乳房超聲掃描裝置及方法

乳房超聲掃描裝置及方法
【專利摘要】一種乳房超聲掃描裝置及方法，其乳房超聲掃描裝置包括超聲傳感器、耦合組件和支持架。所述耦合組件包括剛性邊框和柔性袋，其中該柔性袋包括被所述剛性邊框撐開以提供一個掃描平面讓所述傳感器在其上旋轉的第一部分、用來容納聲透明的液體從而可發生變形以貼合并壓在待掃描的乳房上的第二部分、以及用來向所述第二部分引入聲透明液體的入口。所述支持架包括固定部和旋轉部，其中所述固定部連接于所述耦合組件的剛性邊框上，所述旋轉部可旋轉地組裝于所述固定部，用來支持所述傳感器并驅動傳感器在所述掃描平面上旋轉。
【專利說明】乳房超聲掃描裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及一種超聲掃描裝置以及一種用超聲掃描裝置掃描乳房的方法。【背景技術】
[0002]乳房超聲掃描技術是采用探測器發出的高頻聲波的回聲信號來產生乳房圖像的。在掃描過程中，用傳感器發出聲波通過乳房組織，這些聲波對不同類型的乳房組織作出不同的反應并向傳感器發回信號，這些信號被傳輸到電腦中用來創建一個乳房組織的圖像。在乳房檢查中，超聲一般用作乳房X光檢查和物理檢查的輔助手段，用來評估一定類型的異常，比如，在物理檢查或是在X光檢查中發現的腫塊。其可幫助確定腫塊是良性液體囊腫還是需進一步進行診斷的實體病變。此外，其可顯示乳房的整體區域，包括靠近胸廓的部分，這在X光檢查中是很難檢查到的。由于X光檢查對致密型乳房具有明顯的局限性，因此乳房超聲掃描對致密型乳房的乳腺癌術前檢查具有尤其重要的意義。另外，由于超聲檢查無痛，價格便宜，且無輻射，相對于其它的檢查方法具有不少優勢，因此其在目前的乳房病變檢查和診斷中起著越來越重要的作用。
[0003]傳統的乳房超聲掃描技術中，是通過沿著乳房表面移動一個小傳感器來對乳房進行掃描的，其過程中所涉及的傳感器相對于乳房的移動通常需要高度依賴于醫生的操作，且檢查過程很費時間。美國專利6，117，080探討了利用一個輔助裝置來輔助檢查，該輔助裝置包括一個可貼合乳房輪廓的裝水的水袋、和一個可讓掃描鏡在其上沿線性路徑移動的半剛性的掃描表面 。然而，掃描鏡的移動仍然需要依賴醫生的操作且比較耗時。此外，由于沒有結構來支撐固定所述輔助裝置，以防止其隨著掃描鏡在所述半剛性的掃描表面上的滑動而產生移動，因此所述輔助裝置及其上的掃描表面可能在掃描過程中產生移動，這樣的移動會對成像質量產生影響，應當盡量避免。

【發明內容】

[0004]本發明涉及一種超聲掃描裝置。該超聲掃描裝置包括超聲傳感器、耦合組件和支持架。其中，所述耦合組件包括剛性邊框和柔性袋，該柔性袋包括被所述剛性邊框撐開以提供一個掃描平面讓所述傳感器在其上旋轉的第一部分、用來容納聲透明的液體從而可發生變形以貼合并壓在待掃描的乳房上的第二部分、以及用來向所述第二部分引入聲透明液體的入口。所述支持架包括固定部和旋轉部，其中固定部連接于所述耦合組件的剛性邊框上，旋轉部可旋轉地組裝于所述固定部，用來支持所述傳感器并驅動傳感器在所述掃描平面上旋轉。
[0005]本發明還涉及一種超聲掃描方法。該掃描方法包括提供一種超聲掃描裝置，該超聲掃描裝置包括超聲傳感器、耦合組件和支持架。其中，所述耦合組件包括剛性邊框和柔性袋，該柔性袋包括被所述剛性邊框撐開以提供一個掃描平面讓所述傳感器在其上旋轉的第一部分、用來容納聲透明的液體從而可發生變形以貼合并壓在待掃描的乳房上的第二部分、以及用來向所述第二部分引入聲透明液體的入口。所述支持架包括固定部和旋轉部，其中固定部連接于所述耦合組件的剛性邊框上，旋轉部可旋轉地組裝于所述固定部，用來支持所述傳感器并驅動傳感器在所述掃描平面上旋轉。該掃描方法還包括:向所述柔性袋中輸入聲透明的液體并將柔性袋貼合在乳房上；以及驅動所述傳感器在所述掃描平面上旋轉以掃描乳房。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]通過結合附圖對于本發明的實施例進行描述，可以更好地理解本發明，在附圖中:
