一种超声探测装置及医学成像系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超声探测装置及医学成像系统，包括超声换能器以及用于容置超声换能器的容器，容器内部充填有超声耦合剂且其工作面上具有开口；开口的表面铺设有透明柔性薄膜，该柔性薄膜响应于柔性薄膜两侧的压力差而向靠近超声换能器的方向均匀拉伸，产生一个可容纳人体受检部位的凹陷空腔且该凹陷空腔的深度可以调节以匹配不同尺寸的受检部位；本实用新型专利技术采用压力控制对柔性薄膜进行均匀拉伸，在拉伸过程中柔性薄膜的厚度逐渐变薄，拉伸后的柔性薄膜厚度均匀，不会对光照或声信号造成不可忽略的衰减而影响成像效果；柔性薄膜有效隔绝了容器内的超声耦合剂和受检部位，无需为不同的患者更换超声耦合剂，不会造成不同受检者之间的交叉感染。

【技术实现步骤摘要】
一种超声探测装置及医学成像系统
本技术属于超声成像
，更具体地，涉及一种超声探测装置及医学成像系统，适用于人体凸起部位的光声断层成像和超声断层成像。
技术介绍
超声成像方法(包含超声成像及光声成像等)目前已经成为医学诊断的一种重要手段，超声探测依赖于用超声换能器接收超声波信号。当超声波入射到两种不同媒介的分界面上时，二者的声学阻抗相差越大，反射系数越大，超声波穿过界面进入另一种媒介的能量越少。如果超声换能器与受检部位之间有空气间隔，或者直接“干接触”，超声探头和受检部位之间的空气层会起到强烈的反射作用，使得超声波无法有效地传播。在超声成像过程中，超声信号需要用超声耦合剂来作为媒介，以减少超声反射，增加超声透射。对用于某些人体组织(例如乳房)的光声断层和超声断层成像来说，换能器阵列尺寸比较大，因此换能器表面和人体皮肤表面有一定的距离，这时就需要较大量的超声耦合剂；常见的耦合剂包括水和超声耦合凝胶等，在安装了超声换能器的装置内部灌装超声耦合剂，然后人体受检部位放入超声耦合剂中，以便让超声换能器接收到组织的光声或超声信号。当不同受检者用同一台装置成像时，如果没有合适的隔绝和消毒措施，就容易造成不同受检者之间的交叉感染，且会污染超声换能器。为了解决这一问题，一般常采用的做法是在超声耦合剂(如水)中加入消毒剂，但是长期使用消毒剂会造成超声换能器表面的腐蚀，降低超声成像的性能；或者为不同的受检者都更换超声耦合剂，但当受检者人数很多时，频繁更换超声耦合剂不仅增加等待时间，也造成了超声耦合剂的浪费，而且超声换能器表面也仍然存在污染和腐蚀的风险。还有一种解决办法即是在受检部位和超声耦合剂之间放置隔离层，比如直接在受检部位表面贴上一层隔离膜，然后再将受检部位置入超声换能器之间进行检测，但是这种方法存在一个更加明显的问题：一般隔离层的厚度都不满足光声或超声断层成像的要求，在检测时会对光照或声信号进行衰减，严重影响超声成像的效果。更重要的是，这种直接贴在受检部位的隔离膜容易因为产生褶皱而导致厚度不均，影响超声或光声信号的均匀传播，造成成像质量下降。
技术实现思路
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本技术提供了一种超声探测装置及医学成像系统，在包含超声换能器的容器开口处的表面铺设柔性薄膜，并在该柔性薄膜的两侧形成压力差以均匀拉伸柔性薄膜使其发生变形，产生一个可容纳人体受检部位的凹陷空腔，使受检部位足以探入充满超声耦合剂的容器内，以便让超声换能器接收到受检部位的光声或超声信号；柔性薄膜不仅有效隔绝了容器内的超声耦合剂和受检部位，最重要的是，柔性薄膜在拉伸过程中其厚度逐渐变薄，并且柔性薄膜受到的压力差在各方向上具有均一性，因此拉伸后的柔性薄膜厚度均匀，不会因为对信号造成不均匀的衰减而影响成像效果；其目的在于解决现有的超声探测装置存在的容易造成不同受检者之间的交叉感染且会污染超声换能器的问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种超声探测装置，包括超声换能器以及用于容置所述超声换能器的容器，所述容器的内部充满超声耦合剂且其工作面上具有开口；所述开口的表面铺设有柔性薄膜，所述柔性薄膜响应于该柔性薄膜两侧的压力差而向靠近超声换能器的方向均匀拉伸，产生一个可容纳受检部位的凹陷空腔且所述凹陷空腔的深度可以调节以匹配不同尺寸的受检部位。优选的，上述超声探测装置，产生凹陷空腔后的柔性薄膜对可见光和近红外区域的光照的衰减小于5％，和/或厚度小于10微米。优选的，上述超声探测装置还包括一用于产生所述压力差的移动部件，所述柔性薄膜的变形程度取决于所述移动部件的移动距离，通过改变所述移动距离来调节凹陷空腔的深度。优选的，上述超声探测装置，其移动部件为嵌入容器内部的筒状物，通过调节所述筒状物在容器内部的嵌入长度使柔性薄膜发生变形。优选的，上述超声探测装置，其移动部件包括与所述容器连通的腔体以及设置在所述腔体内部且与腔体的内壁形成密封配合的拉杆；通过调节所述拉杆在腔体内部的位置使柔性薄膜发生变形。