CN219699965U - 颅内电极植入的实时导航装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种颅内电极植入的实时导航装置。该装置包括：脑部探测超声探头，局部探测超声探头；脑部探测超声探头安装在大脑上设置的颅孔环上，脑部探测超声探头朝向颅内，其中，脑部探测超声探头用于实时采集颅内全脑的第一范围的第一超声图像；局部探测超声探头设置在套管针芯的头端，其中，套管针芯用于穿过颅孔环，将电极插入颅内的预定位置；局部探测超声探头用于采集头端附近的第二范围内的第二超声图像，其中，第二范围的尺寸小于第一范围的尺寸，第二超声图像的分辨率高于第一超声图像。解决了相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

Description

颅内电极植入的实时导航装置

技术领域

本申请涉及超声成像领域，具体而言，涉及一种颅内电极植入的实时导航装置。

背景技术

医学超声成像作为四大医学影像技术之一，其工作原理是基于超声波在不同生物组织中的传播、反射不同进行成像，广泛应用于产科、眼科、内科、心血管科等医学的临床诊断，具有实时性好、无电离辐射、低成本等独特优点。目前全球1/6的人口受到神经和精神疾病的困扰，其中功能障碍、退行性和精神病等诸多疾病尚缺乏足够治疗手段，脑深部电刺激(deep brain stimulation,DBS)神经调控治疗是目前已知最具潜力和临床前景的技术手段。

然而临床中，关键的术中电极植入仅靠术前影像和术后影像完成手术，因无术中实时影像导航，造成血管破例、电极刺激点位略偏离等，存在出血的及可能诱发抑郁症的风险。仅有1.6％-4.5％的重症PD患者接受该治疗。传统脑深部电刺激电极植入定位中，依赖术前手术规划，无法进行术中实时导航，容易出现植入过程中出血、位置偏移。

针对相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种颅内电极植入的实时导航装置，以解决相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种颅内电极植入的实时导航装置，包括：脑部探测超声探头，局部探测超声探头；所述脑部探测超声探头安装在大脑上设置的颅孔环上，所述脑部探测超声探头朝向颅内，其中，所述脑部探测超声探头用于实时采集颅内全脑的第一范围的第一超声图像；所述局部探测超声探头设置在套管针芯的头端，其中，所述套管针芯用于穿过所述颅孔环，将电极插入颅内的预定位置；所述局部探测超声探头用于采集所述头端附近的第二范围内的第二超声图像，其中，所述第二范围的尺寸小于所述第一范围的尺寸，所述第二超声图像的分辨率高于所述第一超声图像。

可选的，所述脑部探测超声探头的工作频率为第一频率范围，其中，所述第一频率范围的超声探测波用于采集所述第一范围的第一超声图像；所述局部探测超声探头的工作频率为第二频率范围，其中，所述第二频率范围的超声探测波用于采集所述第二范围的第二超声图像，所述第二频率范围高于所述第一频率范围。

可选的，所述第一频率范围为大于或等于4MHz且小于20MHz的中频范围；所述第二频率范围为大于或等于20MHz的高频范围。

可选的，所述脑部探测超声探头为凸阵超声探头，所述局部探测超声探头为相控阵超声探头。

可选的，所述凸阵超声探头包括外壳和超声换能器，所述超声换能器包括多个阵元，所述多个阵元沿着曲面布设，以形成预设角度的探测范围。

可选的，所述超声换能器还包括匹配层，柔性电路板和背衬层，所述匹配层设置在所述多个阵元形成的压电层之上，所述柔性电路板与所述压电层上的多个阵元相连，并外置在所述匹配层的上层，所述背衬层设置在所述压电层的下层，所述压电层的表面与所述曲面相匹配。

可选的，所述凸阵超声探头的外壳上设置有套筒，所述套筒径向可旋转安装在所述外壳上，所述套筒用于滑动安装所述套管针芯，以使所述套管针芯上下滑动和/或旋转。

可选的，所述凸阵超声探头的外壳上还设置有卡钳结构，所述卡钳结构设置在所述凸阵超声探头的外壳上，用于在使用时将所述凸阵超声探头卡钳在所述颅孔环上，以固定所述凸阵超声探头的位置。

