專利名稱：通過(guò)廣角三維超聲成像引導(dǎo)侵入式醫(yī)療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲診斷成像，以及更具體地涉及使用三維超聲診斷成像來(lái)引導(dǎo)侵入(介入)式醫(yī)療裝置在身體中的放置和操作。
超聲成像通常用來(lái)成像醫(yī)療裝置和工具在身體內(nèi)的插入、使用或操作。超聲成像的一個(gè)這樣的共同的用途是進(jìn)行活組織檢查的手術(shù)(procedure)。超聲探頭被用來(lái)對(duì)諸如受懷疑的腫瘤或囊腫之類(lèi)的手術(shù)的感興趣的病狀進(jìn)行成像。探頭被操縱直至在圖像平面上可以看見(jiàn)病狀為止。用于探頭的活組織檢查針狀附件然后在圖像平面內(nèi)引導(dǎo)活組織檢查針并向病灶插入。臨床醫(yī)師注視該針在超聲圖像上的行進(jìn)，小心保持探頭穩(wěn)定以及保持針處在圖像平面內(nèi)，直至針尖到達(dá)病灶為止。通過(guò)針來(lái)提取試樣，然后從身體抽出針。超聲成像因此用來(lái)引導(dǎo)針進(jìn)入身體的行進(jìn)，以及觀察活組織檢查手術(shù)的進(jìn)行。
活組織檢查針已被設(shè)計(jì)成具有它們自己的超聲發(fā)射器或接收器，它們與成像探頭進(jìn)行互動(dòng)。這樣的超聲感應(yīng)的針允許針和成像探頭互相通信，以及使得針和針尖在超聲圖像平面上能夠更加清晰地被識(shí)別。超聲感應(yīng)的活組織檢查針例如在美國(guó)專利5,158,088中被描述。
平面成像技術(shù)受到的限制在于它們提供手術(shù)的內(nèi)部位置的有限的單個(gè)圖像視圖。理想的是提供手術(shù)的位置的更大的視場(chǎng)，以使得臨床醫(yī)師或外科醫(yī)師能夠更好地引導(dǎo)和進(jìn)行手術(shù)。改進(jìn)的成像有助于活體組織檢查手術(shù)，以及也易于實(shí)行各種各樣的侵入式手術(shù)，比如放置支架和插管，血管的擴(kuò)張或切除，涉及內(nèi)部組織的加熱或冷凍的處理，放置放射性種子或諸如閥門(mén)和環(huán)之類(lèi)的修復(fù)裝置，把線或?qū)Ч芤龑?dǎo)通過(guò)血管以便放置諸如起搏器、植入式心臟復(fù)律器/除纖顫器、電極和導(dǎo)引線之類(lèi)的裝置，放置縫合線、釘合釘和化學(xué)/基因傳感電極，引導(dǎo)或操作機(jī)械手的外科裝置，以及引導(dǎo)內(nèi)窺探鏡或最小限度侵入的外科手術(shù)。超聲引導(dǎo)因此在各式各樣的侵入式或介入式臨床應(yīng)用中找到擴(kuò)展的用途，包括心臟、肺、中樞與周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)手術(shù)、腸胃、肌肉骨骼、婦科、產(chǎn)科、泌尿科、眼科和耳鼻喉科手術(shù)。
按照本發(fā)明的原理，三維超聲成像用來(lái)引導(dǎo)或監(jiān)視進(jìn)行諸如以上列舉的那些侵入(介入)式醫(yī)療裝置的放置和/或使用。在一個(gè)實(shí)施例中，介入式裝置的位置或它的活動(dòng)被記錄在一個(gè)合并了來(lái)自三維超聲成像系統(tǒng)與介入系統(tǒng)的信息的三維超聲圖像上。合并的圖像可以在超聲系統(tǒng)、介入系統(tǒng)、或在組合的超聲成像和介入裝置系統(tǒng)的顯示器上被觀看。介入裝置在詳細(xì)的超聲圖像中被顯示，以及該裝置所處在的體積區(qū)域的剩余部分以廣角的視場(chǎng)被顯示。詳細(xì)的和廣角的視場(chǎng)可以分開(kāi)地或以空間對(duì)準(zhǔn)方式重疊地被顯示在圖像顯示器上。廣角的視場(chǎng)可以以二維或三維形式被顯示。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，介入式裝置的軌跡比周?chē)捏w積更詳細(xì)地被超聲掃描，以便以更大的可視精度和更高的幀速率顯示介入式裝置的引導(dǎo)或使用。
在圖上

圖1以框圖形式說(shuō)明使用三維超聲成像來(lái)引導(dǎo)或監(jiān)視侵入式工具和手術(shù)。
圖2說(shuō)明通過(guò)經(jīng)胸廓換能器探頭得到的在心臟中導(dǎo)管的三維超聲成像。
圖3以框圖形式說(shuō)明適合于在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的三維超聲成像系統(tǒng)的功能子系統(tǒng)。
圖4以框圖形式說(shuō)明使用三維超聲成像來(lái)引導(dǎo)或監(jiān)視侵入式工具和手術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例。
圖5說(shuō)明一種用于借助于二維陣列換能器定位在身體內(nèi)的侵入式醫(yī)療裝置的方法。
圖6說(shuō)明用于定位在身體內(nèi)的侵入式醫(yī)療裝置的第二種方法。
圖7說(shuō)明用比周?chē)鷪D像體積更大的波束密度掃描侵入式裝置周?chē)捏w積。
圖8-11說(shuō)明感興趣的體積連同包含感興趣的體積的更大的體積視場(chǎng)一起的超聲顯示圖。
圖12說(shuō)明介入地點(diǎn)的三維、二維和量化的超聲度量的顯示圖。
圖13說(shuō)明介入式裝置的詳細(xì)三維超聲圖像連同介入裝置的位置的更大體積視場(chǎng)一起的顯示圖。
圖14說(shuō)明三維超聲圖像中介入式手術(shù)的軌跡的記錄。
圖15說(shuō)明從三維超聲圖像數(shù)據(jù)得到的在線框模型中的介入式手術(shù)的軌跡的記錄。
圖16說(shuō)明介入裝置的活動(dòng)的三維圖像、記錄介入式手術(shù)的線框模型和涉及軌跡的ECG波形的同時(shí)的視圖。
圖17-21是說(shuō)明用于組合來(lái)自三維超聲成像系統(tǒng)和介入系統(tǒng)的圖像和/或位置數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
圖22以框圖形式說(shuō)明通過(guò)三維超聲成像輔助的用于進(jìn)行侵入式手術(shù)的合并的系統(tǒng)。