[0007]圖1中的示意圖顯示了一種示例性的乳房超聲掃描裝置。
[0008]圖2中的示意圖從另一個角度顯示了圖1所示的乳房超聲掃描裝置。
[0009]圖3中的示意圖顯示了圖1所示的乳房超聲掃描裝置中的柔性袋貼合地壓在待掃描的乳房上情況。
[0010]圖4顯示了使用圖1所示的乳房超聲掃描裝置所獲得的一系列掃描平面輪廓。【具體實施方式】
[0011]以下將對本發明的【具體實施方式】進行詳細描述。為了避免過多不必要的細節，在以下內容中將不對現有的結構或功能進行詳細的描述。
[0012]本文中所使用的近似性的語言可用于定量表述，表明在不改變基本功能的情況下可允許數量有一定的變動。因此，用“大約”、“左右”等語言所修正的數值不限于該準確數值本身。在一些實施例中，“大約”表示允許其修正的數值在正負百分之十(10%)的范圍內變化，比如，“大約100”表示的可以是90到110之間的任何數值。此外，在“大約第一數值到第二數值”的表述中，大約同時修正第一和第二數值兩個數值。在某些情況下，近似性語言可能與測量儀器的精度有關。
[0013]除有定義外，本文中所用的技術和科學術語具有與本發明所屬領域技術人員普遍理解的相同含義。本文所用的術語“第一”、“第二”等并不表示任何順序、數量或重要性，而只是用于區別一種元件和另一種元件。并且，“一”或“一個”不表示數量的限定，而是表示存在一個的相關項目。
[0014]圖1和圖2從兩個不同的方向顯不了根據本發明一個實施例中的一種乳房超聲掃描裝置100。該裝置100包括超聲傳感器102和耦合組件104，該耦合組件可很好地貼合于待掃描的乳房，并提供一個掃描平表面讓所述傳感器102在其上旋轉。所述耦合組件104包括一個可用來接收和容納聲透明的液體，如水，的柔性袋106。該柔性袋106的第一部分108由一個剛性邊框112撐開，該剛性邊框112用作拉緊裝置，將所述柔性袋的第一部分108拉緊撐開。在該剛性邊框112的拉力作用下，所述柔性袋的第一部分108被拉平，并能承受施加其上的一定力而不產生明顯的拉伸和變形。這樣，所述第一部分108可承受來自于在其上轉動的傳感器的力 ，因而可用作讓傳感器102的旋轉掃描面。所述柔性袋106的第二部分110用來接收和容納聲透明的液體。液體的重力產生一個向下的拉力，可使得所述第二部分110壓在待掃描的乳房上，而液體的流動性使得裝有液體的第二部分110可通過變形來適應不同的乳房形狀和尺寸。所述柔性袋106可具有液體入口(未圖示)，用來引入聲透明的液體。在一些實施例中，所述液體入口位于所述柔性袋106的第二部分110。[0015]所述柔性袋106可以是由一片式的軟性片狀材料，如薄膜制成，這樣所述第一和第二部分108和110彼此一體延伸。在一些實施例中，所述剛性邊框112為一個可對所述第一部分108施加徑向拉力的圓環狀框架。在一些具體的實施例中，所述環形框架具有一個可讓柔性袋106從中通過的環狀狹縫，使得所述第一部分108位于所述圓環狀框架內，而第二部分110從所述圓環狀框架外垂下。剛性邊框112也可是其它形狀。
[0016]所述柔性袋106的第一部分和第二部分可用相同或不同的聲透明材料制成。本文中所用的“聲透明”是指聲阻抗不比水高的材料。合適用來制作柔性袋106的第一和(或)第二部分的材料的非限制性的例子包括塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes, TPU)。所述柔性袋中所裝的聲透明的液體可以是水。在一些實施例中，為了將由柔性袋106的聲阻所引起的超聲介入損失盡可能減少，所述柔性袋的厚度小于3厘米。
