本发明专利技术公开了一种基于光声三维成像的注射、抽取装置及方法，装置包括：弧面阵超声探头，包括刚性半球体，与刚性半球体连接的换能器阵元及激光发射件；刚性半球体上开有滑槽，滑槽内设有孔位板；孔位板上具有开孔；柔性透明兜水结构，包括与所述刚性半球体适配的柔性透明薄膜，一端与所述柔性透明薄膜连通，另一端与孔位板连接的容纳通道。本发明专利技术实现一种基于三维光声成像的注射或抽取装置，可以实时观察看到生物组织或仿体下面的血管网络或其它有特殊光吸收的目标物质成分分布情况，帮助操作人员更好地完成注射或抽取操作；通过光声三维成像，可以提供人眼不可见的生物组织或离体物体内部的光声图像，在可视的情况下，将针头推送到合适位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医药领域，具体是一种基于光声三维成像的注射、抽取装置及方法。
技术介绍
1、目前，对于药物注射、抽血、生物医学实验等工作中，基本通过注射器完成，然而单纯的注射器进行抽取或者注射时，根据操作的从业经验来决定注射或者抽取的效率；
2、如若能够实时、准确地看到目标，可以帮助操作人员更好更安全地进行操作；
3、而光声成像是一种新型的生物医学成像模态，其绕过了光信号无法从深层组织传出的问题，利用声波将信号从深层组织传出，这种方法无辐射、无创、无侵入，且结合了光学成像空间分辨率高和声学成像穿透深度深的特点。
4、当我们用一束短脉冲激光照射组织时，组织会吸收该能量，并经历一个快速热弛豫膨胀产生超声波，称为光声信号，该光声信号包含了组织的吸收分布；
5、使用光声探头接收光声信号后进行重建可以得到需要的组织信息；
6、因此，如何将注射器与光声成像结合，并用于药物注射、抽血、生物医学实验等工作中，是目前需要解决的一个问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：提供一种基于光声三维成像的注射、抽取装置及方法，以解决现有技术存在的上述问题。
2、技术方案：一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，包括：
3、弧面阵超声探头，包括刚性半球体，以及与所述刚性半球体连接的换能器阵元及激光发射件；
4、刚性半球体上开有滑槽，所述滑槽内设有孔位板；所述孔位板与滑槽滑动连接；
5、所述孔位板上具有开孔；</p>6、开孔用于位注射器或抽取器提供物理通道；
7、柔性透明兜水结构，包括与所述刚性半球体适配的柔性透明薄膜，以及一端与所述柔性透明薄膜连通，另一端与孔位板连接的容纳通道；
8、注射器穿过开孔放置在容纳通道内。
9、本专利技术实现一种基于三维光声成像的注射或抽取装置，可以实时观察看到生物组织或仿体下面的血管网络或其它有特殊光吸收的目标物质成分分布情况，帮助操作人员更好地完成注射或抽取操作；
10、通过光声三维成像，可以提供人眼不可见的生物组织或离体物体内部的光声图像，在可视的情况下，将针头推送到合适位置。
11、可以观察到针头与组织之间的空间位置关系；
12、通过旋转半球体，可以左右找方向，通过上下移动可移动孔位板，可以实现针头的角度调整；
13、可以通过更换不同的透明兜水结构，适应不用的注射或抽取工具；
14、通过三维半球形超声换能器阵列，实现三维光声成像，作为针头的导航依据；
15、可拆卸的透明兜水结构；
16、可移动孔位板与透明兜水结构连接在一起，提供了一个可调整针头角度的方式。
17、在进一步实施例中，所述容纳通道包括连接在柔性透明薄膜中心处的柔性通道管，以及一端与所述柔性通道管连接，另一端与孔位板连接的塑料通道管；
18、所述注射器设置在所述塑料通道管内。
19、在进一步实施例中，所述开孔上设有连接螺纹；
20、所述塑料通道管远离所述柔性通道管一端设有与所述连接螺纹适配的固定螺纹，用于将塑料通道管固定连接到刚性半球体上的可移动孔位板上。
21、在进一步实施例中，所述超声换能器阵元设计多组，均匀分布在刚性半球体上；
22、激光发射件至少设计单个，激光发射方向为刚性半球体圆心或刚性半球体圆心周边，向成像目标部位打光；
23、优选的，激光发射至少选择一个；
24、超声换能器阵元至少选择100个。
25、在进一步实施例中，所述激光发射件外接激光源。
26、所述激光源包括与激光发射件连接的纳秒脉冲发生器，所述脉冲发生器可以发射纳秒脉冲激光，并通过空间光路或者光纤或者光纤束连接到激光发射件上。
27、在进一步实施例中，所述刚性半球体上开有注水孔，通过注水孔可以往里边注水。
28、在进一步实施例中，所述柔性透明薄膜采用柔性透明材料制成；
29、如透明塑料薄膜、天然橡胶、聚亚安脂等材料；
30、塑料通道管及柔性通道管贯通所述柔性透明薄膜；
31、所述柔性通道管材质可以与柔性透明薄膜一致。
32、在进一步实施例中，所述弧面阵超声探头外接光声主机系统；
33、所述光声主机系统包括计算机、显示器及数据采集模块；
34、数据采集模块上的信号接口连接到各个换能器阵元上，将模拟信号采集并转换为数字信号，最终传输至计算机进行重建计算，并由显示器显示图像。
