CN205697947U - 可视化神经阻滞定位引导仪 - Google Patents

Abstract

可视化神经阻滞定位引导仪，主要由主机、显示器、B超探头、神经丛刺激针、神经探测笔和电磁空间跟踪发射器组成，主机由工况机模块、B超模块、电磁定位跟踪功能模块和神经刺激脉冲模块组成。本实用新型将超声波诊断仪的可直视性与神经丛刺激脉冲的准确和精确性结合，方便了手术麻醉医生的操作，减少了操作人员以及仪器操作的复杂程度，也减少了麻醉药品的使用带给病人的副作用；极大的提高了神经丛定位和阻滞的准确性和安全性；同时将神经丛刺激器电路的功能模块和空间跟踪定位系统通过软件管理与访问数据通信接口与宿主机相连接，实现了穿刺手术中的提前规划、直视操作、客观评价、安全稳妥的目的。

Description

可视化神经阻滞定位引导仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种可视化神经阻滞定位引导仪。

背景技术

人体的躯干四肢与颈部由于病痛或创伤的原因需要进行手术治疗,是临床医学上最经常使用的方法之一,而这些手术治疗都需要对人体外周神经进行神经阻滞-也就是通常所说的麻醉,它是手术前的必要条件。外周神经阻滞成功的必要条件是正确的定位外周神经丛在人体组织中的位置并注射麻醉药物,目前临床使用的外周神经丛定位方法有以下几种：

a.神经丛刺激器引导下的神经丛阻滞: 这是近年来在临床上得到发展和推广的方法之一,它工作时由神经丛刺激器产生1-2Hz频率的电脉冲，并通过神经丛刺激器上的电极（可以是神经丛探测笔，也可以是神经丛刺激针）引导至人体组织的目标神经丛处进行刺激，若电极位置正确,则可引起人体运动神经的响应并可观察到目标运动神经所支配的肌肉引发的抽颤，据此对神经丛准确定位并进行阻滞。此方法使得人体神经丛定位与阻滞达到了客观准确的效果。因此，近年来在临床上得到了广泛的应用。

但是经皮进入人体组织的刺激器电极（指神经丛刺激针）在人体组织中的位置不够直观和便捷，不能通过肉眼观察的方法来获知刺激器电极（指神经丛刺激针）在体内的位置以及与人体组织如血管或不需要阻滞的其它神经的相对距离。

b.超声波诊断仪是一种医学临床上的检查仪器，它的基本原理是：超声波在人体内传播，由于人体各种组织存在声学特性差异，超声波在两种不同组织界面处产生反射、折射、散射、绕射、衰减，以及超声声源与接收器相对运动产生多普勒频移等物理特性，可以应用不同类型的超声诊断仪，采用不同的扫查方法，接收这些反射、散射等信号，以显示各种组织及其病变的形态，结合病理学、临床医学，观察、分析、总结不同的反射规律，而对病变部位、性质和功能障碍程度作出诊断。根据以上原理，应用超声诊断仪同样可以显示经皮进入人体组织的神经丛刺激针在体内位置的图像信息，这个信息是人眼可以直接观察到的，因其具有直观的优点而在神经阻滞定位方面得到临床应用。

