[发明专利]超声探头定位系统

权利要求书

1.一种超声探头定位系统(100)，包括：

可控制可驱动定位单元(102)，其用于保持超声探头单元(104)，并且用于移动所述超声探头单元并且将所述超声探头单元定位在目标位置处；以及

定位控制单元(106)，其被配置为：提供指示建立所述超声探头单元与外部对象(110)的机械接触的目标位置的目标定位数据，并且在将所述超声探头移动并且定位在所述目标位置处时控制所述机械定位单元；其中，

所述定位单元包括力致动单元(108)，所述力致动单元可操作性地可连接到所述超声探头单元，并且所述力致动单元被配置为：在所述目标位置处建立所述机械接触后逆着由所述外部对象施加在所述超声探头单元上的反作用力将机械压迫力施加在所述超声探头单元上，并且响应于所述反作用力的反作用力的量的变化而通过增大或减小所述压迫力的量来调整所述机械压迫力的压迫力的量，以便维持由所述机械压迫力逆着所述反作用力而施加的预定的净压迫力的量。

2.根据权利要求1所述的超声探头定位系统(200)，还包括在所述超声探头单元的接触表面上的力传感器单元(212)，所述力传感器单元被配置为测量所述反作用力的量，并且提供指示由所述外部对象施加的所述反作用力的当前量的反作用力信号。

3.根据权利要求2所述的超声探头定位系统，其中，

所述定位控制单元还包括力控制单元(214)，所述力控制单元被配置为：

接收所述反作用力信号；

使用接收到的反作用力信号和所述预定的净压迫力的量来确定要被施加用于实现或维持所述预定的净压迫力的量的目标压迫力的量；并且

生成并且提供指示所述目标压迫力的力控制信号；并且其中，

所述力致动单元包括控制输入部和主动力致动器(216)，所述控制输入部用于接收所述力控制信号，所述主动力致动器被配置为响应于接收到所述力控制信号而生成并且施加所述目标压迫力的量。

4.根据权利要求2或3所述的超声探头定位系统，还包括用户接口单元(318a、318.b)，所述用户接口单元被配置为：接收所述反作用力信号，并且经由所述用户接口单元提供指示当前反作用力的量的状态输出信号。

5.根据权利要求1所述的超声探头定位系统(400)，还包括光学跟踪单元(420)，所述光学跟踪单元被连接到所述定位控制单元，并且被配置为检测一个或多个界标特征(422)的相应界标位置，并且依据检测到的界标位置来确定指示所述目标位置的所述定位数据。

6.根据权利要求1所述的超声探头定位系统，其中，所述力致动单元包括电磁致动器，所述电磁致动器用于施加所述机械压迫力，并且被配置为响应于所述反作用力的所述变化而维持所述预定的净压迫力的量。

7.根据权利要求1所述的超声探头定位系统，其中，所述力致动单元包括用于施加所述机械压迫力的弹簧致动器(500)，所述弹簧致动器响应于所述反作用力的所述变化而通过在所述弹簧致动器的总弹性范围内被动地调整所述弹簧致动器的弹簧长度来维持所述预定的净压迫力的量。

8.根据权利要求7所述的超声探头定位系统，其中，所述弹簧致动器包括可弹性变形的弹簧或流体致动的弹簧。

9.根据权利要求7所述的超声探头定位系统，其中，所述定位控制单元被配置为提供所述目标定位数据，以便使所述弹簧致动器在所述目标位置处呈现在所述总弹性范围内的部分挤压状态(500.c)。

10.根据权利要求9所述的超声探头定位系统，其中，所述弹簧致动器的所述总弹性范围包括在与松弛弹簧状态(500.a)相关联的第一弹簧长度(L1)和与完全挤压弹簧状态(500.b)相关联的第二弹簧长度(L2)之间的操作范围(O.R.)，并且其中，当相对于所述松弛弹簧状态进行测量时，所述部分挤压状态对应于所述弹簧致动器的挤压为落在所述操作范围的中间三分之一(502)内的长度的量。