可以明显感觉到，图4的成像效果较图3好。

透声构件11与超声耦合垫12一体成型，使得超声耦合垫12与透声构件11结合牢固、可靠，并且，由于透声构件11对超声耦合垫12的支撑作用，探头移动过程中，可以防止探头移动使超声耦合垫产生褶皱变形，扫描过程中不会出现超声耦合垫12相对透声构件11移位进而避免超声耦合垫12相对人体移位。

超声耦合垫12由透声弹性材料制成。由于在检测过程中，透声耦合装置1需要与乳腺部位4贴合，因此，超声耦合垫12与乳腺部位4相互作用的过程中，会使超声耦合垫12产生一定的变形，同时，超声耦合垫12的可变形可以缓解乳腺部位4的变形要求，降低检测人员的不适感，故超声耦合垫12采用弹性材料。

图2所示的超声耦合垫12包括近肤层121、操作层122。近肤层121、操作层122分列于透声构件11两侧，透声耦合装置1在工作状态时，近肤层121相对操作层122更为靠近被检测者皮肤。

透声构件11需承受一定的变形，故需具备较好的韧性。透声构件11的材料可以采择韧性较好的化纤材料，如涤纶、尼龙。同时，透声构件11需保证透声效果，综合以上因素，透声构件11的厚度不小于0.05 mm，不大于0.5 mm，在满足机械性能的条件下，厚度越薄越好。特别的，透声构件11的材料可以选用记忆材料，在记忆材料的温度与体表体温相近时，可以形成适合检测者个体乳房的形状，使检测者在检测时更为舒适，另外，由于透声耦合装置1可拆卸，因此，透声耦合装置1可以由检测者个人按照固定的方法保存，形成个人专用，而由于记忆材料的功能，记忆材料的记忆形状可以根据个人的特点设定，具有更好的针对性，一方面满足了某些患者的检测工具卫生担忧，另一方面也可以提高检测的准确性。

透声构件11为网状结构或膜状结构。膜状结构在力学性能方面的可靠性优于网状结构，但是从超声诊断效果来看，透声构件11采用网状结构更为合适。一方面，由于透声构件11与超声耦合垫12为一体成型，当透声构件11为网状，近肤层121与操作层122在一体成型时，可以通过网洞连通，因此，超声耦合垫12的均质性较好，同时，在一体成型时，近肤层121与操作层122之间可以形成有效的化学键，降低透声耦合装置出现因剪切力导致的脱胶分离现象的概率，提升透声耦合装置的寿命。

近肤层的材料具有水润性，一般是片状的水凝胶弹性体。本文中的水润性是指表面足够水润，将其浸入水（丙二醇、甘油等也可）中或者在其材料表面喷射少量水（丙二醇、甘油等也可）即可保持近肤层界面湿润。因此不需要涂抹大量耦合剂。在检测时，只需在被检测者乳腺部位以及材料表面喷少量水（丙二醇、甘油等也可）即可保持界面湿润，使近肤层与人体表面充分贴合，并且不易产生气泡，操作简便的同时，节省扫查人员的时间，并具有较高的图像质量。检测完成后，残留在被检测者身上的一般也只有少量水、丙二醇、甘油等对人体无害且易擦除的液体。近肤层的厚度一般在10 mm以内。

操作层的表面较为光滑，从而，在探头扫查过程中，受到的阻力较小，探头速度的均匀性较好，进而图像均匀性较好，实现较高的筛查效率并且较佳的诊断准确性。

透声耦合装置1闲置时浸泡于液体，液体具体可以为消毒用液体，以及水、丙二醇、甘油等具有一定润滑作用的液体。一方面，若将使用过的透声耦合装置1浸泡于消毒用液体，则可以对使用过的透声耦合装置1进行消毒，另一方面，若将无毒或者已经消毒的透声耦合装置1浸泡于水、丙二醇、甘油等具有一定润滑作用的液体中，可以使透声耦合装置1的近肤层121表面保持润滑性，在透声耦合装置1实际使用时，与被检测者的皮肤有效贴合，且不易产生气泡，减少检测时的准备工作，提高使用效率。

制作如图2所示透声耦合装置，关键在于透声构件11与超声耦合垫12的一体成型，具体而言可以采用化学方式，具体操作方法如下：

S1：通过控制固化温度或固化时间，制备液态或半固化的所述超声耦合垫材料；

S2：将透声构件放置于设定位置；

S3：进行完全固化操作，使超声耦合垫与透声构件或者超声耦合垫之间产生聚合或者分子链交联化学反应。

这种一体成型方法，可以使透声耦合装置的透声构件以及超声耦合垫一体成型，透声构件对超声耦合垫具有有效的支撑作用，同时，透声构件与超声耦合垫之间不会因为剪切力产生移位。

Claims (10)

1.透声耦合装置，用于乳腺超声诊断设备，其特征在于，包括透声构件、超声耦合垫，所述透声构件为所述超声耦合垫提供支撑，所述透声构件与所述超声耦合垫一体成型，所述超声耦合垫的声阻抗与水的声阻抗一致。

2.根据权利要求1所述的透声耦合装置，其特征在于，所述超声耦合垫由透声弹性材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的透声耦合装置，其特征在于，所述超声耦合垫包括近肤层、操作层，所述近肤层、操作层分列于所述透声构件两侧，所述透声耦合装置在工作状态时，所述近肤层相对所述操作层更为靠近被检测者皮肤，所述近肤层的材料类型为水凝胶。

4.根据权利要求3所述的透声耦合装置，其特征在于，所述近肤层的厚度不大于10 mm。

5.根据权利要求3所述的透声耦合装置，其特征在于，所述透声构件为网状。

6.根据权利要求1或2所述的透声耦合装置，其特征在于，所述透声构件的厚度不大于0.5 mm。

7.根据权利要求3所述的透声耦合装置，其特征在于，所述操作层的表面光滑。

8.根据权利要求3所述的透声耦合装置，其特征在于，所述透声耦合装置闲置时浸泡于液体。

9.用于制备如权利要求1-8任一项所述的透声耦合装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过控制固化温度或固化时间，制备液态或半固化的所述超声耦合垫材料；

S2：将所述透声构件放置于设定位置；

S3：通过固化操作，使所述超声耦合垫与所述透声构件或者所述超声耦合垫之间产生聚合或者分子链交联化学反应。

10.乳腺超声诊断设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的透声耦合装置、固定框，所述透声耦合装置可拆卸安装于所述固定框。

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