[發明專利]帶旋轉定位的體內介入超聲探頭及包含其的超聲成像系統

在審

• 申請號: 202010818946.4
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111920453A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 韓志樂;崔崤峣;簡小華;李章劍
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: A61B8/12
• 分類號: A61B8/12;A61B8/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 孔凡玲

本發明屬于超聲成像技術領域，具體涉及一種帶旋轉定位的體內介入超聲探頭及包含其的超聲成像系統。本發明提供的體內介入超聲探頭包括導引機構、超聲機構和校準機構，導引機構包括鞘管和傳動軸，超聲機構包括超聲換能器，校準機構包括計時器以及相對地設置在鞘管遠端殼體和超聲機構上的磁發生器和磁傳感器，通過磁發生器在超聲換能器相對于遠端殼體旋轉運動時產生沿旋轉運動周向的不均勻磁場并由磁傳感器獲取磁場參數變化，以對超聲換能器的位置和速度進行標定，消除因傳動軸結構特點及與鞘管摩擦變化等因素最終造成超聲換能器實際位置、速度與理想位置、速度的偏差，使得本發明提供的超聲成像系統避免了圖像合成時失真問題。

技術領域

本發明屬于超聲成像技術領域，具體涉及一種帶旋轉定位的體內介入超聲探頭及包含其的超聲成像系統。

背景技術

對體腔病變進行診斷時，單純通過組織表面形態變化來推斷存在著一定的主觀性和局限性。體內介入超聲成像技術利用超聲探頭介入到體內，對血管、消化道、支氣管、心臟等體內組織進行超聲掃描，能夠獲得較為清晰、準確的體內組織斷層圖像，為醫生的對癥施治提供了客觀的依據。

體內介入超聲成像裝置一般包括成像主機、體內介入超聲探頭和外部驅動控制單元。其中，體內介入超聲探頭包括封端的鞘管、設置于鞘管內腔的傳動軟軸以及位于鞘管封端部并與傳動軟管連接的超聲換能器；外部控制單元將體內介入探頭與成像主機相連，通過驅動傳動軟軸帶動超聲換能器旋轉，獲得周向的超聲回波信號，從而實現對體內腔道內壁成像。

然而，當傳動軟軸帶動超聲換能器旋轉時，傳動軟軸的彎曲特點、扭轉特點以及與鞘管的摩擦變化等因素均可引起旋轉傳遞的不均勻性，最終造成超聲換能器旋轉的實際位置和外部驅動控制單元預設的理想位置的偏差。如圖1所示，a、b、c、d是成像主機記錄的理想位置，b’、c’是超聲換能器旋轉的實際位置，成像主機不能準確判斷超聲換能器旋轉的實際位置，只能采用理想位置進行圖像合成，從而引起圖像失真。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有的超聲成像裝置不能準確判斷超聲換能器旋轉的實際位置從而導致圖像失真的缺陷，從而提供一種能夠準確判斷超聲換能器旋轉位置和速度的體內介入超聲探頭以及包含該超聲探頭的超聲成像裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種帶旋轉定位的體內介入超聲探頭，包括：

導引機構，包括具有近端殼體和遠端殼體的鞘管以及設置在所述近端殼體腔內的傳動軸；

超聲機構，包括由所述傳動軸帶動以在所述遠端殼體腔內旋轉運動的超聲換能器；

校準機構，包括計時器以及相對地設置在所述遠端殼體和所述超聲機構上的磁發生器和磁傳感器，通過所述磁發生器在所述超聲換能器相對于所述遠端殼體旋轉運動時產生沿旋轉運動周向的不均勻磁場并由所述磁傳感器獲取磁場參數變化，以對所述超聲換能器相對于所述遠端殼體發生旋轉運動的位置和速度進行標定。

優選地，該結構的帶旋轉定位的體內介入超聲探頭，所述磁發生器包括沿旋轉運動周向陣列設置的若干磁發生單元，和/或，所述磁傳感器包括沿旋轉運動周向陣列設置的若干磁傳感單元。

進一步優選地，該結構的帶旋轉定位的體內介入超聲探頭，沿平行于旋轉運動周向，若干所述磁發生單元至少分為兩列設置在所述遠端殼體內壁面，并且，沿垂直于旋轉運動周向，不同列的所述磁發生單元錯開設置；

所述磁傳感單元設置在所述超聲機構上。

進一步優選地，該結構的帶旋轉定位的體內介入超聲探頭，沿垂直于所述鞘管長度延伸方向，所述遠端殼體的截面為圓環；

沿垂直于旋轉運動周向，不同列所述磁發生單元所在的直線在所述遠端殼體上等間距分布。