一種彩超穿刺雙引導系統的製作方法

2023-10-10 22:53:49

專利名稱：一種彩超穿刺雙引導系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療器械，更具體地說，尤其涉及一種用於神經阻滯的穿刺引導的彩超芽刺雙弓I導系統。
背景技術：
醫院的麻醉科醫生在進行外周神經阻滯時需要對神經叢進行準確定位。傳統的方法主要依靠體表解剖標誌和異感來進行定位，屬於一種「盲探性」穿刺。有豐富臨床經驗的老一輩麻醉醫生可以保證較高的成功率。但是這種的「盲探性」穿刺對麻醉醫生的經驗要求很高，風險較大；另外對於解剖變異、燒傷等特殊患者具有局限性。現在有條件的醫院一般採用圖像或者物理的單一方法進行引導穿刺，即超聲引導或者神經刺激器引導。超聲引導的優點是直觀，缺點是精度在2_左右還不夠高、無法解決人體組織和肌肉的彈性變形帶來的誤差、操作複雜、成本很高。神經刺激器引導的優點是操作相對簡單價格相對便宜，缺點是不夠直觀、準確度也有限，其產品技術難度極大，經查國家藥品食品監督管理局的資料庫， 目前還沒有一家國內公司生產銷售。很多臨床醫學文獻中提到應用超聲聯合神經刺激器來進行神經叢定位和引導，遺憾的是，經查國家藥品食品監督管理局的資料庫，目前沒有任何國內或國外的廠家能夠提供這樣的集成的、使用方便的設備。最多是分別或者獨立使用兩種設備，而且這兩種獨立的設備之間是沒法互相參照，作用有限。究其原因，在於這樣的兩個儀器的功能集成，不是簡單的兩臺儀器簡單疊加的關係，而是涉及很多的電子、信息、軟體、超聲、物力的專業技術，需要突破很多的技術瓶頸，難度極大。我們需要使用一種可靠的工具和手段，應用超聲聯合神經刺激器來對外周神經阻滯的神經叢進行準確的雙重定位和引導，而且這兩種定位的結果是可以互相參照互相修正。簡單地說，就是一臺高度集成使用方便的神經阻滯穿刺的雙引導系統。使得神經定位更加精確；神經損傷發生率低；減少穿刺次數；拓展外周神經阻滯的應用範圍，如可開展腰叢、股神經、坐骨神經阻滯等；初學者即可獲得可靠的麻醉效果；在鎮靜或基礎麻醉狀態下同樣可以實施有效的神經阻滯；適用於解剖變異患者、小兒以及不能進行良好合作的病人；提高醫療水平；降低醫療風險、減輕患者痛苦；減少醫療費用。

發明內容
本發明的目的在於提供一種使用方便、通過同時採用圖像和物理功能的雙重方法定位神經叢的位置和形狀的彩超穿刺雙引導系統。本發明的技術方案是這樣實現的:一種彩超穿刺雙引導系統，其中該系統包括主控單元，所述主控單元連接有輸入設備和輸出設備；所述主控單元分別連接有超聲模塊和神經刺激器模塊，所述超聲模塊連接有超聲探頭，所述神經刺激器模塊連接有神經刺激針。上述的一種彩超穿刺雙引導系統中，所述超聲探頭和神經刺激針同時工作；所述主控單元收集超聲模塊和神經刺激器模塊傳輸來的參數信息經處理後進行共享，用於超聲模塊和神經刺激器模塊數信息的相互參照相互修改。上述的一種彩超穿刺雙引導系統中，所述神經刺激器模塊主要包括中央控制器、兩個電氣隔離模塊、傳輸埠、電源模塊、高電壓生成模塊、電流控制及脈衝產生模塊、刺激電流模塊、電流和阻抗檢測模塊、限流限壓模塊和聲光報警模塊；所述其中一個電氣隔離模塊一端連接傳輸埠，另一端依序連接電源模塊、高電壓生成模塊、限流限壓模塊和刺激電流模塊；所述另一個電氣隔離模塊一端連接傳輸埠，另一端依序連接中央控制器和電流控制及脈衝產生模塊；所述中央控制器還分別連接電源模塊、聲光報警模塊和電流和阻抗檢測模塊；所述刺激電流模塊和電源模塊均分別連接電流和阻抗檢測模塊和電流控制及脈衝產生模塊。