一种基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统

本发明涉及医疗器械相关，尤其涉及一种基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统。

背景技术：

1、动脉粥样硬化斑块主要包括稳定块和不稳定斑块两种。动脉粥样硬化手术的安全进行，避免慢血流及血栓产生，是病患人身安全的基本保障。激光冠状动脉粥样硬化斑块切除术是一种典型的激光消融方案，用于去除冠状动脉粥样硬化斑块并促进支架输送，尤其是治疗严重钙化的血管。该技术采用波长为355nm激光，以脉冲方式发射，对组织的穿透深度＜50μm。作为一种冷激光在人体血液的吸收非常少，而在组织中吸收较强。该技术主要通过光化学效应、光热效应和光机械效应三种原理达到治疗效果，即通过发出高能量脉冲引起细胞的碳键断裂，释放的能量使细胞内水温升高致组织汽化产生压力，通过迅速膨胀和收缩导致组织的崩解，消蚀斑块物质，达到改善冠脉血流的效果。消蚀产生的副产品是水、气体和微小物质(直径小于10μm，大小相当于两个白细胞)，避免了血管内栓塞的发生，所以不易引起无复流及围术期心肌梗死等并发症。短波长的紫外冷激光，因其较浅的消融深度、释放更小的热量及更少的不必要组织损伤，保证了其安全性，使其在冠状动脉血管内的应用前景也更为广阔。

2、声学技术可以通过声波的传播和相互作用来探测组织的特性，因此在医学影像学中有着广泛的应用。特别是超声成像技术，如超声心动图和超声血管成像技术，可以用于观察动脉粥样硬化斑块的形态特征、组织结构和血流动力学等方面的情况。目前，血管内部动脉粥样硬化斑块的消融与监测方法如：中国专利(专利号202310811095.4)“一种用于动脉粥样硬化斑块的电场消融装置”中所介绍的消融导管通过转化器连接到电压脉冲发生系统上，基于起搏信号，在心动周期的不应期内递送电压脉冲波形，通过消融导管上的电极把脉冲电场能量传递到消融组织。但该技术实现要素：中所述的消融导管只能利用电场能量对动脉粥样硬化斑块消融，无法实现实时监测，为医生提供精确术中影响指导。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，用以解决现有技术中无采用激光对血管内的粥样硬化斑块进行消融的系统且无法实现实时监测的效果的技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，包括：激光消融模块、声学信号识别模块和图像处理模块；

3、所述图像处理模块，用于获取血管内部的实时图像；

4、所述激光消融模块基于实时图像，对动脉粥样硬化斑块实施激光消融治疗，得到消融治疗结果；

5、所述声学信号识别模块，用于根据所述消融治疗结果反射的声波确定动脉粥样硬化斑块的硬度信息；

6、所述激光消融模块，还用于根据硬度信息，调整激光能量对动脉粥样硬化斑块组织实施消融治疗，直至达到预设治疗效果。

7、在一种可能的实现方式中，所述激光消融模块包括激光控制单元、激光器、激光耦合单元、消融导丝和消融导管；

8、所述激光控制单元与所述声学信号识别模块通信连接，用于接收所述硬度信息，并根据所述硬度信息确定调整后的激光能量，得到激光能量调整指令；

9、所述激光器与所述激光控制单元通信连接，用于根据所述激光能量调整指令产生对应的激光并发射至所述激光耦合单元；

10、所述激光耦合单元连接于所述消融导丝并将所述激光导入所述消融导丝中；

11、所述消融导丝内置于所述消融导管内部，所述消融导管探入血管内部并通过所述消融导丝传递的激光对动脉粥样硬化斑块进行消融处理，得到消融治疗结果。

12、在一种可能的实现方式中，所述声学信号识别模块包括信号采集敏感元件、声发射信号采集单元和声发射信号处理单元；

13、所述信号采集敏感元件贴附于所述消融导管探入血管内部的一端，用于采集消融状态下的动脉粥样硬化斑块消融治疗结果的声波信号；

14、所述声发射信号采集单元用于接收所述声波信号，并将所述声波信号发送至所述声发射信号处理单元；

15、所述声发射信号处理单元用于根据所述声波信号确定动脉粥样硬化斑块消融治疗结果的硬度信息和类别信息，并将所述硬度信息和类别信息发送至所述激光控制单元。

16、在一种可能的实现方式中，所述声学信号识别模块还包括判断单元；

17、所述判断单元用于根据所述声波信号判断动脉粥样硬化斑块是否消融完毕，若消融完毕，则生成第一判断结果，若为消融完毕，则生成第二判断结果，并将所述第一判断结果和第二判断结果发送至所述激光控制单元。

