CN103876806B - 实现快速体外冲击波碎石定位方法 - Google Patents

Abstract

一种实现快速体外冲击波碎石定位的方法：位移传感器反馈第二焦点的位置数据并传输到超声诊断仪；超声诊断仪在显示屏上标注出第二焦点；通过超声诊断仪探查患者结石，并在其显示屏上标注出结石位置；超声诊断仪将结石坐标数据传输到控制机构；控制机构对获得的结石坐标数据及第二焦点位置数据进行坐标差值比较计算，输出控制信号，驱动定位机构上的运动装置动作，使结石与第二焦点重合，完成定位。本发明使得操作者在整个治疗过程中可以实时观察第二焦点与结石位置是否重合，一旦发现不重合，可以停止治疗进行重新定位，提高了定位效率、治疗的准确率，降低了冲击波对患者脏器的损伤。

Description

实现快速体外冲击波碎石定位方法

技术领域

本发明涉及一种应用于体外冲击波碎石机上的快速碎石定位方法。

背景技术

目前，人体结石特别是泌尿系统结石的发病率较高。传统的治疗方法主要有三种：1、药物治疗；2、创伤性手术治疗；3、非创伤性手术治疗。由于药物治疗疗程长，效果不显著；创伤性手术治疗创伤面大，病人较痛苦，所以，非创伤性手术治疗得到广大患者的认可。

非创伤性手术治疗的方法是：利用体外冲击波碎石机产生一种冲击波，对患者体内的结石进行冲击，将结石击碎，使破碎后的结石随尿液排出体外。利用体外冲击波碎石机治疗人体结石的关键技术是：如何快速、准确地定位结石！

目前，应用于体外冲击波碎石机上的结石定位方法主要有两种：一种是“一次定位法”，另一种是“焦点逼近法”。

如图1、图2、图3所示，现有的体外冲击波碎石机主要包括控制机构1、定位机构2、水路机构3、冲击波源机构4，配合普通的超声诊断仪(B超)5成像或X射线成像装置6使用。图4为传统的体外冲击波碎石机的核心部件定位机构2的结构示意图，其包括可进行三维运动的运动装置81，在该运动装置上设有支架82，在支架82上固设有冲击波反射装置83，该冲击波反射装置83可沿着与超声诊断仪的探头51平行的方向直线运动，超声诊断仪的探头51也固定在支架82上。冲击波反射装置83的第二焦点位于超声诊断仪的探头51的中心线上；在支架82上还设有一个用于测量冲击波反射装置83第二焦点到超声诊断仪的探头的距离的测距装置(图中未画出)以及一个可以显示该第二焦点到该超声诊断仪的探头的距离的数值显示装置7。现有的超声波诊断仪5与体外冲击波碎石机没有直接的连接，只是其探头51固定在碎石机定位机构2的支架82上。

利用上述体外冲击波碎石机定位的方法为“一次定位法”，即，操作人员将超声诊断仪探头固定在工程人员标定后的定位机构2的支架上，通过测距装置测量第二焦点到探头表面的实际距离；然后，通过B超确定患者结石的位置；操作者判断结石与第二焦点是否重合，即依靠一个数值显示装置显示出的“第二焦点”到探头的距离和超声诊断仪中结石到探头的距离的读数是否相等。定位时操作人员通过超声诊断仪能够探查到结石，并向左(或向右)移动定位系统，使结石成像位于超声诊断仪成像的中心引导线上，这时说明，结石、第二焦点、探头三点一线。操作者可以通过数值显示装置获得“第二焦点”到探头的距离；通过超声诊断仪中的测距功能获得结石到探头表面的距离。操作者比较两个数值是否相等，如果相等说明结石与“第二焦点”重合，完成定位，进行碎石。如果不相等说明结石与“第二焦点”不重合，操作者需要根据两个的数值判断“第二焦点”移动的方向和距离，通过控制系统驱动定位系统改变“第二焦点”与超声诊断仪探头的相对距离，并实时观察二者是否相等。