但是，使用超声诊断仪进行神经丛定位，需要有高档的超声设备, 直接在超声引导下神经阻滞的成功率受操作者麻醉技术的影响。而且，虽然大多数外周神经可以看到它们的全长，它们的可视性仅限于骨骼结构背影或大血管显示的区域，超声诊断仪并不能看到小的神经束，对于人体组织深部神经的显示也有局限性。对于变异的神经结构的观察比较困难,有时神经和其周围的肌腱、筋膜和肌肉回声程度相似，较难分辨。对于操作人员来说, 麻醉医生需要扎实的超声基础和辨别神经结构的技能。设备操作使用的学习曲线也过于陡峭,不易掌握。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可视化神经阻滞定位引导仪，以解决现有技术存在的操作难度大、准确度差和不易掌握的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可视化神经阻滞定位引导仪，主要由主机、显示器、B超探头、神经丛刺激针、神经探测笔和电磁空间跟踪发射器组成，B超探头和电磁空间跟踪发射器分别与主机相连，神经丛刺激针后端设置注药管接头和电极插头，神经探测笔后端设置电极插头，神经丛刺激针的电极插头和神经探测笔的电极插头都通过电极承插口与主机相连，电极承插口与一个电极夹相连，主机由工况机模块、 B超模块、电磁定位跟踪功能模块和神经刺激脉冲模块组成，B超模块由现场可编程门阵列FPGA、图像的坐标转换和插值处理器ARM和图像数字化处理DSP组成；神经刺激脉冲模块包括ARM芯片构成的核心控制电路，核心控制电路由升压电路、恒流电路、电子开关和测量电路组成，神经刺激脉冲模块可以产生、调节和输出神经丛刺激电脉冲；电磁定位跟踪功能模块由DSP单元、发射单元和接收单元组成，DSP单元包括数字信号处理器DSP和A/D电路组成，发射单元由信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器依次连接组成，接收单元由接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路依次连接组成，信号发生电路通过相敏检波电路与A/D电路相连，A/D电路通过数字信号处理器DSP与模拟开关连接，数字信号处理器DSP与主机相连。

上述神经刺激脉冲模块产生和输出神经丛刺激电脉冲具有以下参数特征:

刺激电压

刺激针模式(体内)：最大峰值电压不超过35V；

刺激笔模式(体表)：最大峰值电压不超过60V；

刺激电流

刺激针模式(体内)：可设置范围0～5mA，步进量为0.1 mA，误差为±5%；

刺激笔模式(体表)：可设置范围0～25mA，步进量为0.1 mA，误差为±5%；

刺激脉冲宽度：在 0.1ms～1.00ms 连续变化

刺激频率: 1 Hz，2Hz ，50 Hz ， 误差为±5%；

上述神经刺激脉冲模块的参数调节可以采用蓝牙的方式实现。

上述主机安装在可升降机架上。

本实用新型的工作原理：开机正常工作时，由主机产生的经过调制的超声波信号通过B超探头发射并接收回波信号，接收到的回波信号经过主机的分析处理后形成图像显示在显示器上面，如果此时神经丛刺激针已经进入体内组织并在超声探头的扫查范围，则可在显示器上看到神经丛刺激电极在体内组织位置的影像信息。

当“可视化神经阻滞定位引导仪”开机正常工作时，电磁空间跟踪系统开始工作，经过调制的电信号通过电磁空间跟踪信号发射器发射形成三维空间磁场，带信号接收器的手术器械组件在使用过程中将器械运动时所接收到的空间磁场信息反馈到DSP处理器及主机中进行数据处理，计算出所处的空间位置并实时以虚拟图像的方式显示在显示器的屏幕上，借助此功能可以预先规划穿刺的路线并进行效果预评价。

当“可视化神经阻滞定位引导仪”开机正常工作时，神经丛刺激针首先按照显示器显示的神经丛位置和空间跟踪定位系统产生的预规划路线，在B超探头物理中线附近1-3CM处经皮进入组织，并朝向屏幕指示的神经位置进针。此时，神经刺激脉冲模块也通过神经丛刺激针向目标神经传送电脉冲，电脉冲的参数信息均实时显示在显示器屏幕上面。受电脉冲的刺激，目标神经所支配的肌肉组织会发生抽颤，随着神经丛刺激针不断的向目标神经靠近，可逐渐的下调电脉冲的电流强度，当仅需一极小的电流（通常为0.3mA）便可使目标神经所支配的肌肉组织发生抽颤时，可判断神经丛刺激针已到达注射麻醉药的最佳位置。此时可用最少量的麻醉药达到最理想的麻醉效果。

步骤：

·将B超探头和神经丛刺激针分别接入主机的专用接口并调试至工作状态，例如：将超声诊查设定为“浅表器官和肌骨检查”模式；将神经刺激脉冲输出参数设定为2Hz\0.15ms\5mA，此数据应当显示在显示器上面；