18、在一种可能的实现方式中，所述激光控制单元还用于根据所述第一判断结果生成能量停止指令，并根据所述能量停止指令控制激光器停止输出能量。

19、在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块包括依次分布的宽带光源、otc干涉仪和光纤oct探头，以及oct参考臂和oct信号采集与处理单元；

20、所述光纤oct探头用于探测血管内部的结构信号；

21、所述oct参考臂用于生成样品臂信号，并将样品臂信号发送至otc干涉仪；

22、所述otc干涉仪用于接收血管内部的结构信号与样品臂信号，并使结构信号与样品臂信号发生干涉，生成干涉信号；

23、所述oct信号采集与处理单元用于接收所述干涉信号，并将对所述干涉信号进行图像三维重构处理，确定血管内部的实时图像。

24、在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块还用于基于血管内部的实时图像，指导所述消融导丝拉出血管。

25、在一种可能的实现方式中，所述消融导管为中空导管，所述消融导管中灌注有预设比例的生理盐水。

26、在一种可能的实现方式中，还包括驱动模块，所述驱动模块包括依次连接的驱动控制中心和驱动单元；

27、所述驱动控制中心用于控制所述驱动单元的运动；

28、所述驱动单元用于驱动所述消融导管远离或靠近动脉血管。

29、在一种可能的实现方式中，还包括控制中心，所述控制中心与所述声发射信号处理单元和所述激光控制单元通信连接，用于获取动脉粥样硬化斑块消融治疗结果的硬度信息和类别信息，以及控制激光控制单元的工作状态。

30、本发明的有益效果是：首先基于图像处理模块获取血管内部的实时图像，采用激光消融模块对动脉粥样硬化斑块进行消融处理，利用实时图像和声学信号的反馈，医生可以更加精确地控制激光能量和消融范围，提高手术的治疗效率和安全性，并且通过对反射声波的分析，精确地确定动脉粥样硬化斑块的位置和硬度信息，准确地识别出需要治疗的区域及合适的激光能量，可以对不同类型的动脉粥样硬化斑块采用个性化治疗方案，达到更好的治疗效果，进一步提高了手术的安全性。

技术特征：

1.一种基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，包括：激光消融模块、声学信号识别模块和图像处理模块；

2.根据权利要求1所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述激光消融模块包括激光控制单元、激光器、激光耦合单元、消融导丝和消融导管；

3.根据权利要求2所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述声学信号识别模块包括信号采集敏感元件、声发射信号采集单元和声发射信号处理单元；

4.根据权利要求3所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述声学信号识别模块还包括判断单元；

5.根据权利要求4所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述激光控制单元还用于根据所述第一判断结果生成能量停止指令，并根据所述能量停止指令控制激光器停止输出能量。

6.根据权利要求2所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述图像处理模块包括依次分布的宽带光源、otc干涉仪和光纤oct探头，以及oct参考臂和oct信号采集与处理单元；

7.根据权利要求6所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述图像处理模块还用于基于血管内部的实时图像，指导所述消融导丝拉出血管。

8.根据权利要求2所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，所述消融导管为中空导管，所述消融导管中灌注有预设比例的生理盐水。

9.根据权利要求2所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，还包括驱动模块，所述驱动模块包括依次连接的驱动控制中心和驱动单元；

10.根据权利要求3所述的基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，其特征在于，还包括控制中心，所述控制中心与所述声发射信号处理单元和所述激光控制单元通信连接，用于获取动脉粥样硬化斑块消融治疗结果的硬度信息和类别信息，以及控制激光控制单元的工作状态。

技术总结本发明涉及一种基于声学信号的动脉粥样硬化斑块的消融系统，属于医疗器械相关技术领域，其中，该系统包括：图像处理模块搭载于所述激光消融模块，用于获取血管内部的实时图像；激光消融模块基于所述实时图像，对动脉粥样硬化斑块组织实施激光消融治疗，得到消融治疗结果；声学信号识别模块搭载于所述激光消融模块，用于根据所述消融治疗结果反射的声波确定动脉粥样硬化斑块的硬度信息；激光消融模块，还用于根据所述硬度信息，调整激光能量对动脉粥样硬化斑块组织实施消融治疗，直至达到预设治疗效果。本发明可有效分辨动脉粥样硬化斑块类型与硬度，辅助医生进行消融工作，实时高速处理声发射信号并指导激光能量调控，保证了手术的安全性。技术研发人员：童杏林,王雨晗,潘玲,冒燕,张翠,邹强受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11