本發(fā)明涉及一種輔助心臟冠脈介入手術(shù)的微波導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，介入治療技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于人體多種疾病的治療中，通過介入技術(shù)進(jìn)行診斷并進(jìn)行治療是近年來應(yīng)用較為廣泛的新技術(shù)。該技術(shù)以放射學(xué)作為基礎(chǔ)，通過導(dǎo)向穿刺針直接作用于病灶部位，明顯提高了診斷效率和治療效果，減輕了患者的痛苦。

在傳統(tǒng)的心臟冠脈介入手術(shù)中，醫(yī)生通過自身經(jīng)驗與x光機的二維圖像引導(dǎo)進(jìn)行手術(shù)。通過醫(yī)生的操作將導(dǎo)管導(dǎo)絲送入人體血管系統(tǒng)。該過程中醫(yī)生憑借醫(yī)學(xué)成像技術(shù)和自身的手術(shù)經(jīng)驗，將導(dǎo)管沿著體內(nèi)血管一步步送入病灶部位，進(jìn)行介入手術(shù)治療。醫(yī)生通過自身經(jīng)驗與x光機的二維圖像引導(dǎo)進(jìn)行手術(shù)。引導(dǎo)過程中二維圖像不能很好地反映真實人體中介入導(dǎo)管的位置，所以手術(shù)的成功率很大程度上依賴醫(yī)生的臨床經(jīng)驗水平。

在介入手術(shù)中，由于患者手術(shù)復(fù)雜性和疾病情況，也有醫(yī)生的因素，如工作經(jīng)驗、手術(shù)操作的熟練程度、對于介入手術(shù)經(jīng)驗尚淺的醫(yī)生，在手術(shù)中發(fā)生介入導(dǎo)管戳破血管導(dǎo)致動脈夾層的案例常有發(fā)生。并且介入操作需要在x線輻射下進(jìn)行，介入治療過程中醫(yī)生和患者均暴露于x射線下，由此可能會造成醫(yī)生和患者受照輻射劑量較大。

根據(jù)某些波段微波信號可以穿過人體這一物理事實，在術(shù)前通過x射線借助計算機輔助測量，可以準(zhǔn)確將手術(shù)中的關(guān)鍵位置進(jìn)行確定，通過該確定位置在體表皮膚上進(jìn)行微波接收定位，在引導(dǎo)導(dǎo)絲前端安裝可輻射部分，在體內(nèi)發(fā)射位置微波信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種輔助心臟冠脈介入手術(shù)的微波導(dǎo)航定位系統(tǒng)，主要適用于心臟冠脈介入手術(shù)中輔助醫(yī)師實施介入手術(shù)，協(xié)助醫(yī)師定位導(dǎo)管在體內(nèi)相對位置，主要解決心臟冠脈介入手術(shù)中確定動脈對血管關(guān)鍵位置精確定位，同時減少對x光機的依賴，減少醫(yī)護(hù)人員及患者的輻射影響等問題。

該系統(tǒng)通過對微波功率大小的變化檢驗，判斷手術(shù)中的介入器械所處的位置，較之于目前的x光機照射檢測介入器械的方案，該系統(tǒng)可以有效的輔助醫(yī)師在介入手術(shù)中對介入設(shè)備的精確定位，減少醫(yī)護(hù)人員及患者的輻射暴露，達(dá)到減輕術(shù)中輻射損傷的目的。

