專利名稱：血管內前視和側視結合的雙視場超聲成像裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明屬于血管內超聲成像診斷技術領域，特別涉及一種適用于血管內前視與側試相結合的雙視場超聲成像裝置及其成像方法。
背景技術：
心血管疾病被稱作“人類健康的第一殺手”，每年全世界大約有2千萬人死于急性心血管事件，每10秒中即有一人因此死亡，隨著我國經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，心血管疾病的威脅在我國也日益凸顯。血管內超聲成像是利用安裝在心導管前端的超聲換能器，從血管內部成像來檢測管腔大小和管壁結構的介入性超聲診斷技術。它能夠實時顯示血管橫斷面解剖結構，觀察附著于管壁表面的粥樣硬化斑塊形態(tài)及發(fā)展過程，測定冠狀動脈狹窄程度，從而指導經(jīng)皮冠脈介入治療以及評價治療效果。因此近年來， 血管內超聲已成為冠心病等心血管疾病診斷治療的重要影像手段，被認為是血管檢查的新 “金標準”。目前的血管內超聲成像儀，無論是采用機械旋轉式探頭還是電子相控陣探頭， 都僅能顯示探頭處血管的橫斷面圖像，即只能成側視圖像，如Boston Scientific生產(chǎn)的 iLab和Volcano公司生產(chǎn)的S5系列血管內超聲成像儀都只能對探頭側面的血管成像，不具備前視探測的能力，無法對探頭前面的血管成像，對于血管嚴重狹窄或閉塞的病變，若儀器的超聲探頭無法通過，則就無法完成檢查。因此，鑒于現(xiàn)有技術的不足，醫(yī)療人員希望有一種能夠不僅探測超聲探頭兩側血管狀況的血管內超聲波成像儀，更為理想的是擁有能夠同時前視和側視成像的血管內超聲診斷儀。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種適用于血管內前視與側視結合的雙視場超聲成像裝置及其成像方法。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)
一種血管內前視和側視結合的雙視場超聲成像方法的裝置，包括 帶有側視和前視功能的雙視換能器，雙視換能器為環(huán)陣側視換能器與相控陣前視換能器的結合；
與雙視換能器連接在一起的介入導管；
通過介入導管內部的導絲移動實現(xiàn)雙視換能器前后移動探測的自動回撤裝置，自動回撤裝置與介入導管連接；
用于控制與采集雙視換能器探測數(shù)據(jù)的采集控制卡，采集控制卡連接在介入導管上； 以及具有相應的數(shù)字信號及圖像處理的計算機，連接在采集控制卡上。所述雙視換能器固定在介入導管中央的導絲上，可隨導絲在導管內前后移動。雙視換能器的結構包括環(huán)繞在導管圓柱側面上由中心頻率約50MHz的高頻超聲換能器組成的側視陣列換能器和分布導管前端面上的中心頻率約20MHz的較低頻超聲換能器組成的前視換能器組成。
利用上述血管內前視與側視結合的雙視場超聲成像裝置的成像方法，包括如下步驟步驟1)通過依次觸發(fā)側視陣列換能器的各個陣元，形成一個側視方向的掃描超聲場； 步驟2)各個陣元依次接收超聲回波信號，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖軆瘸暢上駜x中，得到該位置血管側壁的二維截面圖像；步驟3)在步驟1)進行的同時延時觸發(fā)換能器前端的前視換能器環(huán)狀陣列，使前視環(huán)陣式換能器形成一個前視方向的超聲掃描聲場；步驟4)各個前視超聲陣元接收步驟3)中的超聲回波信號，血管內超聲成像系統(tǒng)得到前視視場內該掃描方向的成像數(shù)據(jù)；步驟5)重復步驟3)和步驟4)，通過改變陣元延時改變掃描聲束的方向，直至完成前視換能器前方整個截面的數(shù)據(jù)采集和傳輸；步驟6)根據(jù)步驟5)中的圖像數(shù)據(jù)，判斷前端血管的堵塞、狹窄情況，并確定導管是否前進或后退；步驟7)通過導管的回撤或前進，使整個換能器位置向后或前移動一段距離，重復上述步驟1)-步驟6)得到另兩個二維截面圖像；步驟8)重復步驟6)和步驟7)，直至完成獲取一段血管各個不同位置對應的二維截面圖像，將這些二維截面圖像整合成三維圖像。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案的優(yōu)點為本發(fā)明提供的血管內的雙視場超聲成像裝置，采用環(huán)陣側視換能器與相控陣前視換能器相結合，不僅能對血管側壁成像，同時還能對血管前視方向成像?？筛鶕?jù)需要沿血管軸向遠端獲取數(shù)厘米深度的影像，以顯示不穩(wěn)定斑塊，并且能更方便全面地顯示血管壁的結構。利用側視和前視相結合的血管內超聲裝置可以看到前端迂曲的病變血管或完全閉塞的血管遠端，更有利于醫(yī)生對病患血管狀態(tài)的掌握，制定合適手術治療的方案，并可在介入手術的治療中實時提供前端血管狀況，起到術中導航的作用。


圖1為本發(fā)明的血管內前視和側視結合的雙視場超聲成像裝置的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明的雙視換能器的結構示意圖。
圖中標號說明21.高頻超聲換能器，22.較低頻超聲換能器，23.前視換能器， 24.側視陣列換能器。
具體實施方式
實施例1結合圖1和圖2所示，一種血管內超聲前視和側視雙視場超聲成像裝置，包括 帶有側視和前視功能的雙視換能器，與雙視換能器連接在一起的介入導管；
雙視換能器固定在介入導管中央的導絲23上，雙視換能器的結構包括環(huán)繞在導管圓柱側面上由中心頻率約50MHz的高頻超聲換能器21組成的側視陣列換能器M和分布導管前端面上的中心頻率約20MHz的較低頻超聲換能器22組成的前視換能器23組成；
