CN111134728A - 自引导式内窥系统及超声内窥介入成像的诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自引导式内窥系统及超声内窥介入成像的诊断方法，该内窥系统包括主机、显示器、内窥导管、以及用于将主机与内窥导管相连接的连通器，该内窥导管包括内部形成闭合腔体的套管本体、设置在套管本体伸入端部所在闭合腔体内的光学传感器和超声换能器，其中光学传感器能够在显示器上生成光学图像，超声换能器在光学图像的引导下随着伸入端部移动至目标区域并通过主机的信号处理在显示器进行超声成像或者对目标区域进行超声波治疗。本发明利用集成前视光学传感器，既可以成像导管前面区域进行导管的定位引导，也可以在显示器中显示光学图像，同时通过超声换能器，不仅能够对病变部位进行诊断，而且还能够在显示器中显示超声图像。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种自引导式内窥系统，同时还涉及一种超声内窥介入成像的诊断方法。
背景技术
目前，市场上出现的内窥系统常用的是超声内窥导管如：血管内超声导管、超声内窥镜、超声胃窥镜和超声支气管镜等，其主要用于各种介入手术的诊断与治疗，但是，由于其自身无定位功能，必须依靠CT、DAS等设备进行引导，到达病变部位再进行观测，同时通过系统主机的处理，在显示器中显示出病变部位状态，以便于医生做出准确的治疗判断。
然而，CT和DAS都是有辐射的，会对病患和医护人员都造成一定的伤害，而且也限制了设备使用条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的自引导式内窥系统。
同时，本发明还涉及一种超声内窥介入成像的诊断方法。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种自引导式内窥系统，其包括主机、显示器、内窥导管、以及用于将主机与内窥导管相连接的连通器，该内窥导管包括内部形成闭合腔体的套管本体、设置在套管本体伸入端部所在闭合腔体内的光学传感器、与光学传感器相连通且设置在闭合腔体内的超声换能器，其中光学传感器能够在显示器上生成光学图像，超声换能器在光学图像的引导下随着伸入端部移动至目标区域并通过主机的信号处理在显示器进行超声成像或者对目标区域进行超声波治疗。
优选地，套管本体的内径为0.35-6 mm；光学传感器和超声换能器通过线缆与连通器相连通，其中光学传感器位于套管本体伸入端部的前端，超声换能器靠近光学传感器设置，且位于光学传感器的后方。
具体的，光学传感器为CMOS传感器或者CCD传感器。
优选地，光学传感器上还集成有照明模块。在照明模块的辅助下，使得成像更加清晰。照明模块为LED灯，或者利用外置光源通过光纤引导进入导管实现照明成像。其信号通过连接的线缆传输到连通器，经主机信号处理后，在显示器上显示相应的光学图像。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，内窥导管还包括设置在光学传感器前端部的透镜。在透镜的辅助下，便于光线的散开，从而获得大面积的内窥光学图像。
优选地，光学传感器的直径为套管本体的内径的1/3-4/5；且光学传感器在显示器上所生成光学图像的的象素大于20×20。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，超声换能器的直径为套管本体的内径的1/3-4/5，且超声换能器位于光学传感器后方的一侧。
优选地，超声换能器的频率大于 50 KHz，且为单阵元探头换能器或者多阵元的环阵、线阵、凸阵或面阵换能器。
具体的，超声换能器是压电陶瓷换能器、压电单晶换能器、1-3复合换能器、PMUT换能器或者CMUT换能器。
此外，主机包括超声和光学信号接收单元、超声和光学信号处理单元，其中所述超声和光学信号接收单元与所述光学传感器和所述超声换能器相连通，所述的显示器与所述超声和光学信号处理单元相连通，且所述显示器能够同时显示光学和超声图像。
本发明的另一技术方案是：一种超声内窥介入成像的诊断方法，其上述的自引导式内窥系统，且诊断过程如下：