上述的一種彩超穿刺雙引導系統中，所述電源模塊由電池供電模塊和USB供電模塊組成。上述的一種彩超穿刺雙引導系統中，所述超聲模塊主要由波束控制和接收模塊、波束髮送模塊、HV脈衝和混合模塊、時間增益控制模塊、前端電路模塊和T/R開關模塊組成；所述波束髮送模塊分別連接波束控制和接收模塊以及HV脈衝和混合模塊的輸入端；所述HV脈衝和混合模塊的輸出端連接超聲探頭；所述前端電路分別連接T/R開關模塊的其中一端、波束控制和接收模塊以及時間增益控制模塊；所述時間增益控制模塊還連接波束控制和接收模塊；所述T/R開關模塊的另一端連接在HV脈衝和混合模塊輸出端與超聲探頭之間的電路上。本發明採用上述結構後，通過超聲探頭和神經刺激針的相互協同工作，採集參數信息經過主控單元的處理後實現共享，用於超聲模塊和神經刺激器模塊參數信息的相互參照相互修改。使得神經定位更加精確；神經損傷發生率低；減少穿刺次數；拓展外周神經阻滯的應用範圍，如可開展腰叢、股神經、坐骨神經阻滯等；初學者即可獲得可靠的麻醉效果；在鎮靜或基礎麻醉狀態下同樣可以實施有效的神經阻滯；適用於解剖變異患者、小兒以及不能進行良好合作的病人；提高醫療水平；降低醫療風險、減輕患者痛苦；減少醫療費用。本發明具有精度高、速度快、使用功能豐富完善、具備智能處理能力，安全性高，使用方便可靠的優點。可以滿足CE、FDA及我國的嚴格的醫療器械管理規範的要求。


下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的詳細說明，但並不構成對本發明的任何限制。圖1是本發明系統的結構原理圖；圖2是本發明神經刺激器模塊的結構原理圖；圖3是本發明超聲模塊的結構原理圖；圖4是本發明超聲模塊的軟體結構示意圖。
具體實施例方式參閱圖1至圖3所示，本發明的一種彩超穿刺雙引導系統，其特徵在於，該系統包括主控單元1，所述主控單元I連接有輸入設備2和輸出設備3，本實施例中所述的主控單元I為PC主板，所述輸入設備2為鍵盤， 所述輸出設備3為顯示器；所述主控單元I分別連接有超聲模塊4和神經刺激器模塊5，所述超聲模塊4連接有超聲探頭6，所述神經刺激器模塊5連接有神經刺激針7。所述超聲探頭6和神經刺激針7同時工作；所述主控單元I收集超聲模塊4和神經刺激器模塊5傳輸來的參數信息經處理後進行共享，用於超聲模塊4和神經刺激器模塊5參數信息的相互參照相互修改，使得神經刺激通道所得的定位數據準確可靠，能夠自動補償肌肉組織變形的誤差影響，而超聲通道所得的定位圖像結果直觀方便。可以實現在一幅直觀的圖像上，同時顯示出幾何位置尺寸和電流閾值，它們之間是可以互相參照互相修正的。這樣所得的神經定位結果更加可靠，精度更加準確。在本實施例中，所述神經刺激器模塊5主要包括中央控制器5a、兩個電氣隔離模塊5b、傳輸埠 5c、電源模塊5d、高電壓生成模塊5e、電流控制及脈衝產生模塊5f、刺激電流模塊5g、電流和阻抗檢測模塊5h、限流限壓模塊5i和聲光報警模塊5j ;所述其中一個電氣隔離模塊5b —端連接傳輸埠 5c,另一端依序連接電源模塊5d、高電壓生成模塊5e、限流限壓模塊5i和刺激電流模塊5g ;所述另一個電氣隔離模塊5b —端連接傳輸埠 5c,另一端依序連接中央控制器5a和電流控制及脈衝產生模塊5f ;所述中央控制器5a還分別連接電源模塊5d、聲光報警模塊5j和電流和阻抗檢測模塊5h ;所述刺激電流模塊5g和電源模塊5d均分別連接電流和阻抗檢測模塊5h和電流控制及脈衝產生模塊5f。