·打开电磁空间跟踪定位系统信号发射器电源开关，系统进入工作状态；

·在皮肤表面涂抹耦合剂，将B超探头在目标神经和预备进针处范围进行扫查，并观察显示器所显示的图像，当扫查显示有目标神经出现在屏幕上，可进行下一步骤；

·多角度移动带信号接收器的穿刺器械，根据电磁空间跟踪定位系统产生的穿刺虚拟图像与显示器上显示的扫描图像中神经的相对位置进行拟合规划，确定进针路线；

·将神经丛刺激针在距B超探头近处1-3CM处经皮穿刺进入组织，按规划的路线向神经所在方向缓缓进针，同时向下调整刺激脉冲的电流强度并观察目标神经所支配的肌肉组织的抽颤幅度；

·边观察显示器显示的参数值，边调整神经丛刺激脉冲输出电流，待输出电流最小时（通常为0.3-0.5mA）仍能观察到相应肌肉组织的抽颤，即可判定已达距神经最近处，此时可选择以下操作中的一种：a.向目标神经注射麻药； b.向皮下穿刺处放置麻醉导管；完成神经阻滞。

功能：

以上步骤中“可视化神经阻滞定位引导仪”体现了下列功能：

·麻醉师在使用本实用新型进行人体神经丛阻滞定位时可以看到人体组织中神经丛的图像和经皮进入人体组织的神经丛刺激针，可以直观的判断它们的相对位置；

·麻醉师在使用本实用新型进行人体神经丛阻滞穿刺时可利用空间定位跟踪技术来获知手术器械在人体内的三维空间位置,并以虚拟图像实时显示在屏幕上面,可以为医师的各种手术穿刺计划、实施和效果预评价提供即时和积极的帮助；

·在使用超声引导刺激针向神经方向穿刺时，电脉冲刺激使得目标神经支配的肌肉组织发生抽颤，提示麻醉师寻找目标神经的正确性；

·最小阈值刺激电流可提示麻醉师：穿刺针尖端已到达适宜的注药位置；

·阻滞成功率接近完美；

·只需一人便可完成过去需要二人的操作。

本实用新型将超声波诊断仪的可直视性与神经丛刺激脉冲的准确和精确性结合，将神经与血管穿刺手术进行提前规划与空间位置实时跟踪，一边通过超声影像观察神经与刺激电极的相对位置，一边通过神经丛刺针对目标神经进行电脉冲刺激，能够直接观察到病人肌体的客观反应，并可以此判明刺激针针尖距神经的精确距离；方便了手术麻醉医生的操作，减少了操作人员以及仪器操作的复杂程度，也减少了麻醉药品的使用带给病人的副作用；极大的提高了神经丛定位和阻滞的准确性和安全性；同时将神经丛刺激器电路的功能模块和空间跟踪定位系统通过软件管理与访问数据通信接口与宿主机相连接，实现了穿刺手术中的提前规划、直视操作、客观评价、安全稳妥的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置的电路模块图；

图3是本实用新型装置电磁空间跟踪发射器的工作原理图；

图4是本实用新型装置B超模块的工作原理图；

图5是本实用新型装置神经刺激脉冲模块的工作原理图；

图6是本实用新型装置电磁定位跟踪功能模块的工作原理图。

图中1主机、2显示器、3B超探头、4神经丛刺激针、5神经探测笔、6电磁空间跟踪发射器、7控制面板、8电极承插口、9电极夹、10电极插头、11可升降机架、12注药管接头、13工况机模块、14 B超模块、15电磁定位跟踪功能模块、16神经刺激脉冲模块。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种可视化神经阻滞定位引导仪，主要由主机1、显示器2、B超探头3、神经丛刺激针4、神经探测笔5和电磁空间跟踪发射器6组成，主机1安装在可升降机架11上，B超探头3和电磁空间跟踪发射器6分别与主机1相连，神经丛刺激针4后端设置注药管接头12和电极插头10，神经探测笔5后端设置电极插头10，神经丛刺激针4的电极插头和神经探测笔5的电极插头都通过电极承插口8与主机1相连，电极承插口8与一个电极夹9相连，主机1由工况机模块13、 B超模块14、电磁定位跟踪功能模块15和神经刺激脉冲模块16组成，B超模块14由现场可编程门阵列FPGA、图像的坐标转换和插值处理器ARM和图像数字化处理DSP组成；神经刺激脉冲模块16包括ARM芯片构成的核心控制电路，核心控制电路由升压电路、恒流电路、电子开关和测量电路组成，神经刺激脉冲模块可以产生、调节和输出神经丛刺激电脉冲；电磁定位跟踪功能模块15由DSP单元、发射单元和接收单元组成，DSP单元包括数字信号处理器DSP和A/D电路组成，发射单元由信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器依次连接组成，接收单元由接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路依次连接组成，信号发生电路通过相敏检波电路与A/D电路相连，A/D电路通过数字信号处理器DSP与模拟开关连接，数字信号处理器DSP与主机相连。