1）、将消毒过后的内窥导管通过连通器与主机相连通，将内窥导管放进体外仿体或者盛水容器中，通过内窥导管内的超声换能器和光学传感器的工作，根据超声换能器和光学传感器反馈信号，在显示中同时显示光学和超声图像，以确保内窥导管工作正常；
2）、将内窥导管慢慢插入体内至病变区域，在插入的过程中，根据光学图像进行引导，适时调整插入角度和方位，到达目标区域后，利用超声探头对其进行超声成像或者直接进行病变区域的超声诊断；
3）、完成上述操作后，取出内窥导管，停止工作，断开连接。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明利用集成前视光学传感器，既可以成像导管前面区域进行导管的定位引导，也可以在显示器中显示光学图像，同时通过超声换能器，不仅能够对病变部位进行诊断，而且还能够在显示器中显示超声图像，因此，无需在体外CT、DAS监控指引或者内窥电子内镜引导下，极大地提高超声内窥导管的灵活性、准确度和使用范围。
附图说明
图1为本发明自引导式内窥系统的结构示意图；
其中：1、主机；1a、超声和光学信号接收单元；1b、超声和光学信号处理单元；
2、显示器；
3、内窥导管；30、套管本体；31、光学传感器；32、超声换能器；33、线缆；34、照明模块；35、透镜；
4、连通器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本发明做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，按照本实施例的自引导式内窥系统，其包括主机1、显示器2、内窥导管3、以及用于将主机1与内窥导管3相连接的连通器4，其中内窥导管3包括内部形成闭合腔体的套管本体30、设置在套管本体30伸入端部所在闭合腔体内的光学传感器31、与光学传感器31相连通且设置在闭合腔体内的超声换能器32，光学传感器31能够在显示器2上生成光学图像，超声换能器32在光学图像的引导下随着伸入端部移动至目标区域并通过主机1的信号处理在显示器2进行超声成像或者对目标区域进行超声波治疗。
具体的，主机1包括超声和光学信号接收单元1a、超声和光学信号处理单元1b，其中超声和光学信号接收单元1a与光学传感器31和超声换能器32相连通，显示器2与超声和光学信号处理单元1b相连通，且显示器2能够同时显示光学和超声图像。
本例中，套管本体30的内径为3 mm；光学传感器31和超声换能器32通过线缆33与连通器4相连通，其中光学传感器31位于套管本体30伸入端部的前端，超声换能器32靠近光学传感器31设置，且位于光学传感器31后方的一侧。
具体的，光学传感器31为CMOS传感器。
同时，光学传感器31上还集成有照明模块34。在照明模块34的辅助下，使得成像更加清晰。
本例中，照明模块34为LED灯，或者利用外置光源通过光纤引导进入导管实现照明成像。其信号通过连接的线缆传输到连通器，经主机信号处理后，在显示器上显示相应的光学图像。
内窥导管3还包括设置在光学传感器31前端部的透镜35。在透镜35的辅助下，便于光线的散开，从而获得大面积的内窥光学图像。
本例中，光学传感器31的直径为 2 mm，且光学传感器31在显示器2上所生成的光学图像的象素为200×200。
超声换能器32的直径为2 mm，且超声换能器32的频率为20 MHz。
具体的，超声换能器32是压电陶瓷换能器、压电单晶换能器、1-3复合换能器、PMUT换能器或者CMUT换能器。
同时，超声换能器32为单阵元探头换能器或者多阵元的环阵、线阵、凸阵或面阵换能器。
综上所述，本例中采用上述的自引导式内窥系统进行超声内窥介入成像的诊断的步骤如下：
1）、将消毒过后的内窥导管通过连通器与主机相连通，将内窥导管放进体外仿体或者盛水容器中，通过内窥导管内的超声换能器和光学传感器的工作，根据超声换能器和光学传感器反馈信号，在显示中同时显示光学和超声图像，以确保内窥导管工作正常；
2）、将内窥导管慢慢插入体内至病变区域，在插入的过程中，根据光学图像进行引导，适时调整插入角度和方位，到达目标区域后，利用超声探头对其进行超声成像或者直接进行病变区域的超声诊断；
3）、完成上述操作后，取出内窥导管，停止工作，断开连接。
因此，本实施例具有以下优势：
1、通过内窥导管中加入可视化的光学传感器，从而实现内窥导管的自引导或者自定位功能；
