CN1449723A - 刺针导向器、超声探头及超声波成像设备 - Google Patents
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- A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
Abstract
本发明的目标是提供能在多个方向上穿刺的一种刺针导向器。该刺针导向器包含：一板状体，它的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；多个孔，它们制在该刺针导向器一个端部的端部表面，并且刺针可穿过它们；单个孔，它制在该刺针导向器另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过它；一空腔，它制在该板状体内部，并且使该多个孔与该单个孔互相连通；以及一连接部，它沿该板状体的一边缘在其宽度方向上制成，并且通过它使板状体连接于超声探头上。
Description
技术领域
本发明涉及刺针导向器、超声探头及超声波成像系统。更具体地，本发明涉及：为完成应用刺针的活组织检查所需的刺针导向器，含有刺针导向器的超声探头，以及含有超声探头的超声波成像系统。
背景技术
当进行病人的体内组织的活组织检查时，一看到损伤的实时X射线体层照像的图像就刺入刺针。该实时X射线体层照像的图像是通过超声波成像或类似方法产生的。超声波成像系统包含：向目标发射超声波并接收该超声波的回波的超声探头，和在该回波基础上产生图像的图像发生单元。
为使刺针穿入，刺针导向器连接在超声探头上。刺针导向器具有一通孔，即刺针穿过的导向孔。穿刺的方向用该导向孔的中心轴线的方向确定。
通入阴道的探头是一种类型的超声探头。该通入阴道的探头通常是杆状探头，它具有包含在其末端部的超声波发射/接收件。待用于连接在该探头上的刺针导向器具有一个导向孔。
对于通入阴道的成像或穿入，由于该刺针导向器只有一个导向孔，穿刺只能在一个方向进行。因此，如果目标方向与允许的穿刺方向不符合，就不可能穿刺。
发明内容
因此，本发明的目的是实现：一种刺针导向器，它能使穿刺在多个方向上进行；具有刺针导向器的一种超声探头；以及具有超声探头的一种超声波成像系统。
(1)根据致力于解决前述问题的本发明的一个方面，提供了一种刺针导向器，它具有：一板状体，该板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；多个孔，这些孔制在板状体一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过这些孔；单个孔，该单个孔制在板状体另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过该单个孔；一空腔，它构成板状体的内空间，并使多个孔与单个孔互相连通；以及沿板状体边缘在其宽度方向上制成的连接部，并且该连接部能使板状体连接在超声探头上。
根据陈述于(1)中的本发明的方面，刺针导向器包含：一板状体，该板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；多个孔，这些孔制在板状体一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过这些孔；单个孔，该单个孔制在板状体另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过该单个孔；一空腔，它构成板状体的内空间，并使多个孔与单个孔互相连通；以及沿板状体边缘在其宽度方向上制成的连接部，并且该连接部能使板状体连接在超声探头上。因此刺针导向器能实现使该刺针在多个方向上穿刺。
较好是，该连接部能使板状体连接在杆状超声探头上，该杆状超声探头具有包含在其末端部的超声波发射/接收件，致使板状体的另一个端部与超声探头的超声波发射/接收件将位于超声探头的同一侧。在此情况下，刺针导向器能和超声探头一起插入体腔中。