首先參考圖1，以部分框圖形式示出了使用三維超聲成像來(lái)引導(dǎo)或監(jiān)視侵入式工具和手術(shù)。圖的左面是三維(3D)超聲成像系統(tǒng)，它包括具有二維陣列換能器的探頭10。換能器陣列在超聲采集子系統(tǒng)12的控制下發(fā)送超聲波束到體積視場(chǎng)120并接收響應(yīng)于發(fā)送波束的回波，所述回波被耦合到采集子系統(tǒng)并被其處理。由換能器陣列的單元接收的回聲采集子系統(tǒng)組合成相干回波信號(hào)，并且回波信號(hào)連同從其接收回波信號(hào)的坐標(biāo)(用于徑向發(fā)射方向圖的r，θ，)一起被耦合到3D圖像處理器14。3D圖像處理器把回波信號(hào)處理成三維超聲圖像，該圖像在顯示器18上被顯示。超聲系統(tǒng)由控制板16進(jìn)行控制，用戶通過(guò)該控制板規(guī)定要執(zhí)行的成像的特性。
圖1上還顯示介入裝置系統(tǒng)。介入裝置系統(tǒng)包括侵入式(介入式)裝置30，它在身體內(nèi)執(zhí)行功能。在此圖上，介入裝置被顯示為導(dǎo)管，但它也可以是某一其它工具或器械，例如針，諸如解剖器械或釘合器或支架傳遞之類(lèi)的外科工具，電生理或氣球?qū)Ч?，諸如高強(qiáng)度超聲探頭或起搏器或除纖顫器引線之類(lèi)的治療裝置，諸如IVUS或光導(dǎo)管或傳感器之類(lèi)的診斷或測(cè)量裝置，或在體內(nèi)操縱和操作的任何其它裝置。介入裝置30被引導(dǎo)子系統(tǒng)22操縱，引導(dǎo)子系統(tǒng)22可以以機(jī)械方式輔助操控和放置介入裝置在體內(nèi)。介入裝置30用來(lái)執(zhí)行它想要的功能，比如在想要的位置處放置物品，或在介入子系統(tǒng)20的控制下測(cè)量、照明、加熱、冷凍或切割組織。介入子系統(tǒng)20還從介入裝置接收關(guān)于所執(zhí)行的手術(shù)的信息，比如光的或聲的圖像信息、溫度、電生理或其它測(cè)量信息、或通知侵入操作完成的信息。易于處理以便進(jìn)行顯示的信息被耦合到顯示處理器26。介入裝置也可以具有活動(dòng)位置傳感器32，它用來(lái)提供關(guān)于工作尖端在體內(nèi)的位置的信息。活動(dòng)位置傳感器32可以通過(guò)發(fā)送或接收具有聲、光、射頻或電磁頻譜形式的信號(hào)進(jìn)行工作，并且它的輸出被耦合到裝置位置測(cè)量子系統(tǒng)24。替換地，傳感器32可以是無(wú)源裝置，例如對(duì)于由探頭10發(fā)射的超聲能量具有高反射的衍射光柵。當(dāng)顯示處理器26適合于處理或顯示有關(guān)介入裝置在體內(nèi)的位置的信息時(shí)，介入裝置的位置信息被耦合到顯示處理器26。有關(guān)介入裝置的功能或操作的信息被顯示在顯示器28上。介入裝置系統(tǒng)由用戶通過(guò)控制板27進(jìn)行操作。
在圖1的實(shí)施例中，侵入式裝置30被顯示為導(dǎo)管，它正在心臟100的左心室102的壁上執(zhí)行功能。通過(guò)3D超聲成像系統(tǒng)的體積視場(chǎng)120的三維超聲成像，左心室的內(nèi)膜壁的全部范圍是可見(jiàn)的。介入裝置30的工作尖端可包括用于成像或定向心內(nèi)膜的x射線、射頻或超聲裝置；或生理或熱傳感器，它用于進(jìn)行心內(nèi)膜的診斷測(cè)量；或燒蝕裝置，它用于處理在心內(nèi)膜上的傷痕；或例如電極的放置裝置。介入裝置的尖端被操縱到心壁上的一個(gè)點(diǎn)，在這點(diǎn)上通過(guò)操作引導(dǎo)子系統(tǒng)22來(lái)執(zhí)行這樣的功能。然后由介入子系統(tǒng)20命令介入裝置執(zhí)行它打算的手術(shù)，以及由例如在進(jìn)行手術(shù)時(shí)接收或發(fā)送來(lái)自傳感器32的信號(hào)的裝置位置測(cè)量子系統(tǒng)24確定執(zhí)行手術(shù)的位置。
通過(guò)使用三維超聲系統(tǒng)使得手術(shù)的地點(diǎn)(在上述的例子中左心室的壁)直接可見(jiàn)以便監(jiān)視手術(shù)，可以協(xié)助侵入式手術(shù)。當(dāng)介入裝置30在體內(nèi)被操縱時(shí)，對(duì)裝置進(jìn)行操作的三維環(huán)境可以以三維形式被顯示，從而使得操作者能夠預(yù)先考慮管口和血管在體內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)和彎曲以及將介入裝置的工作尖端精確地放置在想要的手術(shù)地點(diǎn)。為了對(duì)粗略的導(dǎo)航提供足夠詳細(xì)的分辨率以引導(dǎo)在侵入式裝置的鄰近區(qū)域內(nèi)介入，必須看見(jiàn)大的視場(chǎng)。操作者可以操縱和重新放置探頭10，以恒定地保持介入裝置30在探頭的體積視場(chǎng)中。由于在優(yōu)選實(shí)施例中探頭10具有快速發(fā)送和接收電子操控的波束的二維陣列而不是機(jī)械掃描的換能器，所以可以執(zhí)行實(shí)時(shí)三維超聲成像以及可以以三維形式連續(xù)地和精確地觀看介入裝置及其手術(shù)。
按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一個(gè)方面，信號(hào)路徑42連接超聲系統(tǒng)的超聲采集子系統(tǒng)12和介入裝置系統(tǒng)的裝置位置測(cè)量子系統(tǒng)24，以允許成像系統(tǒng)與介入裝置的同步。這個(gè)同步允許圖像采集和介入裝置操作以不同的時(shí)間交替間隔來(lái)完成，如果一個(gè)裝置的操作干擾另一個(gè)裝置的話。例如，如果介入裝置30正在執(zhí)行心臟或血管壁的聲成像，則希望在它們沒(méi)有被來(lái)自3D成像探頭10的聲發(fā)送中斷時(shí)出現(xiàn)這些聲音時(shí)間間隔。當(dāng)介入裝置正在發(fā)送用于燒蝕或某些其它將干擾來(lái)自探頭10的成像信號(hào)的手術(shù)的高能量信號(hào)時(shí)，可能希望中止成像。當(dāng)超聲系統(tǒng)正在產(chǎn)生一個(gè)具有以3D超聲圖像形式顯示的介入裝置的位置的增強(qiáng)表示的3D超聲圖像時(shí)，該同步也使得超聲系統(tǒng)能夠請(qǐng)求和接收來(lái)自介入裝置的位置信息。當(dāng)超聲系統(tǒng)正在記錄由介入裝置執(zhí)行的手術(shù)的位置以用于進(jìn)一步參考時(shí)，超聲系統(tǒng)也可請(qǐng)求和接收來(lái)自介入裝置的位置信息，正如下面將更加全面地討論的。
