一种超声介入穿刺导航系统及穿刺架技术方案

本发明专利技术公开了一种能够用于超声介入穿刺的穿刺架，该穿刺架能够与超声换能器连接，所述超声换能器具有与生物体表面相接触、能够通过超声信号的成像表面，所述穿刺架包括：穿刺针固定件，力检测单元，其用于实时检测使所述穿刺针的穿刺角度偏离预定穿刺角度的作用到穿刺针针体上的作用力。该穿刺架降低了误穿刺的可能，改善了穿刺体验。

An Ultrasound Interventional Puncture Navigation System and Puncture Frame

【技术实现步骤摘要】
一种超声介入穿刺导航系统及穿刺架
本专利技术属于医用超声
，尤其涉及一种超声介入穿刺导航系统。
技术介绍
现有的超声穿刺架，用于将超声探头与穿刺针连接固定，在超声引导穿刺过程中限定穿刺针的空间角度，保证其始终与超声探头的成像平面平行(平面内方式)或90°垂直(平面外方式)，穿刺针的空间角度保存在超声成像系统中，由系统计算出针的穿刺路径，在超声成像中显示穿刺辅助引导线，使穿刺路径提前可视化，以便于更好的控制穿刺过程。该穿刺架避免了医生徒手穿刺时穿刺针进针方向偏移、穿刺针持握不稳等问题，为穿刺针按照计划的路径达到目标区域提供辅助固定，抵消徒手操作误差。但这种穿刺架使得穿刺针的角度相对于超声探头相对固定，无法提供连续变化的多种穿刺路径，这使得医生在穿刺过程中如果发现需要更改穿刺路径，则不得不选择全部退针，然后用超声探头重新将穿刺针摆放到目标穿刺点，这不仅降低了穿刺效率，还增加了用户感染的风险。并且现有的超声穿刺引导线需要通过调整探头位置来靠近穿刺路径上的目标，对于医生来说超声探头由于体积和重量等问题，无法做到精细的微调，影响了穿刺体验。此外，还有一些其他因素导致穿刺精度不高，也影响了穿刺体验。
技术实现思路
为了改善穿刺体验，第一方面本专利技术提供了一种能够用于超声介入穿刺的穿刺架，该穿刺架能够与超声换能器连接，所述超声换能器具有与生物体表面相接触、能够通过超声信号的成像表面，所述穿刺架包括：穿刺针固定件，其用于引导穿刺针，以使穿刺针以预定穿刺角度沿着预定路径到达穿刺的目标区域；力检测单元，其用于实时检测使所述穿刺针的穿刺角度偏离预定穿刺角度的作用到穿刺针针体上的作用力；所述作用力用于反馈所述穿刺针偏离所述预定穿刺角度的偏转角度，以校准超声合成图像中的穿刺引导线。基于力检测单元检测的力可以获得在生物体组织的作用下穿刺针针体的偏转角度，进而校准超声合成图像中的穿刺引导路径，降低误穿刺的可能，以改善穿刺体验。优选的，所述穿刺针固定件上设置有用于保持所述穿刺针沿着所述预定路径移动的保持件，所述力检测单元设置所述保持件上。其可更准确的检测到组织对穿刺针针体的作用力。优选的，所述穿刺架还包括角度检测单元，其用于检测所述穿刺针相对于所述成像表面的穿刺角度。其解决了穿刺针角度的实时检测问题，为穿刺角度的连续可调提供了必要条件，即上述角度检测单元的设置使得穿刺导航系统能够实时获取穿刺针的角度信息，并实时规划穿刺针的穿刺路径，以提高穿刺效率，保证穿刺的准确性和便利性。优选的，所述穿刺架还包括连接件，其与所述穿刺针固定件可旋转地连接，以使所述穿刺针固定件能够连续调整所述预定穿刺角度。穿刺架的连接件与穿刺针固定件可旋转地连接，使得穿刺针的穿刺角度可以连续改变，做到精细微调，即使医生在穿刺过程中发现需要改变穿刺路径，也无需全部退出穿刺针，只需通过超声换能器重新确定目标靶点，并将穿刺针摆放到引导穿刺路径上即可，通过这种方式不仅改善了穿刺效率，还降低了用户感染的风险。优选的，所述角度检测单元包括在所述穿刺针固定件和所述连接件中的一个上设置的磁性件，以及在所述穿刺针固定件和所述连接件中的另一个上设置的磁编码器，所述磁性件与所述磁编码器相对间隔设置。该角度检测单元不仅能够实时检测穿刺角度，还保证了装置的小型化及简单的结构，在功能增加的同时并未带来装置体积结构的过多变化。优选的，所述穿刺针固定件和所述连接件可拆卸地连接。由于穿刺针固定件作为无菌消耗产品，属于一次性部件，而通过可拆卸地连接，连接件可重复消毒使用，在保证卫生安全的同时降低了成本。