婴儿用超声探头保持设备制造技术

根据一个方面，本说明书涉及一种被配置为附接到婴儿的头部以进行经囟门成像的超声探头保持设备(101)，该超声探头保持设备包括：头垫(110)，该头垫被配置为与婴儿的头部接触并且包括中心开口(115)，其中，头垫被配置为接收超声探头；垫挤压器(120)，该垫挤压器包括中心开口(125)，并且被配置为与头垫协作以允许沿着与相切于婴儿头部的表面基本垂直的引导轴线(D)轴向引导头垫；设备保持器(150)，该设备保持器被配置为附接到婴儿的头部并沿所述引导轴线在垫挤压器上施加向下的力；以及排斥装置，该排斥装置被配置为当设备保持器向垫挤压器施加向下的力时在垫挤压器和头垫之间施加排斥力。排斥力。排斥力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】婴儿用超声探头保持设备


[0001]本公开涉及婴儿用超声探头保持设备，更具体而言，本公开涉及被配置为附接到婴儿头部以用于经囟门成像(transfontanellar imaging)的设备。本公开还涉及包括这种超声探头保持设备的超声设备以及使用这种超声设备对婴儿进行脑成像的超声成像系统和方法。更具体而言，本公开涉及将这种超声设备用于婴儿的脑功能超声成像(fUS)的超声成像系统和方法。

技术介绍

[0002]由于缺乏有效且高效的成像方式来评估早期脑功能，婴儿的临床管理和对神经发育障碍的理解受到限制。功能磁共振成像(fMRI)是可用于成人脑成像的最佳技术之一，但对新生儿来说实施起来非常复杂，因为在床边将其用于对脆弱婴儿进行脑成像尤其具有挑战性。在临床上，主要使用近红外光谱(NIRS)或脑电图(EEG)，这两种技术的空间分辨率低，并且活动测量局限于脑表面。因此，需要一种高效且易于使用的临床新生儿脑功能成像方式，并且需要开发允许实时监测婴儿脑功能的便携式创新方法。
[0003]最近(参见M.Tanter et al.，“ultrafast imaging in biomedical ultrasound”，IEEE，Trans.Ultrason.Ferroelecr.Freq.Control 61，102
‑
119(2014))，引入了超快超声成像以实现每秒超过10000个超声帧(与传统超声扫描仪中使用的典型的每秒50帧相比)。在超快多普勒(UfD)成像模式中(参见例如E.Mace et al.，“Functional ultrasound imaging of the brain：Theory and basic principles”，IEEE，Trans.Ultrason.Ferroelecr.Freq.Control 60，492
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506(2013))，人脑中血流测量的灵敏度获得了高达50倍的提升。与传统的多普勒技术(其仅限于大血管成像)不同，UfD成像能够绘制小的脑血管(直径小于200μm)中细微的血流动力学变化。
[0004]功能超声成像(fUSI)根据将局部神经活动与脑血容量(CBV)的相对变化相关联的神经血管耦合，利用这些血流图来对脑活动进行成像。通过以高时空分辨率提供深部脑活动的实时图像，fUSI使得能够例如对由脑电图(EEG)记录的癫痫事件期间的脑活动进行成像。fUSI还使得能够绘制功能大脑“连接”，即在脑处于静止状态时的脑活动测量。
[0005]当fUSI研究脑血容量(CBV)的波动时，其可行性取决于在整个获取时间期间(即在一分钟或甚至十分钟的量级的持续时间内)观察相同成像区域的能力。这一点对于脑功能连接的绘制尤为重要，因为病人需是在静止状态下接受检查的，没有外部刺激。事实上，这些结果是基于来自脑部的不同区域的CBV信号之间的相关性。因此，成像区域保持静态是必要的。
[0006]对于在小动物中进行的第一次临床前实验，通过将探头固定在3D打印模具(安装在电动系统上)中，使其定位在感兴趣的平面上并在整个获取过程中保持在适当位置，可以实现这种情况。大鼠或小鼠通过立体定位框架进行固定。在最近的实验中，开发了通过外科手术直接植入动物颅骨上的金属、有机玻璃或牙科用黏合剂支撑件，然后用磁体或螺钉将探头附接到该框架上。为了在人体中进行术中概念验证，将患者头部锁定在立体定位框架
中，并通过铰接机械臂来保持探头。在所有这些配置中，颅骨是打开的或通过外科手术减薄的。
[0007]因此，所有这些方法的共同点是其为侵入性的并且涉及手术。这些方法显然不适用于婴儿。
[0008]另外，尽管一些功能成像技术(例如fMRI)除了用绑带固定婴儿外别无选择，但仍希望尽可能少地约束婴儿。因此，应尽可能避免使用旨在防止头部移动的技术。对于需要被放入保育箱中完成发育的早产儿来说尤其如此。还添加了监测心率、呼吸和血氧饱和度的设备，并且可能添加注射泵以给予食物和适当的治疗。
[0009]这些对患者的脆弱性及其直接环境的强约束使得有必要设计一种被配置为附接到婴儿头部的超声探头保持设备，该超声探头保持设备可以在保育箱中与现有装备一起使用，不妨碍婴儿的运动，并且确保超声探头在获取期间(通常10分钟的持续时间)的稳定性。
[0010]公开的技术DE 9405271U描述了一种用于接收超声波扫描探头以利用保持设备将其设置和固定在婴儿的颅骨上的设备或头部安装件，该保持设备可附接到婴儿的颅骨，并且在该保持设备上，测量探头以可调节的方式搁置在探头支承件中。
[0011]在最近的出版物(参见C.Demene et al.，“Functional ultrasound imaging of brain activity in human newborns”，Sci.Transl.Med.9，eaah6756(2017))中，报告了一种定制的柔性且非侵入性头部安装件，用于新生儿脑部的实时功能超声成像。更具体而言，通过脑微血管的超快多普勒(UfD)成像，进一步结合同步连续视频脑电图(EEG)记录，证明了fUSI是可行的。为了避免人工操作探头时经常遇到的运动伪影，设计了一种新型的超声探头保持设备。将超声探头插入半刚性生物相容性头部硅安装件中以实现单平面枢轴，该头部安装件填充有超声凝胶。使用柔软的非粘性胶带将该设备与EEG电极固定在一起。该简单系统已显示出非常好的鲁棒性，并获得了新生儿fUSI的第一结果。
[0012]然而，现有技术的头部安装件已经显示出限制其使用的一些缺点。特别而言，这样的头部安装件可在头部皮肤上滑动，并且声学凝胶可从头部安装件漏出。这会产生降低图像质量的结果，并且使得同时使用的任何EEG电极不可用。另外，该设备的安装繁琐，几乎不能单独完成。
[0013]本公开涉及一种被配置为附接到婴儿头部的超声探头保持设备，其确保了超声探头在获取期间具有非常好的稳定性，同时使得能够容易地安装并且限制施加在婴儿头部上的压力。