图5所示为“焦点逼近法”原理图，如图所示，是依据“从O点出发，同方向A点、B点到O点距离S1和S2相等，说明A点B点重合”的原理，判断结石与第二焦点是否重合。

图6-1为使用“焦点逼近法”的体外冲击波碎石机定位机构的部分结构示意图。如图所示，该定位机构的三维运动机构上安装有超声诊断仪的探头61和测距装置62(可以是机械尺、位移传感器及数显装置)。操作人员首先通过碎石机定位机构上的测距装置62读取第二焦点到超声诊断仪探头的距离D，然后，如图6-2所示，通过超声诊断仪的成像装置63显示结石；比照结石的位置，手动操作体外冲击波碎石机的定位机构，使其向左(或向右)移动，使患者结石在超声诊断仪的中心引导线上成像，利用超声诊断仪的测距功能，测量结石到探头表面的距离S。这时操作人员可以获得两个数值D和S。该数值存在3种关系，即D大于S，D小于S，D等于S。当D大于S时，说明结石在第二焦点的下后方，需逐步将定位系统向下、向后(操作者方向)斜向运动，这时探头会远离人体皮肤，应转动B超探头驱动手柄，上移B超探头，保证在移动定位系统的同时能够观察到结石，每次微调后比较S与D的值，直到D＝S，说明结石位与第二焦点位重合，完成定位，进行碎石。当D小于S时说明第二焦点在结石的下后方，只需逐步将定位系统向上、向前(操作这对侧)斜向运动，这时探头会压迫人体皮肤，应转动B超探头驱动手柄，下移B超探头，保证在移动定位系统的同时能够观察到结石，每次微调后比较S与D的值，直到D＝S，说明结石位与第二焦点位重合，完成定位，进行碎石。

利用上述现有的体外冲击波碎石机对人体结石进行治疗时，由于其结石定位过程繁琐，判断结石与第二焦点是否重合不直观，需要不断地测距、计算、比较，故，对操作者要求较高，要求其需要具有娴熟的技术，一旦操作者操作不准确，判断失误，将使得手术难以进行甚至发生冲击波对患者的健康脏器产生损害的危险！

虽然，“一次定位法”克服了“焦点逼近法”多次重复定位的问题，只要能探查到结石并将结石成像移动到中线引导线上，就可以通过比较两个数值，根据其大小关系，人工判读反射装置移动的方向并通过对定位系统的控制进行相应的运动，最终使两数相等，提高了定位的效率，但是，在利用上述“一次定位法“的过程中，操作者判断结石与第二焦点是否重合，只能依靠数值显示装置显示的第二焦点到探头的距离和超声诊断仪中结石到探头的距离的读数是否相等，操作的安全性并不能得到完全保障，如果数值显示装置出现读数不准的情况，将使得手术难以进行甚至发生冲击波对患者的健康脏器产生损害的危险，故仍有进一步改进的必要。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种快速、准确地实现体外冲击波碎石定位的方法。该方法定位快速、准确、可视化，提高了手术的直观性、安全性、简便性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种体外冲击波碎石系统，它包括体外冲击波碎石机；该体外冲击波碎石机包括控制机构、定位机构、水路机构、冲击波源机构；

该定位机构包括一个可以进行三维运动的运动装置，该运动装置上设有一个支架，该支架中部设有一个冲击波反射装置；该冲击波反射装置可沿着超声诊断仪探头探测的方向运动；其特征在于：该体外冲击波碎石系统还包括一测距装置和一直接显示所述冲击波反射装置第二焦点位置的超声诊断仪，该超声诊断仪的探头设于该支架上部；

所述测距装置固定在所述支架上，用于测量所述第二焦点到超声诊断仪探头的距离，该测距装置的数据输出端与所述控制机构的数据输入/输出端相连；

所述超声诊断仪的数据输入/输出端与体外冲击波碎石机的控制机构的数据输入/输出端连接，实现数据交换。

所述冲击波反射装置的第二焦点位于所述探头的中心线上。

一种利用上述体外冲击波碎石系统实现快速体外冲击波碎石定位的方法，它包括以下步骤：

S1、体外冲击波碎石机定位机构上的位移传感器反馈第二焦点的位置数据并通过控制机构传输到超声诊断仪；

S2、超声诊断仪根据获取的第二焦点的位置数据，在显示屏上标注出第二焦点A；

S3、操作者通过超声诊断仪的探头探查患者结石，对准结石，并在其显示屏上标注出结石位置B；

S4、超声诊断仪将结石坐标数据通过数据接口传输到体外冲击波碎石机的控制机构；

S5、控制机构对获得的结石坐标数据及第二焦点的位置数据进行坐标差值比较计算，输出控制信号，驱动定位机构上的运动装置动作，使结石与第二焦点重合，完成定位。

在所述步骤S1之前还包括一个步骤S0：

S0、超声诊断仪上电工作后，即在其显示屏上标注出一条引导线L，该引导线L为冲击波反射装置第二焦点运动轨迹所在的直线。

所述引导线L为所述超声诊断仪探头的中心线。

本发明的有益效果是：本发明使得操作者在整个治疗过程中可以实时观察第二焦点与结石位置是否重合，一旦发现不重合，可以停止治疗进行重新定位，提高了定位效率、治疗的准确率，降低了冲击波对患者脏器的损伤。