(2)根据致力于解决前述问题的本发明的另一个方面，提供了一种超声探头，它含有：一杆状体，它具有包含在其末端部的超声波发射/接收件；一板状体，该板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；一连接器，该连接器沿板状体边缘在其宽度方向上制成，并且该连接器使板状体连接在杆状体上，致使板状体的另一个端部与杆状体的超声波发射/接收件将位于超声探头的同一侧；多个孔，这些孔制在板状体一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过这些孔；单个孔，该单个孔制在板状体的另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过该单个孔；以及一空腔，该空腔构成板状体的内空间，并使多个孔与单个孔互相连通。
根据(2)中陈述的本发明的方面，超声探头含有：一杆状体，它具有包含在其末端部的超声波发射/接收件；一板状体，该板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；一连接器，该连接器沿板状体边缘在其宽度方向上制成，并且该连接器使板状体连接在杆状体上，致使板状体的另一个端部与杆状体的超声波发射/接收件将位于超声探头的同一侧；多个孔，这些孔制在板状体一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过这些孔；单个孔，该单个孔制在板状体的另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过该单个孔；以及一空腔，该空腔构成板状体的内空间，并使多个孔与单个孔互相连通。因此，具有刺针导向器的超声探头能使刺针在多个方向上的穿刺得以实现。
(3)根据致力于解决前述问题的本发明的再有的一方面，提供了一种超声波成像系统，它包括：向目标发射超声波并接收该超声波的回波的一超声探头，和在接收的回波的基础上产生图像的图像生成装置。该超声探头含有：一杆状体，它具有包含在其末端部的超声波发射/接收件；一板状体，该板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；一连接器，该连接器沿板状体边缘在其宽度方向上制成，并且该连接器使板状体连接在杆状体上，致使板状体的另一个端部与杆状体的超声波发射/接收件将位于超声探头的同一侧；多个孔，这些孔制在板状体一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过这些孔；单个孔，该单个孔制在板状体的另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过该单个孔；以及一空腔，该空腔构成板状体的内空间，并使多个孔与单个孔互相连通。
根据(3)中陈述的本发明的方面，一种超声波成像系统包括：向目标发射超声波并接收该超声波的回波的一超声探头，和在接收的回波的基础上产生图像的图像生成装置。该超声探头含有：一杆状体，它具有包含在其末端部的超声波发射/接收件；一板状体，该板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；一连接器，该连接器沿板状体边缘在其宽度方向上制成，并且该连接器使板状体连接在杆状体上，致使板状体的另一个端部与杆状体的超声波发射/接收件将位于超声探头的同一侧；多个孔，这些孔制在板状体的一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过这些孔；单个孔，该单个孔制在板状体的另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过该单个孔；以及一空腔，该空腔构成板状体的内空间，并使多个孔与单个孔互相连通。因此，包含具有刺针导向器的超声探头的超声波成像系统能使刺针在多个方向上的穿刺得以实现。
较好是，多个孔在端部表面上制成一排。这有助于把握穿刺的方向。
较好是，多个孔的内表面是金属表面。在此情况下，该内表面将不会被刺针损伤。
较好是，单个孔的内表面是金属表面。在此情况下，该内表面将不会被刺针损伤。
较好是，空腔的内表面是金属表面。在此情况下，该内表面将不会被刺针损伤。
因此，本发明能实现：刺针导向器能在多个方向上穿刺；含有刺针导向器的超声探头；和含有超声探头的超声波成像系统。
附图说明
当图示于附图中时，从本发明优先实施例的下列描述中，本发明的其它目的及优点将会明显起来，附图包括，
图1是显示本发明实施例的实例系统的方块图；
图2是显示包含于本发明实施例的实例系统的发射-接收器的方块图；
图3是显示沿扫描目标的本发明实施例的实例系统的声线的解释图；
