Ультразвуковой зонд с корпусом и сменным наконечником
Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам ультразвукового зондирования. Ультразвуковой зонд содержит сменный наконечник, корпус ультразвукового зонда и процессор, при этом сменный наконечник содержит по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь для излучения и приема ультразвуковых сигналов, по меньшей мере один электрический контакт наконечника для взаимодействия с электрическим соединителем, запоминающее устройство и/или микросхему RFID, пригодные для хранения данных, относящихся к сменному наконечнику, соединитель наконечника для скрепления сменного наконечника с корпусом ультразвукового зонда, причем корпус ультразвукового зонда характеризуется тем, что он содержит соединитель корпуса зонда для взаимодействия с соединителем наконечника сменного наконечника, электродинамический привод для взаимодействия с по меньшей мере одним ультразвуковым преобразователем, при этом электродинамический привод приспособлен для генерирования низкочастотного импульса с частотой в диапазоне от приблизительно 1 Гц до приблизительно 5000 Гц, средства считывания данных, выполненные с возможностью просмотра запоминающего устройства и/или микросхемы RFID и передачи данных, относящихся к сменному наконечнику, на процессор, при этом процессор осуществляет выбор параметров сбора данных в соответствии с данными, относящимися к сменному наконечнику, извлеченными из запоминающего устройства и/или микросхемы RFID. Способ реализации ультразвукового зонда включает этап идентификации сменного наконечника путем считывания содержимого запоминающего устройства и/или микросхемы RFID, если сменный наконечник прикреплен к корпусу ультразвукового зонда, при этом указанное считывание осуществляется средствами считывания данных корпуса ультразвукового зонда, и этап выбора параметров сбора данных, если сменный наконечник, прикрепленный к корпусу ультразвукового зонда, идентифицирован, при этом указанный выбор осуществляется процессором, который выполнен с возможностью обмена данными с корпусом ультразвукового зонда. Использование изобретений позволяет повысить эффективность транзиентной эластографии за счет упрощения адаптации к анатомии пациента при сменности наконечника. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к сменному наконечнику для ультразвукового зонда, приспособленного и сконструированного для транзиентной эластографии.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Транзиентная эластография (или транзиентная эластография с контролем вибрации) представляет собой неинвазивный способ оценки жесткости печени с использованием ультразвукового зонда. Ультразвуковой зонд содержит ультразвуковой преобразователь, приспособленный для излучения и приема ультразвуковых сигналов в эхоимпульсном режиме. Ультразвуковые сигналы обнаруживаются и используются для отслеживания распространения сдвиговых волн внутри органа, такого как печень. В транзиентной эластографии характеристики ультразвукового зонда могут быть приспособлены к анатомии организма. В частности, измерения печени детей или взрослых небольшого размера выполняют ультразвуковым зондом первого типа, в котором реализован ультразвуковой преобразователь, имеющий диаметр 5 мм и центральную частоту 5 МГц, измерения печени взрослых выполняют ультразвуковым зондом второго типа, в котором реализован ультразвуковой преобразователь, имеющий диаметр 7 мм и центральную частоту 3,5 МГц, а измерения печени тучных взрослых выполняют ультразвуковым зондом третьего типа, в котором реализован ультразвуковой преобразователь, имеющий диаметр 10 мм и центральную частоту 2,5 МГц. Таким образом, в транзиентной эластографии зонд должен быть адаптированным к анатомии пациента. Если для всех типов анатомии использовать только один зонд с ультразвуковым преобразователем одного типа, то эффективность будет значительно ниже. Например, показатель эффективности в отношении тучных людей значительно увеличивается при использовании зонда, содержащего ультразвуковой преобразователь, имеющего диаметр 10 мм и центральную частоту 2,5 МГц.
По этой причине используют несколько ультразвуковых зондов с разными ультразвуковыми преобразователями, что представляет сложность для оператора, которому может приходиться организовывать на его рабочем месте ультразвуковые зонды трех типов и выполнять манипуляции с ними.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один из аспектов настоящего изобретения относится к сменному наконечнику для корпуса ультразвукового зонда, который лишен вышеупомянутых недостатков. Соответственно, один из вариантов осуществления настоящего изобретения относится к сменному наконечнику для корпуса ультразвукового зонда, допускающему его подключение к корпусу ультразвукового зонда.
