[發明專利]基于氣囊推動和氣壓檢測的超聲探頭自動定位方法

有效

• 申請號: 201410108459.3
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103860202A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 俞建涌;倪衛芳;李圣
• 申請（專利權）人: 南京科進實業有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超聲探頭自動定位方法，尤其涉及一種基于氣囊推動和氣壓檢測的超聲探頭自動定位方法。

背景技術

目前市場上的超聲骨密度儀分為兩大類，測前臂脛骨和足根骨。兩類骨密度都需要一對超聲探頭通過相對安裝，通過測試超聲從發射端探頭通過受檢測的骨骼到達接收端探頭的時間，來計算在骨骼內的超聲速度，根據超聲在不同密度物體中傳播速度不同的特性得到骨骼的平均密度，進而對受測者的骨質水平進行判定。

可以說超聲骨密度儀實質上就是測量一段距離內超聲通過時間的儀器，根據速度＝距離/時間，可以看出探頭間距離的確定對測量的準確性有著非常重要的意義。

目前國際上各類超聲骨密度儀在檢測時探頭定位通常采用三種方式：

1、探頭在固定位置，無可動機構。

此方案中，收發用的一對超聲探頭在儀器機架結構上固定的位置，不可移動。

優點：探頭間的距離是固定的值，只受到相關結構件加工、安裝時產生的累計誤差，在控制加工精度的情況下，誤差范圍基本可以忽略，理想情況下使用時儀器測量的準確度會很高。

缺點：實際使用時缺乏適應性，受檢測部位無論是手臂還是足跟，其尺寸都是因人而異的。尺寸超過探頭設計間距的，在使用時會很難將受測部位放到指定位置，強行擠入很可能造成受測者的不適和儀器探頭的損壞。在尺寸低于設計間距時，探頭和受測部位之間會有空隙，雖然可以使用耦合劑等輔助材料補救，但在超聲路徑上必然會有耦合劑、空氣等其它介質混入，而在空氣中超聲波傳播速度差異很大，對實際測得的超聲通過時間和換算出的超聲平均速度精度影響很大。

2、采用可動機構，使用電機驅動探頭前進或后退固定距離。

此方案中，探頭固定在可動機構上，等待時探頭處于機構左右最大位置，檢測時通過軟件控制，在電機驅動沿導軌前進一段距離，通過限位開關控制運動停止，這時認為探頭和受測部位已經緊密接觸，儀器開始進行測試。測試后探頭和可動機構再沿導軌退回原位置。

優點：使用可動機構可以減少被檢測人將受測部位放入和拿出過程中的不適感，并減少了探頭損壞的可能性。

缺點：實際使用時為了保證檢測的準確性，探頭到達檢測位置時的相對距離是固定的，所以仍然有方案1的中的問題。受測部位尺寸大于設計距離，探頭在機構推動下已與受測部位接觸后由于還沒到達指定位置，電機會繼續工作推動機構前進。這種機械式的推進會造成受測者的不適，同樣非常容易造成探頭組件的損壞。即使能夠手動停止機構強行測量，由于距離和設計不同，得到的結果也是錯誤的。當受測部位尺寸小于設計距離時，同樣會因為存在空隙而無法得到準確的結果。

3、采用手動推進探頭前進后退，到達合適位置時對距離進行讀數，再進行測量。

在此方案中，探頭前進后推通過操作者手動推進，再確認探頭和受測部位緊密接觸后，通過對探頭移動距離進行讀數，作為測試參數輸入計算機，再進行檢測。

優點：此方案由于直接由人操作，可以保證探頭和受測部位的接觸是緊密的且受力是合適的。通過讀取探頭移動距離的參數，軟件可以計算出探頭之間的實際距離，并用于測量，理論上可以實現準確的測量。

缺點：必須有專人進行操作，比如受過培訓的醫生或護士，這無疑大大影響了設備的使用速度。如今逐漸普及的體檢系統通常是無人值守或是只有一兩個操作人員要同時使用多臺儀器測試多位測試者，需要使用專人操作的儀器顯然是不合適的。同時理論上的準確測量，依賴于操作者每次操作的準確性，即使是采用標準尺寸的模塊進行多次檢測，也會由于操作者在推動探頭前進距離不同造成不同的距離讀數，影響檢測結果。

由上可見，現有方案一、二的缺點，主要是為了保證測量中距離參數定位準確度，使用了固定的測量距離，無法適應實際檢測中多變的情況。方案三采用人工操作，適應性好，但是對于探頭與受測部位的接觸情況是基于操作者的主觀判斷，反而影響了準確性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于氣囊推動和氣壓檢測的超聲探頭自動定位方法，能夠解決超聲探頭移動的自適應性同時滿足定位的準確性；在保證受測者舒適度的情況下，提供精確的距離參數保證骨密度測量的準確性。