上述神经刺激脉冲模块16产生和输出神经丛刺激电脉冲具有以下参数特征:

刺激电压

刺激针模式(体内)：最大峰值电压不超过35V；

刺激笔模式(体表)：最大峰值电压不超过60V；

刺激电流

刺激针模式(体内)：可设置范围0～5mA，步进量为0.1 mA，误差为±5%；

刺激笔模式(体表)：可设置范围0～25mA，步进量为0.1 mA，误差为±5%；

刺激脉冲宽度：在 0.1ms～1.00ms 连续变化

刺激频率: 1 Hz，2Hz ，50 Hz ， 误差为±5%。

上述神经刺激脉冲模块16的参数调节可以采用蓝牙的方式实现。

本实用新型的工作原理：开机正常工作时，由主机产生的经过调制的超声波信号通过B超探头发射并接收回波信号，接收到的回波信号经过主机的分析处理后形成图像显示在显示器上面，如果此时神经丛刺激针已经进入体内组织并在超声探头的扫查范围，则可在显示器上看到神经丛刺激电极在体内组织位置的影像信息。

当“可视化神经阻滞定位引导仪”开机正常工作时，电磁空间跟踪系统开始工作，经过调制的电信号通过电磁空间跟踪信号发射器发射形成三维空间磁场，带信号接收器的手术器械组件在使用过程中将器械运动时所接收到的空间磁场信息反馈到DSP处理器及主机中进行数据处理，计算出所处的空间位置并实时以虚拟图像的方式显示在显示器的屏幕上，借助此功能可以预先规划穿刺的路线并进行效果预评价。

当“可视化神经阻滞定位引导仪”开机正常工作时，神经丛刺激针首先按照显示器显示的神经丛位置和空间跟踪定位系统产生的预规划路线，在B超探头物理中线附近1-3CM处经皮进入组织，并朝向屏幕指示的神经位置进针。此时，神经刺激脉冲模块也通过神经丛刺激针向目标神经传送电脉冲，电脉冲的参数信息均实时显示在显示器屏幕上面。受电脉冲的刺激，目标神经所支配的肌肉组织会发生抽颤，随着神经丛刺激针不断的向目标神经靠近，可逐渐的下调电脉冲的电流强度，当仅需一极小的电流（通常为0.3mA）便可使目标神经所支配的肌肉组织发生抽颤时，可判断神经丛刺激针已到达注射麻醉药的最佳位置。此时可用最少量的麻醉药达到最理想的麻醉效果。

步骤：

·将B超探头和神经丛刺激针分别接入主机的专用接口并调试至工作状态，例如：将超声诊查设定为“浅表器官和肌骨检查”模式；将神经刺激脉冲输出参数设定为2Hz\0.15ms\5mA，此数据应当显示在显示器上面；

·打开电磁空间跟踪定位系统信号发射器电源开关，系统进入工作状态；

·在皮肤表面涂抹耦合剂，将B超探头在目标神经和预备进针处范围进行扫查，并观察显示器所显示的图像，当扫查显示有目标神经出现在屏幕上，可进行下一步骤；

·多角度移动带信号接收器的穿刺器械，根据电磁空间跟踪定位系统产生的穿刺虚拟图像与显示器上显示的扫描图像中神经的相对位置进行拟合规划，确定进针路线；

·将神经丛刺激针在距B超探头近处1-3CM处经皮穿刺进入组织，按规划的路线向神经所在方向缓缓进针，同时向下调整刺激脉冲的电流强度并观察目标神经所支配的肌肉组织的抽颤幅度；