Для достижения этой цели один из аспектов настоящего изобретения относится к сменному наконечнику для корпуса ультразвукового зонда, содержащему:
- по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь, сконструированный и сконфигурированный для излучения и приема ультразвуковых сигналов,
-по меньшей мере один электрический контакт наконечника, при этом указанный электрический контакт наконечника сконструирован и сконфигурирован для взаимодействия с электрическим соединителем,
- соединитель наконечника, сконструированный и сконфигурированный для скрепления сменного наконечника с корпусом ультразвукового зонда.
Другой аспект настоящего изобретения представляет собой ультразвуковой зонд, содержащий сменный наконечник и корпус ультразвукового зонда, при этом указанный сменный наконечник содержит:
• по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь, сконструированный и сконфигурированный для излучения и приема ультразвуковых сигналов,
• по меньшей мере один электрический контакт наконечника, при этом указанный электрический контакт наконечника сконструирован и сконфигурирован для взаимодействия с электрическим соединителем,
• соединитель наконечника, сконструированный и сконфигурированный для скрепления сменного наконечника с корпусом ультразвукового зонда,
при этом указанный корпус ультразвукового зонда отличается тем, что содержит:
• соединитель корпуса зонда, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с соединителем сменного наконечника,
• электродинамический привод, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с по меньшей мере одним ультразвуковым преобразователем, при этом указанный электродинамический привод приспособлен для генерирования низкочастотного импульса с частотой в диапазоне от приблизительно 1 Гц до приблизительно 5000 Гц.
Таким образом, оператор может иметь только единственный корпус ультразвукового зонда с несколькими сменными наконечниками, при этом каждый сменный наконечник является специфичным для типа организма, например, детского, взрослого или тучного.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник сконструирован и сконфигурирован для встраивания по меньшей мере одного электронного компонента, соединенного с по меньшей мере одним электрическим контактом наконечника, пригодным для взаимодействия с электрическим соединителем.
В неограничивающем варианте осуществления электронный компонент представляет собой запоминающее устройство, пригодное для хранения данных, относящихся к сменному наконечнику.
В неограничивающем варианте осуществления запоминающее устройство представляет собой однопроводную микросхему EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), соединенную с тремя электрическими контактами наконечника, при этом два электрических контакта наконечника используются для ультразвукового преобразователя, и один электрический контакт наконечника — для микросхемы EEPROM.
В неограничивающем варианте осуществления электронный компонент представляет собой микросхему RFID (радиочастотной идентификации), пригодную для хранения идентификационных сведений сменного наконечника.
В неограничивающем варианте осуществления электронный компонент представляет собой датчик ускорения.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник содержит первый магнит, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с корпусом ультразвукового зонда.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник содержит первое ключевое устройство, сконструированное и сконфигурированное для взаимодействия со вторым ключевым устройством корпуса ультразвукового зонда.
В неограничивающем варианте осуществления соединитель наконечника образован винтовой резьбой, сконструированной и сконфигурированной для взаимодействия с винтовой резьбой корпуса ультразвукового зонда.
Один из аспектов настоящего изобретения относится также к корпусу ультразвукового зонда, содержащему соединитель корпуса зонда, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с соединителем сменного наконечника в соответствии с настоящим изобретением.
В неограничивающем варианте осуществления соединитель корпуса зонда образован винтовой резьбой, сконструированной и сконфигурированной для взаимодействия с винтовой резьбой соединителя наконечника.
В неограничивающем варианте осуществления корпус ультразвукового зонда содержит второе ключевое устройство, сконструированное и сконфигурированное для взаимодействия с первым ключевым устройством сменного наконечника.
В неограничивающем варианте осуществления корпус ультразвукового зонда содержит второй магнит, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия со сменным наконечником.
В неограничивающем варианте осуществления корпус ультразвукового зонда содержит электродинамический привод, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с по меньшей мере одним ультразвуковым преобразователем, генерирующим низкочастотный импульс с частотой в диапазоне от приблизительно 1 Гц до приблизительно 5000 Гц.
В неограничивающем варианте осуществления корпус ультразвукового зонда содержит по меньшей мере один электрический контакт зонда, пригодный для взаимодействия с электрическим соединителем.
В неограничивающем варианте осуществления корпус ультразвукового зонда содержит по меньшей мере один процессор.
В неограничивающем варианте осуществления корпус ультразвукового зонда содержит средства считывания данных, сконструированные и установленные для обмена данными с внешним процессором.
Один из аспектов настоящего изобретения также относится к ультразвуковому зонду, содержащему сменный наконечник в соответствии с настоящим изобретением и корпус ультразвукового зонда в соответствии с настоящим изобретением, при этом сменный наконечник прикреплен к корпусу ультразвукового зонда посредством соединителя сменного наконечника и соединителя корпуса ультразвукового зонда.