其中，電氣隔離模塊5b的應用，是為了達到醫療設備的AC4000V/lmin的絕緣要求。高電壓生成模塊5e採用開關DC-DC電路方案疊加LDO穩壓電路方案，高電壓可以達到90V以上，紋波係數可以達到0.1%以下。為刺激電流輸出提供穩定高電壓。並保證合理的穩定性。所述電源模塊5d由電池供電模塊和USB供電模塊組成。電流控制及脈衝產生模塊5f，電流控制採用MOS管，電流調節採用高精度運放，脈衝控制採用運放的使能端。以上措施可以高精度、快速時間響應地控制輸出到患者的電流的脈衝波型、脈衝寬度、電流值。刺激電流模塊5g和電流和阻抗檢測模塊5h，採用雙路獨立設計，分別對輸出到患者的電流值和電阻值進行檢測，保證了高精度和高可靠性。這種雙路獨立設計還可以設計成複合形式。 進一步地，神經刺激器模塊5也設計了安全保險部分，具備多重安全保險裝置:電源輸入的過壓保護、電源輸入的過壓保護、中間電路的過壓保護、中間電路的過流保護、患者電路的過壓保護、患者電路的過流保護、防止誤才作的瞬間電流過大軟體限制。保證患者和操作者的使用中的安全，也保證儀器避免損毀。同時，神經刺激器模塊5的中央控制器5a及周邊電路部分採用嵌入式CPU硬體平臺，是經刺激器模塊的控制、檢測和智能運算的核心，它指揮協同所有其他部分的工作，控制整個系統的正常工作，提供輸入輸出接口，並提供軟體處理的平臺。本實施例中所述超聲模塊4主要由波束控制和接收模塊4a、波束髮送模塊4b、HV脈衝和混合模塊4c、時間增益控制模塊4d、前端電路模塊4e和T/R開關模塊4f組成；所述波束髮送模塊4b分別連接波束控制和接收模塊4a以及HV脈衝和混合模塊4c的輸入端；所述HV脈衝和混合模塊4c的輸出端連接超聲探頭6 ;所述前端電路4e分別連接T/R開關模塊4f的其中一端、波束控制和接收模塊4a以及時間增益控制模塊4d ;所述時間增益控制模塊4d還連接波束控制和接收模塊4a ;所述T/R開關模塊4f的另一端連接在HV脈衝和混合模塊4c輸出端與超聲探頭6之間的電路上。
波束控制和接受模塊4a是嵌入式智能平臺，它控制底層的硬體協同，並與上位機進行通訊。它包括兩個獨立的信息處理通路:波束髮送與HV脈衝和混合構成超聲波信號發射通路；前端電路模塊4e與時間增益控制模塊4d、T/R開關模塊4f構成超聲波信號接收通路。它們同時控制超聲探頭髮射超聲波和接收超聲波，其控制方式為B模式、CW模式、PW模式、DW模式的掃描方式。參閱圖4所示，本發明所述US超聲模塊的軟體信息處理包括:預處理部分10、B模式處理部分11、彩色/功率都卜勒處理部分12、PW模式頻譜處理部分13、掃描轉換和後處理部分14、用戶界面和數據分析部分15。所有接收的回波信號都要經過與處理，然後再分別進行B模式處理、彩色/功率都卜勒處理和、Pff模式頻譜處理。其中B模式處理和彩色/功率都卜勒處理的結果還需要經過掃描轉換和後處理以形成掃描圖像重建。以上的所有信息處理，必須在波束控制和接收部分的協同下進行。除此以外，還具有用戶界面和數據分析，讓儘可能多地信息經過處理後形成函數封裝庫，以SDK的形式與上位機軟體進行數據接口和信息交換。本發明所述的超聲成像和神經刺激器的高度集成，還體現在軟體部分的高度集成。在軟體界面中，他們可以實現必要的使用功能。在一幅直觀的圖像上，同時顯示出幾何位置尺寸和電流閾值，他們之間是可以互相參照互相修正的。這樣所得的神經定位結果更加可靠，精度更加準確。這種做法在類似產品中未見描述。但是最終操作者很需要這樣的功能。本發明具備各種 必要的系統自檢和報警功能。
