所述轴向光学位移传感器和所述径向角度光学位移传感器可采用光电式位移测量传感器或激光式位移测量传感器；本实施例中均采用型号为PAW3003QS或PAW3204LU的光学位移传感器，其位移分辨率是500dpi至2000dpi，误差为正负5%至10%之间，该光学位移传感器利用其内置光发射器发出光信号并通过内置的透镜将光线进行聚焦并投射到所述穿刺针及所述弧形刻度板上，通过内置的光接收器接收所述穿刺针及所述弧形刻度板反射回的光信号，光接收器将光信号转换为电信号并传送至穿刺针图像处理模块，以此实时采集所述穿刺针轴向位移值及所述穿刺针径向角度值；关于光学位移传感器的工作原理属于现有技术此处不再过多赘述。在实际操作中，由于穿刺针在外力下产生变形弯曲，会造成计算出的针尖位置与实际偏差大，所以为了减小偏差可采用较粗号的针；或操作时在针内套入实芯针穿刺到位置后再把实芯针取出。
[0055]本实用新型所述声介入穿刺针引导监控系统操作使用方式的基本流程是，在使用时首先选择穿刺针的型号和使用方式，再通过医用超声换能器探测到患者体内的目标靶点，开始穿刺针轨迹监测，此时会在超声图像上出现穿刺针的引导轨迹线，调整角度将引导轨迹线对准目标靶点后再进行穿刺针的推进穿刺操作。在穿刺操作时超声图像上会实时跟踪计算出穿刺针的针道轴向和针尖位置并进行显示。当穿刺针针尖位置到达目标靶点后，可以根据患者体内目标靶点的实际情况任意选择以下两种模式进行操作:
[0056]参见图5所示，第一种模式:将所述穿刺针定位架通过所述探头固定夹固定于所述医用超声换能器中间位置，也就是说此时架设在所述穿刺针定位架上的穿刺针针道所处的延长线可与医用超声换能器发射的超声波扇面6相交；此时图像显示模块会实时显示穿刺针的针尖位置，医务人员通过观察针尖的位置不断调整针尖角度，使穿刺针始终与目标靶点对准，直至穿刺针引导至目标靶点。
[0057]参见图6所示，第二种模式:将所述穿刺针定位架通过所述探头固定夹固定于所述医用超声换能器一侧，也就是说此时架设在所述穿刺针定位架上的穿刺针针道所处的延长线可与医用超声换能器发射的超声波扇面的边界线相交；此时图像显示模块会实时显示穿刺针的引导轨迹线、穿刺针的针尖位置及穿刺针的针道，医务人员通过观察针尖的位置不断调整针尖角度，使穿刺针始终与目标靶点对准，直至穿刺针引导至目标靶点。
[0058]参见图7所示，本实施例还提供的一种通过所述超声介入穿刺针引导监控系统实现的监控方法，
[0059]S1、通过所述医用超声换能器确认患者体内的目标靶点并实时采集患者体内的超声信号;
[0060]S2、通过所述轴向光学位移传感器实时采集并上传所述穿刺针轴向位移值；
[0061]S3、通过所述径向角度光学位移传感器实时采集并上传所述穿刺针径向角度值；
[0062]S4、通过所述超声波图像监测装置根据实时上传的所述超声信号、穿刺针轴向位移值及穿刺针径向角度值实时进行数据转换处理，并显示超声合成图像。
[0063]步骤S4具体步骤如下:
[0064]通过所述超声图像处理模块接收所述医用超声换能器传送的超声信号并将超声信号数据转换处理成超声图像输出；
[0065]通过所述穿刺针图像处理模块根据所述穿刺针轴向位移值及穿刺针径向角度值实时地输入运算程式，进行数据转换处理成穿刺针的运动轨迹图像并输出；
[0066]通过所述图像信号合成模块将接收的超声图像和运动轨迹图像编辑成超声合成图像并输出；
[0067]通过所述图像显示模块接收并显示实时的超声合成图像，以便指导医务人员进行穿刺针引导工作。
[0068]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，包括: 医用超声换能器，用于采集超声信号； 穿刺针定位架，用于架设所述穿刺针； 轴向光学位移传感器，用于采集穿刺针轴向位移值； 径向角度光学位移传感器，用于采集穿刺针径向角度值； 超声波图像监测装置，用于根据所述超声信号、穿刺针轴向位移值及穿刺针径向角度值进行数据转换处理成穿刺针的运动轨迹图像，并显示超声合成图像。