В неограничивающем варианте осуществления ультразвуковой зонд содержит по меньшей мере один электронный соединитель, соединенный первым концом с электрическим контактом наконечника, и вторым концом — с электрическим контактом корпуса зонда.
В неограничивающем варианте осуществления электронный соединитель представляет собой подпружиненный соединитель или цилиндрический соединитель гнездового типа.
В неограничивающем варианте осуществления ультразвуковой зонд содержит средства хранения данных, пригодные для хранения данных, относящихся к сменному наконечнику, и корпус ультразвукового зонда содержит средства считывания данных, выполненные с возможностью просмотра средств хранения данных и передачи данных наконечника на процессор.
Средства хранения данных представляют собой, например, запоминающее устройство или микросхему RFID.
Термином «данные наконечника» обозначены данные, относящиеся к идентификатору наконечника и/или параметрам сбора данных.
В неограничивающем варианте осуществления средства хранения содержат запоминающее устройство и/или микросхему RFID.
В неограничивающем варианте осуществления процессор осуществляет выбор параметров сбора данных в соответствии со сведениями о наконечнике, извлеченными из средств хранения данных.
В неограничивающем варианте осуществления параметры сбора данных, выбираемые процессором, выбираются из списка, содержащего следующие параметры: глубина измерения, частота ультразвука, частота возбуждения сдвиговой волны, амплитуда возбуждения сдвиговой волны.
Один из аспектов настоящего изобретения также относится к способу реализации ультразвукового зонда в соответствии с настоящим изобретением, при этом данный способ включает:
• этап идентификации сменного наконечника путем считывания содержимого запоминающего устройства, если сменный наконечник прикреплен к корпусу ультразвукового зонда, при этом указанное считывание осуществляется средствами считывания данных корпуса ультразвукового зонда,
• этап выбора параметров сбора данных, если сменный наконечник, прикрепленный к корпусу ультразвукового зонда, идентифицирован, при этом указанный выбор осуществляется процессором, который выполнен с возможностью обмена данными с корпусом ультразвукового зонда.
В неограничивающем варианте осуществления способ дополнительно включает этап приостановки сбора данных, если сменный наконечник извлечен из корпуса ультразвукового зонда.
В неограничивающем варианте осуществления способ дополнительно включает этап прекращения работы сменного наконечника, если сменным наконечником достигнут порог работы наконечника.
В неограничивающем варианте осуществления параметры сбора данных, выбираемые процессором, выбираются из списка, содержащего следующие параметры: глубина измерения, частота ультразвука, частота возбуждения сдвиговой волны, амплитуда возбуждения сдвиговой волны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Сопроводительные графические материалы включены для обеспечения дальнейшего понимания изобретения и присоединены к данному описанию и составляют его часть с целью иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения и, совместно с описанием, с целью разъяснения принципов настоящего изобретения:
- на фиг. 1 представлен сменный наконечник для корпуса ультразвукового зонда в соответствии с настоящим изобретением, а также корпус ультразвукового зонда в соответствии с настоящим изобретением;
- на фиг. 2 изображен ультразвуковой зонд в соответствии с настоящим изобретением;
- на фиг. 3 изображены поля дифракции ультразвуковых преобразователей четырех типов;
- на фиг. 4 изображен сменный наконечник в соответствии с настоящим изобретением, содержащий центрирующие средства;
- на фиг. 5 изображен способ реализации ультразвукового зонда в соответствии с настоящим изобретением.
ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на фиг. 1 представлен сменный наконечник 1 для корпуса ультразвукового зонда. В дополнение, на фиг. 1 изображен корпус 20 ультразвукового зонда, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия со сменным наконечником 1. Ультразвуковой зонд 40 (см. фиг. 2) образуется тогда, когда сменный наконечник 1 и корпус 20 зонда взаимодействуют.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 и корпус 20 ультразвукового зонда могут быть предназначены для области транзиентной эластографии для измерения эластичности органа человека или животного.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит один ультразвуковой преобразователь 2, сконструированный и сконфигурированный для излучения и приема ультразвуковых сигналов. Например, ультразвуковой преобразователь 2 может быть выбран из любых из следующих ультразвуковых преобразователей:
- ультразвуковой преобразователь с центральной частотой 8,0 МГц и типичным диаметром 3 мм,
- ультразвуковой преобразователь с центральной частотой 5,0 МГц и типичным диаметром 5 мм, при этом этот сменный наконечник, оснащенный ультразвуковым преобразователем этого типа, может использоваться для измерения эластичности печени детей или взрослых небольшого размера,
- ультразвуковой преобразователь с центральной частотой 3,5 МГц и типичным диаметром 7 мм, при этом этот сменный наконечник, оснащенный ультразвуковым преобразователем этого типа, может использоваться для измерения эластичности печени взрослых,
- ультразвуковой преобразователь с центральной частотой 2,5 МГц и типичным диаметром 10 мм, при этом этот сменный наконечник, оснащенный ультразвуковым преобразователем этого типа, может использоваться для измерения эластичности печени тучных взрослых, или
- ультразвуковой преобразователь с центральной частотой 1,5 МГц и типичным диаметром 12 мм.