可选的，所述装置还包括：可移动主机，所述可移动主机与所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头均相连，用于为所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头供电，并接收所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头采集的数据；

可选的，所述可移动主机包括：显示屏，可移动主体；所述显示屏设置在所述可移动主体上，所述可移动主体包括处理设备，操作设备，所述处理设备通过连接线与所述脑部探测超声探头相连。

本申请通过脑部探测超声探头探测颅内全脑的第一范围的第一超声图像，并通过局部探测超声探头在电极植入过程中采集套管针芯的头端附近的第二范围内的第二超声图像，通过第一超声图像得到套管针芯在整个脑部中的位置，并通过第二超声图像得到用于安装电极的套管针芯的头端在颅内局部区域的位置，并详细展示附近的血管等组织，达到了在电极植入的过程中从脑部维度和头端附近的局部维度，这两个尺度进行实时导航的目的，实现了提高了电极植入导航的效率，降低电极植入的难度的技术效果，进而解决了相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种颅内电极植入的实时导航装置的示意图；

图2是根据本申请实施方式提供的颅内电极植入导航装置的示意图；

图3是根据本申请实施方式提供的凸阵超声探头结构的示意图；

图4是根据本申请实施方式提供的相控阵超声探头的安装结构的示意图；

图5是根据本申请实施方式提供的凸阵超声探头和相控阵超声探头的装配结构的示意图。

上述附图的附图标记如下：

11—脑部探测超声探头，12—局部探测超声探头，13—颅孔环，14—套管针芯，141—头端，2—凸阵超声探头，3—相控阵超声探头，4—显示屏，5—可移动主体，21—压电层，22—匹配层，23—柔性电路板，24—套筒。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本申请实施例提供的一种颅内电极植入的实时导航装置的示意图，如图1所示，根据本申请的一个方面，提供了一种颅内电极植入的实时导航装置，包括：脑部探测超声探头11，局部探测超声探头12；

脑部探测超声11探头安装在大脑上设置的颅孔环13上，脑部探测超声探头11朝向颅内，其中，脑部探测超声探头11用于实时采集颅内全脑的第一范围的第一超声图像；局部探测超声探头12设置在套管针芯14的头端，其中，套管针芯14用于穿过颅孔环13，将电极插入颅内的预定位置；局部探测超声探头12用于采集头端附近的第二范围内的第二超声图像，其中，第二范围的尺寸小于第一范围的尺寸，第二超声图像的分辨率高于第一超声图像。

上述装置通过脑部探测超声探头探测颅内全脑的第一范围的第一超声图像，并通过局部探测超声探头在电极植入过程中采集套管针芯的头端附近的第二范围内的第二超声图像，通过第一超声图像得到套管针芯在整个脑部中的位置，并通过第二超声图像得到用于安装电极的套管针芯的头端在颅内局部区域的位置，并详细展示附近的血管等组织，达到了在电极植入的过程中从脑部维度和头端附近的局部维度，这两个尺度进行实时导航的目的，实现了提高了电极植入导航的效率，降低电极植入的难度的技术效果，进而解决了相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

上述脑部探测超声探头11的工作频率较低，可以检测深度比较深的组织内部，在本实施例的颅内电极植入的过程中，可以通过脑部探测超声探头探测到大部分脑部的组织情况，生成的第一范围的第一超声图像可以从较大的尺度上显示出套管针芯的位置。

脑部探测超声探头可以在较大的尺度上对套管针芯进行方向上的导航，尤其是在套管针芯刚伸入颅内，或者植入电极的目标位置较深的情况下，需要有一个大致的前进方向，来指导套管针芯靠近目标位置。因此，脑部探测超声探头的尺寸可以略大，分辨率可以较低，图像质量可以略差，主要是保证扫描范围，来大致确定套管针芯在全脑中的位置。