本發(fā)明的基于微波功率檢測的心臟冠脈介入手術(shù)穿刺定位系統(tǒng)：包括信號發(fā)射部、1個以上的信號接收部、計算機；其中信號發(fā)射部包括信號源模塊、前端開路的同軸電纜，前端開路的同軸電纜的輸入端與信號源模塊的輸出端相連，同軸電纜的前端開路處產(chǎn)生向空間輻射的信號；信號接收部包括貼片式微帶天線、帶通濾波器、放大器、功率檢測模塊、數(shù)據(jù)采集器，貼片式微帶天線與帶通濾波器的輸入端相連，經(jīng)帶通濾波器濾除帶外無線電干擾信號；帶通濾波器輸出端與放大器的輸入端相連，由放大器將接收到的微弱信號放大至功率檢測模塊可以識別的范圍；放大器輸出端與功率檢測模塊的輸入端相連，功率檢測模塊通過數(shù)據(jù)采集器與計算機連接，由功率檢測模塊將功率信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，并將該電壓信號輸出至數(shù)據(jù)采集器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；貼片式微帶天線接收前端開路的同軸電纜發(fā)出的信號。

所述前端開路的同軸電纜是指同軸電纜一端裸露的銅線和裸露的屏蔽層形成能向空間輻射信號的開口。

本發(fā)明中信號產(chǎn)生及發(fā)射部分（信號發(fā)射部）：主要通過信號源模塊產(chǎn)生射頻信號，同時該信號源具有輸出信號頻率和幅值可調(diào)的功能；信號源產(chǎn)生信號后，連接一根前端開路的同軸電纜，該電纜除開口處其余部分采用完全屏蔽的方式，在前端開口處射頻信號形成空間輻射；在進(jìn)行介入手術(shù)時，該輻射信號穿過人體組織到達(dá)貼在皮膚上的微帶天線處；

其次信號接收部主要通過天線接收信號發(fā)射部發(fā)來的信號，天線采用微帶貼片的方式，將貼片式微帶天線直接貼附于血管關(guān)鍵部位上方所對應(yīng)的皮膚處；然后將微帶天線與帶通濾波器相連，通過濾波器濾除帶外的無線電干擾信號，由于手術(shù)室內(nèi)電磁環(huán)境較為復(fù)雜，采用濾波器可以抑制帶外的干擾減少后端信號檢測部分誤判的可能性；將濾波器與放大器相連，放大器的作用是將接收到的微弱功率的微波信號放大至功率檢測模塊可以檢測的信號功率；最后由功率檢測模塊將信號的功率值轉(zhuǎn)化為電壓值，以便數(shù)據(jù)采集器采集、量化；數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)總線（usb，rs232，網(wǎng)線等）與計算機相連。

本裝置使用時，前端開路的同軸電纜可以與手術(shù)介入導(dǎo)絲捆綁進(jìn)入人體，且同軸電纜前端與導(dǎo)絲前端齊平；或者將前端開路的同軸電纜直接作為引導(dǎo)導(dǎo)絲，并兼具向空間輻射信號的功能；貼片式微帶天線直接貼附于人體皮膚表面，該表面位置對應(yīng)于器官關(guān)鍵檢測部位。

信號接收部可以設(shè)置多組，即：根據(jù)介入手術(shù)管腔路徑導(dǎo)航的需要，每組的天線均貼附在人體皮膚不同位置。在計算機中分別顯示各組的功率值，通過不同位置處的功率監(jiān)測，判斷目前入路介入導(dǎo)絲頭部所在患者血管中所處的位置。通過觀察功率的增減來判斷介入導(dǎo)絲是否接近、通過、或遠(yuǎn)離該微帶天線，介入導(dǎo)絲接近該處皮膚上的微帶天線時數(shù)據(jù)采集器檢測到功率逐漸上升，當(dāng)介入導(dǎo)絲遠(yuǎn)離該處皮膚上的微帶天線時，檢測得到功率逐漸下降，由此判斷介入導(dǎo)絲的位置。

本發(fā)明的效果是：

本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、易操作，將本發(fā)明信號發(fā)射部導(dǎo)入人體，同時在人體皮膚表面黏貼微帶天線，同時微帶天線后端經(jīng)放大、功率檢測判斷目前入路導(dǎo)絲端頭的位置，相比于現(xiàn)有普通介入手術(shù)，本發(fā)明裝置能更精確地判斷器械位置，減少目前傳統(tǒng)手術(shù)中采用x光拍照定位的使用，達(dá)到減輕手術(shù)患者和介入操作人員輻射損傷的目的，且本裝置結(jié)構(gòu)簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)和市場推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)工作流程示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。