На фиг. 3 проиллюстрированы поля дифракции ультразвуковых преобразователей четырех типов.
Проиллюстрировано поле F1 дифракции ультразвукового преобразователя с центральной частотой 5,0 МГц и типичным диаметром 5 мм.
Представлено поле F2 дифракции ультразвукового преобразователя с центральной частотой 3,5 МГц и типичным диаметром 7 мм.
Проиллюстрировано поле F3 дифракции ультразвукового преобразователя с центральной частотой 2,5 МГц и типичным диаметром 10 мм.
Проиллюстрировано поле F4 дифракции ультразвукового преобразователя с центральной частотой 1,5 МГц и типичным диаметром 10 мм.
Из фиг. 3 видно, что единственный ультразвуковой преобразователь не позволяет осуществлять измерения на разных глубинах под кожей. Например, при помощи преобразователя с типичным диаметром 5 мм можно осуществлять измерения на максимальной глубине 60 мм под кожей.
Когда этот зонд используют для измерения печени тучного человека, между кожей и печенью расположен слой жировой ткани. Этот слой может иметь толщину 60 мм. Таким образом, в отношении тучных людей невозможно произвести эффективное измерение при помощи ультразвукового зонда, оснащенного ультразвуковым преобразователем с типичным диаметром 5 мм. Измерение будет осуществлено в жировой ткани, а не в интересующей области, например, печени.
Кроме того, сменный наконечник 1 сконструирован и сконфигурирован для вмещения электронных компонентов. Кроме того, в неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит несколько электрических контактов 4 наконечника, при этом каждый электрический контакт 4 наконечника соединен с электрическим соединителем 5. Эти электронные компоненты и электрические контакты 4 могут быть размещены на РСВ (печатной плате) 3 сменного наконечника.
Электрические соединители 5 используются для электрического соединения электрических контактов 4 сменного наконечника и электрических контактов 22 корпуса ультразвукового зонда. Электрические соединители 5 могут быть размещены либо в сменном наконечнике 1, либо в корпусе 20 ультразвукового зонда, либо в них обоих. Электрический соединитель 5 может быть образован стандартным соединителем, или подпружиненным, или цилиндрическим соединителем гнездового типа.
Для обеспечения взаимодополнительности корпус 20 ультразвукового зонда содержит несколько электрических контактов 22 зонда, сконструированных и сконфигурированных для сопряжения с несколькими электрическими соединителями 5, когда сменный наконечник 1 подключен к корпусу 20 ультразвукового зонда. Эти электрические контакты 22 зонда могут быть размещены на РСВ 21 корпуса 20 ультразвукового зонда.
Например, по меньшей мере один электрический соединитель 5 сконструирован и сконфигурирован для передачи сигналов в ультразвуковой преобразователь 2 и из него и, возможно, других сигналов на РСВ 21 корпуса 20 ультразвукового зонда. Например, указанные другие сигналы могут быть образованы электрическим экраном, системой электропитания запоминающего устройства и/или сигналами данных запоминающего устройства.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит запоминающее устройство 6 для хранения данных, относящихся к работе наконечника, например, количества измерений, выполненных сменным наконечником 1. Запоминающее устройство 6 расположено в сменном наконечнике 1, например, встроено в РСВ 3 сменного наконечника, и является целесообразным, поскольку оно сокращает количество проводов между сменным наконечником 1 и корпусом 20 ультразвукового зонда. В этом варианте осуществления один из электрических соединителей 5 сконструирован и сконфигурирован для приема электропитания запоминающего устройства из корпуса 20 ультразвукового зонда и, возможно, других сигналов.
В неограничивающем варианте осуществления запоминающее устройство 6 представляет собой стандартную микросхему EEPROM. Например, запоминающее устройство 6 представляет собой устройство I2C (шина межсоединений интегральных схем) EEPROM, требующее 4 электрических соединителя 5 для передачи данных, синхронизации, электропитания и заземления.