上述脑部探测超声探头可以为凸阵超声探头或者相控阵超声探头。优选为凸阵超声探头。

在套管针芯与目标位置比较近，或者套管针芯不可避免的靠近了复杂组织，就需要使用局部探测超声探头，扫描套管针芯头端附近第二范围的第二超声图像。局部探测超声探头可以通过布线的方式设置在套管针芯的头端位置，其物理尺寸更小。通常选择相控阵超声探头，以保证较小的物理尺寸。

需要说明的是，上述套管针芯为中空结构，将线条状的电极放置在套管针芯内部，在套管针芯的头端伸入到颅内需要植入电极的目标位置时，打开套管针芯将线条状的电极设置在上述目标位置。

局部探测超声探头12的工作频率较高，其探测的深度较浅，范围较小，但是其精确度更高，生成的第二超声图像的分辨率更高，可以采集到更加细微的组织细节。

在套管针芯与目标位置比较近，或者套管针芯不可避免的靠近了复杂组织的情况下，先停止套管针芯的伸入。并采用相控阵超声探头采集此刻位置的第二图像，也即是此刻位置下，套管针芯头端附近的组织图像。进而根据更加详细和清晰的第二超声图像来进行更精细的导航。以便将套管针芯头端携带的电极放置到目标位置，或者在复杂组织中寻找前景的方向。

可选的，本实施例中，脑部探测超声探头为凸阵超声探头2，局部探测超声探头为相控阵超声探头3。

上述凸阵超声探头2简称凸阵探头，其工作频率较低，可以检测深度比较深的组织内部，可以在较大的尺度上对套管针芯进行方向上的导航，尤其是在套管针芯14刚伸入颅内，或者植入电极的目标位置较深的情况下，需要有一个大致的前进方向，来指导套管针芯靠近目标位置。

在套管针芯14与目标位置比较近，或者套管针芯14不可避免的靠近了复杂组织，就需要使用相控阵超声探头，扫描套管针芯14的头端141附近第二范围的第二超声图像。相控阵超声探头可以通过布线的方式设置在套管针芯的头端位置，其物理尺寸更小。

相控阵超声探头可以简称相控阵探头，相控阵超声探头的工作频率较高，其探测的深度较浅，范围较小，但是其精确度更高，生成的第二超声图像的分辨率更高，可以采集到更加细微的组织细节。

在一些实施例中，可以采用交替使用的方式，对套管针芯植入电极的进行导航。提高导航的准确性，降低对被植入者的伤害的概率。

可选的，脑部探测超声探头的工作频率为第一频率范围，其中，第一频率范围的超声探测波用于采集第一范围的第一超声图像；局部探测超声探头的工作频率为第二频率范围，其中，第二频率范围的超声探测波用于采集第二范围的第二超声图像，第二频率范围高于第一频率范围。

如上所述，第二频率范围高于第一频率范围。可选的，第一频率范围为大于或等于4MHz且小于20MHz的中频范围，优选的，可以为6MHz，8MHz，10MHz等。上述第二频率范围为大于或等于20MHz的高频范围，优选的，可以为30MHz，40MHz，50MHz等。中频范围内的超声探测信号，具有更好的穿透力，可以探测到深度更深的组织内部。而高频范围内的超声探测信号，具有更高的准确程度，可以探测到跟多的组织细节，并提高超声图像的分辨率。

上述第一范围可以为大脑范围，本实施例的凸阵超声探头可以探测到大脑表皮深至脑干、下丘脑等位置，完成对整个或部分大脑部分的超声探测。需要说明的是，第一范围是整个大脑尺度上的范围，在一些情况下，例如，颅孔环的位置过低或过高，都有可能影响到第一范围的边界。

上述第二范围可以大脑局部范围，具体可以为该套管针芯头端附近一定距离的范围，来对套管针芯头端附近的大脑组织进行超声探测，并得到更高分辨率，跟多细节的超声图像，来指导套管针芯的进一步动作。

