颅内电极植入的实时导航装置

本申请涉及超声成像领域，具体而言，涉及一种颅内电极植入的实时导航装置。

背景技术：

1、医学超声成像作为四大医学影像技术之一，其工作原理是基于超声波在不同生物组织中的传播、反射不同进行成像，广泛应用于产科、眼科、内科、心血管科等医学的临床诊断，具有实时性好、无电离辐射、低成本等独特优点。目前全球1/6的人口受到神经和精神疾病的困扰，其中功能障碍、退行性和精神病等诸多疾病尚缺乏足够治疗手段，脑深部电刺激(deep brain stimulation,dbs)神经调控治疗是目前已知最具潜力和临床前景的技术手段。

2、然而临床中，关键的术中电极植入仅靠术前影像和术后影像完成手术，因无术中实时影像导航，造成血管破例、电极刺激点位略偏离等，存在出血的及可能诱发抑郁症的风险。仅有1.6％-4.5％的重症pd患者接受该治疗。传统脑深部电刺激电极植入定位中，依赖术前手术规划，无法进行术中实时导航，容易出现植入过程中出血、位置偏移。

3、针对相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种颅内电极植入的实时导航装置，以解决相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种颅内电极植入的实时导航装置，包括：脑部探测超声探头，局部探测超声探头；所述脑部探测超声探头安装在大脑上设置的颅孔环上，所述脑部探测超声探头朝向颅内，其中，所述脑部探测超声探头用于实时采集颅内全脑的第一范围的第一超声图像；所述局部探测超声探头设置在套管针芯的头端，其中，所述套管针芯用于穿过所述颅孔环，将电极插入颅内的预定位置；所述局部探测超声探头用于采集所述头端附近的第二范围内的第二超声图像，其中，所述第二范围的尺寸小于所述第一范围的尺寸，所述第二超声图像的分辨率高于所述第一超声图像。

3、可选的，所述脑部探测超声探头的工作频率为第一频率范围，其中，所述第一频率范围的超声探测波用于采集所述第一范围的第一超声图像；所述局部探测超声探头的工作频率为第二频率范围，其中，所述第二频率范围的超声探测波用于采集所述第二范围的第二超声图像，所述第二频率范围高于所述第一频率范围。

4、可选的，所述第一频率范围为大于或等于4mhz且小于20mhz的中频范围；所述第二频率范围为大于或等于20mhz的高频范围。

5、可选的，所述脑部探测超声探头为凸阵超声探头，所述局部探测超声探头为相控阵超声探头。

6、可选的，所述凸阵超声探头包括外壳和超声换能器，所述超声换能器包括多个阵元，所述多个阵元沿着曲面布设，以形成预设角度的探测范围。

7、可选的，所述超声换能器还包括匹配层，柔性电路板和背衬层，所述匹配层设置在所述多个阵元形成的压电层之上，所述柔性电路板与所述压电层上的多个阵元相连，并外置在所述匹配层的上层，所述背衬层设置在所述压电层的下层，所述压电层的表面与所述曲面相匹配。

8、可选的，所述凸阵超声探头的外壳上设置有套筒，所述套筒径向可旋转安装在所述外壳上，所述套筒用于滑动安装所述套管针芯，以使所述套管针芯上下滑动和/或旋转。

9、可选的，所述凸阵超声探头的外壳上还设置有卡钳结构，所述卡钳结构设置在所述凸阵超声探头的外壳上，用于在使用时将所述凸阵超声探头卡钳在所述颅孔环上，以固定所述凸阵超声探头的位置。

10、可选的，所述装置还包括：可移动主机，所述可移动主机与所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头均相连，用于为所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头供电，并接收所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头采集的数据；

11、可选的，所述可移动主机包括：显示屏，可移动主体；所述显示屏设置在所述可移动主体上，所述可移动主体包括处理设备，操作设备，所述处理设备通过连接线与所述脑部探测超声探头相连。

12、本申请通过脑部探测超声探头探测颅内全脑的第一范围的第一超声图像，并通过局部探测超声探头在电极植入过程中采集套管针芯的头端附近的第二范围内的第二超声图像，通过第一超声图像得到套管针芯在整个脑部中的位置，并通过第二超声图像得到用于安装电极的套管针芯的头端在颅内局部区域的位置，并详细展示附近的血管等组织，达到了在电极植入的过程中从脑部维度和头端附近的局部维度，这两个尺度进行实时导航的目的，实现了提高了电极植入导航的效率，降低电极植入的难度的技术效果，进而解决了相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

技术特征：

1.一种颅内电极植入的实时导航装置，其特征在于，包括：脑部探测超声探头，局部探测超声探头；

2.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的导航装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述脑部探测超声探头为凸阵超声探头，所述局部探测超声探头为相控阵超声探头。

5.根据权利要求4所述的导航装置，其特征在于，所述凸阵超声探头包括外壳和超声换能器，

6.根据权利要求5所述的导航装置，其特征在于，所述超声换能器还包括匹配层，柔性电路板和背衬层，

7.根据权利要求6所述的导航装置，其特征在于，所述凸阵超声探头的外壳上设置有套筒，

8.根据权利要求7所述的导航装置，其特征在于，所述凸阵超声探头的外壳上还设置有卡钳结构，

9.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述装置还包括：可移动主机，

10.根据权利要求9所述的导航装置，其特征在于，所述可移动主机包括：显示屏，可移动主体；

技术总结
本申请公开了一种颅内电极植入的实时导航装置。该装置包括：脑部探测超声探头，局部探测超声探头；脑部探测超声探头安装在大脑上设置的颅孔环上，脑部探测超声探头朝向颅内，其中，脑部探测超声探头用于实时采集颅内全脑的第一范围的第一超声图像；局部探测超声探头设置在套管针芯的头端，其中，套管针芯用于穿过颅孔环，将电极插入颅内的预定位置；局部探测超声探头用于采集头端附近的第二范围内的第二超声图像，其中，第二范围的尺寸小于第一范围的尺寸，第二超声图像的分辨率高于第一超声图像。解决了相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

技术研发人员：邵维维,卢少伟,吕加兵,崔崤峣,徐依雯,朱鑫乐,陈友伟,唐雨嘉
受保护的技术使用者：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
技术研发日：20221130
技术公布日：2024/1/14