附图说明

图1为现有的体外冲击波碎石机配合超声诊断仪的结构示意图。

图2为现有的体外冲击波碎石机配合X射线成像装置的结构示意图。

图3为现有的体外冲击波碎石机的结构示意图。

图4现有的利用“一次定位法”定位的体外冲击波碎石机定位机构的结构示意图。

图5是现有技术中“焦点逼近法”定位法的原理示意图。

图6-1、图6-2是现有技术中使用“焦点逼近法”的定位机构及成像装置的结构示意图。

图7是本发明使用的带有超声诊断仪的体外冲击波碎石机的结构示意图。

图8、图9为本发明利用超声诊断仪可视化定位的示意图。

图10-1和图10-2是本发明实现第二焦点可视化方法的两种实施方式的步骤示意图。

图11-1和图11-2是本发明实现快速体外冲击波碎石定位方法的两种实施方式的步骤示意图。

具体实施方式

以下将以具体实施例结合附图来说明本发明的结构和所欲达到的技术效果，但所选用的实施例仅用于说明解释，并非用以限制本发明的范围。

图7为实现本发明快速、准确、可视化体外冲击波碎石定位方法的碎石系统的结构示意图。它包括控制机构(图未示)、定位机构8和可以显示冲击波反射装置第二焦点位置的超声诊断仪9。如现有的定位机构一样，该定位机构8包括一个可以进行三维运动的运动装置81，该运动装置上设有一个支架82，该支架中部设有一个冲击波反射装置83，该支架上部设有该超声诊断仪9的探头84；该冲击波反射装置83可沿着该探头84探测的方向运动，优选的，该冲击波反射装置83的第二焦点始终位于该探头的中心线上；该支架上还设有一个可以测量该第二焦点到该探头的距离的测距装置85，如位移传感器，该测距装置的数据输出端与该控制机构的数据输入/输出端连接。值得注意的是，实现本发明可视化、快速、准确地碎石定位的体外冲击波碎石系统包括一自动测距装置85和一超声诊断仪9。测距装置的数据输出端与该控制机构的数据输入/输出端连接，实时反应第二焦点的位置。超声诊断仪9的数据输入/输出端还与体外冲击波碎石机的控制机构的数据输入/输出端连接，实现数据交换。

如图8、图9所示，该超声诊断仪9基于传统的超声诊断仪(B超)的基础上进行了改进，增加了实时显示第二焦点和碎石位置的功能，其可以实时显示该冲击波反射装置的第二焦点位置，且与该控制机构通过数据接口连接并可实现如第二焦点、结石位置、定位机构等位置关系的数据交换。另外，该超声诊断仪在成像时，增加了一条引导线L(优选超声诊断仪探头的中心线)、两个标记(第一标记A代表冲击波反射装置的第二焦点的位置，第二标记B代表操作者对结石进行标记的位置)。

