專利名稱：超聲探針引導(dǎo)裝置、方法及超聲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種超聲探針引導(dǎo)裝置、方法及超聲系統(tǒng)，尤其涉及一種利用超聲波引導(dǎo)振動的探針進入人體組織的裝置、方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
外科手術(shù)、麻醉等過程中一般需要通過超聲成像來讓醫(yī)生看見人體組織。在這些過程中需要清楚地顯示探針并監(jiān)測探針在人體組織中的前進過程。為了讓醫(yī)生能看見探針，一種傳統(tǒng)的做法是探針被與其連接的振動器振動，系統(tǒng)通過多普勒的方法檢測探針的振動速度，并顯示探針的圖像。然而，在醫(yī)學應(yīng)用中傳統(tǒng)的多普勒的方法很難區(qū)分不同頻率的運動，因此很難區(qū)分探針的振動和人體組織的運動。并且用多普勒方法去追蹤高頻率的運動會存在混淆現(xiàn)象。因此通過多普勒方法顯示的探針的圖像的分辨率較低。因此，有必要提供一種超聲探針引導(dǎo)裝置、方法及超聲系統(tǒng)來解決上面提及的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面在于提供一種超聲探針引導(dǎo)裝置。該超聲探針引導(dǎo)裝置包括:振動器，用以振動探針；超聲探頭，用以發(fā)射超聲脈沖并接收回用以發(fā)射超聲脈沖并接收回聲信號；及超聲系統(tǒng)，與超聲探頭連接。超聲系統(tǒng)包括:發(fā)射接收模塊，與超聲探頭連接，用以提供激勵脈沖給超聲探頭以發(fā)射超聲脈沖且接收超聲探頭將回聲信號轉(zhuǎn)換成的電信號；位移計算模塊，與發(fā)射 接收模塊連接，用以根據(jù)電信號的相位差計算運動位移；顯示模塊，與位移計算模塊連接，用以根據(jù)運動位移顯示圖像。本發(fā)明的另一個方面在于提供一種探針引導(dǎo)方法。該方法包括以下步驟:振動探針；控制超聲探頭發(fā)射超聲脈沖并接收回聲信號，超聲探頭將回聲信號轉(zhuǎn)換成的電信號；通過電信號的相位差計算運動位移，運動位移包括探針的運動位移；及根據(jù)探針的運動位移顯示探針的圖像。本發(fā)明的再一個方面在于提供一種超聲系統(tǒng)。該超聲系統(tǒng)包括:發(fā)射接收模塊，用以提供激勵脈沖且接收電信號；位移計算模塊，與發(fā)射接收模塊連接，用以根據(jù)電信號的相位差計算運動位移；顯示模塊，與位移計算模塊連接，用以根據(jù)運動位移顯示圖像。本發(fā)明的超聲探針引導(dǎo)裝置、方法和超聲系統(tǒng)通過檢測探針的運動位移來顯示探針，可以很好的區(qū)分探針的運動和人體組織的運動，圖像顯示的分辨率較高。


通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:圖1所示為本發(fā)明超聲探針引導(dǎo)裝置的一實施例的模塊圖。圖2所示為用于圖1所示的超聲探針引導(dǎo)裝置的探針的一種振動波形圖。
具體實施例方式除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學術(shù)語應(yīng)當為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個”或者“一”等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。除非另行指出，“前部” “后部” “下部”和/或“上部”等類似詞語只是為了便于說明，而并非限于一個位置或者一種空間定向?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。請參考圖1，超聲探針引導(dǎo)裝置100包括振動器2、超聲探頭3及與超聲探頭3連接的超聲系統(tǒng)4。探針I(yè)用以在外科手術(shù)、麻醉等過程中插入人體組織200內(nèi)。探針I(yè)在插入人體組織200內(nèi)之前連接于振動器2。振動器2用以振動探針I(yè)?？拷结業(yè)的人體組織200由于探針I(yè)的振動也隨之振動。振動器2的振動頻率在200Hz至2000Hz之間，包括200Hz和2000Hz。并且探針I(yè)也以與振動器2相同的頻率振動。振動器2也可以以其他任意適當?shù)念l率振動。振動器2和探針I(yè)的振動頻率不同于其他運動比如心跳、呼吸等引起的運動的頻率。振動器2和探針I(yè)的振動波可以是正弦波、脈沖、鋸齒波或其他波形。振動器2在相對于探針I(yè)的縱向方向上振動探針I(yè)或者在相對于探針I(yè)的橫向方向上振動探針I(yè)。振動器2可是任意一種能產(chǎn)生線性往復(fù)運動的裝置，比如線性電機、螺線管、揚聲器線圈或其他能與探針I(yè)連接產(chǎn)生縱向和/或橫向往復(fù)運動的裝置。超聲探頭3包 括若干成像傳感器31且與患者的皮膚表面201接觸，用以向人體組織200發(fā)射超聲脈沖并接收從人體組織200返回的回聲信號。成像傳感器31在超聲系統(tǒng)4的控制下被激勵產(chǎn)生相位排列的超聲脈沖。超聲探頭3轉(zhuǎn)換回聲信號成提供給超聲系統(tǒng)4的電信號。超聲系統(tǒng)4包括與超聲探頭3連接的發(fā)射接收模塊41、與發(fā)射接收模塊41連接的位移計算模塊42及與位移計算模塊42連接的顯示模塊43。發(fā)射接收模塊41用以提供激勵脈沖給超聲探頭3以發(fā)射超聲脈沖且接收超聲探頭3將回聲信號轉(zhuǎn)換成的電信號。電信號提供給位移計算模塊42。位移計算模塊42用以根據(jù)電信號的相位差Λ Φ計算運動位移d，計算公式如下:
權(quán)利要求