[0017]所述裝置100進一步包括支持架114，用來驅動所述傳感器102在掃描平面108上轉動。更適宜地，所述支持架114也可支持所述傳感器102，使其靠近甚至接觸到所述掃描平面108但至少未將其整個重量置于所述掃描平面108。在一些實施例中，所述支持架114包括一個連接到耦合組件104的剛性邊框112上的固定部116、和一個可旋轉地組裝于所述固定部116上的旋轉部118。所述旋轉部118支撐所述傳感器102并驅動其在掃描平面108上旋轉。在一些實施例中，在所述旋轉部118的旋轉方向之外的其它方向上所述旋轉部118相對所述固定部116是不可動的，因此其可支持住傳感器102使傳感器不將重量施加到所述掃描平面108上。在一些實施例中，所述傳感器102是可拆卸地組裝于所述旋轉部118上的，這樣，所述傳感器102便可從所述旋轉部118上取下來，以手持的方式對其它區域，如腋下副乳區域進行掃描。所述剛性邊框112可用可拆卸或不可拆卸的方式組裝于所述支持架的固定部116上。
[0018]在圖示的實施例中，所述傳感器102和支持架的旋轉部118以一定方式組裝，使得所述傳感器102可繞一個以垂直于所述掃描平面108的方向通過掃描平面108的幾何中心的軸線旋轉。特別地，所述旋轉部118包括沿一個垂直地通過所述圓形掃描平面的中心的方向延伸的傳動軸120,所述傳感器102繞所述傳動軸120旋轉。在圖示的實施例中，由于所述傳感器102是在其縱向一端的位置上組裝到所述旋轉部118，因此在旋轉過程中，所述傳感器102的縱向上的長度為L的邊124靠近或是接觸所述掃描平面108。因此，通過驅動所述傳感器102傳動軸120旋轉一周，可在所述掃描平面108上掃過一個半徑等于所述傳感器102的縱向長度L的圓形區域。通過控制所述傳感器102的長度，使其大于待掃描的乳房的半徑，所述裝置100可掃描到乳房的整個體積。在一些實施例中，所述傳感器102的長度L在約6.3厘米到7厘米之間的范圍。
[0019]進一步地，所述裝置100還可包括一個驅動裝置，如發動機(未圖示)，用來驅動所述支持架114的旋轉部118推動所述傳感器102旋轉。所述裝置100可懸掛于一個懸臂(未圖示)上，可通過將所述支持架的固定部116固定于所述懸臂上從而將所述裝置100懸掛于懸臂上。在一些實施例中，所述懸臂可使所述裝置100沿水平方向和豎直方向相對于待掃描的乳房移動。
[0020]在使用時，可在所述柔性袋106被放置到待掃描的乳房上之前或之后通過液體入口往所述柔性袋106內通入聲透明的液體。根據具體的情況，所述柔性袋106可裝滿液體或只裝部分液體。在一些實施例中，可控制所述柔性袋106內的聲透明液體的體積，使得所述柔性袋的第一部分，即掃描平面108盡可能地靠近乳房，從而盡量減小所述掃描平面和乳房之間的距離，以最大限度地減少超聲傳感器的介入損失。在一些具體的實施例中，所述柔性袋106內的聲透明液體的體積的控制可通過向柔性袋內輸入更多的聲透明液體和(或)從柔性袋內擠出部分聲透明液體的方式來實現。
[0021]如圖3所示，在圖示的實施例中，裝有聲透明液體的柔性袋106的形狀類似于一個倒扣的碗，向下壓在平躺的病人的乳房202上，所述柔性袋106的柔性和袋內液體的流動性使其可貼合乳房的輪廓。
[0022]通過使所述傳感器102在掃描平面108上繞中心軸旋轉一周，可對整個乳房進行掃描。為了輔助所述傳感器102旋轉，并提供好的聲耦合，可往所述掃描平面108上涂上聲耦合劑。由于對所述傳感器102和掃描平面108進行了適當的安排，傳感器102和掃描平面108之間不會產生不必要的移動。在一些實施例中，在操作過程中可用手扶住所述耦合組件104的剛性邊框112和(或)支持架的固定部(圖1和2中所示的部件116)，進一步防止不必要的移動。
[0023]在一些實施例中，可在柔性袋和待掃描的乳房之間放置一次性的薄膜，以避免所述柔性袋直接接觸乳房，確保安全衛生。在乳房和所述一次性薄膜之間，以及所述一次性薄膜和柔性袋之間可涂上聲耦合劑，以提供好的聲耦合。
[0024]如圖4所示，所述傳感器在旋轉掃描乳房的過程中獲得一系列如掃描平面輪廓302所表示的乳房圖像，這些圖像用體積成像工程(volume renderingengine)進行處理,轉化成體積圖像。