通過介入導管內部的導絲移動實現(xiàn)雙視換能器前后移動探測的自動回撤裝置，自動回撤裝置與介入導管連接；
用于控制與采集雙視換能器探測數(shù)據(jù)的采集控制卡，采集控制卡連接在介入導管上； 以及具有相應的數(shù)字信號及圖像處理的計算機，連接在采集控制卡上。利用上述血管內前視與側視結合的雙視場超聲成像裝置的成像方法，包括如下步驟
步驟1)通過依次觸發(fā)側視陣列換能器的各個陣元，形成一個側視方向的掃描超聲場； 步驟2)各個陣元依次接收超聲回波信號，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖軆瘸暢上駜x中，得到該位置血管側壁的二維截面圖像；
步驟3)在步驟1)進行的同時延時觸發(fā)換能器前端的前視換能器環(huán)狀陣列，使前視環(huán)陣式換能器形成一個前視方向的超聲掃描聲場；
步驟4)各個前視超聲陣元接收步驟3)中的超聲回波信號，血管內超聲成像系統(tǒng)得到前視視場內該掃描方向的成像數(shù)據(jù)；
步驟5)重復步驟3)和步驟4)，通過改變陣元延時改變掃描聲束的方向，直至完成前視換能器前方整個截面的數(shù)據(jù)采集和傳輸；
步驟6)根據(jù)步驟5)中的圖像數(shù)據(jù)，判斷前端血管的堵塞、狹窄情況，并確定導管是否前進或后退；
步驟7)通過導管的回撤或前進，使整個換能器位置向后或前移動一段距離，重復上述步驟1)-步驟6)得到另兩個二維截面圖像；
步驟8)重復步驟6)和步驟7)，直至完成獲取一段血管各個不同位置對應的二維截面圖像，將這些二維截面圖像整合成三維圖像。上述實施例只是為了說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的是在于讓本領域內的普通技術人員能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內容的實質所作出的等效的變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.血管內前視與側視結合的雙視場超聲成像裝置，其特征在于， 包括帶有側視和前視功能的雙視換能器； 與雙視換能器連接在一起的介入導管；通過介入導管內部的導絲移動實現(xiàn)雙視換能器前后移動探測的自動回撤裝置，自動回撤裝置與介入導管連接；用于控制與采集雙視換能器探測數(shù)據(jù)的采集控制卡，采集控制卡連接在介入導管上； 以及具有相應的數(shù)字信號及圖像處理的計算機，連接在采集控制卡上。
2.根據(jù)權利要求1所述的血管內超聲前視和側視雙視場成像裝置，其特征在于，雙視換能器固定在介入導管中央的導絲(23)上，雙視換能器的結構包括環(huán)繞在導管圓柱側面上由高頻超聲換能器(21)組成的側視陣列換能器(24)和分布導管前端面上的較低頻超聲換能器(22)組成的前視換能器(23)組成。
3.利用權利要求1所述的血管內超聲前視和側視雙視場成像裝置的成像方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1)通過依次觸發(fā)側視陣列換能器的各個陣元，形成一個側視方向的掃描超聲場； 步驟2)各個陣元依次接收超聲回波信號，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖軆瘸暢上駜x中，得到該位置血管側壁的二維截面圖像；步驟3)在步驟1)進行的同時延時觸發(fā)換能器前端的前視換能器環(huán)狀陣列，使前視環(huán)陣式換能器形成一個前視方向的超聲掃描聲場；步驟4)各個前視超聲陣元接收步驟3)中的超聲回波信號，血管內超聲成像系統(tǒng)得到前視視場內該掃描方向的成像數(shù)據(jù)；步驟5)重復步驟3)和步驟4)，通過改變陣元延時改變掃描聲束的方向，直至完成前視換能器前方整個截面的數(shù)據(jù)采集和傳輸；步驟6)根據(jù)步驟5)中的圖像數(shù)據(jù)，判斷前端血管的堵塞、狹窄情況，并確定導管是否前進或后退；步驟7)通過導管的回撤或前進，使整個換能器位置向后或前移動一段距離，重復上述步驟1)-步驟6)得到另兩個二維截面圖像；步驟8 )重復步驟6 )和7 )，直至完成獲取一段血管各個不同位置對應的二維截面圖像， 將這些二維截面圖像整合成三維圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種血管內前視與側視結合的雙視場超聲成像裝置及其方法，所述血管內超聲前視和側視雙視場成像裝置，包括帶有側視和前視功能的雙視換能器，與雙視換能器連接在一起的介入導管，通過介入導管內部的導絲移動實現(xiàn)換能器前后移動探測的自動回撤裝置，控制與采集換能器探測數(shù)據(jù)的采集控制卡，以及相應的數(shù)字信號、圖像處理計算機。本發(fā)明利用側視和前視相結合的血管內超聲裝置可以看到前端迂曲的病變血管或完全閉塞的血管遠端，更有利于醫(yī)生對病患血管狀態(tài)的掌握，制定合適手術治療的方案，并可在介入手術的治療中實時提供前端血管狀況，起到術中導航的作用。
文檔編號A61B8/12GK102512208SQ20111041425
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者崔崤峣, 簡小華 申請人:蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所