2、在透镜和LED灯的辅助下，使得光学传感器反馈至主机的信息更加准确，从而提高在显示器中生成光学图像的品质（如像素、病变区域大小等）；
3、将光学传感器和超声换能器均设置在套管本体的内部，通过套管本体的保护之用，便于内窥导管的伸入人体病变区域的操作；
4、利用集成前视光学传感器，既可以成像导管前面区域进行导管的定位引导，也可以在显示器中显示光学图像，同时通过超声换能器，不仅能够对病变部位进行诊断，而且还能够在显示器中显示超声图像，因此，无需在体外CT、DAS监控指引或者内窥电子内镜引导下，极大地提高超声内窥导管的灵活性、准确度和使用范围。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自引导式内窥系统，其包括主机、显示器、内窥导管、以及用于将所述主机与所述内窥导管相连接的连通器，其特征在于：
所述的内窥导管包括内部形成闭合腔体的套管本体、设置在所述套管本体伸入端部所在闭合腔体内的光学传感器、与所述光学传感器相连通且设置在所述闭合腔体内的超声换能器，其中所述光学传感器能够在所述显示器上生成光学图像，所述的超声换能器在光学图像的引导下随着伸入端部移动至目标区域并通过所述主机的信号处理在所述显示器进行超声成像或者对目标区域进行超声波治疗。
2.根据权利要求1所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述的套管本体的内径为0.36-6mm；所述的光学传感器和所述超声换能器通过线缆与所述连通器相连通，其中所述的光学传感器位于所述套管本体伸入端部的前端，所述超声换能器靠近所述的光学传感器设置，且位于所述光学传感器的后方。
3.根据权利要求1所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述的光学传感器为CMOS传感器或者CCD传感器。
4.根据权利要求1所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述光学传感器上还集成有照明模块。
5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述的内窥导管还包括设置在所述光学传感器前端部的透镜。
6.根据权利要求5所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述的光学传感器的直径为所述套管本体的内径的1/3-4/5；且所述的光学传感器在所述显示器上所生成光学图像的象素大于20×20。
7.根据权利要求2所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述的超声换能器的直径为所述套管本体的内径的1/3-4/5，且所述超声换能器位于所述光学传感器后方的一侧。
8.根据权利要求7所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述的超声换能器的频率大于 50 KHz，且为单阵元探头换能器或者多阵元的环阵、线阵、凸阵或面阵换能器。
9.根据权利要求1所述的自引导式内窥系统，其特征在于：所述主机包括超声和光学信号接收单元、超声和光学信号处理单元，其中所述超声和光学信号接收单元与所述光学传感器和所述超声换能器相连通，所述的显示器与所述超声和光学信号处理单元相连通，且所述显示器能够同时显示光学和超声图像。
10.一种超声内窥介入成像的诊断方法，其特征在于：所述的诊断方法采用权利要求1-9中任一项权利要求所述的自引导式内窥系统，其诊断过程如下：
1）、将消毒过后的内窥导管通过连通器与主机相连通，将内窥导管放进体外仿体或者盛水容器中，通过内窥导管内的超声换能器和光学传感器的工作，根据超声换能器和光学传感器反馈信号，在显示中同时显示光学和超声图像，以确保内窥导管工作正常；
2）、将内窥导管慢慢插入体内至病变区域，在插入的过程中，根据光学图像进行引导，适时调整插入角度和方位，到达目标区域后，利用超声探头对其进行超声成像或者直接进行病变区域的超声诊断；
3）、完成上述操作后，取出内窥导管，停止工作，断开连接。
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