[發明專利]帶旋轉定位的體內介入扇掃探頭及包含其的超聲成像系統

在審

• 申請號: 202011112227.7
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112190281A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 韓志樂;簡小華;朱鑫樂;呂加兵;崔崤峣
• 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: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B8/12
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 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扇形探頭及包含其的超聲成像系統。本發明提供的體內介入扇掃探頭包括超聲機構和標定機構，超聲機構包括具有容腔的外殼以及共同設置在容腔內的超聲換能器和伺服電機，標定機構包括相對設置在外殼和超聲換能器上的傳感器和感應器。當超聲換能器相對于外殼進行扇形掃描運動時，感應器或傳感器均可作為區間標定單元以獲取信號或給予信號，據此得到超聲換能器相對于外殼進行扇行掃描運動的角度以及方向切換時的位置。成像主機通過該標定機構獲取的位置和角度即可實現對超聲換能器扇形掃描運動定位，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扇掃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，外部控制單元的旋轉電機產生的旋轉運動通過傳動軟軸傳遞給超聲換能器，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，使得成像主機不能準確判斷超聲換能器旋轉的實際位置，從而引起圖像失真。

為解決該技術難題，有報道將旋轉電機做成微型結構，直接與超聲換能器相連接，可消除傳動軟軸引起的旋轉傳遞的不均勻性。但對扇掃成像裝置而言，其旋轉電機需要在一定角度范圍做往復運動，往復運動本身存在累積誤差，尤其是當運動方向發生切換時，由于慣性的存在，旋轉電機在旋轉周向上將發生震動，從而導致旋轉運動更加不穩定，旋轉運動誤差將更大，該運動誤差在微型結構中很難進行檢測和控制，成像主機仍無法準確判斷超聲換能器旋轉的實際角度和位置，圖像失真問題依然存在。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有的扇掃成像裝置因旋轉電機往復運動帶來不穩定性而無法準確判斷超聲換能器旋轉的實際位置繼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實際位置的體內介入扇掃探頭以及包含該扇掃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扇掃探頭，包括：

超聲機構，包括具有容腔并一端封閉的外殼以及共同設置在所述容腔內的超聲換能器和伺服電機，所述伺服電機與所述超聲換能器連接以驅動所述超聲換能器相對于所述外殼周期性進行扇形掃描運動；

標定機構，包括相對設置在所述外殼和所述超聲換能器上的傳感器和感應器，所述傳感器或所述感應器設置若干以形成對應于扇形掃描運動周向兩端的端位標定單元以及分布在所述端位標定單元之間的區間標定單元，所述端位標定單元獲取與其相對的所述傳感器信號或給予與其相對的所述感應器信號、所述區間標定單元獲取與其相對的所述傳感器信號或給予與其相對的所述感應器信號，以分別對所述超聲換能器相對于所述外殼發生扇形掃描運動的方向切換位置和扇形掃描角度進行標定。

優選地，該結構的帶旋轉定位的體內介入扇掃探頭，所述傳感器與所述感應器之間的信號感應方式選用光感應、磁感應中的一種。

進一步優選地，該結構的帶旋轉定位的體內介入扇掃探頭，所述端位標定單元與所述伺服電機連接，通過將所述端位標定單元與其相對的所述傳感器或所述感應器之間的信號傳遞至所述伺服電機以控制所述伺服電機進行轉向切換。

優選地，該結構的帶旋轉定位的體內介入扇掃探頭，所述傳感器數量為一個并設置在所述超聲換能器上，所述感應器數量為若干并設置在所述外殼內壁面。