一種具有超聲定位功能的介入消融導管的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術領域，特別涉及采用超聲定位原理的人體心臟介入消融 導管，包括導管上超聲換能器的設計及制造工藝方法。
【背景技術】
[0002] 導管介入消融術是治療心律失常的方法之一，該手術通過把電極導管穿刺到血管 中，先檢查確定導致心動過速的異常電流傳導，然后在局部釋放高頻電流，在很小的范圍內 產生很高的溫度，使局部組織水分蒸發(fā)，干燥壞死，達到治療目的。為完成手術操作，醫(yī)生要 能準確觀察到導管介入的確切位置，目前消融導管在血管中的定位大都借助于磁定位或電 場定位。磁場定位精度高，但要求病人心臟在手術過程中位置不能發(fā)生改變，實際實現難度 大。電場定位是將電極貼在病人身上，雖能保證心臟相對位置不變，但是定位精度欠佳，在 實際中工作，往往還需要在X射線監(jiān)測下進行手術，對病人和醫(yī)生都有身體傷害。
[0003] 針對上述問題，本發(fā)明介紹一種具有超聲定位功能的消融導管，與一般為了獲得 圖像的超聲裝置不同，本發(fā)明涉及的超聲裝置的功能是為了實現導管的定位，為此僅需要 通過超聲掃描獲得精確的心臟內腔輪廓，然后與術前建立的心臟三維矢量模型進行曲線特 征匹配，即可達到準確定位的目的。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有超聲定位功能的介入消融導管，主要解 決目前消融導管進入心臟內腔時定位難的問題。
[0005] 為了實現上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案是： 一種具有超聲定位功能的介入消融導管，包括消融導管、連接器、超聲儀。所述導管前 段上布置有消融電極、超聲換能器，所述超聲換能器上布置壓電晶片，所述壓電晶片由線性 陣列的陣元組成，所述陣元上布置有超聲敏感單元。首先通過現有技術對心臟器官建立三 維矢量模型；導管進入心臟內腔后，超聲裝置開始實時掃描，通過超聲敏感單元對心臟內腔 發(fā)送超聲波，接收來自被攝物的超聲回波，并將接收到的回波作為電信號輸出，經數據處理 后，獲得心臟內腔的多條輪廓曲線，在與術前建立的心臟三維矢量模型進行曲線特征匹配， 進而通過推算出消融導管探頭在心臟中的位置信息和三維數據，最終同步顯示，方便醫(yī)生 觀察順利操作手術。
[0006] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述超聲換能器布置在消融導管探頭前段內 部，并避免彎曲部位。
[0007] 作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的技術方案，所述線性陣列的壓電晶片由線性陣列的陣元 組成，且內部集成有微型系統(tǒng)。
[0008] 作為本發(fā)明進一步優(yōu)化的技術方案，所述超聲換能器由四個壓電晶片構成立方 體。
[0009] 本發(fā)明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果： 這種具有超聲定位功能的消融導管結構簡單、體積小，手術操作過程中不需要獲取心 臟圖像，定位精度高，可以安全、實時地確定導管在心臟內腔中的位置，還可以確定導管的 彎曲旋轉角度，方便醫(yī)生操作，提高手術的成功率。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的總體結構示意圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明的導管探頭和超聲換能器布置方式示意圖。
[0012] 圖3是本發(fā)明的超聲換能器的結構示意圖。 圖中：1、心臟2、消融電極3、超聲換能器4、消融導管5、連接器6、超聲儀7、 心臟內腔的輪廓曲線8、心臟三維矢量模型9、計算機10、三維坐標系11、壓電晶片 12、陣元13、超聲敏感單元14、匹配層和背襯材料15、排線。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖1、2和【具體實施方式】對本發(fā)明作詳細的說明。
[0014] 一種具有超聲定位功能的介入消融導管，包括消融導管4、連接器5、超聲儀6。所 述消融導管4前段上布置有消融電極2和超聲換能器3,所述超聲換能器3上布置有四個壓 電晶片11，四個壓電晶片形成一個呈立方體結構，所述壓電晶片11上布置有線性陣列的陣 元12。以消融導管4的軸向為X軸，以垂直壓電晶片建立y、z軸。