优选的，所述穿刺针固定件和所述连接件上设置有相互配合的限位件，以限制所述穿刺针固定件的旋转范围。限位件的设置，避免了误操作造成的穿刺针偏离正常穿刺路径的后果，提高了穿刺安全性。优选的，所述穿刺针固定件上设置有用于保持所述穿刺针沿着所述预定路径移动的保持件，所述保持件与所述穿刺针固定件上的限位件相对设置在所述穿刺针固定件远离所述连接件的端部侧壁上。优选的，所述穿刺针固定件的限位件为突出件，所述连接件的限位件为止挡壁，所述止挡壁位于所述突出件旋转的路径上，以限定所述穿刺针固定件的旋转范围。优选的，所述止挡壁至少有两个，所述突出件在两个所述止挡壁之间移动，两个所述止挡壁通过加强件连接。加强件的设置防止穿刺针固定件作用到止挡壁上的力过大导致止挡壁发生形变，从而保证边界处穿刺角度的精度。优选的，所述磁性件为永磁体或磁化的所述穿刺针。优选的，所述磁性件的中心轴线相对于磁编码器中心的偏转距离在0.5mm以下。再优选的，所述偏转距离在0.25mm以下。进一步优选的，所述磁编码器的中心位于磁性件的中心轴线上。优选的，所述穿刺针固定件和所述连接件中的一个上设置有旋转轴，所述穿刺针固定件和所述连接件中的另一个上设置有与旋转轴匹配的孔，通过将所述旋转轴插入到所述孔中所述穿刺针固定件和所述连接件可旋转地连接。优选的，所述磁性件和所述磁编码器中的一个设在所述旋转轴靠近所述连接件的端部。优选的，所述磁性件与所述磁编码器间隔的距离在0.5mm-2.5mm的范围内。优选的，所述连接件与所述超声换能器可旋转地连接。其可调整穿刺针与超声换能器的相对位置，以获得较为理想的超声合成图像。第二方面，本专利技术提供了一种超声介入穿刺导航系统，其包括：该穿刺架；超声换能器，其用于实时采集生物体体内的超声图像信息；数据采集单元，其用于采集所述力检测单元检测的作用力信息；数据处理及传输单元，其用于处理数据采集单元采集的信息，并将处理后的信息传输到图像处理单元；所述图像处理单元，其实时接收并处理超声图像信息和由数据处理及传输单元传输的信息，以生成具有穿刺引导线的表示生物体内的实时超声合成图像；图像显示单元，其实时显示所述实时超声合成图像。优选的，所述数据处理及传输单元将所述作用力信息转换为所述偏转角度，并由所述图像处理单元生成具有基于所述偏转角度校准后的穿刺引导线的表示生物体内的实时超声合成图像。优选的，所述数据采集单元还实时采集所述穿刺针相对于所述成像表面的穿刺角度，所述数据处理及传输单元判断所述穿刺角度是否在预定范围内；如果所述穿刺角度不在预定范围内，所述数据处理及传输单元产生提示信号。通过判断穿刺角度，可以进一步提供系统安全性，避免穿刺的误操作。第三方面，本专利技术提供了一种能够用于超声介入穿刺的穿刺架，该穿刺架能够与超声换能器连接，所述超声换能器具有与生物体表面相接触、能够通过超声信号的成像表面，所述穿刺架包括：穿刺针固定件，其用于引导穿刺针，以使穿刺针沿着预定路径到达穿刺的目标区域；角度检测单元，其用于实时检测所述穿刺针相对于所述成像表面的穿刺角度；和连接件，其与所述穿刺针固定件可旋转地连接，以使所述穿刺针固定件能够连续调整所述穿刺角度；其中，所述角度检测单元包括在所述穿刺针固定件和所述连接件中的一个上设置的磁性件，以及在所述穿刺针固定件和所述连接件中的另一个上设置的磁编码器，所述磁性件与所述磁编码器相对间隔设置。第四方面，本专利技术提供了一种超声介入穿刺导航系统，其包括：该穿刺架；超声换能器，其用于实时采集生物体体内的超声图像信息；数据采集单元，其用于采集所述角度检测单元检测的所述穿刺角度的信息；数据处理及传输单元，其用于处理数据采集单元采集的信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够用于超声介入穿刺的穿刺架，该穿刺架能够与超声换能器连接，所述超声换能器具有与生物体表面相接触、能够通过超声信号的成像表面，所述穿刺架包括：穿刺针固定件，其用于引导穿刺针，以使穿刺针以预定穿刺角度沿着预定路径到达穿刺的目标区域；力检测单元，其用于实时检测使所述穿刺针的穿刺角度偏离预定穿刺角度的作用到穿刺针针体上的作用力；所述作用力用于反馈所述穿刺针偏离所述预定穿刺角度的偏转角度，以校准超声合成图像中的穿刺引导线。