优选的，上述超声探测装置还包括设置在容器壁上的密封环，通过所述密封环将筒状物与容器的接触面进行密封。优选的，上述超声探测装置还包括设置在开口四周的薄膜固定件，所述薄膜固定件将柔性薄膜固定在开口边缘，避免柔性薄膜在变形过程中发生移动。优选的，上述超声探测装置，其薄膜固定件为卡扣结构。优选的，上述超声探测装置，其凹陷空腔的内壁涂覆有超声耦合剂。优选的，上述超声探测装置还包括与所述移动部件相连的动力源，所述动力源带动移动部件产生机械移动。按照本技术的另一个方面，还提供了一种医学成像系统，包括光学激发装置、图像重构装置以及上述超声探测装置，该超声探测装置与图像重构装置电连接；超声探测装置将采集的受检部位的光声信号转换为电信号并发送给图像重构装置，图像重构装置根据该电信号将其对应的光声信号重构为光声图像并进行显示。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本技术提供的一种超声探测装置及医学成像系统，采用气压控制对柔性薄膜进行拉伸，柔性薄膜在拉伸过程中的厚度逐渐变薄，并且柔性薄膜在超声耦合剂中受到的压力差在各方向上具有均一性，因此拉伸后的柔性薄膜厚度均匀，不会因为对光照或声信号造成不可忽略的衰减或不均匀的折射而影响成像效果；并且柔性薄膜有效隔绝了容器内的超声耦合剂和受检部位，无需为不同的患者更换超声耦合剂，不会造成不同受检者之间的交叉感染，也不会污染超声换能器；(2)本技术提供的一种超声探测装置及医学成像系统，采用气压控制对柔性薄膜进行拉伸，使柔性薄膜在超声探测装置原位上一次成型形成匹配受检部位的形状例如半球形凹陷空腔，不需要从其他额外装置转移到成像仪器上，既节省时间，避免移动导致的形变，又可以减少额外接触造成污染的风险；(3)本技术提供的一种超声探测装置及医学成像系统，成型后的凹陷空腔可以匹配受检部位的形状，符合人体工程学，并且柔性薄膜对于人体皮肤具有良好的触感；凹陷空腔不仅支撑起待测人体组织(比如乳房)，还起到稳定固定的作用，减少成像时的运动伪影；(4)本技术提供的一种超声探测装置及医学成像系统，半球形凹陷空腔的弧度和深度可以通过移动部件的移动工具里进行控制，因此对于不同尺寸的人体组织都具有适用性；(5)本技术提供的一种超声探测装置及医学成像系统，拉伸后的柔性薄膜不仅适用于光声断层和超声断层成像，对于一般的光声显微成像和超声成像也同样适用；(6)本技术提供的一种超声探测装置及医学成像系统，柔性薄膜可以选用例如普通的食品保鲜膜(包括聚乙烯、聚氯乙烯膜等高聚物材质)，成本极低，特别适于一次性使用，避免不同受检者之间的交叉感染；且食品保鲜膜具有良好的生物安全性，无毒无味，排斥微生物和细菌，因此人体皮肤接触的安全性得到可靠的保障。附图说明图1是本技术实施例一提供的超声探测装置的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声探测装置，包括超声换能器以及用于容置所述超声换能器的容器，所述容器的内部充填有超声耦合剂且其工作面上具有开口；其特征在于，/n所述开口的表面铺设有柔性薄膜，所述柔性薄膜可响应于该柔性薄膜两侧的压力差而向靠近超声换能器的方向均匀拉伸，产生一个可容纳受检部位的凹陷空腔且所述凹陷空腔的深度可以调节，以匹配不同尺寸的受检部位。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声探测装置，包括超声换能器以及用于容置所述超声换能器的容器，所述容器的内部充填有超声耦合剂且其工作面上具有开口；其特征在于，
所述开口的表面铺设有柔性薄膜，所述柔性薄膜可响应于该柔性薄膜两侧的压力差而向靠近超声换能器的方向均匀拉伸，产生一个可容纳受检部位的凹陷空腔且所述凹陷空腔的深度可以调节，以匹配不同尺寸的受检部位。


2.如权利要求1所述的超声探测装置，其特征在于，拉伸产生凹陷空腔后的柔性薄膜对可见光和近红外区域的光照的衰减小于5％，和/或厚度小于10微米。


3.如权利要求1或2所述的超声探测装置，其特征在于，还包括一用于产生所述压力差的移动部件，通过改变所述移动部件的移动距离来调节凹陷空腔的深度。


4.如权利要求3所述的超声探测装置，其特征在于，所述移动部件为嵌入容器内部的筒状物，通过调节所述筒状物在容器内部的嵌入长度使柔性薄膜发生变形。


5.如权利要求4所述的超声探测装置，其特征在于，所述移动部件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：施钧辉，季格兰，胡群，易山，刘民，伍冲，蔡明斌，刘凯，
申请(专利权)人：武汉和视光声科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42