В неограничивающем варианте осуществления запоминающее устройство 6 представляет собой однопроводную микросхему EEPROM. Использование однопроводной микросхемы EEPROM позволяет сократить количество электрических соединителей 5 и, таким образом, сложность конструкции сменного наконечника. В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 или корпус 20 зонда содержит три электрических соединителя 5, при этом два электрических соединителя 5 используются
для ультразвукового преобразователя 2, и один электрический соединитель 5 — для однопроводной микросхемы EEPROM.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит запоминающее устройство 6 и/или микросхему 7 RFID (для радиочастотной идентификации) для хранения таких идентификационных сведений сменного наконечника 1, как дата изготовления, серийный номер, частота ультразвука ультразвукового преобразователя 2 и/или диаметр ультразвукового преобразователя 2. Микросхема 7 RFID также может быть встроена в РСВ 3 сменного наконечника. Запоминающее устройство 6 и/или микросхема 7 RFID определены как средства 6, 7 хранения данных. Средства 6, 7 хранения данных используются в целях автоматической идентификации типа сменного наконечника 1. Например, если сменный наконечник 1 соединен с корпусом 20 ультразвукового зонда, средства 23 считывания данных, реализованные на РСВ 21 корпуса ультразвукового зонда, выполненного с возможностью обмена данными с процессором 30, являются пригодными для определения типа присоединенного сменного наконечника 1. Процессор 30 может быть реализован в корпусе ультразвукового зонда, или он может быть внешним.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит датчик 8 ускорения. Датчик 8 ускорения также может быть встроен в РСВ 3 сменного наконечника. Если сменный наконечник 1 содержит датчик 8 ускорения, то корпус 20 ультразвукового зонда содержит электродинамический привод 24, в результате чего когда сменный наконечник 1 взаимодействует с корпусом 20 ультразвукового зонда, электродинамический привод 24 прикреплен к ультразвуковому преобразователю 2 и является пригодным для генерирования кратковременного низкочастотного импульса с частотой, находящейся в диапазоне от приблизительно 1 Гц до 5000 Гц. Таким образом, датчик 8 ускорения позволяет измерять ускорение в ходе генерирования кратковременного низкочастотного импульса с целью управления частотой. Это управление может осуществляться процессором 30.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит датчик 9 ударов. Датчик 9 ударов может быть встроен в РСВ 3 сменного наконечника и позволяет обнаруживать удары, которые могут повредить сменный наконечник 1.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит средства 10 для контроля срока службы сменного наконечника 1. Например, срок службы зависит от количества проведенных исследований. Средства 10 могут быть встроены в РСВ 3 сменного наконечника.
Сменный наконечник 1 также содержит соединитель 11 наконечника, сконструированный и сконфигурированный для скрепления сменного наконечника 1 с корпусом 20 зонда. Соединитель 11 наконечника может быть образован винтовой резьбой или деформируемым цилиндром.
Кроме того, корпус 20 ультразвукового зонда содержит соединитель 25 корпуса зонда, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с соединителем 11 наконечника. Таким образом, если соединитель 11 наконечника образован винтовой резьбой, то соединитель 25 корпуса зонда также образован винтовой резьбой и является сконструированным и сконфигурированным для взаимодействия с винтовой резьбой соединителя 11 наконечника.
В таком варианте осуществления (т.е. тогда, когда соединитель 11 наконечника образован винтовой резьбой, и соединитель корпуса зонда также образован винтовой резьбой) между электрическими контактами 4 ультразвукового наконечника 1 и электрическими контактами 22 зонда осуществляется осесимметричное электрическое соединение. Таким образом, в этом варианте осуществления либо электрические контакты 4 ультразвукового наконечника 1, либо электрические контакты 22 зонда являются асимметричными.
В другом варианте осуществления, когда соединитель 11 наконечника образован деформируемым цилиндром, соединитель 25 корпуса зонда образован недеформируемым цилиндром. Например, этот недеформируемый цилиндр 25 имеет диаметр, равный диаметру соединителя 11 наконечника. Таким образом, когда соединитель 11 наконечника скользит вдоль недеформируемого цилиндра 25, соединитель 11 наконечника деформируется.