可选的，凸阵超声探头包括外壳和超声换能器，超声换能器包括多个阵元，多个阵元沿着曲面布设，以形成预设角度的探测范围。

凸阵超声探头的超声探测工作主要由超声换能器执行。超声换能器的电路设置在外壳内部，外壳用于保护超声换能器的内部电路。

可选的，所述超声换能器还包括匹配层，柔性电路板和背衬层，所述匹配层设置在所述多个阵元形成的压电层之上，所述柔性电路板与所述压电层上的多个阵元相连，并外置在所述匹配层的上层，所述背衬层设置在所述压电层的下层，所述压电层的表面与所述曲面相匹配。

如图3所示，凸阵超声探头的超声换能器的工作频率为6MHz，超声换能器包括48阵元，通过几何结构弯曲，实现120°到180°范围的探测，还包括柔性电路板23，匹配层22，背衬层，以及与匹配层22大小相同，覆盖在匹配层22之下的压电层。背衬层设置在压电层的下方，为柔性电路板23，匹配层22，和压电层提供支撑，并阻断超声波对图阵探头内部电路元器件的影响。

可选的，凸阵超声探头的外壳上设置有套筒，套筒径向可旋转安装在外壳上，套筒用于滑动安装套管针芯，以使套管针芯上下滑动和/或旋转。

如图3所示，套筒24径向可旋转的安装在外壳上，如图5所示，套筒内可滑动安装有套管针芯14。这样在套管针芯植入电极的过程中，可以上下滑动的同时，也可以进行旋转。

在另一些实施例中，凸阵超声探头的外壳卡钳在颅孔环上，使得凸阵超声探头在颅孔环上可旋转，这样套管针芯进行植入电极的过程中，还可以进行在颅孔环的范围内进行一定程度的旋转。使得套管针芯操作更加灵活，更加方便进行电极植入。

可选的，凸阵超声探头上设置有卡钳结构，卡钳结构设置在凸阵超声探头的外壳上。

上述卡钳结构用于在使用时将凸阵超声探头卡钳在颅孔环上，以固定凸阵超声探头的位置。

可选的，装置还包括：可移动主机，可移动主机与脑部探测超声探头和局部探测超声探头均相连，用于为脑部探测超声探头和局部探测超声探头供电，并接收脑部探测超声探头和局部探测超声探头采集的数据。

可移动主机可以通过两条独立的连接线，分别与脑部探测超声探头和局部探测超声探头相连。还可以通过一条一分二的连接线，与脑部探测超声探头和局部探测超声探头均相连。

可移动主机作为控制脑部探测超声探头和局部探测超声探头均相连的控制设备，由于其体积较大，采用可移动式可以更方便根据使用需求进行移动。

在另一些可选的实施例中，可移动主机与脑部探测超声探头相连，用于为脑部探测超声探头供电，并接收脑部探测超声探头采集的数据；脑部探测超声探头上还设置有套筒，套管针芯设置在套筒内，通过套筒与脑部探测超声探头相连，用于通过脑部探测超声探头与可移动主机的连接线为相控阵超声探头供电，并将相控阵超声探头采集的数据发送给可移动主机。

在上述可选的实施例中，可移动主机采用一个连接线，先后与脑部探测超声探头和局部探测超声探头连接，一方面结构更简单，使用更便捷，另一方面还可以降低设备故障率，增加设备更换的便捷度。

具体的，可移动主机与脑部探测超声探头相连，脑部探测超声探头上还设置有套筒，套管针芯设置在套筒内，通过套筒将局部探测超声探头与脑部探测超声探头相连。

可选的，可移动主机包括：显示屏4，可移动主体5，显示屏4设置在可移动主体5上，可移动主体5包括处理设备，操作设备，处理设备通过连接线与脑部探测超声探头和/或局部探测超声探头相连。