图4是显示包含于本发明实施例的实例系统中的B型处理器的方块图；
图5是显示包含于本发明实施例的实例系统中的图像处理器的方块图；
图6显示的是一超声探头的外观；
图7显示的是一刺针导向器的结构；和
图8显示的是一刺针导向器的结构。
具体实施方式
参考附图，将在下面描述本发明的实施例。图1是超声波成像系统的方块图。该超声波成像系统是本发明实施例的实例。该系统结构代表根据本发明的超声波成像系统的实施例的一实例。
如图1中所示，超声波成像系统含有超声探头2。超声探头2是根据本发明的超声探头的实施例的一实例。将在后面描述超声探头2。一般地说，超声探头2含有未图示的一阵列多个超声转换器。各个超声转换器由压电材料制成，例如，PZT是一种形式的钛酸酯锆酸铅陶瓷。
操作者把超声探头2插入目标4的体腔中，例如，阴道或直肠。超声探头2具有刺针导向器300。刺针导向器300用于刺针320的穿刺。刺针导向器300是根据本发明的刺针导向器实施例的一实例。将在后面描述刺针导向器300。
超声探头2连接于发射-接收器6。发射-接收器6向超声探头2施加驱动信号并由此引起超声探头2发射超声波。发射-接收器6接收返回至超声探头2的回波。
图2是发射-接收器6的方块图。如图所示，发射-接收器6含有发射定时发生单元602。发射定时发生单元602周期地产生一发射定时信号并把它传送给发射束形成器604。发射定时信号的周期由后面将描述的控制器18控制。
发射束形成器604生成要被发射的束，就是说，生成用于形成超声束的束形成信号，该超声束定向于根据发射定时信号预定的方向上。束形成信号由多个驱动信号组成，每个驱动信号给出了与方向相关的时间延迟。后面将描述的控制器18控制束形成。发射束形成器604向发射/接收转换单元606传送发射束形成信号。
发射/接收转换单元606向超声变换器阵列传送束形成信号。在超声转换器阵列中，构成发射孔的多个超声转换器产生超声波，每路超声波给出了与时间延迟成比例的相位差，该时间延迟是以一个驱动信号来表示的。各超声波的波阵面互相合成，由此沿定向于预定方向的声线形成超声束。
接收束形成器610连接于发射/接收转换单元606。发射/接收转换单元606向接收束形成器610传送多路回波，该回波被构成于超声转换器阵列内的接收孔所接收。由于声线沿接收束形成器610的发射已经完成，接收束形成器610就形成了要被接收的束。特别是，接收束形成器610对多路回波给出了时间延迟以便调整回波的相位，并且然后把各回波加起来以产生回波接收信号，该回波接收信号沿着定向于预定方向的声线传输。后面将要描述的控制器18控制接收束形成。
根据由发射定时发生单元602产生的发射定时信号，在预定的时间间隔内重复超声束的发射。因此，发射束形成器604及接收束形成器610在预定幅度的单位内改变声线的方向。因此，目标4的内部被超声束所扫描，该超声束在由声线确定的方向上传播。
具有前述部件的发射-接收器6扫描该目标的内部，例如如图3所示。特别是，发射-接收器6沿声线202扫描一扇形的二维区域206，声线202从辐射点200在Z方向、θ方向传输，并因此构成所谓扇面扫描。当发射-接收器6沿声线扫描目标时，扫描不局限于扇面扫描，但可能例如是凸圆扫描。
发射-接收器6连接于B型处理器10。所产生的沿声线传输并由发射-接收器6发送的回波接收信号被传送至B型处理器10。B型处理器10产生B型图像数据。
如图4所示，B型处理器10包含对数放大单元102及包络检波单元104。B型处理器10应用对数放大单元102来对数地放大回波接收信号。包络检波单元104检查回波接收信号的包络，并产生一A型显示器信号，该信号即是代表从声线上每个反射点返回的回波的强度。A型显示器信号的瞬时幅度被视作亮度值，由此产生了B型图像数据。
B型处理器10连接于图像处理器14。图像处理器14根据接收自B型处理器10的数据产生B型图像。
如图5所示，图像处理器14含有：输入数据存贮器142，数字扫描转换器144，图像存贮器146，以及处理器148，它们通过总线140而互相连接。
对于每一声线来说，接收自B型处理器10的B型图像数据及多普勒效应图像数据被贮存在输入数据存贮器142中。输入数据存贮器142中的数据被数字扫描转换器144所扫描和转换并贮存在图像存贮器146中。处理器148根据输入数据存贮器142中的数据及图像存贮器146中的数据来完成预定的数据处理。