實施例1：如圖1、2所示，本輔助心臟冠脈介入手術(shù)的微波導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括信號發(fā)射部、2個的信號接收部、計算機；其中信號發(fā)射部包括信號源模塊、前端開路的同軸電纜，前端開路的同軸電纜的輸入端與信號源模塊的輸出端相連，同軸電纜的前端開路處產(chǎn)生向空間輻射的信號；信號接收部包括貼片式微帶天線、帶通濾波器、放大器、功率檢測模塊、數(shù)據(jù)采集器，貼片式微帶天線與帶通濾波器的輸入端相連，帶通濾波器輸出端與放大器的輸入端相連，放大器輸出端與功率檢測模塊的輸入端相連，功率檢測模塊通過數(shù)據(jù)采集器與計算機連接，貼片式微帶天線接收前端開路的同軸電纜發(fā)出的信號；所述前端開路的同軸電纜是指同軸電纜一端裸露的銅線和裸露的屏蔽層形成能向空間輻射信號的開口。

本裝置中信號源模塊產(chǎn)生信號，同軸電纜為一端為同軸接頭，一端開口，用于傳輸信號并利用開口端向空間輻射信號；在使用過程中，首先打開信號源，連接好同軸電纜，將輸出信號頻率設(shè)置在2.5ghz-4ghz之間，輸出功率到合適位置，即在自由空間1-2米的范圍內(nèi)，信號接收部仍能檢測出發(fā)射功率，然后在整個術(shù)中保持該信號頻率及功率不變；同時將同軸電纜與介入導(dǎo)絲綁定，其開口的前端與介入導(dǎo)絲前端持平，同步進(jìn)入人體；

在信號接收部分中微帶天線設(shè)計為1.5cm×1.5cm大小的微帶結(jié)構(gòu)，用于粘貼在人體表面皮膚上，用于接收從體內(nèi)輻射到表面的輻射信號；帶通濾波器用于濾除帶外干擾，由于該項設(shè)備主要用于手術(shù)室中，無線電環(huán)境非常復(fù)雜，極有可能被其他信號干擾產(chǎn)生誤判；放大器用于將微弱信號進(jìn)行功率放大至功率檢測模塊能夠識別的電壓以上；功率檢測模塊用于將信號的功率值轉(zhuǎn)換為電壓值，便于后端采集；數(shù)據(jù)采集器用于將模擬電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，便于計算機存儲和分析；最后計算機分別顯示各個通道的功率值變化，根據(jù)變化量確定介入導(dǎo)絲目前所處的位置；

在使用過程中，先必須在術(shù)前對患者的入路血管進(jìn)行造影和三維重建，確定需要在術(shù)中留意的關(guān)鍵位置，如：血管瘤、主動脈夾層及感興趣的位置等，并在相對應(yīng)的皮膚上層前1cm左右處做好記號；

在術(shù)中，在術(shù)前的記號點處貼上微帶天線，作為一個功率監(jiān)測通道，一共建立n個這樣的功率監(jiān)測通道；在手術(shù)中當(dāng)介入導(dǎo)絲（綁定有可以輻射信號的同軸電纜）由遠(yuǎn)及近接近第n個監(jiān)測通道附近時，檢測得到的功率由小到大逐步增加，當(dāng)介入導(dǎo)絲頭部正對于微帶天線下方時，得到的功率值最大，然后由近及遠(yuǎn)逐步減小，由于微帶天線粘貼于關(guān)鍵位置的前1cm處，當(dāng)檢測得到某通道信號功率由大變小時，我們可以認(rèn)為目前介入導(dǎo)絲已經(jīng)接近該關(guān)鍵位置，并在計算機上進(jìn)行提示。