可移动主机上还设置有显示屏，可以显示生成的第一超声图像，第二超声图像，还可以显示具体的探测数据，进行数据分析等。

可移动主机还包括可移动主体，带动上述显示屏，处理设备，操作设备进行整体移动，以根据使用需求方便操作使用。

可移动主机还包括处理设备，可以用来控制脑部探测超声探头和/或局部探测超声探头工作，同时接收脑部探测超声探头和/或局部探测超声探头采集的超声探测数据，进行数据处理和分析，并通过预设的处理算法，对超声探测数据进行处理，得到对应的超声图像。

例如，采用B超工作模式的处理算法，可以得到B超图像。采用血流功率多普勒算法，可以得到血管图像。采用发散波成像算法，可以得到相控阵发散波图像。

颅内电极植入的实时导航装置在使用时，实时接收脑部探测超声探头采集的颅内全脑的第一范围的第一超声探测数据，其中，脑部探测超声探头安装在大脑上设置的颅孔环上，脑部探测超声探头朝向颅内，实时采集颅内第一范围的第一超声探测数据；根据第一超声探测数据生成第一超声图像；实时接收局部探测超声探头采集的套管针芯的头端附近的第二范围的第二超声探测数据，其中，局部探测超声探头设置在套管针芯的头端，套管针芯用于穿过颅孔环，将电极插入颅内的预定位置，第二范围的尺寸小于第一范围的尺寸；根据第二超声探测数据生成第二超声图像。

通过脑部探测超声探头探测颅内全脑的第一范围的第一超声图像，并通过局部探测超声探头在电极植入过程中采集套管针芯的头端附近的第二范围内的第二超声图像，通过第一超声图像得到套管针芯在整个脑部中的位置，并通过第二超声图像得到用于安装电极的套管针芯的头端在颅内局部区域的位置，并详细展示附近的血管等组织，达到了在电极植入的过程中从脑部维度和头端附近的局部维度，这两个尺度进行实时导航的目的，实现了提高了电极植入导航的效率，降低电极植入的难度的技术效果，进而解决了相关技术中进行颅内电极植入时，只能根据植入前和植入后的静态图像进行导航，无法在植入过程中进行实时导航的问题。

实时接收凸阵超声探头采集的颅内全脑的第一范围的第一超声探测数据，并根据第一超声探测数据生成第一超声图像包括：通过凸阵超声探头，按照朝向颅内的方向，发送第一频率范围的第一超声探测波；通过凸阵超声探头，接收第一超声探测波的第一回波，将第一回波转换为第一超声探测数据；接收凸阵超声探头发送的第一超声探测数据，并根据第一超声探测数据生成对应的第一超声图像。

实时接收相控阵超声探头采集的套管针芯的头端附近的第二范围的第二超声探测数据，并根据第二超声探测数据生成第二超声图像包括：通过相控阵超声探头，发送第二频率范围的第二超声探测波，其中，相控阵超声探头的探测方向朝向远离套管针芯的一侧；通过相控阵超声探头，接收第二超声探测波的第二回波，将第二回波转换为第二超声探测数据；接收相控阵超声探头发送的第二超声探测数据，并根据第二超声探测数据生成对应的第二超声图像。

需要说明的是，上述根据第一超声探测数据生成对应的第一超声图像，以及根据第二超声探测数据生成对应的第二超声图像，都是采用B超工作模式的成像算法，来生成B超图像。在另一些实施例中也可以采用其他的超声探测数据的处理算法。

将第一超声图像显示在屏幕上的第一区域，将第二超声图像同步显示在屏幕上的第二区域；通过第一血流功率多普勒算法对第一超声探测数据进行处理，得到第一分辨率的第一血管图像；通过第二血流功率多普勒算法对第二超声探测数据进行处理，得到第二分辨率的第二血管图像，其中，第二分辨率大于第一分辨率；第一血管图像显示在屏幕上的第三区域，将第二血管图像同步显示在屏幕上的第四区域。

