CN112957109B - 一种可成像式房间隔穿刺*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗介入技术领域，具体涉及一种可成像式房间隔穿刺***，包括信号发射器，用于在预设部位的第一预设位置发送信号；信号传感器，用于接收遇到障碍物返回的信号，并将返回的信号转换为可成像信号；信号处理单元接收经信号传感器传递的信号，用于对经信号传感器传递的信号进行解析，得到体内预设部位的三维数据；显示控制单元，与信号处理单元接入，用于根据三维数据生成为三维图像。相对于利用断面扫描装置在体外扫描等方式形成的三维图像更加清晰，且精确度更高，能够实时对预设部位进行动态监控，确保体内预设部位的空间动态信息及时获知。
Description
技术领域
本发明涉及医疗介入领域，具体涉及一种可成像式房间隔穿刺***。
背景技术
房颤和房扑等心率患者的治疗一般为药物治疗或心脏射频消融治疗，由于心脏射频消融治疗具有创伤小、成功率高、术后康复快的优点，因而被广泛应用多年。
心脏射频消融治疗过程中一般是会借助X射线的***，将医疗器械穿过房间隔到达消融病灶，利用器械头端加热或降温致使局部心内膜及心内膜下的心肌凝固性坏死，可快速切断心律失常、异常传导束和起源点。
然而，现有技术方案中，借助于X射线的***确定医疗器械在体内的走向以及位置，由X射线形成的二维平面表征图像，对于三维的人体而言，成像及定位效果略有偏差。
为了提供更为精确的定位及提供符合人体结构构造的三维图像，三维成像装置应运而生，通过在体外对人体扫描进而形成符合人体特征的三维图像，然而，在体外进行扫描容易导致形成的三维图像不够精确。
发明内容
因此，本发明要解决现有技术中形成的三维图像不够精确的技术问题，从而提供一种可成像式***，用于显示体内预设部位的三维图像，包括电源模块，还包括：
信号发射器，用于在所述预设部位的第一预设位置发送信号；
信号传感器，用于接收遇到障碍物返回的信号，并将返回的信号转换为可成像信号，其中，所述可成像信号至少包括电信号、光信号中的一种；
信号处理单元，与所述信号传感器接入，以接收经信号传感器传递的信号，用于对经信号传感器传递的信号进行解析，得到体内预设部位的三维数据；
显示控制单元，与所述信号处理单元接入，用于根据所述三维数据生成为三维图像。
优选地，所述信号发射器至少包括激光三维成像雷达、三维成像声呐、高分辨率多波束成像声呐中的一种。
优选地，还包括：
信号接收器，与所述信号传感器接入，用于接收遇到障碍物返回的信号，并将返回的信号传递给信号传感器。
本发明还提供了一种可成像式房间隔穿刺***，包括上述的可成像式***和房间隔穿刺套装器械。
优选地，所述信号发射器、信号接收器和信号传感器集成在信号感应单元内，或所述信号发射器和信号传感器集成在信号感应单元内；
所述信号处理单元与所述信号感应单元接入；
可成像式穿刺***还包括：
信号响应器，设置在所述房间隔穿刺套装器械的远端，用于在体内预设部位的第二预设位置接收并传递信号发射器发送的信号；
所述信号处理单元还与所述信号响应器接入，以接收经所述信号响应器传递的信号，所述信号处理单元还用于对经信号响应器传递的信号进行解析，确定所述房间隔穿刺套装器械的远端到预设部位中预设点的距离；
所述显示控制单元还用于显示房间隔穿刺套装器械的远端到预设部位中预设点的距离。
优选地，所述房间隔穿刺套装器械包括鞘管、扩张器、穿刺针和导引钢丝。
优选地，所述信号处理单元与信号感应单元接入、所述信号处理单元与信号响应器接入均为有线接入。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的可成像式***，信号发射器在预设部位的第一预设位置发送信号，能够实时地监测到预设部位的周围空间环境。信号传感器接收到遇到障碍物返回的信号后，将返回的信号转换为可成像信号，并将可成像信号传递给信号处理单元，信号处理单元对可成像信号进行解析得到预设部位的三维数据，并将三维数据传递给显示控制单元，显示控制单元根据三维数据表达出预设部位的三维图像，从而实现对预设部位的实时动态显示。
相对于利用断面扫描装置在体外扫描等方式形成的三维图像更加清晰，且精确度更高，能够实时对预设部位三维立体结构进行动态监控，确保体内预设部位的环境发生变化时能够及时获知。