按照本發(fā)明的此第一實(shí)施例的另一方面，圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)信號(hào)路徑44在超聲系統(tǒng)的3D圖像處理器14與介入裝置系統(tǒng)的顯示處理器26之間進(jìn)行交換，以用于形成包含來(lái)自兩個(gè)系統(tǒng)的信息的3D圖像。這使得能夠顯示由介入裝置系統(tǒng)產(chǎn)生的介入裝置30的圖像以作為由超聲系統(tǒng)產(chǎn)生的3D超聲圖像的一部分。兩個(gè)系統(tǒng)的成像能力的這樣的融合，更好地使得內(nèi)科醫(yī)師能夠通過(guò)由超聲系統(tǒng)提供的大范圍的三維視場(chǎng)和由介入裝置系統(tǒng)產(chǎn)生的裝置圖像數(shù)據(jù)的協(xié)助來(lái)引導(dǎo)和利用介入裝置。
圖2說(shuō)明在所使用的三維超聲探頭是經(jīng)胸廓的(transthoracic)探頭10時(shí)的本發(fā)明的實(shí)施。在本例中，以部分輪廓顯示在肋骨骨架110、112后面的心臟100位于肋骨骨架左側(cè)的后面。在心臟內(nèi)概略顯示心臟100的左心室并用交叉陰影線表示。對(duì)于成年病人通過(guò)在肋骨110、112之間掃描心臟以及對(duì)于某些兒科病人通過(guò)從最低的肋骨112的下面向上掃描，左心室可被選取以用于超聲成像。探頭10從心臟頂端104出發(fā)掃描心臟，正如由探頭10掃描的體積視場(chǎng)的輪廓120所表示的。如圖2所示，左心室102可以被從肋骨骨架110、112之間指向的體積視場(chǎng)充分地包括和掃描。
雖然本實(shí)施例說(shuō)明以圓錐視場(chǎng)的形式進(jìn)行體積區(qū)域120的相控陣掃描，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，也可以采用其它掃描格式，比如掃描矩形或六邊形的棱椎的視場(chǎng)。也將會(huì)看到，除了經(jīng)胸廓探頭以外的探頭可用于三維掃描，例如經(jīng)食道探頭、諸如陰道或直腸探頭之類(lèi)的內(nèi)腔探頭、以及諸如安裝在導(dǎo)管上的換能器探頭之類(lèi)的血管間探頭。雖然電子掃描的二維陣列換能器是優(yōu)選的，但機(jī)械掃描陣列對(duì)于諸如腹部手術(shù)之類(lèi)的某些應(yīng)用也可以是優(yōu)選的。
圖3更詳細(xì)地說(shuō)明圖1的3D超聲系統(tǒng)的某些部件。二維陣列換能器50的元件被耦合到多個(gè)微波束成形器62。微波束成形器通過(guò)陣列換能器50的單元來(lái)控制超聲的發(fā)射以及對(duì)返回到單元組的回波進(jìn)行部分地波束成形。微波束成形器62優(yōu)選地以集成電路的形式制成，并且位于探頭10的外殼內(nèi)靠近陣列換能器。微波束成形器或正如通常稱呼的子陣列波束成形器在美國(guó)專利6,375,617和5,997,479中更全面地被描述。探頭10也可以包括位置傳感器52，它把表示探頭10的位置的信號(hào)提供給換能器位置檢測(cè)器54。傳感器52可以是磁、電磁、射頻、紅外或其它類(lèi)型的傳感器，比如發(fā)送由電壓阻抗電路檢測(cè)的信號(hào)的傳感器。當(dāng)對(duì)于形成包含來(lái)自超聲系統(tǒng)與介入裝置系統(tǒng)的信息的空間協(xié)調(diào)的圖像有用時(shí)，由檢測(cè)器54產(chǎn)生的換能器位置信號(hào)56可被超聲系統(tǒng)使用或被耦合到介入裝置系統(tǒng)。
由微波束成形器62產(chǎn)生的部分波束成形的信號(hào)被耦合到波束成形器64，在其中完成波束成形過(guò)程。最終得到的沿著波束的相干回波信號(hào)通過(guò)由信號(hào)處理器66進(jìn)行的濾波、幅度檢測(cè)、多普勒信號(hào)檢測(cè)和其它過(guò)程而被處理?；夭ㄐ盘?hào)然后由圖像處理器68處理成在探頭的坐標(biāo)系統(tǒng)(例如r，θ，)中的圖像信號(hào)。圖像信號(hào)被掃描變換器70變換成想要的圖像格式(例如笛卡爾坐標(biāo)x、y、z)。三維圖像數(shù)據(jù)被耦合到體積呈現(xiàn)器72，它呈現(xiàn)體積區(qū)域120的三維圖，正如從選擇的觀看方向看到的。體積呈現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)上是熟知的并且在美國(guó)專利5,474,073中被描述。對(duì)于還沒(méi)有被掃描變換的圖像數(shù)據(jù)也可以執(zhí)行體積呈現(xiàn)，正如在由Alistair Dow和Paul Detmer在2001年12月19日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/026,996中描述的。在二維成像期間，圖像平面數(shù)據(jù)繞過(guò)體積呈現(xiàn)器并被直接耦合到視頻處理器76，它產(chǎn)生與顯示器18的要求相兼容的視頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)。體積呈現(xiàn)的3D圖像也被耦合到視頻處理器76以用于顯示。系統(tǒng)可以顯示各個(gè)單獨(dú)的體積呈現(xiàn)圖像或一系列體積呈現(xiàn)圖像，其表示正被實(shí)時(shí)成像的解剖組織的動(dòng)態(tài)流和運(yùn)動(dòng)。