[发明专利]导引穿刺用的超音波探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用压电换能器的操作频率、曲率半径与孔径来决定侦测范围区域的超音波探头。

背景技术

目前穿刺手术广泛应用于临床，例如麻醉(anesthesia)、止痛(analgesia)、切片检查(biopsy)、抽吸(aspiration)等等。对于穿刺部位(site)处于骨组织附近的状况，医师经常凭借其专业训练与临床经验将穿刺针避开骨组织，然而，此种肉眼看不到穿刺过程的方法(blind process)会造成穿刺针扎伤骨组织的案例。

近年来，使用超音波影像导引穿刺针的技术开始应用于临床。早期，医生通过两手操作穿刺针，需再请另一助手操作超音波探头，以撷取所要的组织影像，整个穿刺过程医师操作不便以及耗时。随后发展为医生单手拿着超音波探头，另一只手(惯用手)进行穿刺，然而，一旦非惯用手对超音波探头控制不佳或是疲劳造成探头移动，则会导致影像必须重新寻找及穿刺针滞留于体内过久的问题，甚至于造成穿刺针刺到骨组织，致使病患疼痛。因此，虽然有超音波影像导引，但是医师仍需要高难度的操作技术，即可能造成穿刺手术失败。

另外，目前用于导引穿刺手术的市售超音波系统有GE LOGIQ e、Philips HD11 XE、SonoSite MicroMaxx、Zonare Medical Systems z.one ultra等等，然而，这些系统中的超音波探头并未与穿刺针整合，而是各自独立操作的组件，依然存在医师操作不便、耗时与穿刺手术失败等问题。再者，单纯针对穿刺针避开骨组织的应用，市售的超音波影像系统明显是杀鸡用牛刀，成本相对提高。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种超音波探头。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超音波探头，至少包括：一超音波探头，其中心处设有一空心通道；一穿刺针，穿插到超音波探头的空心信道内；至少两个压电换能器，环绕着空心通道来排列；并且利用各个压电换能器的焦区宽度与操作频率来决定该超音波探头的侦测范围区域。

本发明的超音波探头其特点在于探头结构与穿刺针作整合，进而达成医师方便操作超音波探头侦测骨组织且同步导引穿刺针的目的。侦测骨组织原理乃使用超音波A模式(A-mode方式，通过骨组织与其他组织之间回波讯号强度明显的差异达到辨识效果。

本发明的优势之一乃结合穿刺针的超音波探头设计。探头的几何中心因应穿刺针之外径而设计一个适当的通道，以利穿刺针进出。探头的外型设计为手持式且重量轻，易于医师掌控。

本发明的另一个优势为A-mode超音波探头操作相对简易，而且探头产生与接收超音波的换能器与后端系统相对低成本。

本发明另一个优势则是超音波探头包含至少两种不同焦长(focal length)、孔径(aperture diameter)与操作频率(operation frequency)的压电换能器(piezoelectrical transducers)，依据穿刺部位邻近骨组织的结构与分布，可以设计出最佳的焦长与频率。

本发明另一个优势是超音波探头利用具备生物兼容、耐高低温、耐酸碱腐蚀、高绝缘的材料进行真空镀膜封装，所以探头在经过手术用器械的标准灭菌处理后，其工作特性不受影响，且在穿刺手术完成后可与穿刺针一同抛弃。

其中本发明的技术特征与实施例，将配合图示在如下的实施方式中详细说明，让本发明所属技术领域中具有通常知识者，能了解其内容，并可据以实施。

附图说明

图1A为本发明探头中心的YZ平面剖面图。

图1B为本发明探头中心的XZ平面剖面图。

图1C为本发明探头中心的XY平面剖面图。

图2A为本发明压电换能器结构一的X’Y’平面剖面图。

图2B为本发明压电换能器结构一的Y’Z’平面剖面图。

图3A为本发明构造二探头中心的XZ或YZ平面剖面图。

图3B为本发明构造二探头中心的XY平面剖面图。

图3C为本发明压电换能器结构二的XZ或YZ平面剖面图。

图4A为本发明穿刺前的作用原理示意图。

图4B为本发明穿刺前的回波讯号示意图。

图5A为本发明穿刺中的作用原理示意图。

图5B为本发明穿刺中的回波讯号示意图。

【主要组件符号说明】