CN212118279U - 一种微小病灶三维磁定位探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种微小病灶三维磁定位探测装置。探测装置包括手持部、管体和探测单元；手持部的一端设置信号连接器，另一端与管体的一端连接，手持部内设三维探测处理电路；探测单元与管体的另一端部连接；探测单元包括X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器，每个传感器均位于不同的平面内，各平面之间两两相互垂直，X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器并联，每个传感器分别独立地与三维探测处理电路电连接。采用可伸缩三维探测单元，探测单元由X、Y和Z轴传感器构成，各传感器分别可探测与此垂直方向的病灶。结合患者术前CT结果构建出一个三维模型，以直观图像的形式展现在术者面前，以实现对微小肿瘤病灶的精确切除。
Description
技术领域
本实用新型属于体内诊疗技术领域，具体涉及一种微小病灶三维磁定位探测装置。
背景技术
在大多数晚期肿瘤病人中常常会出现肺部或肝脏和肠道的转移，或者一部分患者肺部多发肿瘤灶。由于肺部的病灶大多数位于肺门或者肺叶内部，在肺表面无法看到病灶的位置。此外由于肺部和肠腔属于含气体器官，也无法利用超声对病灶进行定位。且术前CT定位对手术指导作用有限，手术过程中仅能做到对大病灶的切除，很难做到对微小病灶的精确定位切除，导致患者手术切除不彻底，影响预后。目前还未有相关专门用于外科手术微小病灶的定位装置。
实用新型内容
本实用新型提供一种三维磁定位探测装置，所述装置包括手持部、管体和探测单元；
所述手持部的一端设置信号连接器，另一端与所述管体的一端连接，所述手持部内设三维探测处理电路；
所述探测单元与所述管体的另一端部连接；
所述探测单元包括X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器，每个传感器均位于不同的平面内，各平面之间两两相互垂直，所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器并联，每个传感器分别独立地与所述三维探测处理电路电连接。
根据本实用新型，所述管体为长度可调或不可调的管体，优选为长度可调的管体，例如为伸缩管体。进一步地，所述伸缩管体包括外杆和设置在外杆内部的内杆。其中，所述伸缩管体的展开长度可以为30-35cm，例如30cm、31cm、32cm、33cm、34cm、35cm。其中，所述伸缩管体未展开的长度等于外杆的长度，例如大于或等于15-17.5cm。进一步地，所述外杆的直径为4-10mm，例如5-9mm，又如6-8mm。
根据本实用新型，所述管体的材质可以为耐高温和耐腐蚀性的材料，例如金属、PEEK(聚醚醚酮)等中的至少一种；优选地，所述金属和PEEK为医用级别。
根据本实用新型，所述内杆与所述探测单元连接。进一步地，所述内杆与所述探测单元的连接处设置绝缘支架，绝缘支架用于防止连接处漏电。优选地，所述绝缘支架的材质为耐高温和耐腐蚀性的材料，例如PEEK(聚醚醚酮)等材料。
根据本实用新型，所述探测单元还包括保护罩，所述保护罩设置在所述探测单元的外部；优选地，所述保护罩的材质可以为耐高温和耐腐蚀性的材料，例如PEEK(聚醚醚酮)等材料。
根据本实用新型，所述三维探测处理电路中含有处理芯片，所述处理芯片可以为TDA0161芯片、QA740161芯片或TCA355G等。
根据本实用新型，所述三维探测处理电路包括与X轴传感器连接的X轴探测处理电路，与Y轴传感器连接的Y轴探测处理电路，与Z轴传感器连接的Z轴探测处理电路，所述X轴探测处理电路、Y轴探测处理电路、Z轴探测处理电路为并联关系。其中，所述X轴探测处理电路、Y轴探测处理电路、Z轴探测处理电路的电路结构相同，以X轴探测处理电路为例，其包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、拾波线圈(Pick-up线圈)、电阻R2和电源；所述拾波线圈包括第一电感L1和第二电感L2；所述处理芯片与X轴传感器之间通过第一电感L1、第二电感L2进行信号交互，所述第一电感L1与探测芯片之间设置有第一电容C1和第二电容C2，所述第一电感L1通过第一电容C1、第二电容C2与处理芯片的滤波端相连接。例如，所述第一电容C1的一端和处理芯片的第3引脚连接，其另一端和处理芯片的第7引脚连接。例如，所述第二电容C2的一端和处理芯片的第7引脚连接，其另一端和芯片第5引脚连接。例如，所述第三电容C3的一端与处理芯片的第8引脚连接，其另一端与电阻R2连接。例如，所述第四电容C4的一端与处理芯片的第6引脚连接，其另一端通过线路与所述信号连接器连接。例如，所述处理芯片的第1引脚与电源连接。