显示器16连接于图像处理器14。显示器16从图像处理器14接收图像信号并根据该图像信号显示图像。显示器16是用能显示彩色图像的图像显示器或类似物实现的。发射-接收器6、B型处理器10、图像处理器14以及显示器16构成了包含在本发明中的图像产生装置的例子。
控制器18连接于发射-接收器6、B型处理器10、图像处理器14以及显示器16。控制器18向每个部件给出控制信号以控制它们的动作。控制器18从各个被控制部件处接收各种报告信息。B型成像是在控制器18的控制下完成的。
操作装置20连接于控制器18。操作装置20由操作者操作并用于输入将传送至控制器18的合适的命令或信息。操作装置20用操作(者)面板来完成，操作面板包括例如键盘、点触装置以及其它操作工具。
图6示意地显示了超声探头2的外观。如图所示，超声探头2外形被制成基本像个杆。该杆状体的全长例如是300mm。杆状体的截面基本是圆的。图6中的超声探头2的左侧是要插入体腔的部分。超声探头2插入体腔的长度长达60mm。
超声探头具有包含在其末端部的超声波发射/接收件213，发射/接收件213被插入体腔。超声波发射/接收件213由超声转换器阵列构成。图6中的超声探头2的右侧用作手握部分。操作者握住手握部分以操纵超声探头2。
超声探头2含有刺针导向器300。连接于超声探头2部分上的刺针导向器300被插入体腔。剌针导向器300是单独制作的并连接于超声探头2。顺便地说，刺针导向器300可与超声探头2集成一体。
图7示意地显示了刺针导向器300的结构。图7(a)是侧视图，而图7(b)是后视图。如所图示，刺针导向器300基本是板状体。板状体的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小。该板状体的全长例如是150mm。板状体一个端部的宽度例如是20mm，而其另一个端部的宽度例如是3mm。
多个孔301、303及305制在板状体的宽度较大的端部的端部表面上。孔的数目如图7中所示是3个。但是，孔的数目不局限于3个而可能是任何值。孔301、303及305在板状体的宽度方向上被布置成一排。在下文，板状体宽度大的端部被称为“一个端部”。
孔301、303及305是刺针可以穿过的孔。孔301、303及305被制成具有金属管或类似物，金属管或类似物被嵌入该板状体内。要被制成金属管的金属例如是不锈钢。由于采用了金属管，孔301、303及305的内表面不容易被损伤。
单个孔311被制在板状体宽度小的端部的端部表面上。孔311是刺针可穿过的孔。孔311分别与孔301、303及305相对。板状体宽度小的端部被称为“另一个端部”。
介于各金属管之间的空间是空腔331，该金属管构成孔301、303及305和孔311。孔301、303及305与孔311通过空腔331互相连通。孔311及空腔331的内表面被制成金属表面。要被制成金属表面的金属例如是不锈钢。由于采用了金属表面，孔311及空腔331的内表面不容易被损伤。
孔301的中心与孔311的中心连成一直线。孔303与孔311的中心被连成另一直线。孔305与311的中心连成另外一直线。这三根直线决定了刺针的穿刺方向。刺针导向器300能使穿刺在三个不同的方向进行。该三个方向例如是6°、3°及0°的方向。此处，平行于超声波探头2的中心线的方向的将是0°的方向。由于孔301、303及305直线地布置在板状体的端部表面，就容易把握穿刺的方向。
刺针导向器300具有制成于沿其宽度方向的其边缘上的一连接部351。用连接部351把剌针导向器300连接在超声探头2上。连接部351被构造用来紧抱在超声探头2上。当连接部351紧抱住超声探头2时，超声探头2具有用弹性力夹住的两侧边。因此，刺针导向器300可靠地连接于该超声探头。连接部351的下边缘延伸至具有最大直径的超声探头2的部分之外。
刺针导向器300在其制有孔311的该侧上具有伸向其下表面的凸起353。凸起353装入制成在靠近超声探头2末端的超声探头2背部的凹槽内。该凹槽是设有底部的孔或槽。因此，确定了刺针导向器300连接在超声探头上的位置。
在刺针导向器300连接于超声探头2上时，刺针导向器300的另一个端部，即是其宽度小的端部，与包含在超声探头2内的超声发射/接收件213位于超声探头2的同一侧。因此，如图1所示，超声探头2可与刺针导向器300一起插入目标4的体腔中。在此情况下，可选择多个方向中的任一个，而刺针可在所选方向上刺入。