Благодаря соединителю 11 наконечника и соединителю 25 корпуса зонда оператор может выбирать тип сменного наконечника, который он желает использовать. Сменный наконечник 1, который может использовать оператор, зависит от анатомии организма. Например, если анатомия организма является тучной, оператор может выбрать сменный наконечник 1, оснащенный ультразвуковым преобразователем 2 с центральной частотой 2,5 МГц.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит первый магнит 12, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия со вторым магнитом 26 корпуса 20 ультразвукового зонда. В данном случае, и как изображено на фиг. 1, корпус 20 ультразвукового зонда содержит второй магнит 26. Первый магнит 12 и второй магнит 26 производят притягивающее усилие между сменным наконечником 1 и корпусом 20 ультразвукового зонда с целью предотвращения выталкивания сменного наконечника 1 в ходе исследования. Первый магнит 12 или второй магнит 26 также можно заменить стальной деталью. В данном неограничивающем варианте осуществления соединитель 11 наконечника имеет диаметр меньше диаметра соединителя 25 корпуса зонда.
Использование одного или двух магнитов в сменном наконечнике 1 или корпусе 20 ультразвукового зонда предоставляет несколько преимуществ.
Во-первых, если используются подпружиненные электрические соединители 5, может быть компенсировано усилие, прилагаемое пружинами. Если сменный наконечник 1 содержит четыре контакта по 0,5 Н каждый, то для поддержания электрического контакта магнит должен прилагать усилие, составляющее по меньшей мере 2 ньютона.
Во-вторых, поскольку сменный наконечник 1 подвергается действию ускорения (например, ускорение может быть порождено электродинамическим приводом с целью генерирования сдвиговых волн через биологическую ткань), магнит будет сохранять скрепление сменного наконечника 1 с корпусом 20 ультразвукового зонда. Типичное ускорение составляет 0,3 м/с2 для синусоидального перемещения с удвоенной амплитудой 2 мм и частотой 50 Гц. Если масса сменного наконечника 1 составляет 0,03 кг, то магнит должен прилагать усилие, составляющее по меньшей мере 0,01 ньютона.
В неограничивающем варианте осуществления корпус 20 ультразвукового зонда содержит мембрану 28, расположенную на его дальнем конце. Мембрана 28 является пригодной для нахождения в контакте с кожей пациента во время исследования.
В неограничивающем варианте осуществления сменный наконечник 1 содержит первое ключевое устройство 13, сконструированное и сконфигурированное для взаимодействия со вторым ключевым устройством 27 корпуса 20 ультразвукового зонда. В неограничивающем варианте осуществления первое ключевое устройство 13 представляет собой отверстие, расположенное на внутренней боковой поверхности сменного наконечника 1 и параллельное продольной оси Х1 сменного наконечника 1. Кроме того, второе ключевое устройство 27 представляет собой штифт, расположенный на внутренней боковой поверхности корпуса 20 ультразвукового зонда и параллельный продольной оси Х2O корпуса ультразвукового зонда. Таким образом, когда сменный наконечник 1 скользит вдоль корпуса 20 ультразвукового зонда, штифт проскальзывает в отверстие таким образом, что существует лишь один возможный вариант установки сменного наконечника 1. Это является преимущественным для осуществления электрического соединения между электрическими соединителями 5 сменного наконечника 1 и электрическими контактами 22 зонда, расположенными в корпусе 20 ультразвукового зонда.
В неограничивающем варианте осуществления, представленном на фиг. 4, сменный наконечник 1 содержит центрирующие средства 14, приспособленные, сконструированные и сконфигурированные для центрирования сменного наконечника 1 между ребрами. Центрирующие средства 14 могут быть образованы кольцом 15, содержащим два установочных штыря 16, предусмотренных на каждой из сторон ультразвукового преобразователя 2. Конкретнее, когда ультразвуковой преобразователь 2 размещают на грудной клетке, установочные штыри 16 кольца 15 проявляют себя так, что они занимают положение в пространстве, образованном между двумя соседними ребрами, таким образом размещая дальний конец ультразвукового преобразователя 2 в межреберном промежутке. В неограничивающем варианте осуществления кольцо 15 также может образовывать первый магнит.
Другой аспект изобретения, проиллюстрированный на фиг. 5, относится к способу 100 реализации ультразвукового зонда 40 в соответствии с настоящим изобретением.
Если сменный наконечник 1 прикреплен к корпусу 20 ультразвукового зонда, способ включает первый этап 101 идентификации сменного наконечника 1 путем считывания содержимого средств 6, 7 хранения данных сменного наконечника 1, при этом указанное считывание осуществляется средствами 23 считывания данных корпуса 20 ультразвукового зонда.