2.本发明提供的可成像式房间穿刺***，利用可成像式***对体内预设部位进行三维建模，并在显示控制单元中实时显示体内预设部位的三维图像，根据三维图像可以更好地确认进行手术的靶位置(即预设点)。可根据发射信号在空间中传播与回收的规律，房间隔穿刺套装器械远端的信号响应器在信号传播的空间场内进行位置响应，以此确定房间隔穿刺套装器械的远端到预设点的距离，并在显示控制单元上表达出房间隔穿刺套装器械的远端到预设点的距离，从而实现实时选点、实时显示距离的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中可成像式***的结构框图；
图2为图1中显示控制单元的具体结构框图；
图3为图1中信号处理单元的具体结构框图；
图4为本发明实施例2中可成像式房间隔穿刺***的结构框图；
图5为本发明实施例2中可成像式房间隔穿刺***的应用图；
图6为图5中部分A的放大图；
图7为本发明实施例2中可成像式房间隔穿刺***的操作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“接入”应做广义理解，例如，可以是固定接入，也可以是可拆卸接入，或一体地接入；可以是机械接入，也可以是电接入；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
手术时通常需要借助X射线、断面扫描装置等设备来观察体内的情况，方便医生了解手术环境。而X射线一般形成的是体内的二维图像，不仅对人体伤害高，而且形成的图像不够清晰。断面扫描装置一般在体外对人体进行扫描，再利用计算机分析破译转码合成三维图像，但是所形成的三维图像不够精确与真实情况存在较大误差。
实施例1
本实施例提供了一种可成像式***，用于显示体内预设部位的三维图像。例如体内的卵圆窝、心房等部位。
如图1所示，可成像式***包括电源模块107，电源模块107为可成像式***提供电能，还包括信号发射器101、信号传感器103、信号处理单元104和显示控制单元105。信号处理单元104和信号传感器103可实现信息的有效传递，如通过有线接入或无线接入来实现。其中A和B接入可以指A和B耦合，进而在A和B之间发生信息交换。
在体内需三维显影时，将信号发射器101输送到预设部位的第一预设位置处，在第一预设位置时，信号发射器101可不间断地向四周发送成像源信号。本领域技术人员可根据临床实际情况对第一预设位置进行合理选择，并且在信号发射器101发送成像源信号过程中，信号发射器101可根据需要进行位置固定或移动。在一些实施例中，信号发射器101也可以固定频率发送信号。
信号传感器103可接收遇到障碍物折返的成像源信号，本实施例中所述的障碍物主要是指体内的组织，可以为预设部位的血管壁、心内膜等，信号传感器103接收到折返的信号后，将返回的信号转换为可成像信号，例如，电信号或光信号等可成像信号。信号传感器103可与信号发射器101集成在一个单元装置内被输送到体内预设部位的第一预设位置处，也可为独立装置，独立被输送到体内预设部位上。
信号传感器103将折返的信号转换为可成像信号后，将可成像信号传递给信号处理单元104，如图3所示，信号处理单元104可以包括AI图像模拟分析处理器1041和信号处理器1042。
信号处理单元104在接收到信号传感器103传递的可成像信号后，信号处理单元104对经信号传感器103传递的信号(即可成像信号)进行解析，得到体内预设部位的三维数据，该三维数据能够表征体内预设部位的空间环境。
如图2所示，显示控制单元105包括显示器1051和控制层1052，控制层1052可对可成像式***进行操作控制，如信号发射器101信号频率的调整、距离显示预设点的更改等。显示控制单元105接收到信号处理单元104解析得到的三维数据后，根据三维数据表达后生成三维图像，并在显示器1051上显示预设部位的三维图像。术者可通过观察显示器1051清楚地观察到体内预设部位的空间信息。
在上述实施例中，信号发射器101在预设部位的第一预设位置发送信号，能够实时地感知到预设部位的空间环境。信号传感器103接收到遇到障碍物返回的信号后，将返回的信号转换为可成像信号，并将可成像信号传递给信号处理单元104，信号处理单元104对可成像信号进行解析得到预设部位的三维数据，并将三维数据传递给显示控制单元105，显示控制单元105根据三维数据表达出预设部位的三维图像，从而实现对预设部位的实时动态显示，显示控制单元105同时可根据反馈的信号以及三维图像对信号发射器101发射的成像源信号进行人为调参干预以达到理想的成像效果。