另外，兩個(gè)體積呈現(xiàn)可以由來(lái)自稍微偏移的觀看方向的體積數(shù)據(jù)組作出，并且兩個(gè)呈現(xiàn)同時(shí)被顯示在立體顯示器上，正如在由JonathanZiel在2002年12月3日提交的和標(biāo)題為“Method and Apparatus toDisplay 3D Rendered Ultrasound Data on an Ultrasound Cart inStereovision”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)60/43,096(代理人檔案020478)中描述的。圖形處理器74接收來(lái)自掃描變換器70的掃描變換的圖像數(shù)據(jù)或來(lái)自圖像處理器68的未掃描變換的圖像數(shù)據(jù)，以用于分析和生成圖形，例如對(duì)介入裝置的尖端的可見(jiàn)強(qiáng)調(diào)或器官在圖像區(qū)域內(nèi)的邊界的檢測(cè)。可見(jiàn)的強(qiáng)調(diào)可以例如由增強(qiáng)的或獨(dú)特的亮度、色彩、或用于對(duì)裝置的尖端成像的體積呈現(xiàn)過(guò)程提供。最終得到的圖形被耦合到視頻處理器，在其中圖形與用于顯示的圖像相協(xié)調(diào)和重疊。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例與圖1的不同之處在于，從探頭10到介入裝置系統(tǒng)的裝置位置測(cè)量子系統(tǒng)存在連接46。在本實(shí)施例中，探頭10包括位置傳感器52。不是由超聲系統(tǒng)中的換能器位置檢測(cè)器54處理探頭位置信號(hào)，而是由用于處理來(lái)自介入裝置30的位置信號(hào)的同一個(gè)子系統(tǒng)處理該信號(hào)。兩個(gè)位置信號(hào)允許介入裝置的位置與由介入裝置系統(tǒng)執(zhí)行并用于兩個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)成像的探頭的位置的直接相關(guān)。
圖5說(shuō)明探頭10檢測(cè)介入裝置30的位置的一種技術(shù)。在圖上，位于介入裝置30上的換能器32發(fā)送聲脈沖，該聲脈沖被換能器陣列50的三個(gè)單元51、51’和51”接收。單元51和51’與單元51”間隔開(kāi)已知的距離a和b。通過(guò)測(cè)量脈沖從介入裝置到達(dá)三個(gè)單元的時(shí)間，可以通過(guò)三角測(cè)量計(jì)算換能器32相對(duì)于陣列換能器50的位置。這可以通過(guò)計(jì)算以下量而被完成 其中t0是脈沖傳到單元51”的時(shí)間，ta是傳到單元51的時(shí)間，以及tb是傳到單元51’的時(shí)間，以及v是聲音在體內(nèi)的速度(約1550米/秒)。
圖6說(shuō)明用于定位介入裝置的位置的技術(shù)，其中來(lái)自成像探頭10的超聲脈沖被介入裝置30上的換能器32接收。換能器32收聽(tīng)來(lái)自探頭10的脈沖。具有最強(qiáng)信號(hào)或飛到換能器32的最短時(shí)間的發(fā)射波束對(duì)應(yīng)于換能器31相對(duì)于換能器陣列50的方向。在探頭10與換能器32之間的距離R由發(fā)送脈沖的飛行時(shí)間確定。在本實(shí)施例中，連接46或同步線42將用來(lái)在超聲系統(tǒng)與介入裝置系統(tǒng)之間交換發(fā)送和/或接收信息的時(shí)間。
帶有其自身的超聲換能器的介入裝置可用來(lái)提供其它位置信息。例如，如果介入裝置具有能夠從裝置的遠(yuǎn)端進(jìn)行發(fā)送和接收的超聲換能器，則換能器可用來(lái)定向、發(fā)出脈沖和接收來(lái)自目標(biāo)組織或組織交界面的回波，以及由此根據(jù)發(fā)送-接收時(shí)間間隔的飛行時(shí)間來(lái)監(jiān)視或測(cè)量或顯示在裝置的遠(yuǎn)端部分與附近解剖組織之間的距離。在這樣的裝置的一個(gè)實(shí)施例中，操作者可以在三維圖像上可視地觀看接近感興趣的組織的裝置，以及也可以觀看在裝置與組織之間的距離的測(cè)量值。距離測(cè)量值例如可以以厘米來(lái)用數(shù)值顯示，或可以在諸如M模式顯示器之類(lèi)的量化顯示器中被顯示，其中可以在一個(gè)時(shí)間間隔上看到裝置逐步被組織包圍。
如果想要的話，介入裝置的位置也可以通過(guò)超聲系統(tǒng)中的信號(hào)和/或圖像處理技術(shù)來(lái)檢測(cè)。例如，如在美國(guó)專利4,401,124中所示的在介入裝置30上的諸如衍射光柵之類(lèi)的高反射元件的使用可用來(lái)產(chǎn)生從介入裝置返回的明顯可識(shí)別的回波。替換地，如果介入裝置具有過(guò)分的鏡面反射特性，則可能希望使用提供更好地散射和/或吸收超聲能量的裝置，例如具有粗糙或吸收表面的裝置。這將增加系統(tǒng)增益，以便在3D圖像上更好地規(guī)定組織結(jié)構(gòu)，而同時(shí)介入裝置沒(méi)有用明亮的強(qiáng)的反射回波淹沒(méi)圖像。另一個(gè)替換例是通過(guò)諸如在圖像上尖端的自動(dòng)邊界檢測(cè)之類(lèi)的圖像處理識(shí)別介入裝置尖端的形狀。又一個(gè)方法是使得介入裝置的尖端振動(dòng)，以便使得它產(chǎn)生多普勒反射，正如在美國(guó)專利5,095,910中描述的。使用介入裝置上的換能器的其它實(shí)施例可以在美國(guó)專利5,158,088和5,259,837中找到?？梢圆捎糜糜谇秩胧窖b置的諸如磁場(chǎng)線圈之類(lèi)的其它傳感器類(lèi)型，正如在美國(guó)專利6,332,089中描述的。