2.根据权利要求1所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述穿刺针定位架安装在所述医用超声换能器上，所述轴向光学位移传感器和所述径向角度光学位移传感器分别与所述穿刺针定位架对应安装，所述穿刺针架设在所述穿刺针定位架上；所述医用超声换能器、轴向光学位移传感器和径向角度光学位移传感器分别与所述超声波图像监测装置连接。
3.根据权利要求2所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述穿刺针定位架包括穿刺针轴向位移导向套、穿刺针角度位移导向滑块、上边臂、下边臂、连接于所述上边臂与所述下边臂之间的弧形刻度板和弧形加强筋，所述穿刺针与该穿刺针轴向位移导向套穿装，所述穿刺针径向角度位移的转动端设有旋转轴，该旋转轴与形成于所述上边臂与所述下边臂交汇端的轴套铰接；所述上边臂设有用于与所述医用超声换能器固定的探头固定夹，所述穿刺针角度位移导向滑块置于所述弧形刻度板内侧，且一侧与所述穿刺针轴向位移导向套连接。
4.根据权利要求3所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述轴向光学位移传感器和所述径向角度光学位移传感器均固定于所述穿刺针角度位移导向滑块内；所述轴向光学位移传感器与所述穿刺针对应设置；所述径向角度光学位移传感器与所述弧形刻度板内侧对应设置。
5.根据权利要求4所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述轴向光学位移传感器与所述径向角度光学位移传感器所处的平面呈垂直设置。
6.根据权利要求5所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述穿刺针角度位移导向滑块上、下两端分别被所述弧形刻度板与所述弧形加强筋夹持并限位。
7.根据权利要求6所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述弧形刻度板位于所述弧形加强筋的外侧，在所述弧形刻度板上设有角刻度盘，并在该角刻度盘上设有刻度指针；该刻度指针一端与所述穿刺针轴向位移导向套连接。
8.根据权利要求7所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述轴向光学位移传感器和所述径向角度光学位移传感器均采用型号为PAW3003QS或PAW3204LU的光学位移传感器。
9.根据权利要求1-8中任一所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述超声波图像监测装置包括: 超声图像处理模块，用于接收医用超声换能器传送的超声信号，将超声信号编辑成超声图像输出； 穿刺针图像处理模块，用于根据所述穿刺针轴向位移值及穿刺针径向角度值进行数据转换处理成穿刺针的运动轨迹图像并输出； 图像信号合成模块，用于将超声图像和运动轨迹图像编辑成超声合成图像并输出； 图像显示模块，用于接收并显示超声合成图像。
10.根据权利要求9所述超声介入穿刺针引导监控系统，其特征在于，所述医用超声换能器与所述超声图像处理模块连接；所述轴向光学位移传感器和径向角度光学位移传感器分别与所述穿刺针图像处理模块连接；所述超声图像处理模块和所述穿刺针图像处理模块均与所述图像信号合成模块连接；所述图像信号合成模块与所述图像显示模块连接。
【专利摘要】本实用新型涉及医用超声技术领域，尤其是涉及一种超声介入穿刺针引导监控系统；其包括：医用超声换能器；穿刺针定位架；轴向光学位移传感器；径向角度光学位移传感器和超声波图像监测装置。本实用新型采用轴向光学位移传感器和径向角度光学位移传感器的设计，可利用光学位移传感器的非接触式高精度检测位移优点；自动实时反馈穿刺针的轴向位移值和径向角度值，解决了现在技术的固定角度引导穿刺架不完全覆盖靶点的分布区域范围，并无法计算穿刺针尖位置和针道路径的问题，帮忙医务人员预先调整好进针角度，有效减少多次穿刺给患者造成的损伤。
【IPC分类】A61B8-00, A61B17-34, A61B19-00
【公开号】CN204293264
【申请号】CN201420799308
【发明人】柏云云
【申请人】柏云云
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月15日