如图10-1所示，本发明可以实现第二焦点可视化，在改进后的体外冲击波碎石机上电开始工作后：

S1、体外冲击波碎石机定位机构上的位移传感器反馈第二焦点的位置数据并通过控制机构传输到超声诊断仪；

S2、超声诊断仪根据获取的第二焦点的位置数据，在显示屏上标注出第二焦点A。

优选的，在步骤S1之前，还包括一个步骤S0，如图10-2所示，即：

S0、超声诊断仪在其显示屏上标注出一条引导线L(优选超声诊断仪探头的中心线)，该引导线L为冲击波反射装置第二焦点运动轨迹所在的直线；

S1、体外冲击波碎石机定位机构上的位移传感器反馈第二焦点的位置数据并通过控制机构传输到超声诊断仪；

S2、超声诊断仪根据获取的第二焦点的位置数据，在显示屏上标注出第二焦点A。

如图11-1所示，本发明实现快速体外冲击波碎石定位的方法包括以下步骤：

S1、体外冲击波碎石机定位机构上的位移传感器反馈第二焦点的位置数据并通过控制机构传输到超声诊断仪；

S2、超声诊断仪根据获取的第二焦点的位置数据，在显示屏上标注出第二焦点A；

S3、操作者通过超声诊断仪的探头探查患者结石，对准结石，并在其显示屏上标注出结石位置B；

S4、超声诊断仪将结石坐标数据通过数据接口传输到体外冲击波碎石机的控制机构；

S5、控制机构对获得的结石坐标数据及第二焦点的位置数据进行坐标差值比较计算，输出控制信号，驱动定位机构上的运动装置动作，使结石与第二焦点重合，完成定位。

优选的，在步骤S1之前，还包括一个步骤S0，如图11-2所示，即：

S0、超声诊断仪上电工作后，即在其显示屏上标注出一条引导线L(优选超声诊断仪探头的中心线)，该引导线L为冲击波反射装置第二焦点运动轨迹所在的直线；

S1、体外冲击波碎石机定位机构上的位移传感器反馈第二焦点的位置数据并通过控制机构传输到超声诊断仪；

S2、超声诊断仪根据获取的第二焦点的位置数据，在显示屏上标注出第二焦点A；

S3、操作者通过超声诊断仪的探头探查患者结石，对准结石，并在其显示屏上标注出结石位置B；

S4、超声诊断仪将结石坐标数据通过数据接口传输到体外冲击波碎石机的控制机构；

S5、控制机构对获得的结石坐标数据及第二焦点的位置数据进行坐标差值比较计算，输出控制信号，驱动定位机构上的运动装置动作，使结石与第二焦点重合，完成定位。

本发明在实际操作中，如图8、图9所示，超声诊断仪上显示出第二焦点的位置，即第一标记A，然后操作人员通过超声诊断仪探查到患者结石，通过超声诊断仪对结石进行标记后，得到第二标记B，超声诊断仪通过自身数据接口与碎石机的控制机构进行数据交换，并自动驱动定位机构进行相应运动，实现第二焦点与结石重合。在定位过程中，操作人员可以实时的观察到第一标记A(反映“第二焦点”到探头的距离)的位置的改变，当“第二焦点”与结石重合后，即完成定位操作，可以开始碎石。

综上所述，本发明体外冲击波碎石机第二焦点可视化方法及利用该方法进行结石定位的方法的优点如下：

1、本发明将超声诊断仪与定位机构有机组合，使超声诊断仪与定位机构不仅仅是几何位置的关系，而是利用超声诊断仪的自身特点，将超声诊断仪与定位机构合并，使其构成一个系统，并参与到定位过程。

2、在传统的超声诊断仪的基础上，增加能够反映“第二焦点”位置的第一标记A，该标记可以随“第二焦点”到探头表面的距离变化而变化，该第一标记A到探头表面的距离也就是反映“第二焦点”到超声诊断仪探头的距离，这样当冲击波反射装置“第二焦点”到超声诊断仪探头表面距离发生改变时，标记位置随之改变。当定位过程结束后，通过超声诊断仪成像可以观察到：结石与“第二焦点”重合。操作者在整个治疗过程中可以实时观察，一旦发现不重合，可以停止治疗进行重新定位，提高了定位效率、治疗的准确率，降低了冲击波对患者脏器的损伤。另外增加了结石的第二标记B，在标记后，可以获取结石的坐标位置。

3、一键式自动定位，避免了传统碎石机的定位机构，先将结石移到超声诊断仪的中心线上，再通过移动第二焦点使其对准结石。该系统只需要探查到结石后，在该超声诊断仪上点击结石，获取结石坐标，即可自动完成定位过程。

本发明的保护范围是以其权利要求所限定的。但基于此，本领域的普通技术人员可以做出种种显然的变化或改动，都应在本发明的主要精神和保护范围之内。

Claims (4)

1.一种体外冲击波碎石系统，它包括体外冲击波碎石机；该体外冲击波碎石机包括控制机构、定位机构、水路机构、冲击波源机构；

该定位机构包括一个可以进行三维运动的运动装置，该运动装置上设有一个支架，该支架中部设有一个冲击波反射装置；该冲击波反射装置可沿着超声诊断仪探头探测的方向运动；其特征在于：该体外冲击波碎石系统还包括一测距装置和一直接显示所述冲击波反射装置第二焦点位置的超声诊断仪，该超声诊断仪的探头设于该支架上部；

所述测距装置固定在所述支架上，用于测量所述第二焦点到超声诊断仪探头的距离，该测距装置的数据输出端与所述控制机构的数据输入/输出端相连；

所述超声诊断仪的数据输入/输出端与体外冲击波碎石机的控制机构的数据输入/输出端连接，实现数据交换；

所述冲击波反射装置的第二焦点位于所述探头的中心线上。

2.一种利用权利要求1所述的体外冲击波碎石系统实现快速体外冲击波碎石定位的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1、体外冲击波碎石机定位机构上的位移传感器反馈第二焦点的位置数据并通过控制机构传输到超声诊断仪；

S2、超声诊断仪根据获取的第二焦点的位置数据，在显示屏上标注出第二焦点A；

S3、操作者通过超声诊断仪的探头探查患者结石，对准结石，并在其显示屏上标注出结石位置B；

S4、超声诊断仪将结石坐标数据通过数据接口传输到体外冲击波碎石机的控制机构；

S5、控制机构对获得的结石坐标数据及第二焦点的位置数据进行坐标差值比较计算，输出控制信号，驱动定位机构上的运动装置动作，使结石与第二焦点重合，完成定位。

3.根据权利要求2所述的实现快速体外冲击波碎石定位的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括一个步骤S0：

S0、超声诊断仪上电工作后，即在其显示屏上标注出一条引导线L，该引导线L为冲击波反射装置第二焦点运动轨迹所在的直线。

4.根据权利要求3所述的实现快速体外冲击波碎石定位的方法，其特征在于，所述引导线L为所述超声诊断仪探头的中心线。