[發明專利]基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201710353472.9
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107019513B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張鵬飛;蘇海軍;馮建欽;丁毅壽;張昱昕
• 申請（專利權）人: 山東大學齊魯醫院;山東大學
• 主分類號: A61B5/06
• 分類號: A61B5/06;A61B8/08;A61B8/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統，其特征在于，包括電磁定位追蹤模塊、復合血管內成像導管模塊、定位信息處理與復合圖像呈遞模塊，所述電磁定位追蹤模塊、復合血管內成像導管模塊分別連接所述定位信息處理與復合圖像呈遞模塊；

所述復合血管內成像導管模塊用于獲取血管內圖像，所述電磁定位追蹤模塊用于獲取所述復合血管內成像導管模塊在血管內的運動軌跡，并傳輸至所述定位信息處理與復合圖像呈遞模塊，進行血管內圖像與定位信息的校正融合，在虛擬內窺環境下呈遞血管空間信息；

所述復合血管內成像導管模塊包括傳感器線圈單元、血管內成像探頭單元、步進電機單元，所述傳感器線圈單元、所述血管內成像探頭單元并聯，在所述步進電機單元的驅動下使得所述傳感器線圈單元、所述血管內成像探頭單元同步進退；

所述血管內成像探頭單元為血管內成像導管，所述血管內成像導管頂端設有血管內成像探頭；

所述傳感器線圈單元用于獲取5個自由度的位置信息，包括表征所述血管內成像探頭三維空間絕對坐標A＝(x,y,z)、成像面的旋轉四元數Q＝(w,a,b,c)，c＝0，w、a、b表示成像面2個自由度的旋轉信息，即左、右偏轉和上、下俯仰；成像面即獲取的血管內圖像所在平面；

所述血管內成像探頭單元用于獲取血管內圖像；

所述定位信息處理與復合圖像呈遞模塊包括定位信息處理單元、呈遞單元，定位信息處理單元接收傳感器線圈單元輸出的對應其在空間坐標系下的5個自由度的位置信息，所述呈遞單元接收所述血管內成像探頭單元獲取的圖像，進行斑塊和感興趣分割，與血管三維曲線融合，顯示虛擬內窺環境；

所述傳感器線圈單元為傳感器線圈，所述傳感器線圈的直徑為0.1-0.3mm，所述傳感器線圈的長度為5-15mm；

所述傳感器線圈尾端連接絕緣導線一端，所述絕緣導線另一端穿出傳感器絕緣導線穿出口連接所述電磁定位追蹤模塊，薄壁軟管封裝所述傳感器線圈、所述絕緣導線；

所述血管內成像探頭單元外封裝有封裝管；

所述傳感器線圈、所述絕緣導線、所述血管內成像導管外部封裝有外封裝管；

在外封裝管內所述薄壁軟管粘貼所述封裝管，使所述薄壁軟管與所述封裝管的平行隔離。

2.根據權利要求1所述的基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統，其特征在于，所述傳感器線圈單元、所述血管內成像探頭單元平行隔離設置。

3.根據權利要求2所述的基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統，其特征在于，所述傳感器線圈頂端與所述血管內成像探頭的縱向距離s的取值范圍為0mm＜s＜0.3mm，所述絕緣導線的外徑為0.05-0.1mm。

4.根據權利要求3所述的基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統，其特征在于，所述傳感器線圈頂端與所述血管內成像探頭的縱向距離為0.1mm；所述傳感器線圈的直徑為0.2mm，所述傳感器線圈的長度為10mm；所述絕緣導線的外徑為0.08mm。

5.根據權利要求1所述的基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統，其特征在于，所述血管內成像探頭單元為聲學、光學、光聲學模態以及該三種模態組合的多模態血管內成像導管。

6.根據權利要求3所述的基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統，其特征在于，所述電磁定位追蹤模塊包括磁場發射接收單元、傳感器接口單元、系統控制單元和數據輸入單元，所述磁場發射接收單元、所述傳感器接口單元、所述數據輸入單元分別連接所述系統控制單元；所述絕緣導線另一端穿出傳感器絕緣導線穿出口連接所述傳感器接口單元；

當所述傳感器線圈單元進入所述磁場發射接收單元發射的磁場范圍時，實時接收所述傳感器線圈單元輸出的對應其在空間坐標系下的5個自由度的位置信息，并傳輸至所述數據輸入單元；實時接收所述血管內成像探頭單元獲取的圖像，并傳輸至所述數據輸入單元。