图8显示了可使孔301、303及305与孔311互相连通的空腔的结构。如图所示，空腔331′由从孔311向孔301、303及305辐射的3个金属管组成。金属管的轴向方向决定了穿刺的方向。
通过介绍优先实施例的实例已经描述了本发明。
具有本发明所属技术的普通技能的任何人都能做出各种改良及替换而不背离本发明的技术目标。因此，本发明的技术目标不仅涵盖了前述实施例，而且涵盖了各权项中所属的所有实施例。
可以构造本发明的许多极其不同的实施例而不背离本发明的精神及目标。应该理解本发明不局限于说明书中所描述的特定实施例，除附录的各权项中所界定的之外。
Claims (16)
1.一种刺针导向器包括：
一板状体，其宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；
多个孔，它们制在该板状体一个端部的端部表面上，并且剌针可穿过它们；
单个孔，它制在所述板状体另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过它；
一空腔，它被制成所述板状体的内空间，并可使所述多个孔与所述单个孔互相连通；和
一连接部，它沿所述板状体的一个边缘在所述板状体宽度方向上制成，它使所述板状体连接在超声探头上。
2.如权利要求1的剌针导向器，其特征在于：所述多个孔在端部表面上被布置成一排。
3.如权利要求1的刺针导向器，其特征在于：所述多个孔的内表面是金属表面。
4.如权利要求1的刺针导向器，其特征在于：所述单个孔的内表面是金属表面。
5.如权利要求1的刺针导向器，其特征在于：所述空腔的内表面是金属表面。
6.如权利要求1的剌针导向器，其特征在于：所述连接部能使所述板状体连接于所述杆状超声探头，该杆状超声探头具有包含在其末端的超声波发射/接收件，致使所述板状体的另一个端部与在所述超声探头中的超声波发射/接收件将位于所述超声探头的同一侧。
7.一种超声探头包括：
一杆状体，它具有包含在其末端部的超声波发射/接收件；
一板状体，它的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；
一连接器，它沿所述板状体的一个边缘在所述板状体宽度方向上制成，并使所述板状体连接于所述杆状体上，致使所述板状体的另一个端部与在所述杆状体中的超声波发射/接收件将位于所述超声探头的同一侧；
多个孔，它们制在所述板状体的一个端部的端部表面上，并且刺针可以穿过它们；
单个孔，它制在所述板状体的另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过它；和
一空腔，它构成所述板状体的内空间，并且能使所述多个孔与所述单个孔互相连通。
8.如权利要求7的超声探头，其特征在于：所述多个孔在所述端部表面上被布置成一排。
9.如权利要求7的超声探头，其特征在于：所述多个孔的内表面是金属表面。
10.如权利要求7的超声探头，其特征在于：所述单个孔的内表面是金属表面。
11.如权利要求7的超声探头，其特征在于：所述空腔的内表面是金属表面。
12.一种超声波成像设备包括：
一超声探头，用于向目标发射超声波并接收该超声波的回波；和
一图像产生装置，用于在所接收的回波的基础上产生图像，其特征在于：
所述超声探头包括：
一杆状体，它具有包含于其末端部的超声波发射/接收件；
一板状体，它的宽度从其一个端部向其另一个端部逐渐减小；
一连接器，它沿所述板状体的一个边缘在其宽度方向上制成，并且它使所述板状体连接于所述杆状体，致使所述板状体的另一个端部与在所述杆状体中的超声波发射/接收件将位于所述超声探头的同一侧；
多个孔，它们制在所述板状体的一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过它们；
单个孔，它制在所述板状体的另一个端部的端部表面上，并且刺针可穿过它；和
一空腔，它构成所述板状体的内空间，并且使所述多个孔与所述单个孔互相连通。
13.如权利要求12的超声波成像设备，其特征在于：所述多个孔在所述端部表面上被布置成一排。
14.如权利要求12的超声波成像设备，其特征在于：所述多个孔的内表面是金属表面。
15.如权利要求12的超声波成像设备，其特征在于：所述单个孔的内表面是金属表面。
16.如权利要求12的超声波成像设备，其特征在于：所述空腔的内表面是金属表面。
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