當(dāng)進(jìn)行介入裝置的3D超聲成像時(shí)的一個(gè)難處是，通常需要寬的或深的體積視場(chǎng)，以便在其行進(jìn)路徑附近和手術(shù)中充分地成像該裝置。這意味著必須發(fā)送和接收大量波束，以便以想要的分辨率充分地掃描體積視場(chǎng)而沒(méi)有空間混淆(aliasing)。而且，視場(chǎng)的深度需要發(fā)送脈沖和接收的回波行進(jìn)很多次。這些特性不能被避免，因?yàn)樗鼈兪艿娇刂坡曇粼隗w內(nèi)的速度的物理學(xué)定律的支配。因此，為了得到完全的三維圖像，需要大量時(shí)間，并且顯示器的幀速率常常低于想要的。圖7說(shuō)明這個(gè)難題的一個(gè)解決方案，它在介入裝置30的附近使用與在寬視場(chǎng)的外面范圍所采用的不同的掃描方法。在所說(shuō)明的例子中，介入裝置的位置由以上討論的一個(gè)技術(shù)確定。這個(gè)信息被傳送到超聲采集子系統(tǒng)12，然后它在包圍介入裝置30的體積區(qū)域122中發(fā)送更大的波束密度。在體積視場(chǎng)120的其余部分，采用更寬間隔的發(fā)送波束。如果想要的話，在更寬間隔的發(fā)送波束之間的空間可以通過(guò)插入合成的回波信號(hào)來(lái)填充。通過(guò)這個(gè)技術(shù)，包圍介入探頭的體積區(qū)域122將以更高的清晰度和分辨率被顯示，從而使得內(nèi)科醫(yī)師能夠在手術(shù)地點(diǎn)精確地引導(dǎo)和使用裝置。其余的體積空間將以較低的但使得介入裝置和手術(shù)在周?chē)慕M織中足以適應(yīng)的清晰度被顯示。在介入裝置的體積區(qū)域內(nèi)的波束密度可以均勻地高，而周?chē)臻g以均勻的較低的波束密度被掃描。替換地，在裝置傳感器32附近可以采用最高波束密度，波束密度隨著離介入裝置距離的增大而降低。通過(guò)連續(xù)跟蹤介入裝置30的位置，體積區(qū)域122不斷地按需要進(jìn)行重新規(guī)定，以便在空間上相應(yīng)于介入裝置30的位置。
可以采用的波束密度的另一個(gè)變例是在介入裝置附近和在周?chē)捏w積中使用不同數(shù)量級(jí)的接收的多線。多線數(shù)量級(jí)和發(fā)射波束密度的變化可以合在一起使用或單獨(dú)地使用。例如，在全部掃描體積中可以使用相同的空間發(fā)射波束密度，但在介入裝置附近使用比周?chē)w積更高數(shù)量級(jí)的多線(對(duì)于每個(gè)發(fā)送波束的更多數(shù)目的不同操縱的接收線)以產(chǎn)生介入裝置的區(qū)域的更詳細(xì)的圖像。作為第二個(gè)例子，在周?chē)w積中比在介入裝置附近使用更少數(shù)目的空間發(fā)送波束密度。較高數(shù)量級(jí)的多線然后在周?chē)w積中被使用來(lái)填充在發(fā)射波束軸之間具有相對(duì)較大數(shù)目的接收的多線的空間，以及較低數(shù)量級(jí)的多線在介入裝置附近被使用來(lái)填充在發(fā)射波束軸之間具有對(duì)于每個(gè)發(fā)送波束的相對(duì)較小數(shù)目的接收的多線的較小的空間。后者的方法將減小在其中希望更詳細(xì)的視圖的介入裝置附近作為每個(gè)接收的多線離發(fā)送波束軸的距離的函數(shù)的回波強(qiáng)度變化的多線人工產(chǎn)物。
圖8-13說(shuō)明用于對(duì)付3D幀速率下降的這個(gè)問(wèn)題的其它技術(shù)的顯示圖99。在圖8上，介入裝置30的3D軌跡82以高的波束密度和/或幀速率掃描。體積區(qū)域82以更寬的平面視場(chǎng)80被顯示在同一個(gè)顯示圖99上。平面80可以比裝置30的體積區(qū)域82更不經(jīng)常地或以更小的波束密度進(jìn)行掃描。也可以采用不同數(shù)量級(jí)的多線接收。用更小的波束密度掃描區(qū)域80意味著，可以用與對(duì)于掃描更多的波束密度體積82所需要的相同數(shù)目的發(fā)送-接收周期掃描更大的體積或區(qū)域。因此，可以用較小的波束密度掃描更寬的視場(chǎng)，以及在圖8上顯示的全部圖像的幀速率增加。輪廓圖82’描繪介入裝置體積82相對(duì)于圖像平面80的位置。在圖9上，3D圖像84以比分開(kāi)的介入裝置體積82更小的波束密度和/或幀速率提供更寬的視場(chǎng)。介入裝置體積82相對(duì)于更大的體積圖像84的位置由輪廓圖82’表示。在圖10上，介入裝置體積82被顯示在它的相對(duì)于圖像平面80的正確的空間位置。在圖11上，介入裝置體積82被顯示在被較不緊密地采樣的體積84中在它的正確的空間位置，該方法顯示于圖7。
圖12說(shuō)明血管404、406的系統(tǒng)的三維超聲圖像400的顯示圖99。諸如放置支架那樣的介入手術(shù)在位置410執(zhí)行，該位置被記錄在圖像上。位置410是通過(guò)在設(shè)定支架時(shí)檢測(cè)介入裝置的位置被標(biāo)記的，以及此后不斷顯示它在體內(nèi)的記錄的空間位置。三維圖像400提供支架的軌跡的全面的視圖，并以比體積區(qū)域400的平面402更低的波束密度和/或幀速率被產(chǎn)生。平面402的圖像被顯示在靠近體積視場(chǎng)，以及包含位置標(biāo)記410。通過(guò)用更大的波束密度和/或更高的幀速率掃描這個(gè)圖像平面402，內(nèi)科醫(yī)師能夠更好地觀察介入手術(shù)的結(jié)果。另外，對(duì)于手術(shù)地點(diǎn)位置410特定的圖像408被顯示在顯示器上。這典型地將是基于時(shí)間的顯示，例如EKG軌跡、多普勒頻譜顯示、M模式顯示、或彩色M模式顯示，所有這些顯示提供作為時(shí)間的函數(shù)的生理信息。
圖13說(shuō)明采用圖9和11上顯示的技術(shù)的顯示圖99。在這個(gè)顯示圖上，以較小的波束密度和/或幀速率掃描的寬視場(chǎng)的三維六邊形圖像300揭示了血管系統(tǒng)12的擴(kuò)展。在血管中一個(gè)點(diǎn)上執(zhí)行手術(shù)的介入裝置12被顯示在更高分辨率的體積區(qū)域306中。介入裝置體積306也以縮放的視圖308的形式被分開(kāi)顯示在同一顯示圖中，其中手術(shù)點(diǎn)被更詳細(xì)地顯示。這個(gè)實(shí)施例組合早先的實(shí)施例的幾個(gè)特性。其它變例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也將容易進(jìn)行。