采用血流功率多普勒算法，可以得到血管图像。采用发散波成像算法，可以得到相控阵发散波图像。

上述第一超声图像显示的第一区域，第二超声图像显示的第二区域，第一血管图像显示的第三区域，以及第二血管图像显示的第四区域，可以为不同页面上的显示区域，也即是上述第一超声图像、第二超声图像、第一血管图像、第二血管图像可以显示在同一页面上的不同区域，也可以显示在不同的页面的不同区域，具体根据用户的需求和指令进行显示。

需要说明的是，本申请还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

本实施方式提供了一种用于实时导航的微型双频超声探头，本实施方式利用双频换能器及相关算法的特性，实现植入电极的实现影像导航。本实施方式在不改变临床DBS治疗流程的前提下，利用中频小凸阵探头探测脑表层及开颅区域深度部分的脑血管，在现有套管针上，集成、微型高频相控阵，电极植入过程实时导航，识别更精细的血管，为现有电极手术中实时导航。

图2是根据本申请实施方式提供的颅内电极植入导航装置的示意图，如图2所示，针对DBS电极植入术中无实时影像导航现状，整合微型中频凸阵和高频相控阵超声成像探头为一体，针对帕金森脑起搏器电极植入定位及路径导航需求，利用中频凸阵探头成像反映脑组织位置。

结合血管多普勒算法获得整个深度路径上血管分布情况，进一步通过和套管针集成一体的高频相控阵超声实时高分辨进行路径导航，确保电极位置放置准确，有效避开小血管，解决临床帕金森深部脑刺激手术副损伤大、治愈率低的问题。

1.脑皮层中频凸阵探头(也即是上述凸阵超声探头)的成像换能器：中心频率≥4MHz，尺寸≤10mm，纵向分辨率≤0.5mm，阵元数≥32阵元。

2.集成在套管针中高频相控阵探头(也即是上述相控阵超声探头)的成像换能器：中心频率≥20MHz，尺寸≤2mm，纵向分辨率≤0.15mm，集成微型换能器的套管针长度≥12cm，阵元数≥16阵元。

传统DBS电极植入定位中，依赖术前规划，无术中实时影像导航且受限于磁共振分辨率＞400μm，出现出血、脑组织副损伤、电极位置偏移带来治疗副作用，本研究可实现电极植入路径上100μm-400μm血管成像，目标靶区探测和术前规划校准；植入后靶点及电极路径周围出血探测。中高频相结合的成像分辨率高于术前磁共振成像，实现术中高分辨实时成像导航，减少出血、脑组织副损伤，进行靶点核团的精准植入，使得更多的适应症患者放心治疗。

(1)超声探头微型化设计；

为了适应电极植入颅骨开孔尺寸的需求，应用在颅孔环中的脑表面中频凸阵探头的微型化设计及实现；应用在套管针中介入式微型高频相控阵探头的设计及实现；这种微型化、中高频组合设计是非常具有实用意义的。

(2)基于B超工作模式、微血流及相控发散波的中高频融合超声成像技术；

本装置采用中频凸阵B超工作模式成像，实时成像监控介入套管针的植入情况，通过微血流多普勒算法实时显现避开重要血管，结合介入套管针内的相控阵发散波，进行前端实时穿刺过程高分辨成像，识别核团，通过中高频融合技术进行精准植入导航。

本实施方式的关键技术在于：

1.放置在颅孔环中的微型中频凸阵超声探头微型化。

图3是根据本申请实施方式提供的凸阵超声探头结构的示意图，如图3所示，优选地，凸阵超声探头设计为6MHz，48阵元，凸阵超声探头包括外壳和超声换能器部分，超声换能器包括48个阵元，通过几何结构弯曲，实现120°到180°范围的探测，超声换能器还包括压电层21，匹配层22，柔性电路板23，及背衬层。背衬层设置在柔性电路板23下层，为压电层21，匹配层22，柔性电路板23提供支撑，并阻断超声波对图阵探头内部电路元器件的影响。背衬层在图中未示出。

