[发明专利]一种血管内超声聚焦方法、聚焦诊断仪及聚焦换能器

说明书

技术领域

本发明涉及血管内超声诊断仪，特别涉及一种血管内超声聚焦方法、聚焦诊断仪及聚焦换能器。

背景技术

血管内超声诊断仪是用以诊断心血管或外围血管的阻塞情况的最为有效的超声诊断仪器；被称为是分析心血管或外围血管的阻塞情况的“金标准”。它可以定量地检测阻塞截面的距离位置和范围大小等等。由于血管管壁由血管壁从管腔面向外依次由内膜(tunica intima)、中膜(tunica media)和外膜(tunica adventitia)组成，血管内超声诊断仪还可以用来分析血管管壁的病变情况。

血管内径仅在毫米到厘米的范围。为了分析血管堵塞和管壁的病变，需要高分辨率的血管内超声诊断仪。目前血管内超声诊断仪的工作频率在40MHz，其纵向和横向分辨率大约分别在100微米和400微米左右。提高仪器的工作频率，可以提高检测的分辨率，但是，同时也会减小仪器的检测范围(距离)和增加由于血管内的环境对信号的散射，导致减低仪器的检测信噪比。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种血管内超声聚焦方法、聚焦诊断仪及聚焦换能器，利用超声聚焦技术，显著提高了血管诊断仪的分辨率，解决了现有技术中为了提高分辨率而使检测信噪比降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种血管内超声聚焦方法，其包括以下步骤：

S11：将孔径为0.3mm～2mm的血管内超声聚焦换能器送入血管待测病变部位远端；

S12：向血管内待测病变部位360度发射超声信号，对其进行聚焦，以减小超声信号的指向角因子来提高成像分辨率，同时减小散射体积来降低血管内待测病变部位对超声信号的散射强度；

S13：同时回撤血管内超声换能器，以获知血管横断面信息。

较佳地，所述步骤S11中血管内超声聚焦换能器为血管内高频超声换能器，其实现方法为：减小血管内超声换能器的压电层以及匹配层的厚度。

较佳地，所述步骤S11中血管内聚换能器的实现方法为：将孔径为0.3mm～2mm的血管内超声换能器的背衬层和/或压电层和/或声匹配层设置机械曲面，并根据预定的焦距f确定所述机械曲面的曲率半径，聚焦因子K定义为焦距f和换能器孔径d的比，即：K＝f/d，根据预定的聚焦因子K和焦距f，计算出孔径d的尺寸；

所述步骤S12中对其进行聚焦进一步为：通过所述机械曲面的设定来完成聚焦功能。

较佳地，所述步骤S11中血管内超声聚焦换能器的实现方法为：在孔径为0.3mm～2mm的血管内超声换能器的声匹配层的前面设置声透镜，根据预定的焦距f确定所述声透镜的曲率半径，聚焦因子K定义为焦距f和换能器孔径d的比，即：K＝f/d，根据预定的聚焦因子K和焦距f，计算出孔径d的尺寸：

所述步骤S12中对其进行聚焦进一步为：通过所述声透镜的设定来完成聚焦功能。

较佳地，所述步骤S11中血管内超声聚焦换能器的实现方法为：在孔径为0.3mm～2mm的血管内超声换能器的多个超声换能单元的后面设置多个延时电路来补偿声波从焦点到各超声换能单元的声程差所引起的时间差，根据预定的中心距离差来确定声程差和时间差；第i个超声换能单元到中心轴线的距离为D_i，则由中心距离差D_i引入的声程差为：时间差T_i为：其中：i＝1,2…,5，f为焦距，c为声速；

所述步骤S12中对其进行聚焦进一步为：通过所述延时电路的设定来完成聚焦功能。

本发明还提供一种血管内超声聚焦诊断仪，其包括：超声导管、回撤/驱动装置以及电子成像系统。所述超声导管的前端安装有血管内超声聚焦换能器，后端连接所述回撤/驱动装置；所述回撤/驱动装置另一端连接所述电子成像系统，所述电子成像系统上装载有重建图像的电子部件，所述血管内超声聚焦换能器的孔径为0.3mm～2mm，其对发射的超声信号进行聚焦，减小了超声信号的指向角因子，并减小了散射体积。

本发明的血管内超声聚焦换能器为微型超声传感器，能够进入血管内部，对血管内部病变进行探测。所述回撤/驱动装置先经导丝将超声导管送至靶病变部位远端，然后缓慢回撤超声导管进行超声检查，就可以在电子成像系统的显示屏上看到一系列的血管横断面图像，辅助临床医生对血管内病变进行诊断。