圖14說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中侵入式處理方式的結(jié)果以三維超聲圖像的形式被記錄。這個(gè)圖說(shuō)明具有工作尖端的導(dǎo)管30，該工作尖端燒蝕心臟壁上的損傷。當(dāng)處理每個(gè)損傷時(shí)，通過(guò)使用位置傳感器32或以上討論的介入裝置檢測(cè)技術(shù)之一來(lái)標(biāo)記處理的位置。用于檢測(cè)導(dǎo)管的位置的另一個(gè)技術(shù)是把不同電壓的電極施加到身體的兩側(cè)以在身體上建立空間電壓梯度。傳感器32檢測(cè)在梯度場(chǎng)中它的位置處的阻抗，這相應(yīng)于導(dǎo)管工作尖端的空間位置。通過(guò)在不同的時(shí)間和在身體的不同的地方使用多個(gè)電極，可以以三維方式感知工作尖端的位置。這些處理的位置被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且可用來(lái)映射其中進(jìn)行處理的總的區(qū)域，比如心臟壁。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，把處理位置信息與三維超聲圖像數(shù)據(jù)合并，以便可視地標(biāo)記出在心臟內(nèi)膜壁上的處理位置，正如圖14上圓圈標(biāo)記92、94顯示的。記錄實(shí)時(shí)三維超聲圖像的序列不僅記錄介入裝置的活動(dòng)性，而且記錄治療過(guò)程的進(jìn)展和歷史。
圖15說(shuō)明其中治療過(guò)程的進(jìn)展和歷史被記錄在所處理的解剖組織的模型上的實(shí)施例，所述解剖組織的模型在本例中是線框模型130。這個(gè)線框模型130是左心室的心臟壁的模型，以及可以通過(guò)對(duì)三維數(shù)據(jù)組的邊界檢測(cè)來(lái)形成，正如在美國(guó)專利6,491,636(Chenal等人)或在美國(guó)專利5,601,084(Sheehan等人)或公布的歐洲專利技術(shù)說(shuō)明書(shū)EP0 961 135 B1(Mumm等人)中描述的。當(dāng)處理過(guò)程在心臟壁的特定點(diǎn)上進(jìn)行時(shí)，通過(guò)使用傳感器32或以上討論的介入裝置檢測(cè)技術(shù)之一檢測(cè)這些位置。然后，這些位置132、134、136被記錄在3D線框模型130的恰當(dāng)?shù)目臻g位置，在其中它們可以以獨(dú)特的色彩或強(qiáng)度呈現(xiàn)。線框模型可以是活動(dòng)的實(shí)時(shí)模型，它與運(yùn)動(dòng)的心臟相一致地移動(dòng)，或它可以是在收縮末期和舒張末期的心臟的形狀和尺寸的中間的心臟的表示，或者它可以是在舒張末期在心臟最大擴(kuò)張時(shí)心臟的線框模型。
圖16說(shuō)明一個(gè)以三種方式顯示心臟信息的顯示屏幕99心臟和介入裝置30的活動(dòng)的三維圖像100，經(jīng)受治療的心室的線框模型130，以及在由介入裝置30指定的心臟的點(diǎn)處取的多個(gè)ECO軌跡140。分開(kāi)的ECG軌跡可以被加標(biāo)簽、加彩色或以某一其它方式可見(jiàn)地指定，以顯示與從其中得到這些軌跡的位置的相應(yīng)關(guān)系，這些位置也可以用標(biāo)記來(lái)顯示在三維超聲圖像100、線框模型130或二者上。這樣的顯示能夠可見(jiàn)地監(jiān)視實(shí)況的手術(shù)、進(jìn)行的手術(shù)的可視記錄以及在手術(shù)的地點(diǎn)得到的測(cè)量數(shù)據(jù)。
圖17-21是說(shuō)明其中由超聲系統(tǒng)得到的三維超聲圖像數(shù)據(jù)可以與介入裝置的諸如位置或圖像數(shù)據(jù)之類(lèi)的基于空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并的幾種方式的流程圖。在圖17的過(guò)程中，在步驟202，采集的3D超聲數(shù)據(jù)由超聲系統(tǒng)進(jìn)行體積呈現(xiàn)，以形成3D超聲圖像。在步驟204，標(biāo)識(shí)陣列換能器50或探頭10的位置的體積呈現(xiàn)的超聲圖像和數(shù)據(jù)被發(fā)送到介入系統(tǒng)。在步驟206，3D超聲圖像被變換成介入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的參考幀。這可包括重新縮放3D超聲圖像的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以便與介入系統(tǒng)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)縮放相匹配。一旦超聲圖像數(shù)據(jù)被變換，則通過(guò)使用探頭和介入裝置坐標(biāo)信息，超聲圖像和介入裝置數(shù)據(jù)被對(duì)準(zhǔn)(步驟208)，并且被組合以形成用于顯示器28的合并的三維圖像(步驟210)，所述合并的三維圖像包含關(guān)于介入裝置和/或它的手術(shù)的空間上精確的信息。
在圖18的過(guò)程中沒(méi)有3D超聲圖像數(shù)據(jù)的初始體積呈現(xiàn)。代之以在步驟212開(kāi)始該過(guò)程，對(duì)于3D超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描變換，以形成笛卡爾坐標(biāo)參考3D數(shù)據(jù)組。在步驟214，掃描變換的3D數(shù)據(jù)組和探頭或陣列換能器位置信息被發(fā)送到介入系統(tǒng)。在步驟216，3D超聲圖像數(shù)據(jù)被變換成介入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的參考幀。另外，這可以通過(guò)重新縮放3D超聲圖像的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以便與介入系統(tǒng)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)縮放相匹配而完成。在步驟218，3D圖像數(shù)據(jù)組和介入裝置數(shù)據(jù)根據(jù)它們的共同的參考幀被組合。然后，在步驟220，合并的數(shù)據(jù)組被介入系統(tǒng)進(jìn)行體積呈現(xiàn)，以產(chǎn)生包含關(guān)于介入裝置和/或它的手術(shù)的空間上精確的信息的復(fù)合的三維超聲圖像。
