一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统技术方案

本发明专利技术属于医疗器械相关技术领域，并公开了一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统。该激光消融系统包括、消融导管、消融导丝、声波信号分析单元、激光控制单元、激光器和耦合单元，消融导丝设置在消融导管中且突出于消融导管，其先于消融导管与待检测组织进行接触，收集该待检测组织的声波信号并传递给声波信号分析单元；声波信号分析单元收到声波信号后分析，以此判断待检测组织是否为病理组织，然后反馈给激光控制单元；激光控制单元调控激光器发射激光的能量；耦合单元将激光的能量传递给消融导管，该消融导管将激光能量作用在病理组织上，以此对病理组织进行消融。通过本发明专利技术，解决激光消融过程中血管穿孔以及风险高的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统


[0001]本专利技术属于医疗器械相关
，更具体地，涉及一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统。

技术介绍

[0002]紫外光在消融病理组织的过程中，可以被生物物质和有机化合物充分吸收，其原理之一为光化学机制，即355nm光子的能量大于病理组织的分子键的结合能，最终导致分子键解离；其二是光热机制，光子被血液中的细胞大分子吸收，这种振动导致的产热比水的蒸发温度更大，最终爆炸成气相，产生的热能导致动脉粥样硬化中的胶原蛋白和蛋白质纤维软化；其三是光机械机制，蒸汽泡的快速膨胀和内爆导致导管尖端前方斑块的机械破裂，穿透较浅。
[0003]常见的高能量低重频的消融系统虽然可对病理组织有效消融，但其产生的高能量容易导致血管穿孔并发症的发生，且不具备实时消融时对组织分类辨别的能力以及针对不同生物组织通过自身的反馈—控制调节激光能量和脉冲频率的能力，因此需要一种能够识别病理组织并且能针对病理组织进行消融的系统，以此减少血管穿孔的风险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统，解决激光消融过程中血管穿孔以及风险高的问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统，该激光消融系统包括、消融导管、消融导丝、声波信号分析单元、激光控制单元、激光器和耦合单元，其中：
[0006]所述消融导管呈中空状，所述消融导丝设置在所述消融导管中且突出于所述消融导管，其先于所述消融导管与待检测组织进行接触，在与待检测组织接触后收集该待检测组织的声波信号，并将该声波信号传递给所述声波信号分析单元；
[0007]所述声波信号分析单元在收到所述消融导丝传递的声波信号后进行分析，以此判断所述待检测组织是否为病理组织，然后将判断结果反馈给所述激光控制单元；所述激光控制单元根据反馈的判断结果调控所述激光器发射激光的能量；
[0008]所述耦合单元用于将所述激光器发射的激光进行聚集并将激光的能量传递给所述消融导管，该消融导管传输激光并将激光能量作用在病理组织上，以此对病理组织进行消融。
[0009]进一步优选地，所述消融导丝包括消融近端和消融远端，远端的前方设置有驻极体话筒，通过该驻极体话筒收集待检测组织的声波信号。
[0010]进一步优选地，所述消融近端的材料为340不锈钢、340L不锈钢和316不锈钢中的一种，具备强抗腐蚀性；所述消融远端为铂镍合金和铂银合金。
[0011]进一步优选地，所述消融近端的长度为140mm～300mm，消融远端的长度为10mm～
40mm。
[0012]进一步优选地，所述激光消融系统还包括控制中心，该控制中心同时与声波信号分析单元和激光控制单元连接，用于根据待检测组织的类型设定所述激光控制单元中参数的参数值。
[0013]进一步优选地，所述声波信号分析单元包括预处理、特征提取、模式识别；所述预处理用于对收集到的声波信号进行过滤和降噪，所述特征提取用于对预处理后的声波信号进行特征提取，所述模式识别用于根据提取的特征判断待检测组织是否为病理组织。
[0014]进一步优选地，所述预处理包括预加重和加窗分帧，所述预加重通过在消融导丝始端增强高频成分，以补偿高频成分在传输过程中的最大衰减；所述加窗分帧是对所述声波信号以帧为单位进行处理。
[0015]进一步优选地，所述特征提取是将预处理后的声波信号进行离散傅里叶变换，然后过滤，对过滤后的声波信号进行计算以此获得其对数能量，对该对数能量进行离散余弦变换，舍弃直流成分，以此获得MFCCs特征，即实现特征提取。
[0016]进一步优选地，所述模式识别采用多核SVM作为分类器进行识别判断。
[0017]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