技术实现思路

[0014]在下文中，术语“包括”是“包含”和“含有”的同义词(意思相同)，是包括性的和开放的，并且不排除其他未列举的元素。此外，在本公开中，当涉及数值时，术语“约”和“基本上”是该数值的80％至120％、优选90％至110％的范围的同义词(意思相同)。
[0015]根据第一方面，本公开涉及一种被配置为附接到婴儿的头部以进行经囟门成像的超声探头保持设备，该超声探头保持设备包括：
[0016]头垫，该头垫被配置为与所述婴儿的头部接触并且包括中心开口，其中所述头垫被配置为接收超声探头；
[0017]垫挤压器，该垫挤压器包括中心开口并且被配置为与所述头垫协作，以允许沿着
与相切于所述婴儿的头部的表面基本正交的引导轴线来轴向引导所述头垫；
[0018]设备保持器，该设备保持器被配置为附接到所述婴儿的头部并且沿着所述引导轴线在所述垫挤压器上施加向下的力；以及
[0019]排斥装置，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声探头保持设备(101)，被配置为附接到婴儿的头部以进行经囟门成像，所述超声探头保持设备包括：头垫(110)，该头垫被配置为与所述婴儿的所述头部接触并且包括中心开口(115)，其中所述头垫被配置为接收超声探头；垫挤压器(120)，该垫挤压器包括中心开口(125)并且被配置为与所述头垫协作，以允许沿着与相切于所述婴儿的所述头部的表面基本垂直的引导轴线(Δ)来轴向引导所述头垫；设备保持器(150)，该设备保持器被配置为附接到所述婴儿的所述头部并且沿着所述引导轴线在所述垫挤压器上施加向下的力；以及排斥装置，该排斥装置被配置为当所述设备保持器在所述垫挤压器上施加向下的力时，在所述垫挤压器和所述头垫之间施加排斥力。2.根据权利要求1所述的超声探头保持设备，其中，所述排斥装置包括分别布置在所述头垫和所述垫挤压器上的排斥磁体(161、162)。3.根据前述权利要求中任一项所述的超声探头保持设备，其中，所述头垫的被配置为与所述婴儿的所述头部接触的表面被弯曲以适应所述头部的形状。4.根据权利要求3所述的超声探头保持设备，其中，所述弯曲的表面在两个垂直平面中具有不同的曲率。5.根据前述权利要求中任一项所述的超声探头保持设备，其中，所述设备保持器包括附接到所述垫挤压器的柔性材料头带。6.根据前述权利要求中任一项所述的超声探头保持设备，其中，所述设备保持器被配置为附接用于脑电图的电极。7.根据前述权利要求中任一项所述的超声探头保持设备，还包括：探头保持器(130)，该探头保持器被配置为接收超声探头(140)，其中，所述探头保持器紧固到所述头垫。8.根据权利要求7所述的超声探头保持设备，其中，所述探头保持器以可移除的方式紧固到所述头垫。9.根据权利要求8所述的超声探头保持设备，其中，所述探头保持器能够在至少两个位置紧固到所述头垫。10.一种用于婴儿的经囟门成像的超声设备(100)，该超声设备包括：根据前述权利要求中任一项所述的超声探头保持设备；超声探头(140)，该超声探头被配置为安装在所述头垫中，其中，所述超声探头被配置为向所述婴儿的脑部...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：法国国家健康与医学研究院国家科学研究中心巴黎城市物理化工高等学院，
类型：发明
国别省市：