【技术特征摘要】
1.一种能够用于超声介入穿刺的穿刺架，该穿刺架能够与超声换能器连接，所述超声换能器具有与生物体表面相接触、能够通过超声信号的成像表面，所述穿刺架包括：穿刺针固定件，其用于引导穿刺针，以使穿刺针以预定穿刺角度沿着预定路径到达穿刺的目标区域；力检测单元，其用于实时检测使所述穿刺针的穿刺角度偏离预定穿刺角度的作用到穿刺针针体上的作用力；所述作用力用于反馈所述穿刺针偏离所述预定穿刺角度的偏转角度，以校准超声合成图像中的穿刺引导线。2.如权利要求1所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺针固定件上设置有用于保持所述穿刺针沿着所述预定路径移动的保持件，所述力检测单元设置所述保持件上。3.如权利要求1所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺架还包括角度检测单元，其用于检测所述穿刺针相对于所述成像表面的穿刺角度。4.如权利要求3所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺架还包括连接件，其与所述穿刺针固定件可旋转地连接，以使所述穿刺针固定件能够连续调整所述预定穿刺角度。5.如权利要求4所述的穿刺架，其特征在于，所述角度检测单元包括在所述穿刺针固定件和所述连接件中的一个上设置的磁性件，以及在所述穿刺针固定件和所述连接件中的另一个上设置的磁编码器，所述磁性件与所述磁编码器相对间隔设置。6.如权利要求4所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺针固定件和所述连接件可拆卸地连接。7.如权利要求4所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺针固定件和所述连接件上设置有相互配合的限位件，以限制所述穿刺针固定件的旋转范围。8.如权利要求7所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺针固定件的用于保持所述穿刺针沿着所述预定路径移动的保持件与所述穿刺针固定件上的限位件相对设置在所述穿刺针固定件远离所述连接件的端部侧壁上。9.如权利要求7所述的穿刺架，其特征在于，所述穿刺针固定件的限位件为突出...

【专利技术属性】
技术研发人员：种皓，张艺青，吴博，
申请(专利权)人：无锡华飞杰希科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32