在圖19的過(guò)程中，在步驟230，由介入裝置采集的諸如位置或圖像數(shù)據(jù)之類(lèi)的數(shù)據(jù)被發(fā)送到超聲系統(tǒng)。在步驟232，介入裝置數(shù)據(jù)通過(guò)重新縮放數(shù)據(jù)而被變換成超聲探頭或換能器的參考幀。在步驟234，介入裝置數(shù)據(jù)與3D掃描變換的超聲圖像數(shù)據(jù)相組合。在步驟236，對(duì)組合的數(shù)據(jù)進(jìn)行體積呈現(xiàn)，以呈現(xiàn)包含來(lái)自介入系統(tǒng)的空間相關(guān)的信息的復(fù)合的三維超聲圖像。這樣產(chǎn)生的圖像被顯示在超聲系統(tǒng)顯示器18上。
在圖20的過(guò)程中，在步驟240，由介入系統(tǒng)產(chǎn)生的體積呈現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)被發(fā)送到超聲系統(tǒng)。在步驟242，三維超聲圖像數(shù)據(jù)被重新縮放并調(diào)整以與介入系統(tǒng)數(shù)據(jù)的參考幀相匹配。在步驟244，然后根據(jù)在呈現(xiàn)介入系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)使用的參考幀或透視圖，呈現(xiàn)三維超聲圖像數(shù)據(jù)。在步驟246，現(xiàn)在被呈現(xiàn)為相同的參考幀的介入系統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)和3D超聲圖像數(shù)據(jù)現(xiàn)在可被組合，以形成合并的三維圖像。
在圖21的過(guò)程中，在步驟250，體積呈現(xiàn)的3D超聲視頻數(shù)據(jù)被發(fā)送到介入系統(tǒng)。在步驟252，介入系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)被重新縮放和適應(yīng)3D超聲呈現(xiàn)的參考幀。在步驟254，介入系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)被呈現(xiàn)為與3D超聲圖像相同的參考幀。在步驟256，共同參考的介入系統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)與3D超聲視頻數(shù)據(jù)被組合成合并的圖像。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，在三維超聲數(shù)據(jù)與介入裝置位置數(shù)據(jù)之間的三種坐標(biāo)變換是可能的。介入裝置數(shù)據(jù)可被變換成3D超聲圖像的坐標(biāo)系統(tǒng)，或者3D超聲圖像數(shù)據(jù)可被變換成介入裝置數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)，或者二者的數(shù)據(jù)組可被變換成用戶選擇的比例或參考幀。
前述數(shù)據(jù)組合過(guò)程的原理可被應(yīng)用到圖22的實(shí)施例中，這是組合的3D超聲成像和介入裝置系統(tǒng)。在這個(gè)實(shí)施例中，介入裝置30由引導(dǎo)系統(tǒng)22操控，并用來(lái)在介入子系統(tǒng)20的控制下執(zhí)行它的手術(shù)。在由介入子系統(tǒng)或超聲采集子系統(tǒng)通知時(shí)，裝置位置測(cè)量子系統(tǒng)24采集成像探頭10、介入裝置30或二者的位置信息。由探頭10和超聲采集子系統(tǒng)12采集的3D超聲圖像數(shù)據(jù)和由介入子系統(tǒng)采集的介入數(shù)據(jù)以及探頭10、介入裝置30或二者的位置數(shù)據(jù)，然后被處理以由3D圖像處理器14形成合并的3D超聲圖像。包含介入裝置和/或手術(shù)信息的3D圖像然后被顯示在顯示器18上。整個(gè)成像和介入系統(tǒng)由用戶控制板29控制。
正如這里使用的，術(shù)語(yǔ)“外科區(qū)域”“外科引導(dǎo)”和“外科”包括為了醫(yī)療目的把醫(yī)療工具或裝置引入到身體中的任何醫(yī)療手術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于超聲顯示侵入式醫(yī)療裝置(30)和該裝置在身體內(nèi)所處在的體積區(qū)域(122)的方法，包括用由超聲陣列換能器(10)發(fā)射的波束掃描該體積區(qū)域(122)；接收來(lái)自該體積區(qū)域(122)和來(lái)自位于該區(qū)域中的侵入式醫(yī)療裝置(30)的回波信號(hào)；處理回波信號(hào)，以產(chǎn)生體積區(qū)域(122)的廣角視場(chǎng)(120)；處理回波信號(hào)，以產(chǎn)生侵入式醫(yī)療裝置(30)所處在的體積區(qū)域(122)的這部分的詳細(xì)視圖；以及在圖像顯示器(18)上顯示體積區(qū)域(122)的廣角視場(chǎng)(120)和侵入式醫(yī)療裝置(30)所處在的體積區(qū)域(122)的這部分的詳細(xì)視圖。
2.權(quán)利要求1的方法，其中處理回波信號(hào)以產(chǎn)生廣角視場(chǎng)(120)包括處理回波信號(hào)以產(chǎn)生二維圖像的廣角視場(chǎng)；以及其中處理回波信號(hào)以產(chǎn)生詳細(xì)視圖包括產(chǎn)生體積區(qū)域(122)的一部分的體積呈現(xiàn)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述顯示還包括顯示廣角視場(chǎng)的二維圖像和在圖像顯示器(18)的不同區(qū)域中的體積呈現(xiàn)。
4.權(quán)利要求3的方法，還包括指定在二維圖像中的體積呈現(xiàn)的空間位置。