优选地，所述三维探测处理电路的结构如图2所示。
根据本实用新型，所述三维探测处理电路中的连接均为本领域已知连接方式。
根据本实用新型，所述手持部的形状优选为便于人手把持的形状。
根据本实用新型，所述信号连接器用于连接三维探测处理电路和位于装置外的主机控制单元，所述主机控制单元用于对所述三维探测处理电路通过信号连接器传输出来的数据进行分析处理，构建得到病灶的立体模型。其中，所述信号连接器可以选自本领域已知信号连接器。其中，所述主机控制单元还包括显示装置，所述显示装置可以选自本领域已知信号显示仪表。
根据本实用新型，所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器相同，各自的探测范围为0-20mm。优选地，所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器均为IST8310三轴地磁传感器。
根据本实用新型，所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器同时测量、协同工作。
进一步地，本实用新型还提供使用上述三维磁定位探测装置的探测方法，所述探测方法包括如下步骤：向病灶周围注入磁性定位制剂，将所述探测装置置于磁性定位制剂附近进行扫描，处理芯片调整X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器的共振频率与磁性定位制剂相同，传感器分别将探测到的信号通过各自连接的探测处理电路，输送至主机控制单元的计算机中，分析构建得到病灶的立体模型。
本实用新型中，各传感器与病灶中磁性定位制剂距离的变化会使处理芯片在拾波线圈线圈中产生的共振频率也随之变化，传感器将共振频率信号传输至探测处理电路，即可确认各传感器与磁性定位制剂的相对位置关系，进而构建出病灶的三维模型。当所述传感器位于体外，其与体内待感应物距离不同时，所述传感器的感应信号强度不相同，且所述传感器与待感应物距离越近，相应的感应信号越强。
根据本实用新型的技术方案，所述病灶为微小肿瘤病灶，例如，所述病灶可以为直径0.7-1.5cm的球形体或类球形体，又如直径为1cm的球形体或类球形体。
根据本实用新型的技术方案，所述病灶为位于含气体器官中的病灶，例如所述含气体器官为腹部或肺部，优选肠腔或胸腔。例如，通过肠镜查找病灶部位，并向病灶部位注入磁性定位制剂，将探测单元放置在腹腔内部，在肠管表面移动外部并观察信号变化，当各传感器信号最强时即为病灶所对应的部位。
根据本实用新型的技术方案，所述磁性定位制剂注入病灶周围后能够与病灶部位特异性结合并蓄积，定位制剂与病灶部位的结合较紧密且不易扩散，能够作为影像持久的定位标志物，定位精确度较高。同时，定位制剂可以通过粘膜下局部注射的方式进行标记，避免含铁微粒静脉应用的安全性问题，定位标记物不干扰手术的同时还能够为小微病灶的影像检查提供标志物指引。优选地，所述磁性定位制剂可以为四氧化三铁磁性材料。
根据本实用新型的技术方案，各传感器与病灶中磁性定位制剂距离的变化将会导致Pick-up线圈的电感量发生改变，利用邻近探测芯片在Pick-up线圈中产生特定的共振频率(各传感器的共振频率与磁性定位制剂相匹配)，当其电感量发生变化时，该共振频率也随之变化。本实用新型的传感器采用本领域已知的磁性传感器线圈，当传感器在体内移动时，传感器线圈生成指示位置信号。位置信号通过检测电路被转换为可被主机控制单元理解的形式。
根据本实用新型的技术方案，所述立体模型的构建还可以结合术前CT结果。
进一步地，本实用新型还提供上述装置用于微小病灶的探测。优选为微小肿瘤病灶，例如，所述病灶可以为直径0.7-1.5cm的球形体或类球形体，又如直径为1cm的球形体或类球形体。
本实用新型的有益效果：
本申请发明人发现目前还未有相关专门用于外科手术微小病灶的定位装置。本实用新型装置属于首创，采用可伸缩三维探测单元，探测单元由X、Y和Z轴传感器构成，各传感器分别可探测与此垂直方向的病灶。结合患者术前CT结果构建出一个三维模型，以直观图像的形式展现在术者面前，以实现对微小肿瘤病灶的精确切除。