[0025]本發明可用其他的不違背本發明的精神或主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本發明的上述實施方案都只能認為是對本發明的說明而不能限制本發明，本發明的范圍是由權利要求書界定，而不是由上述界定的，因此，在與本發明的權利要求書相當 的含義和范圍內的任何改變，都應認為是包括在權利要求書的范圍內。
【權利要求】
1.一種超聲掃描裝置，其包括: 超聲傳感器； 耦合組件，其包括: 剛性邊框，以及 柔性袋，其包括被所述剛性邊框撐開以提供一個掃描平面讓所述傳感器在其上旋轉的第一部分、用來容納聲透明的液體從而可發生變形以貼合并壓在待掃描的乳房上的第二部分、以及用來向所述第二部分引入聲透明液體的入口； 支持架，其包括: 固定部，連接于所述耦合組件的剛性邊框上，以及 旋轉部，可旋轉地組裝于所述固定部，用來支持所述傳感器并驅動傳感器在所述掃描平面上旋轉。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述柔性袋是由軟薄膜制成的。
3.如權利要求1所述的裝置，其中所述軟薄膜是由塑性聚氨酯制成的。
4.如權利要求1所述的裝置，其中所述柔性袋的第一和第二部分是由相同的材料制成的。
5.如權利要求1所述的裝置，其中所述柔性袋的第一和第二部分是由不同的材料制成的。
6.如權利要求1所述的裝置，其中所述柔性袋的厚度小于約3厘米。
7.如權利要求1所述的裝置，其中所述剛性邊框為圓環狀。
8.如權利要求1所述的裝置，其中所述耦合組件的剛性邊框可拆卸地組裝于所述支持架的固定部。
9.如權利要求1所述的裝置，其中所述傳感器可從所述支持架的旋轉部上拆卸下來，以便用手持的方式掃描腋下副乳。
10.如權利要求1所述的裝置，其進一步包括用來驅動所述支持架的旋轉部以推動所述傳感器旋轉的發動機。
11.如權利要求1所述的裝置，其中所述傳感器和所述支持架的旋轉部以一定方式組裝，以驅動所述傳感器繞一個以垂直于所述掃描平面的方向通過所述掃描平面的幾何中心的軸線旋轉。
12.如權利要求1所述的裝置，其中所述支持架的旋轉部包括沿一個垂直地通過所述掃描平面的幾何中心的方向延伸的傳動軸，所述傳感器繞所述傳動軸旋轉。
13.如權利要求1所述的裝置，其中所述支持架的旋轉部可驅動所述換能旋轉以在所述掃描平面上掃過一個以傳感器的長度為半徑的圓形區域。
14.如權利要求13所述的裝置，其中所述傳感器的長度在約6.3厘米到7.0厘米之間。
15.—種超聲掃描方法,其包括: 提供一種超聲掃描裝置，其包括: 超聲傳感器； 耦合組件，其包括剛性邊框和柔性袋，其中該柔性袋包括被所述剛性邊框撐開以提供一個掃描平面讓所述傳感器在其上旋轉的第一部分、用來容納聲透明的液體從而可發生變形以貼合并壓在待掃描的乳房上的第二部分、以及用來向所述第二部分引入聲透明液體的入口 ；以及 支持架，其包括固定部和旋轉部，其中所述固定部連接于所述耦合組件的剛性邊框上，所述旋轉部可旋轉地組裝于所述固定部，用來支持所述傳感器并驅動傳感器在所述掃描平面上旋轉； 向所述柔性袋中輸入聲透明的液體并將柔性袋貼合在乳房上； 驅動所述傳感器在所述掃描平面上旋轉以掃描乳房。
16.如權利要求15所述的方法，其進一步包括控制所述柔性袋中的聲透明液體的體積，使得所述柔性袋的第一部分靠近乳房。
17.如權利要求15所述的方法，其進一步包括向所述柔性袋中輸入更多的聲透明液體和(或)從所述柔性袋中擠出部分聲透明液體。
18.如權利要求15所述的方法，在將所述柔性袋貼合在乳房上之前進一步包括往乳房上覆蓋一次性薄膜。
19.如權利要求18所述的方法，其進一步包括在乳房和所述一次性薄膜之間、以及所述一次性薄膜和柔性袋之間涂抹聲耦合劑。
20.如權利要求1所述的方法，其進一步包括在所述傳感器旋轉的過程中用手扶住所述支持架的固 定部。
【文檔編號】A61B8/08GK103845082SQ201210507704
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月30日 優先權日:2012年11月30日
【發明者】韓曉東, 劉逢甦, 程剛, 葉菁 申請人:通用電氣公司