5.權(quán)利要求2的方法，其中該顯示還包括顯示廣角視場(chǎng)的二維圖像和在圖像顯示器(18)的公共區(qū)域中的空間對(duì)準(zhǔn)的體積呈現(xiàn)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述處理回波信號(hào)以產(chǎn)生廣角視場(chǎng)(120)包括體積呈現(xiàn)該回波信號(hào)以產(chǎn)生廣角視場(chǎng)的三維圖像；以及其中所述處理回波信號(hào)以產(chǎn)生詳細(xì)視圖包括產(chǎn)生體積區(qū)域(122)的一部分的體積呈現(xiàn)。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述顯示還包括顯示廣角視場(chǎng)的三維圖像和在圖像顯示器(18)的不同的區(qū)域中體積區(qū)域(122)的這部分的體積呈現(xiàn)。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括指定在廣角視場(chǎng)的三維圖像中體積區(qū)域(122)的這部分的體積呈現(xiàn)的空間位置。
9.權(quán)利要求6的方法，其中顯示還包括顯示廣角視場(chǎng)的三維圖像和在圖像顯示器(18)的公共區(qū)域中的空間對(duì)準(zhǔn)的體積區(qū)域(122)的這部分的體積呈現(xiàn)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述顯示還包括以分開(kāi)的放大的或縮放的視圖的形式來(lái)顯示體積區(qū)域(122)的這一部分的體積呈現(xiàn)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述顯示還包括以放大的或縮放的視圖的形式來(lái)顯示體積區(qū)域(122)的這部分的詳細(xì)視圖。
12.權(quán)利要求1的方法，還包括處理回波信號(hào)以產(chǎn)生基于時(shí)間的顯示；以及其中所述顯示還包括在顯示器(18)上顯示所述基于時(shí)間的顯示。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述處理回波信號(hào)以產(chǎn)生基于時(shí)間的顯示還包括處理回波信號(hào)以產(chǎn)生多普勒頻譜顯示、M模式顯示或彩色M模式顯示。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述掃描還包括在體積區(qū)域(122)中發(fā)射相對(duì)較低的波束密度，而相對(duì)較高的波束密度是在侵入式醫(yī)療裝置(30)所處在的體積區(qū)域(122)的部分中發(fā)射的。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述處理回波信號(hào)以產(chǎn)生廣角視場(chǎng)(120)還包括處理從體積區(qū)域(122)的低波束密度區(qū)域接收的回波信號(hào)；以及其中所述處理回波信號(hào)以產(chǎn)生詳細(xì)視圖還包括處理從體積區(qū)域(122)的高波束密度區(qū)域接收的回波信號(hào)。
16.一種超聲外科引導(dǎo)成像系統(tǒng)，它用來(lái)引導(dǎo)放置侵入式醫(yī)療裝置(30)或觀察侵入式醫(yī)療裝置(30)的操作，該系統(tǒng)包括包括陣列換能器的超聲探頭(10)，它操控在包括侵入式醫(yī)療裝置(30)的體積外科區(qū)域(120)中的超聲波束；被耦合到陣列換能器的發(fā)送波束成形器，它用來(lái)控制在體積區(qū)域(120)中由陣列換能器發(fā)送的波束的空間波束密度；接收波束成形器，它被耦合到陣列換能器并響應(yīng)于來(lái)自陣列單元的回波信號(hào)，用于在侵入式醫(yī)療裝置(30)的附近和在體積區(qū)域(120)中在從侵入式醫(yī)療裝置位置去除的位置處產(chǎn)生接收的掃描線；圖像處理器(68)，響應(yīng)于接收的掃描線，用于產(chǎn)生體積外科區(qū)域(120)的廣角視場(chǎng)和侵入式醫(yī)療裝置(30)的詳細(xì)視圖；以及被耦合到圖像處理器(68)的顯示器(18)，它顯示體積外科區(qū)域(120)的廣角視場(chǎng)和侵入式醫(yī)療裝置(30)的詳細(xì)視圖。
17.權(quán)利要求16的超聲外科引導(dǎo)成像系統(tǒng)，其中顯示器用來(lái)空間對(duì)準(zhǔn)地顯示體積外科區(qū)域(120)的廣角視場(chǎng)和侵入式醫(yī)療裝置(30)的詳細(xì)視圖。
18.權(quán)利要求16的超聲外科引導(dǎo)成像系統(tǒng)，其中發(fā)送波束成形器用來(lái)把由陣列換能器發(fā)送的波束的空間波束密度控制成在侵入式醫(yī)療裝置(30)的附近和在體積區(qū)域(120)中在從侵入式醫(yī)療裝置位置中去除的位置處是不同的。
19.權(quán)利要求16的超聲外科引導(dǎo)成像系統(tǒng)，其中接收波束成形器包括多線接收波束成形器。
20.權(quán)利要求19的超聲外科引導(dǎo)成像系統(tǒng)，其中多線接收波束成形器用來(lái)對(duì)于每個(gè)發(fā)送波束在侵入式醫(yī)療裝置(30)的附近產(chǎn)生與在體積區(qū)域(120)中在從侵入式醫(yī)療裝置位置中去除的位置處所產(chǎn)生的接收的多線的數(shù)目不同的接收的多條線。
全文摘要
一種三維超聲診斷成像系統(tǒng)，用來(lái)三維地引導(dǎo)或觀察侵入式醫(yī)療裝置(30)的操作。侵入式醫(yī)療裝置(30)以詳細(xì)的超聲圖像的形式被顯示，以及該裝置所處在的體積區(qū)域(120)的剩余部分以廣角的視場(chǎng)的形式被顯示。詳細(xì)的和廣角的視場(chǎng)可以分開(kāi)地或以空間對(duì)準(zhǔn)方式重疊地被顯示在圖像顯示器(18)上。廣角的視場(chǎng)可以以二維或三維方式被顯示。量化的顯示圖可以連同廣角的和詳細(xì)的解剖的顯示圖一起被顯示。詳細(xì)的視圖也可以以放大的或縮放的格式被顯示。
文檔編號(hào)A61B17/34GK1764849SQ200480008342
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者M·佩茨恩斯基, I·薩戈, B·薩沃爾德, S·斯卡皮尼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司