患者术前常规需要进行CT引导下穿刺活检以确定肿瘤的性质，可在术前穿刺的时候在病灶周围同时注入四氧化三铁的磁性材料，进行手术的时候可通过电磁感应原理，利用探测单元从三维空间对深部病灶进行定位，根据各传感器与磁性定位制剂距离的变化会使Pick-up线圈的电感量发生改变，处理芯片在Pick-up线圈中产生的共振频率也随之变化，通过处理芯片将对共振频率信号进行测量，进而将共振频率信号传输至主机控制单元中，通过分析处理构建出一个病灶的立体模型，进而在显示屏上显示出三维立体的画面，通过这种方式，可以精确的检测出病灶的位置，从而大大节省手术的难度和手术时间；还可精确指导手术医生病灶所在地方，准确地指导手术切除范围，或者进行精确的射频消融术。
附图说明
图1是实施例1三维磁定位探测装置的结构示意图；
(a)为三维磁定位探测装置的正视图；(b)为三维磁定位探测装置的剖面图；(c)为三维磁定位探测装置中探测单元的局部放大图。
图2是实施例1三维磁定位探测装置中探测电路的结构示意图。
图3是实施例1三维定位探测装置与信号显示器的组装结构示意图。
附图标记：
1-手持部，2-探测单元，3-信号连接器，4-三维探测处理电路，5-X轴传感器，6-Y轴传感器，7-Z轴传感器，8-外杆，9-内杆，10-绝缘支架，11-保护罩，12-处理芯片，13-信号显示仪表，14-信号线，15-三维磁定位探测装置。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本实用新型的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
如图1和3所示的三维磁定位探测装置15，包括手持部1、管体和探测单元2；
手持部1的一端设置信号连接器3，另一端与管体的一端连接，手持部1内设三维探测处理电路4，手持部1的形状为便于人手把持的形状。
探测单元2与管体的另一端部连接；
探测单元2包括X轴传感器5、Y轴传感器6和Z轴传感器7，每个传感器均位于不同的平面内，各平面之间两两相互垂直，X轴传感器5、Y轴传感器6和Z轴传感器7并联，每个传感器分别独立地与三维探测处理电路4电连接。
管体为伸缩管体，伸缩管体包括外杆8和设置在外杆内部的内杆9。伸缩管体的展开长度为30-35cm，伸缩管体未展开的长度等于外杆的长度，外杆8的直径为6-8mm。管体的材质为耐高温和耐腐蚀性的医用级别的PEEK(聚醚醚酮)。
内杆9与探测单元2连接，内杆9与探测单元2的连接处设置绝缘支架10，绝缘支架10的材质为耐高温和耐腐蚀性的PEEK材料。
探测单元2还包括保护罩11，保护罩设置在探测单元2的外部；保护罩的材质为耐高温和耐腐蚀性的PEEK材料。
三维探测处理电路4中含有处理芯片12，处理芯片为TDA0161芯片。
如图2所示，三维探测处理电路4包括与X轴传感器连接的X轴探测处理电路，与Y轴传感器连接的Y轴探测处理电路，与Z轴传感器连接的Z轴探测处理电路，X轴探测处理电路、Y轴探测处理电路和Z轴探测处理电路为并联关系。其中，X轴探测处理电路、Y轴探测处理电路和Z轴探测处理电路的电路结构相同，以X轴探测处理电路为例，其包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、拾波线圈(Pick-up线圈)、电阻R2和电源；拾波线圈包括第一电感L1和第二电感L2；处理芯片与X轴传感器之间通过第一电感L1、第二电感L2进行信号交互，第一电感L1与探测芯片之间设置有第一电容C1和第二电容C2，第一电感L1通过第一电容C1、第二电容C2与处理芯片的滤波端相连接。第一电容C1的一端和处理芯片的第3引脚连接，其另一端和处理芯片的第7引脚连接。第二电容C2的一端和处理芯片的第7引脚连接，其另一端和芯片第5引脚连接。第三电容C3的一端与处理芯片的第8引脚连接，其另一端与电阻R2连接。第四电容C4的一端与处理芯片的第6引脚连接，其另一端通过线路与信号连接器3连接。处理芯片的第1引脚与电源连接。
信号连接器3通过信号线14连接三维磁定位探测装置中的三维探测处理电路4和位于探测装置外的主机控制单元，主机控制单元用于对三维探测处理电路通过信号连接器传输出来的数据进行分析处理，构建得到病灶的立体模型。主机控制单元还包括信号显示仪表13。
X轴传感器5、Y轴传感器6和Z轴传感器7相同，均为IST8310三轴地磁传感器，各传感器的探测范围为0-20mm。
使用本实施例提供的三维磁定位探测装置的探测方法包括如下步骤：向病灶周围注入磁性定位制剂，将探测装置放置在腹腔内部，在肠管表面移动外部并观察信号变化，处理芯片调整X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器的共振频率与磁性定位制剂相同，传感器分别将探测到的信号通过各自连接的探测处理电路，输送至主机控制单元的计算机中，分析构建得到病灶的立体模型。