После считывания средств 6, 7 хранения данных способ 100 включает второй этап 102 соответствующего выбора параметров сбора данных. Выбранные параметры сбора данных могут быть образованы глубинами измерений, частотой ультразвука, частотой возбуждения сдвиговых волн, амплитудой возбуждения сдвиговых волн или другими параметрами. Данный выбор (также называемый перепрограммированием) может осуществляться процессором 30, который выполнен с возможностью обмена данными с корпусом 20 ультразвукового зонда. В другом варианте осуществления процессор 30 расположен в корпусе 20 ультразвукового зонда.
Таким образом, в ходе исследования средства 23 считывания данных периодически просматривают средства 6, 7 хранения данных с целью идентификации 101 модели сменного наконечника 1, размещенного на корпусе 20 ультразвукового зонда (или отсутствия сменного наконечника 1), а затем соответствующим образом перепрограммируют параметры сбора данных.
Способ 100 также включает третий этап 103 приостановки сбора данных, если сменный наконечник 1 извлекают из корпуса 20 ультразвукового зонда. Иными словами, когда сменный наконечник 1 извлекают из корпуса 20 ультразвукового зонда в ходе исследования, отсутствие сменного наконечника 1 идентифицируется путем считывания содержимого средств 6, 7 хранения данных сменного наконечника 1, который отсутствует, затем сбор данных приостанавливается 103, и затем снова запускается первый этап.
Способ 100 может также содержать дополнительный этап прекращения 104 работы сменного наконечника 1, если сменным наконечником 1 достигнут порог работы наконечника. Этот порог может быть основан на работе наконечника, выбранной из списка количества низкочастотных импульсов, длительности работы или любой их комбинации.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения каждый из процессора 30, и/или корпуса 20 ультразвукового зонда, и/или сменного наконечника 1 может содержать один или более процессоров, исполняющих одну или более последовательностей из одной или более команд, содержащихся в памяти, с целью выполнения назначенных им функций (осуществления измерений, сбора сведений, отправки сведений, ...). В альтернативных вариантах осуществления для реализации изобретения вместо команд программного обеспечения или в комбинации с ними может использоваться схема, реализованная аппаратно. Таким образом, варианты осуществления изобретения не ограничены какой-либо конкретной комбинацией аппаратной схемы и программного обеспечения.
Следует понимать, что настоящее изобретение предполагает, что один или несколько признаков любого из вариантов осуществления могут быть скомбинированы с одним или несколькими признаками любого другого варианта осуществления в той мере, в которой это возможно.
Приведенные выше описания приведены в качестве иллюстративных, неограничивающими. Таким образом, специалисту в данной области техники будет ясно, что в отношении описанного изобретения могут быть произведены модификации без отступления от объема приведенной ниже формулы изобретения.
1. Ультразвуковой зонд (40), содержащий сменный наконечник (1), корпус (20) ультразвукового зонда и процессор (30), при этом указанный сменный наконечник (1) содержит:
- по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь (2), сконструированный и сконфигурированный для излучения и приема ультразвуковых сигналов,
- по меньшей мере один электрический контакт (4) наконечника, при этом указанный по меньшей мере один электрический контакт (4) наконечника сконструирован и сконфигурирован для взаимодействия с электрическим соединителем (5),
- запоминающее устройство (6) и/или микросхему (7) RFID, пригодные для хранения данных, относящихся к сменному наконечнику (1),
- соединитель (11) наконечника, сконструированный и сконфигурированный для скрепления сменного наконечника (1) с корпусом (20) ультразвукового зонда, причем указанный корпус (20) ультразвукового зонда характеризуется тем, что он содержит:
- соединитель (25) корпуса зонда, сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с соединителем (11) наконечника сменного наконечника (1),
- электродинамический привод (24), сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с по меньшей мере одним ультразвуковым преобразователем (2), при этом указанный электродинамический привод (24) приспособлен для генерирования низкочастотного импульса с частотой в диапазоне от приблизительно 1 Гц до приблизительно 5000 Гц,
- средства (23) считывания данных, выполненные с возможностью просмотра запоминающего устройства (6) и/или микросхемы (7) RFID и передачи данных, относящихся к сменному наконечнику, на процессор (30), при этом процессор (30) осуществляет выбор параметров сбора данных в соответствии с данными, относящимися к сменному наконечнику, извлеченными из запоминающего устройства (6) и/или микросхемы (7) RFID.