[0018]1.本专利技术提供的激光消融系统中通过消融导管和消融导丝的相互配合，消融导丝用于实时判断当前组织是否为病理组织，消融导管用于传导激光能量进行病理组织的消融，二者相互配合，实现检测和消融的一体化；
[0019]2.本专利技术提供的利用声波信号进行组织分类的激光消融系统，一方面在消融前判断待检测组织是否为病理组织，另一方面通过实时检测消融过程中的声波信号，实现对消融过程的实时检测，当声波信号分析单元判断当前组织为非病理组织时，停止消融过程，实现病理组织的识别和消融过程的在线监测，有效提高消融对病理组织的针对性和减少血管穿孔的风险，从而提高激光疗效和安全性；
[0020]3.本专利技术提供的消融导丝，耐腐蚀且弯曲性能好，适应血管的形态，其一方面能引导消融导管进入待处理部位，另一方面能实现对待处理组织的声波信号的实时采集；
[0021]4.本发的激光系统中的声波信号分析单元，其在消融前对待检测组织的声波信号分析，判断其是否为病理组织，决定了消融过程是否开始，其在消融开始后，判断当前处理部位是否仍为病理组织，决定了消融过程是否结束，实现功能的高度集成，提高激光消融的精度和智能化程度。
附图说明
[0022]图1是按照本专利技术的优选实施例所构建的一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统的结构示意图；
[0023]图2是按照本专利技术的优选实施例所构建的消融导丝的结构示意图；
[0024]图3是按照本专利技术的优选实施例所构建的激光消融系统进行激光消融的流程示意图；
[0025]图4是按照本专利技术的优选实施例所构建的声波分析单元进行声波信号分析的流程图；
[0026]图5是按照本专利技术的优选实施例所构建的声波信号分析进行声波信号分析的流程展开图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028]如图1所示，一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统包括控制中心，激光控制单元，声波信号分析单元，声波信号记录单元，声波信号收集单元，激光器，耦合单元，消融导管，消融导丝。
[0029]激光控制单元控制激光器输出低重频高脉冲能量的激光，在本实施例中，激光器发射355nm紫外激光，耦合进消融导管作用于病理组织上对其进行消融。
[0030]如图2所示，消融导丝包括消融近端和消融远端两部分，其中消融近端与声波信号分析单元相连，材料可选择为340不锈钢、340L不锈钢或316不锈钢，具备强抗腐蚀性，且良好的弯曲性能可确保消融导丝推进至目标动脉分支。消融远端与消融近端之间通过焊接相连，消融远端的材料可选择铂镍合金和铂银合金，该类合金强度高，弹性好且弹性后效低，可有效适应复杂的血管内环境。消融远端的前端设置有驻极体话筒，其与消融远端通过焊接相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统，其特征在于，该激光消融系统包括、消融导管、消融导丝、声波信号分析单元、激光控制单元、激光器和耦合单元，其中：所述消融导管呈中空状，所述消融导丝设置在所述消融导管中且突出于所述消融导管，其先于所述消融导管与待检测组织进行接触，在与待检测组织接触后收集该待检测组织的声波信号，并将该声波信号传递给所述声波信号分析单元；所述声波信号分析单元在收到所述消融导丝传递的声波信号后进行分析，以此判断所述待检测组织是否为病理组织，然后将判断结果反馈给所述激光控制单元；所述激光控制单元根据反馈的判断结果调控所述激光器发射激光的能量；所述耦合单元用于将所述激光器发射的激光进行聚集并将激光的能量传递给所述消融导管，该消融导管传输激光并将激光能量作用在病理组织上，以此对病理组织进行消融。2.如权利要求1所述的一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统，其特征在于，所述消融导丝包括消融近端和消融远端，远端的前方设置有驻极体话筒，通过该驻极体话筒收集待检测组织的声波信号。3.如权利要求2所述的一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统，其特征在于，所述消融近端的材料为340不锈钢、340L不锈钢和316不锈钢中的一种，具备强抗腐蚀性；所述消融远端为铂镍合金和铂银合金。4.如权利要求2或3所述的一种利用声信号进行组织分类的激光消融系统，其特征在于，所述消融近端的长度为140mm～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴寒，何泓樟，马修泉，孙克雄，夏心宇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：