35、在进一步实施例中，所述刚性半球体内置视频图像模块；
36、视频图像模块包括与显示器连接的微型摄像头，内置在刚性半球体上，用于采集刚性半球体内部图像信息，通过显示器显示给使用者，使用者可以通过该模块看到刚性半球体内部的针头情况。
37、一种基于光声三维成像的注射、抽取方法，包括：
38、步骤1、在使用时，将塑料通道管拧到可移动孔位板上的孔上，然后将柔性透明薄膜展开并压贴到刚性半球体的下沿，此时柔性透明兜水结构与刚性半球体之间形成一个水容腔室；
39、步骤2、通过注水孔向刚性半球体内注满水，由于水的重力和压力，柔性透明薄膜向下突出；
40、步骤3、将刚性半球体扣在目标位置上，刚性半球体球心位置放在要注射或抽取位置，通过视频图像模块观察注射器针头具体位置；
41、步骤4、开启激光源和光声主机系统，启动打光和采集重建成像；此时激光发射件反射脉冲激光照射刚性半球体球心部位，激光透过柔性透明薄膜打到目标区域，通过散射进入目标内部，由于目标内部的物质吸收散射的激光能量，引起瞬态的光吸收热膨胀，产生超声波，刚性半球体上的换能器阵元接收到超声信号，将其输入到光声主机系统，光声主机系统经过模数转化、数据预处理、图像重建、图像处理和显示后，将三维光声图像显示在显示器屏幕上；
42、步骤5、从刚性半球体上孔位板的开孔中，将注射器或抽取器经塑料通道管插入，针头从柔性通道管部位下针，从显示器上可以看到视频图像模块采集到的刚性半球体内部的视频图像，观察针头位置，通过三维光声图像，看到针头与目标组织之间的位置关系；
43、步骤6、三维光声图像观察到目标和针头的相关位置后，通过滑动刚性半球体上的孔位板，可以调整针头的角度，旋转整个刚性半球体，调整方向，找到合适的角度后，推动针头，将针头往目标组织中插入，通过三维光声图像实时看到针头在目标组织中的位置情况，达到合适位置后，进行注射或抽取操作；
44、步骤7、完成后，退出针头，将刚性半球体脱离目标位置，并对目标位置消毒止血。
45、有益效果：本专利技术公开了一种基于光声三维成像的注射、抽取装置及方法，本专利技术设计弧面阵超声探头及柔性透明兜水结构，实现基于三维光声成像的注射或抽取装置，可以实时观察看到生物组织或仿体下面的血管网络或其它有本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述容纳通道（2）包括连接在柔性透明薄膜（7）中心处的柔性通道管（22），以及一端与所述柔性通道管（22）连接，另一端与孔位板（3）连接的塑料通道管（21）；
3.根据权利要求2所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述开孔上设有连接螺纹；
4.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述超声换能器阵元（5）设计多组，均匀分布在刚性半球体（4）上；
5.根据权利要求4所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述激光发射件（6）外接激光源；
6.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述刚性半球体（4）上开有注水孔。
7.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述柔性透明薄膜（7）采用柔性透明材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述弧面阵超声探头外接光声主机系统；
9.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述刚性半球体（4）内置视频图像模块；
10.一种基于光声三维成像的注射、抽取方法，其特征在于，包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述容纳通道（2）包括连接在柔性透明薄膜（7）中心处的柔性通道管（22），以及一端与所述柔性通道管（22）连接，另一端与孔位板（3）连接的塑料通道管（21）；
3.根据权利要求2所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述开孔上设有连接螺纹；
4.根据权利要求1所述的一种基于光声三维成像的注射、抽取装置，其特征是：所述超声换能器阵元（5）设计多组，均匀分布在刚性半球体（4）上；
5.根据权利要求4所述的一种基于光声三维成像的注射...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明远，兰茜，刘酉华，刘彬，郝祯，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京友谊医院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。