1.一種超聲探針引導(dǎo)裝置，包括: 振動器，用以振動探針； 超聲探頭，用以發(fā)射超聲脈沖并接收回聲信號 '及 超聲系統(tǒng)，與所述超聲探頭連接，其特征在于:所述超聲系統(tǒng)包括: 發(fā)射接收模塊，與所述超聲探頭連接，用以提供激勵脈沖給所述超聲探頭以發(fā)射所述超聲脈沖且接收所述超聲探頭將所述回聲信號轉(zhuǎn)換成的電信號； 位移計算模塊，與所述發(fā)射接收模塊連接，用以根據(jù)所述電信號的相位差計算運動位移； 顯示模塊，與所述位移計算模塊連接，用以根據(jù)所述運動位移顯示圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲探針引導(dǎo)裝置，其特征在于:所述超聲系統(tǒng)進一步包括位于所述位移計算模塊與所述顯示模塊之間的帶通濾波器，所述振動器的振動頻率在所述帶通濾波器的通頻帶內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲探針引導(dǎo)裝置，其特征在于:所述振動器的振動頻率在200Hz 至 2000Hz 之間。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲探針引導(dǎo)裝置，其特征在于:所述超聲脈沖與所述振動器的振動波非同步。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲探針引導(dǎo)裝置，其特征在于:所述超聲系統(tǒng)包括與所述振動器和所述發(fā)射接收模塊連接的控制器，用以控制所述振動器和所述發(fā)射接收模塊，并且所述超聲脈沖與所述振動器的振動波同步。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲探針引導(dǎo)裝置，其特征在于:所述振動波被所述超聲探頭通過降采樣方式進行采樣。
7.如權(quán)利要求6所述的超聲探針引導(dǎo)裝置，其特征在于:所述振動波是正弦波。
8.一種探針引導(dǎo)方法，包括以下步驟: 振動探針； 控制超聲探頭發(fā)射超聲脈沖并接收回聲信號，所述超聲探頭將所述回聲信號轉(zhuǎn)換成電信號; 根據(jù)所述電信號的相位差計算運動位移，所述運動位移包括所述探針的運動位移；及 根據(jù)所述探針的運動位移顯示所述探針的圖像。
9.如權(quán)利要求8所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述探針引導(dǎo)方法進一步包括通過帶通濾波器對所述運動位移進行濾波以濾除非探針的運動位移。
10.如權(quán)利要求9所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述振動器的振動頻率在所述帶通濾波器的通頻帶內(nèi)且在200Hz至2000Hz之間。
11.如權(quán)利要求8所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述超聲脈沖與所述振動器的振動波非同步。
12.如權(quán)利要求8所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述超聲脈沖與所述振動器的振動波同步。
13.如權(quán)利要求12所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述振動波被所述超聲探頭通過降采樣方式進行采樣。
14.如權(quán)利要求13所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述振動波是正弦波。
15.如權(quán)利要求8所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述振動器在相對于所述探針的縱向方向上振動所述探針。
16.如權(quán)利要求8所述的探針引導(dǎo)方法，其特征在于:所述振動器在相對于所述探針的橫向方向上振動所述探針。
17.—種超聲系統(tǒng),包括: 發(fā)射接收模塊，用以提供激勵脈沖且接收電信號； 位移計算模塊，與所述發(fā)射接收模塊連接，用以根據(jù)所述電信號的相位差計算運動位移； 顯示模塊，與所述位移計算模塊連接，用以根據(jù)所述運動位移顯示圖像。
18.如權(quán)利要求17所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲系統(tǒng)進一步包括位于所述位移計算模塊與所述顯示模塊之間的帶通濾波器。
19.如權(quán)利要求18所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于:所述帶通濾波器的通頻帶在200Hz至 2000Hz 內(nèi)。
20.如權(quán)利要求17所述的超聲系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲系統(tǒng)進一步包括與所述發(fā)射接收模塊連接的控制器， 用以控制所述發(fā)射接收模塊。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種超聲探針引導(dǎo)裝置、方法及超聲系統(tǒng)。該超聲探針引導(dǎo)裝置包括振動器，用以振動探針；超聲探頭，用以發(fā)射超聲脈沖并接收回用以發(fā)射超聲脈沖并接收回聲信號；及超聲系統(tǒng)，與超聲探頭連接。超聲系統(tǒng)包括發(fā)射接收模塊，與超聲探頭連接，用以提供激勵脈沖給超聲探頭以發(fā)射超聲脈沖且接收超聲探頭將回聲信號轉(zhuǎn)換成的電信號；位移計算模塊，與發(fā)射接收模塊連接，用以根據(jù)電信號的相位差計算運動位移；顯示模塊，與位移計算模塊連接，用以根據(jù)運動位移顯示圖像。
文檔編號A61B19/00GK103169493SQ20111042944
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者譚偉, 程剛 申請人:通用電氣公司