本实施例提供的可成像式***，相对于利用断面扫描装置在体外扫描等方式形成的三维图像更加清晰，且精确度更高，能够实时对预设部位进行动态监控，确保体内预设部位的环境发生变化时能够及时获知。
信号发射器101包括但不限于激光三维成像雷达、三维成像声呐、高分辨率多波束成像声呐。信号发射器101可为独立装置，即单独将信号发射器101输送至体内预设部位。
如图1所示，信号接收器102与信号传感器103接入，信号接收器102接收到遇到障碍物返回的信号后，可根据接收到的信号强度进行适当放大，并将放大后的信号传递给信号传感器103，再由信号传感器103将返回的信号转换成可成像信号。如果没有设置接收器102，则为了接受遇到障碍物返回的信号，则信号传感器103应设置有信号接收装置。
信号发射器101可以与信号接收器102集成在一个信号源单元器中，即信号发射器101与信号接收器102作为一个整体被输送至体内预设部位。信号发射器101、信号接收器102和信号传感器103也可集成在一个信号感应单元中，信号感应单元被输送至体内预设部位。
信号接收器102和信号传感器103接入，可根据遇到障碍物返回的信号的强度进行适度放大，以此保证最后显示的三维图像的清晰度和准确度。在一些实施例中，信号发射器101、信号接收器102和信号传感器103可集中在一个信号感应单元中，完成成像源信号的发射以及返回接收并进行预处理转化。
信号发射器101可以为激光三维成像雷达，优选1.06μm激光波长、Nd：YAG微型芯片激光器、接收器为APD阵列、频率为3kHz的扫描式三维激光雷达；或Nd：YAG微型芯片激光器、倍频532nm、每一帧0.6Hz、9.8kHz采样频率的扫描式三维激光雷达。
实施例2
本实施例提供了一种可成像式房间隔穿刺***，如图4所示，包括实施例1所提供的可成像式***，用于对体内预设部位(房间隔)进行三维成像。电源模块107可为整个可成像式房间隔穿刺***提供电源。
如图4-图6所示，可成像式房间隔穿刺***还包括房间隔穿刺套装器械205和信号响应器106，信号响应器106设置在房间隔穿刺套装器械205的远端，例如设置在房间隔穿刺套装器械的头端口处。信号响应器106与信号处理单元104可以实现信息的有效传递，例如通过有线接入或无线接入来实现。手术过程中，房间隔穿刺套装器械205远离术者的一端为远端，靠近术者的一端为近端。
房间隔穿刺套装器械205远端的信号响应器106被输送到预设部位的第二预设位置，信号响应器106在第二预设位置处接收信号发射器101发射的成像源信号，并将接收的信号传递给信号处理单元104，信号处理单元104对经信号响应器106传递的信号进行解析，根据信号发射器101发射成像源信号延空间传播的规律，信号响应器106接收信号响应后判定其在空间的位置信息，如传播速率与响应时间等确定房间隔穿刺套装器械205的远端到预设部位中预设点的距离，信号传感器103也可以根据成像源信号折回接收的传播规律进行空间轮廓的描绘，以此可以确定房间隔穿刺套装器械头端到预设部位中预设点的距离。
实施例1所提供的可成像式***能够对体内预设部位进行三维建模，并在显示控制单元105中实时显示体内预设部位的三维图像，可根据三维图像对需进行手术的靶位置进行再确认(即选取预设点)，可通过位于房间隔穿刺套装器械205远端的信号响应器106确定房间隔穿刺套装器械的远端到预设点的距离，并在显示控制单元105上显示房间隔穿刺套装器械的远端到预设点的距离，从而实现实时选点、实时显示距离的功能。例如，可计算房间隔穿刺套装器械205的头端到卵圆窝的距离。
在本实施例中，房间隔穿刺套装器械205包括但不限于鞘管2051、扩张器2052、穿刺针2053和导引钢丝(未示出)，鞘管2051、扩张器2052、穿刺针2053和导引钢丝(未示出)的头端(即远端)均具有信号响应器106，从而实现对每个手术器械远端到体内预设点的距离测量，进而便于手术的进行。
如图5和图6所示，其示出了本实施例所提供的可成像式房间隔穿刺***应用在房间隔穿刺建立两者通路中，房间隔位于右心房202和左心房203之间，外部输送器械可通过上腔静脉201和下腔静脉204进入右心房202。信号处理单元104和显示控制单元105设置在体外的机箱206中，机箱206上设有控制层1052，接入有显示器1051，可通过控制层1052对可成像式房间隔穿刺***进行参数调节控制，通过显示器1051观察所形成的三维图像和房间隔穿刺套装器械205头端到预设点的距离。