[0015] 本發(fā)明公開了一種具有超聲定位功能的介入消融導管，工作原理包括如下步驟。
[0016] 步驟（1)，在手術前，通過現有技術對患者心臟1建模，得到心臟三維矢量模型8， 并將相應的數據信息存儲在計算機9中。
[0017] 步驟（2 )，通過超聲換能器3進行手術實時掃描，掃描方式是超聲敏感單元13對心 臟1內腔發(fā)送超聲波，接收來自被攝物的超聲回波并將接收到的回波作為電信號輸出，經 過數據處理從而獲得心臟1內腔的四條輪廓曲線7。
[0018] 步驟（3)，將步驟（2)獲得的組織內腔的三維輪廓曲線7與步驟（1)建立的心臟三 維矢量模型8進行曲線特征匹配，從而獲得消融導管探頭在心臟1中的位置信息和三維數 據。
[0019] 步驟（4)，將步驟（3)所確定導管探頭的空間狀態(tài)信息以三維空間數值的形式進 行同步顯示。
[0020] 下面結合附圖3和超聲換能器3的結構示意圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0021] ①一?，一個極化好帶有電極的壓電晶片11上有許多超聲敏感單元13,在壓電 晶片上黏接匹配層和背襯材料14 在壓電片上接排線15 切割壓電片，使 其形成多個細長的陣元12,這些陣元呈線性排列，形成的陣元之間有隔離通道，可以有效 避免各陣元之間的串擾，；I?)-這)將四個切割好的壓電晶片通過匹配層和背襯材料粘合為 一個立方體，即為本發(fā)明所述的超聲換能器3。最后將所述的超聲換能器2與導管探頭集成 在一條消融導管上，即可實現消融導管定位和消融的兩項操作。
[0022] 所述超聲換能器3有四個壓電晶片，所述壓電晶片由若干陣元線性陣列組成。每 個陣元上超聲敏感單元可以掃描得到心臟內腔中一個點的位置信息，因此每個壓電晶片可 得到一條心臟內腔的輪廓曲線，最終所述超聲換能器3可同時獲得四條心臟內腔的輪廓曲 線。因此本發(fā)明所述超聲換能器獲得的輪廓比較多，在與術前建立的心臟三維矢量模型進 行曲線特征匹配時就可以更精確，確定的導管探頭在心臟內腔的位置信息也更準確，進而 提尚手術的成功率。
[0023] 上述描述僅作為本發(fā)明可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一 限制條件。
【主權項】
1. 一種具有超聲定位功能的介入消融導管，包括消融導管（4)、連接器（5)、超聲儀 (6)，所述消融導管（4)前段上布置有消融電極（2)和超聲換能器（3)，所述超聲換能器（3) 上布置有壓電晶片（11)，所述壓電晶片（11)上布置有線性陣列的陣元（12)，所述陣元（12) 上布置有超聲敏感單元（13)。2. 根據權利要求1所述的陣元（12)，其特征在于：陣元之間有隔離通道，以避免陣元之 間的串擾。3. 根據權利要求1所述的陣元（12)和壓電晶片（11)，其特征在于：陣元（12)呈線性排 列布置，形成一個壓電晶片（11)。4. 根據權利要求1或3所述的陣元（12)和壓電晶片（11)，其特征在于：線性排列的陣 元（12)只是壓電晶片（11)的一種存在形式。5. 根據權利要求1所述的超聲換能器（3)，其特征在于：超聲換能器（3)在消融導管 (4)上的布置位置應避開探頭彎曲部位。6. 根據權利要求1所述的消融導管（4)和超聲換能器（3)，其特征在于：消融導管探頭 和超聲換能器（3)集成在消融導管（4)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有超聲定位功能的介入消融導管，包括消融導管、連接器、超聲儀，所述導管前段上布置有消融電極、超聲換能器，所述超聲換能器上布置有線性陣列的壓電晶片。具體的定位方法是：當消融導管介入心臟內腔時，通過超聲換能器掃描獲得檢查心臟內腔的三維輪廓曲線，然后將這個輪廓相應的數據傳送至外部的計算機系統(tǒng)中，并與手術前建立的心臟三維矢量模型進行曲線特征匹配，從而確定消融導管在心臟中的位置。這種消融導管結構簡單、體積小，可以安全、實時地確定導管在心臟內腔中的位置，還可以確定導管的彎曲旋轉角度，方便醫(yī)生操作，從而提高手術的成功率。
【IPC分類】A61B8/08, A61B18/12
【公開號】CN105232146
【申請?zhí)枴緾N201510797490
【發(fā)明人】吳嘉宜, 年俊杰, 李向飛, 蘇智劍
【申請人】鄭州大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月18日