本实施例探测装置适宜探测的病灶为微小肿瘤病灶，如直径0.7-1.5cm的球形体或类球形体。
以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述装置包括手持部、管体和探测单元；
所述手持部的一端设置信号连接器，另一端与所述管体的一端连接，所述手持部内设三维探测处理电路；
所述探测单元与所述管体的另一端部连接；
所述探测单元包括X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器，每个传感器均位于不同的平面内，各平面之间两两相互垂直，所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器并联，每个传感器分别独立地与所述三维探测处理电路电连接。
2.根据权利要求1所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述管体为长度可调或不可调的管体。
3.根据权利要求2所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述管体为长度可调的伸缩管体；
所述伸缩管体包括外杆和设置在外杆内部的内杆；
所述伸缩管体的展开长度为30-35cm；
所述伸缩管体未展开的长度等于外杆的长度；
所述外杆的直径为4-10mm。
4.根据权利要求3所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述管体的材质为耐高温和耐腐蚀性的材料；
所述内杆与所述探测单元连接；
所述内杆与所述探测单元的连接处设置绝缘支架；
所述绝缘支架的材质为耐高温和耐腐蚀性的材料；
所述探测单元还包括保护罩，所述保护罩设置在所述探测单元的外部；所述保护罩的材质为耐高温和耐腐蚀性的材料。
5.根据权利要求1所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述三维探测处理电路中含有处理芯片，所述处理芯片为TDA0161芯片、QA740161 芯片或TCA355G。
6.根据权利要求1所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述三维探测处理电路包括与X轴传感器连接的X轴探测处理电路，与Y轴传感器连接的Y轴探测处理电路，与Z轴传感器连接的Z轴探测处理电路，所述X轴探测处理电路、Y轴探测处理电路、Z轴探测处理电路为并联关系；
所述X轴探测处理电路、Y轴探测处理电路、Z轴探测处理电路的电路结构相同。
7.根据权利要求5所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，各轴探测处理电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、拾波线圈、电阻R2和电源；所述拾波线圈包括第一电感L1和第二电感L2；所述处理芯片与X轴传感器之间通过第一电感L1、第二电感L2进行信号交互，所述第一电感L1与探测芯片之间设置有第一电容C1和第二电容C2，所述第一电感L1通过第一电容C1、第二电容C2与处理芯片的滤波端相连接。
8.根据权利要求1所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述手持部的形状为便于人手把持的形状。
9.根据权利要求1所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述信号连接器用于连接三维探测处理电路和位于装置外的主机控制单元，所述主机控制单元用于对所述三维探测处理电路通过信号连接器传输出来的数据进行分析处理，构建得到病灶的立体模型；
所述主机控制单元还包括显示装置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的微小病灶三维磁定位探测装置，其特征在于，所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器相同，各自的探测范围为0-20mm；
所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器均为IST8310三轴地磁传感器。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20201211 |