權利要求
1.一種彩超穿刺雙引導系統，其特徵在於，該系統包括主控單元(1)，所述主控單元(I)連接有輸入設備(2 )和輸出設備(3 );所述主控單元(I)分別連接有超聲模塊(4)和神經刺激器模塊(5 )，所述超聲模塊(4 )連接有超聲探頭(6 )，所述神經刺激器模塊(5 )連接有神經刺激針(7)。
2.根據權利要求1所述的一種彩超穿刺雙引導系統，其特徵在於，所述超聲探頭(6)和神經刺激針(7)同時工作；所述主控單元(I)收集超聲模塊(4)和神經刺激器模塊(5)傳輸來的參數信息經處理後進行共享，用於超聲模塊(4)和神經刺激器模塊(5)參數信息的相互參照相互修改。
3.根據權利要求1所述的一種彩超穿刺雙引導系統，其特徵在於，所述神經刺激器模塊(5)主要包括中央控制器(5a)、兩個電氣隔離模塊(5b)、傳輸埠(5c)、電源模塊(5d)、高電壓生成模塊(5e)、電流控制及脈衝產生模塊(5f)、刺激電流模塊(5g)、電流和阻抗檢測模塊(5h)、限流限壓模塊(5i )和聲光報警模塊(5 j );所述其中一個電氣隔離模塊(5b) —端連接傳輸埠(5c) ，另一端依序連接電源模塊(5d)、高電壓生成模塊(5e)、限流限壓模塊(5i)和刺激電流模塊(5g);所述另一個電氣隔離模塊(5b) —端連接傳輸埠(5c),另一端依序連接中央控制器(5a)和電流控制及脈衝產生模塊(5f);所述中央控制器(5a)還分別連接電源模塊(5d)、聲光報警模塊(5j )和電流和阻抗檢測模塊(5h);所述刺激電流模塊(5g)和電源模塊(5d)均分別連接電流和阻抗檢測模塊(5h)和電流控制及脈衝產生模塊(5f)。
4.根據權利要求3所述的一種彩超穿刺雙引導系統，其特徵在於，所述電源模塊(5d)由電池供電模塊和USB供電模塊組成。
5.根據權利要求1所述的一種彩超穿刺雙引導系統，其特徵在於，所述超聲模塊(4)主要由波束控制和接收模塊(4a)、波束髮送模塊(4b)、HV脈衝和混合模塊(4c)、時間增益控制模塊(4d)、前端電路模塊(4e)和T/R開關模塊(4f)組成；所述波束髮送模塊(4b)分別連接波束控制和接收模塊(4a)以及HV脈衝和混合模塊(4c)的輸入端；所述HV脈衝和混合模塊(4c)的輸出端連接超聲探頭(6);所述前端電路(4e)分別連接T/R開關模塊(4f)的其中一端、波束控制和接收模塊(4a)以及時間增益控制模塊(4d);所述時間增益控制模塊(4d)還連接波束控制和接收模塊(4a);所述T/R開關模塊(4f )的另一端連接在HV脈衝和混合模塊(4c)輸出端與超聲探頭(6)之間的電路上。
全文摘要
本發明公開了一種彩超穿刺雙引導系統；屬於醫療器械技術領域；其技術要點包括主控單元，所述主控單元連接有輸入設備和輸出設備；所述主控單元分別連接有超聲模塊和神經刺激器模塊，所述超聲模塊連接有超聲探頭，所述神經刺激器模塊連接有神經刺激針。；本發明旨在提供一種使用方便、通過同時採用圖像和物理功能的雙重方法定位神經叢的位置和形狀的彩超穿刺雙引導系統；用於神經阻滯的穿刺引導。
文檔編號A61B8/00GK103156642SQ20131004700
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月5日 優先權日2013年2月5日
發明者郭淑兒 申請人:廣州曼翔醫療器械有限公司