[發(fā)明專利]振動(dòng)穿刺裝置、頻率調(diào)整方法及超聲成像系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910390866.0
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110151270A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江挺益;焦陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張琳琳

本發(fā)明涉及超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及振動(dòng)穿刺裝置、頻率調(diào)整方法及超聲成像系統(tǒng)。振動(dòng)穿刺裝置包括振動(dòng)激勵(lì)組件，用于基于驅(qū)動(dòng)頻率產(chǎn)生振動(dòng)；穿刺件，與振動(dòng)激勵(lì)組件固定連接；反饋控制組件，與振動(dòng)激勵(lì)組件連接；反饋控制組件用于實(shí)時(shí)測量振動(dòng)激勵(lì)組件的電壓以及電流，并基于電壓以及電流調(diào)整振動(dòng)激勵(lì)組件的驅(qū)動(dòng)頻率，以使得電壓與電流的相位角為零。通過反饋控制組件實(shí)時(shí)測量振動(dòng)激勵(lì)組件的電壓以及電流，得到電壓與電流的實(shí)時(shí)相位角，然后基于實(shí)時(shí)相位角調(diào)整振動(dòng)激勵(lì)組件的驅(qū)動(dòng)頻率，而保證振動(dòng)激勵(lì)組件始終在其諧振頻率附近振蕩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穿刺針在諧振頻率工作，從而穿刺針激勵(lì)所產(chǎn)生的剪切波幅值穩(wěn)定，能夠保證后續(xù)清晰的顯影。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及振動(dòng)穿刺裝置、頻率調(diào)整方法及超聲成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們健康意識的提高，惡性腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)與早期治療已經(jīng)得到了醫(yī)生和患者的廣泛共識，以及初步的臨床應(yīng)用。介入醫(yī)學(xué)中的靶向穿刺活檢就是在這種背景下發(fā)展起來的一種技術(shù)，在醫(yī)學(xué)超聲影像的引導(dǎo)下進(jìn)行穿刺取樣，具有創(chuàng)傷小、針對性強(qiáng)和快速高效等特點(diǎn)。在超聲影像引導(dǎo)穿刺過程中，超聲圖像內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)清晰度和穿刺針的良好可視性是穿刺質(zhì)量保證的關(guān)鍵。

在常規(guī)的各類臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)超聲引導(dǎo)的穿刺依然有很多問題。由于穿刺針是由金屬材質(zhì)制成的，它對超聲波具有高反射率，若聲波與穿刺針的角度滿足一定條件時(shí)，存在反射回波無法進(jìn)入探頭的可能性，尤其當(dāng)穿刺針較細(xì)、進(jìn)針角度較大以及穿刺目標(biāo)位置較深的時(shí)候，穿刺針的可視性很差，這極大的影響了穿刺精度和效率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種振動(dòng)穿刺裝置、頻率調(diào)整方法及超聲成像系統(tǒng)，以解決顯影不清晰的問題。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種振動(dòng)穿刺裝置，包括：

振動(dòng)激勵(lì)組件，用于基于驅(qū)動(dòng)頻率產(chǎn)生振動(dòng)；

穿刺件，與所述振動(dòng)激勵(lì)組件固定連接；

反饋控制組件，與所述振動(dòng)激勵(lì)組件連接；其中，所述反饋控制組件用于實(shí)時(shí)測量所述振動(dòng)激勵(lì)組件的電壓以及電流，并基于所述電壓以及電流調(diào)整所述振動(dòng)激勵(lì)組件的驅(qū)動(dòng)頻率，以使得所述電壓與所述電流的相位角為零。

本發(fā)明實(shí)施例提供的振動(dòng)穿刺裝置，通過反饋控制組件實(shí)時(shí)測量振動(dòng)激勵(lì)組件的電壓以及電流，得到電壓與電流的實(shí)時(shí)相位角，然后基于實(shí)時(shí)相位角調(diào)整振動(dòng)激勵(lì)組件的驅(qū)動(dòng)頻率，以使得電壓與電流的相位角始終等于零，從而保證振動(dòng)激勵(lì)組件始終在其諧振頻率附近振蕩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穿刺針在諧振頻率工作，從而穿刺針激勵(lì)所產(chǎn)生的剪切波幅值穩(wěn)定，能夠保證后續(xù)清晰的顯影。

結(jié)合第一方面，在第一方面第一實(shí)施方式中，所述振動(dòng)激勵(lì)組件具有換能器；其中，所述反饋控制組件包括：

電壓測量件，與所述換能器電連接，用于測量所述換能器的電壓；

電流測量件，連接于所述振動(dòng)激勵(lì)組件與所述反饋控制組件之間，用于測量所述振動(dòng)激勵(lì)組件的電流；

控制單元，與所述電壓測量件以及所述電流測量件連接，用于基于所述電壓以及電流調(diào)整所述振動(dòng)激勵(lì)組件的驅(qū)動(dòng)頻率。

結(jié)合第一方面第一實(shí)施方式，在第一方面第二實(shí)施方式中，所述控制單元包括：

數(shù)據(jù)采集卡，用于獲取所述電壓以及電流，并確定所述相位角；

控制電路，與所述數(shù)據(jù)采集件連接；所述控制電路用于基于所述相位角調(diào)整輸出頻率值；

信號發(fā)生器，與所述控制電路連接，用于產(chǎn)生與所述頻率值對應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)頻率。

結(jié)合第一方面第一實(shí)施方式，在第一方面第三實(shí)施方式中，所述電流測量件為電流互感器。