·边观察显示器显示的参数值，边调整神经丛刺激脉冲输出电流，待输出电流最小时（通常为0.3-0.5mA）仍能观察到相应肌肉组织的抽颤，即可判定已达距神经最近处，此时可选择以下操作中的一种：a.向目标神经注射麻药； b.向皮下穿刺处放置麻醉导管；完成神经阻滞。

功能：

以上步骤中“可视化神经阻滞定位引导仪”体现了下列功能：

·麻醉师在使用本实用新型进行人体神经丛阻滞定位时可以看到人体组织中神经丛的图像和经皮进入人体组织的神经丛刺激针，可以直观的判断它们的相对位置；

·麻醉师在使用本实用新型进行人体神经丛阻滞穿刺时可利用空间定位跟踪技术来获知手术器械在人体内的三维空间位置,并以虚拟图像实时显示在屏幕上面,可以为医师的各种手术穿刺计划、实施和效果预评价提供即时和积极的帮助；

·在使用超声引导刺激针向神经方向穿刺时，电脉冲刺激使得目标神经支配的肌肉组织发生抽颤，提示麻醉师寻找目标神经的正确性；

·最小阈值刺激电流可提示麻醉师：穿刺针尖端已到达适宜的注药位置；

·阻滞成功率接近完美；

·只需一人便可完成过去需要二人的操作。

Claims (4)

1.一种可视化神经阻滞定位引导仪，其特征是主要由主机、显示器、B超探头、神经丛刺激针、神经探测笔和电磁空间跟踪发射器组成，B超探头和电磁空间跟踪发射器分别与主机相连，神经丛刺激针后端设置注药管接头和电极插头，神经探测笔后端设置电极插头，神经丛刺激针的电极插头和神经探测笔的电极插头都通过电极承插口与主机相连，电极承插口与一个电极夹相连，主机由工况机模块、 B超模块、电磁定位跟踪功能模块和神经刺激脉冲模块组成，B超模块由现场可编程门阵列FPGA、图像的坐标转换和插值处理器ARM和图像数字化处理DSP组成；神经刺激脉冲模块包括ARM芯片构成的核心控制电路，核心控制电路由升压电路、恒流电路、电子开关和测量电路组成，神经刺激脉冲模块可以产生、调节和输出神经丛刺激电脉冲；电磁定位跟踪功能模块由DSP单元、发射单元和接收单元组成，DSP单元包括数字信号处理器DSP和A/D电路组成，发射单元由信号发生电路、模拟开关、功放电路和发射器依次连接组成，接收单元由接收器、放大电路、滤波电路和相敏检波电路依次连接组成，信号发生电路通过相敏检波电路与A/D电路相连，A/D电路通过数字信号处理器DSP与模拟开关连接，数字信号处理器DSP与主机相连。

2.根据权利要求1所述的可视化神经阻滞定位引导仪，其特征是神经刺激脉冲模块产生和输出神经丛刺激电脉冲具有以下参数特征:

刺激电压

刺激针模式体内：最大峰值电压不超过35V；

刺激笔模式体表：最大峰值电压不超过60V；

刺激电流

刺激针模式体内：可设置范围0～5mA，步进量为0.1 mA，误差为±5%；

刺激笔模式体表：可设置范围0～25mA，步进量为0.1 mA，误差为±5%；

刺激脉冲宽度：在 0.1ms～1.00ms 连续变化

刺激频率: 1 Hz，2Hz，50 Hz，误差为±5%。

3.根据权利要求1所述的可视化神经阻滞定位引导仪，其特征是神经刺激脉冲模块的参数调节可以采用蓝牙的方式实现。

4.根据权利要求1所述的可视化神经阻滞定位引导仪，其特征是主机安装在可升降机架上。