信号发射器101、信号接收器102和信号传感器103可集成在一个单元中，形成信号感应单元207，信号感应单元207经上腔静脉201被输送到右心房202的第一预设位置处，房间隔穿刺套装器械205远端的信号响应器106经下腔静脉204被输送到右心房202的第二预设位置处，信号发射器101在第一预设位置处发送信号，信号发射器101发送的信号可被信号响应器106接收，且信号发射器101发送的信号遇到障碍物后返回被信号接收器102接收，信号接收器102可将返回的信号进行适度放大后传输给信号传感器103，信号传感器103将信号转化成可成像信号后传输给信号处理单元104，且信号响应器106将接收的信号也传输给信号处理单元104。
信号处理单元104对信号传感器103的信号进行解析得到三维数据，并且信号处理单元104根据信号接收器102和信号响应器106接收信号后的响应反馈，计算得到房间隔穿刺套装器械205远端到预设点(例如卵圆窝)的距离。显示控制单元105根据信号处理单元104得到的三维数据和距离在显示器1051上实时显示三维图像和房间隔穿刺套装器械205远端到预设点的距离。
显示控制单元105上的显示器1051还可显示参数设置信息、间距信息、发射信号参数信息以及控制信息等。
本实施例提供的可成像式穿刺***，操作流程可如图7所示：
显示控制单元105控制参数显示，在控制层1052调节成像源信号参数(例如声呐强度、雷达强度等)指令并在显示器1051上显示输入结果。
调节参数指令被处理器(未示出)接收，处理器将调节参数指令信息整合编码传输给信号输出控制器(控制信号输出端中包括信号输出控制器)，信号输出控制器根据处理器工作指令和信号输出控制指令进行信号命令的下一级传输。
信号源端(包括信号发射器和信号接收器)中的信号发射器接受信号输出控制器的命令，对信号束(成像源信号)进行调节控制，同时信号接收器接收遇到障碍物返回的成像源信号反馈信息并进行放大传递给信号传感器。
信号转化数据处理缓存端包括信号传感器，信号源端的信号接收器将接收到的成像源信号传至信号传感器进行初步转化，同时将接收的成像源信号参数反馈到显示控制单元，人为进行输出参数调节。
信号处理单元104中的信号处理器对信号传感器传递的成像源信号进行信号二次处理解析计算，同时信号处理器将房间隔穿刺套装器械上的信号响应器收集的信号进行转化并计算，确定房间隔穿刺套装器械头端与预设点的距离信息，并在显示器上进行定点距离显示。
信号处理单元104中的图像模拟分析处理器将二次处理的成像源信号进行AI解析计算为实时三维数据，并将三维数据传递给显示控制单元进行破译转码为三维实时图像输出显示。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种可成像式房间隔穿刺***，其特征在于，包括可成像式***和房间隔穿刺套装器械；
所述可成像式***用于显示体内预设部位的三维图像，包括电源模块，还包括：
信号发射器，用于在所述预设部位的第一预设位置发送信号；
信号传感器，用于接收遇到障碍物返回的信号，并将返回的信号转换为可成像信号，其中，所述可成像信号至少包括电信号、光信号中的一种；
信号处理单元，与所述信号传感器接入，以接收经信号传感器传递的信号，用于对经信号传感器传递的信号进行解析，得到体内预设部位的三维数据；
显示控制单元，与所述信号处理单元接入，用于根据所述三维数据生成为三维图像；
所述信号发射器、信号接收器和信号传感器集成在信号感应单元内，或所述信号发射器和信号传感器集成在信号感应单元内；
所述信号处理单元与所述信号感应单元接入；
可成像式穿刺***还包括：
信号响应器，设置在所述房间隔穿刺套装器械的远端，用于在体内预设部位的第二预设位置接收并传递信号发射器发送的信号；
所述信号处理单元还与所述信号响应器接入，以接收经所述信号响应器传递的信号，所述信号处理单元还用于对经信号响应器传递的信号进行解析，确定所述房间隔穿刺套装器械的远端到预设部位中预设点的距离；
所述显示控制单元还用于显示房间隔穿刺套装器械的远端到预设部位中预设点的距离。
2.如权利要求1所述的可成像式房间隔穿刺***，其特征在于，所述房间隔穿刺套装器械包括鞘管、扩张器、穿刺针和导引钢丝。
3.如权利要求1所述的可成像式房间隔穿刺***，其特征在于，所述信号处理单元与信号感应单元、所述信号处理单元与信号响应器均为有线接入。
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