2.研发可以集成在套管针芯上的微型高频相控阵超声探头。

图4是根据本申请实施方式提供的相控阵超声探头的安装结构的示意图，如图4所示，优选地，相控阵超声探头3设计为30MHz，16阵元，实现10mm左右的穿透深度，分辨率约100微米，相控阵超声探头的换能器放置在套管针芯内。

图5是根据本申请实施方式提供的凸阵超声探头和相控阵超声探头的装配结构的示意图，如图5所示，相控阵超声探头3和套管针芯14通过机械组合的方式，组成中高频超声探头，放置在颅孔环13中。与凸阵超声探头2配合使用。

3.微血管功能成像算法、相控发散波、中高频融合成像算法。

本实时方式用微型中高频探头技术，结合B超工作模式、微血流功率多普勒算法和相控阵发散波成像算法，实现开颅后中小血管分布和核团成像，达到植入电极精准实时导航目标。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种颅内电极植入的实时导航装置，其特征在于，包括：脑部探测超声探头，局部探测超声探头；

所述脑部探测超声探头安装在大脑上设置的颅孔环上，所述脑部探测超声探头朝向颅内，其中，所述脑部探测超声探头用于实时采集颅内脑部的第一范围的第一超声图像；

所述局部探测超声探头设置在套管针芯的头端，其中，所述套管针芯用于穿过所述颅孔环，将电极插入颅内的预定位置；

所述局部探测超声探头用于采集所述头端附近的第二范围内的第二超声图像，其中，所述第二范围的尺寸小于所述第一范围的尺寸，所述第二超声图像的分辨率高于所述第一超声图像。

2.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，

所述脑部探测超声探头的工作频率为第一频率范围，其中，所述第一频率范围的超声探测波用于采集所述第一范围的第一超声图像；

所述局部探测超声探头的工作频率为第二频率范围，其中，所述第二频率范围的超声探测波用于采集所述第二范围的第二超声图像，所述第二频率范围高于所述第一频率范围。

3.根据权利要求2所述的导航装置，其特征在于，

所述第一频率范围为大于或等于4MHz且小于20MHz的中频范围；

所述第二频率范围为大于或等于20MHz的高频范围。

4.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述脑部探测超声探头为凸阵超声探头，所述局部探测超声探头为相控阵超声探头。

5.根据权利要求4所述的导航装置，其特征在于，所述凸阵超声探头包括外壳和超声换能器，

所述超声换能器包括多个阵元，所述多个阵元沿着曲面布设，以形成预设角度的探测范围。

6.根据权利要求5所述的导航装置，其特征在于，所述超声换能器还包括匹配层，柔性电路板和背衬层，

所述匹配层设置在所述多个阵元形成的压电层之上，所述柔性电路板与所述压电层上的多个阵元相连，并外置在所述匹配层的上层，所述背衬层设置在所述压电层的下层，所述压电层的表面与所述曲面相匹配。

7.根据权利要求6所述的导航装置，其特征在于，所述凸阵超声探头的外壳上设置有套筒，

所述套筒径向可旋转安装在所述外壳上，所述套筒用于滑动安装所述套管针芯，以使所述套管针芯上下滑动和/或旋转。

8.根据权利要求7所述的导航装置，其特征在于，所述凸阵超声探头的外壳上还设置有卡钳结构，

所述卡钳结构设置在所述凸阵超声探头的外壳上，用于在使用时将所述凸阵超声探头卡钳在所述颅孔环上，以固定所述凸阵超声探头的位置。

9.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述装置还包括：可移动主机，

所述可移动主机与所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头均相连，用于为所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头供电，并接收所述脑部探测超声探头和所述局部探测超声探头采集的数据。

10.根据权利要求9所述的导航装置，其特征在于，所述可移动主机包括：显示屏，可移动主体；

所述显示屏设置在所述可移动主体上，所述可移动主体包括处理设备，操作设备，所述处理设备通过连接线与所述脑部探测超声探头相连。