[发明专利]一种实时显示穿刺针位置的超声图像引导系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种实时显示穿刺针位置的超声图像引导系统及其使用方法，引导系统包括超声图像诊断仪、微激励器和谐波振荡器，微激励器与谐波振荡器连接，所述微激励器包括包裹层、两个外层和中间层，两个外层相对设置，中间层的上下表面通过导电胶分别与两个外层连接，所述外层由绝缘层和电极层组成，所述中间层由隔离层和压电片组成，所述压电片设置在隔离层的一端；所述包裹层为涂覆在两个外层外表面的PDMS(聚二甲基硅氧烷)层。本发明能在超声图像诊断仪显示的图像中实时识别出穿刺针的穿刺端所处位置，同时其结构简单、使用方便、成本较低，便于操作者的学习。

技术领域

本发明涉及一种实时显示穿刺针位置的引导系统及其使用方法，具体是一种实时显示穿刺针位置的超声图像引导系统及其使用方法。

背景技术

通过皮肤的体外或体内(如与各种内窥镜结合)的细针穿刺活体组织检查或抽吸在临床诊断中被广泛使用，这种技术与开放性手术式的活体检查相比更安全，创伤小。此外，细针也可以应用于治疗(如通过微波和射频的针式癌症消融)。利用现有的临床成像方法(如CT(电子计算机断层扫描)，MRI(核磁共振成像)和超声波成像)，活体组织穿刺的操作者可以实时地通过显示的图像观察活检穿刺针的位置，并以此信息引导调整穿刺针的运动方向使其逐步向目标区域前进。在这些成像模式中，优先选用超声波成像的引导方法，这主要由于超声波相对于CT及MRI具有非电离、非辐射性、低成本、可移动性和高帧速率的优点。但是由于超声波扫描后显示的图像其分辨率较低，同时一般穿刺针的直径较小(尤其是穿刺针端部直径极小)，因此在进行穿刺时在超声波显示的图像中无法清晰可靠地显示穿刺针(或部分显示穿刺针)的位置进而无法对穿刺针的穿刺端部的位置准确定位，最终导致该图像无法对操作者的穿刺工作起到引导作用。在影像引导肾活体组织检查中，CT的准确率为93.8％，而超声检查的相应值为76.4％。在超声波引导下甲状腺活体组织检查的成功率为68％至96.6％。活体组织检查错位可导致穿刺针多次插入、较长的检查和诊断时间、对其他组织或器官的不必要损伤、以及多次重复性操作。

目前行业内已经开发了几种系统及方法用以在超声波成像引导下改善穿刺细针的可视化。其中一种系统及方法是用二维实时超声波成像的位置数据标记目标及其周围组织的三维结构用于穿刺体的导航，同时在超声探头和导管中的嵌入多个传感器(如电磁和光学传感器)用于确定穿刺针穿刺端(即针头)的准确位置，并且在超声波图像上实时显示当前位置和预测轨迹。在最大误差为2.96毫米的非手术环境中，系统估计的位置精度可达到0.71±0.43mm。这种方式虽然使超声波图像可确定穿刺针的实时位置，但是其不仅需要多种传感器及硬件的支持，另外也需要相应的超声波成像系统的支持，而且对每个不同检体均需探测穿刺目标点周围组织的三维结构用于穿刺体的导航；由于上述原因这种方式实施复杂、不便于操作者学习、成本较高，而且一旦发生故障无法尽快进行修复。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种实时显示穿刺针位置的超声波引导系统及其使用方法，能在超声图像诊断仪显示的图像中实时识别出穿刺针的穿刺端所处的位置，同时其结构简单、使用方便、成本较低，便于操作者的学习。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该种实时显示穿刺针位置的超声图像引导系统，包括超声图像诊断仪、微激励器和谐波振荡器，微激励器与谐波振荡器连接，所述微激励器包括包裹层、两个外层和中间层，两个外层相对设置，中间层的上下表面通过导电胶分别与两个外层连接，所述外层由绝缘层和电极层组成，所述中间层由隔离层和压电片组成，所述压电片设置在隔离层的一端；所述包裹层为涂覆在两个外层外表面的PDMS(聚二甲基硅氧烷)层；采用PDMS薄膜具有良好的生物相容性，并且使装置与导电性体液隔离。

进一步，所述压电片为PZT(锆钛酸铅)压电陶瓷片。

进一步，所述隔离层和绝缘层的材质均为LCP(液晶聚合物)。

进一步，所述导电胶为导电环氧树脂。

一种微激励器的制备方法，具体步骤为：