2. Ультразвуковой зонд (40) по п. 1, отличающийся тем, что сменный наконечник (1) сконструирован и сконфигурирован для встраивания по меньшей мере одного электронного компонента (8, 9, 10), при этом запоминающее устройство (6), микросхема (7) RFID и/или по меньшей мере один электронный компонент (8, 9, 10) соединены с по меньшей мере одним электрическим контактом (4) наконечника, пригодным для взаимодействия с электрическим соединителем (5).
3. Ультразвуковой зонд (40) по п. 2, отличающийся тем, что электронный компонент представляет собой датчик (8) ускорения.
4. Ультразвуковой зонд (40) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что сменный наконечник (1) содержит первый магнит (12), сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия с корпусом (20) ультразвукового зонда.
5. Ультразвуковой зонд (40) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что сменный наконечник (1) содержит первое ключевое устройство (13), сконструированное и сконфигурированное для взаимодействия со вторым ключевым устройством (27) корпуса (20) ультразвукового зонда.
6. Ультразвуковой зонд (40) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что соединитель (11) наконечника образован винтовой резьбой, сконструированной и сконфигурированной для взаимодействия с винтовой резьбой корпуса (20) ультразвукового зонда.
7. Ультразвуковой зонд (40) по п. 6, отличающийся тем, что соединитель (25) корпуса зонда образован винтовой резьбой, сконструированной и сконфигурированной для взаимодействия с винтовой резьбой соединителя (11) наконечника.
8. Ультразвуковой зонд (40) по п. 5, отличающийся тем, что корпус (20) ультразвукового зонда содержит второе ключевое устройство (27), сконструированное и сконфигурированное для взаимодействия с первым ключевым устройством (13) сменного наконечника (1).
9. Ультразвуковой зонд (40) по п. 4, отличающийся тем, что корпус (20) ультразвукового зонда содержит второй магнит (26), сконструированный и сконфигурированный для взаимодействия со сменным наконечником (1).
10. Ультразвуковой зонд (40) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус (20) ультразвукового зонда содержит по меньшей мере один электрический контакт (22) зонда, пригодный для взаимодействия с электрическим соединителем (5).
11. Ультразвуковой зонд (40) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один параметр сбора данных выбирается из списка, содержащего следующие параметры: глубина измерения, частота ультразвука, частота возбуждения сдвиговой волны, амплитуда возбуждения сдвиговой волны.
12. Ультразвуковой зонд (40) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сменный наконечник (1) прикреплен к корпусу (20) ультразвукового зонда посредством соединителя (11) сменного наконечника и соединителя (25) корпуса ультразвукового зонда.
13. Ультразвуковой зонд (40) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один электронный соединитель (5) соединен первым концом с электрическим контактом (4) наконечника, и вторым концом - с электрическим контактом (22) корпуса зонда.
14. Ультразвуковой зонд (40) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что электронный соединитель (5) представляет собой подпружиненный соединитель.
15. Ультразвуковой зонд (40) по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что электрический соединитель (5) представляет собой цилиндрический соединитель гнездового типа.
16. Способ (100) реализации ультразвукового зонда (40) по любому из пп. 1-10, при этом способ (100) включает:
- этап (101) идентификации сменного наконечника (1) путем считывания содержимого запоминающего устройства (6) и/или микросхемы (7) RFID, если сменный наконечник (1) прикреплен к корпусу (20) ультразвукового зонда, при этом указанное считывание осуществляется средствами (23) считывания данных корпуса (20) ультразвукового зонда,
- этап (102) выбора параметров сбора данных, если сменный наконечник (1), прикрепленный к корпусу (20) ультразвукового зонда, идентифицирован, при этом указанный выбор осуществляется процессором (30), который выполнен с возможностью обмена данными с корпусом (20) ультразвукового зонда.
17. Способ (100) реализации ультразвукового зонда (40) по п. 16, отличающийся тем, что способ (100) дополнительно включает этап (103) приостановки сбора данных, если сменный наконечник (1) извлечен из корпуса (20) ультразвукового зонда.
18. Способ (100) реализации ультразвукового зонда (40) по п. 16 или 17, отличающийся тем, что способ дополнительно включает этап (104) прекращения работы сменного наконечника (1), если сменным наконечником (1) достигнут порог работы наконечника.
19. Способ реализации ультразвукового зонда по любому из пп. 16-18, отличающийся тем, что параметры сбора данных, выбираемые процессором (30) в ходе этапа (102), выбираются из списка, содержащего следующие параметры: глубина измерения, частота ультразвука, частота возбуждения сдвиговой волны, амплитуда возбуждения сдвиговой волны.
