本發(fā)明整體涉及體內(nèi)醫(yī)療探頭，并且具體地涉及使用醫(yī)療超聲(us)探頭對解剖結(jié)構(gòu)的成像。

背景技術(shù)：

1、在實(shí)踐中，使用超聲進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)師通常難以理解與器官的解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)的超聲探頭的視場(fov)的取向。該問題可能存在于2d圖像切片以及3d圖像(在4d?us的情況下)。醫(yī)師可能不是憑直覺知道如何最佳地調(diào)整探頭在空間中的位置以及旋轉(zhuǎn)探頭以觀察感興趣區(qū)域(roi)。

2、已經(jīng)提出了使用醫(yī)療超聲探頭對器官成像的各種方法。例如，美國專利7,604,601描述了一種用于對患者身體成像的醫(yī)療成像系統(tǒng)，該醫(yī)療成像系統(tǒng)包括具有位置傳感器和超聲成像傳感器的導(dǎo)管。該位置傳感器發(fā)送指示患者身體中的導(dǎo)管的部分的位置信息的電信號，并且該超聲成像傳感器在患者身體中的目標(biāo)處發(fā)送超聲能量、接收從患者身體中的目標(biāo)反射的超聲回波、并且發(fā)送與從患者身體中的目標(biāo)反射的超聲回波相關(guān)的信號。定位處理器操作地連接到導(dǎo)管，以用于基于由位置傳感器發(fā)送的電信號來確定導(dǎo)管的部分的位置信息。該系統(tǒng)還包括顯示器和圖像處理器，該圖像處理器操作地連接到導(dǎo)管、定位處理器和顯示器。該圖像處理器基于從位置傳感器導(dǎo)出的位置信息來在顯示器上以與患者身體中的導(dǎo)管的部分的取向相同的取向顯示導(dǎo)管圖標(biāo)。該圖像處理器還基于由超聲傳感器發(fā)送的信號來生成目標(biāo)的超聲圖像，并且基于從位置傳感器導(dǎo)出的位置信息來在顯示器上以與患者身體中的導(dǎo)管的部分的取向相同的取向?qū)崟r(shí)描繪所生成的超聲圖像。

3、又如，美國專利6,711,429描述了一種在體內(nèi)醫(yī)療手術(shù)期間顯示身體的至少一個(gè)感興趣點(diǎn)的系統(tǒng)和方法。該方法通過以下項(xiàng)發(fā)揮作用：(a)建立身體的定位；(b)建立用于對身體的至少一部分進(jìn)行成像的成像儀器的定位；(c)限定與成像儀器的投影平面有關(guān)的至少一個(gè)投影平面；(d)采集身體的至少一個(gè)感興趣點(diǎn)；以及(e)將所述至少一個(gè)感興趣點(diǎn)投影在所述至少一個(gè)投影平面上；使得在手術(shù)的過程中，身體的定位和成像儀器的定位都是已知的，從而即使在身體和成像儀器的相對定位由此改變的情況下，至少一個(gè)興趣點(diǎn)也能夠投影在至少一個(gè)投影平面上。

4、然而，仍然需要更快、更直觀和準(zhǔn)確的模式用于引導(dǎo)和/或自動(dòng)化對身體內(nèi)的roi成像的過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、下文描述的本發(fā)明的實(shí)施方案提供了一種方法，該方法包括：在患者的器官內(nèi)部操縱包括超聲換能器陣列的導(dǎo)管，以便采集該器官的至少一部分的超聲圖像。識別該器官中或該器官附近的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)參考解剖結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)參考位置。用指示所識別的參考解剖結(jié)構(gòu)的注釋來注釋該超聲圖像。

2、在一些實(shí)施方案中，識別該參考位置包括：記錄多個(gè)導(dǎo)管位置，在對該多個(gè)參考解剖結(jié)構(gòu)分別成像的同時(shí)，該導(dǎo)管被定位在該多個(gè)導(dǎo)管位置處。

3、在一些實(shí)施方案中，記錄該導(dǎo)管位置包括：通過位置跟蹤系統(tǒng)測量該導(dǎo)管位置。

4、在一個(gè)實(shí)施方案中，注釋該超聲圖像包括：注釋與超聲圖像配準(zhǔn)顯示的解剖標(biāo)測圖，以及使用該解剖標(biāo)測圖上的該注釋來注釋該超聲圖像。

5、在另一個(gè)實(shí)施方案中，該解剖標(biāo)測圖是在采集該超聲圖像的相同侵入式手術(shù)期間采集的。

6、在一些實(shí)施方案中，注釋該超聲圖像包括：實(shí)時(shí)注釋由該導(dǎo)管采集的超聲圖像。

7、在一些實(shí)施方案中，該方法還包括：使用該注釋，重新定位該導(dǎo)管以對該器官的目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)成像。

8、在其他實(shí)施方案中，重新定位該導(dǎo)管包括：計(jì)算該導(dǎo)管相對于該器官的幾何模型的目標(biāo)位置，該模型指定該參考解剖結(jié)構(gòu)和該目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的相對位置。

9、在一個(gè)實(shí)施方案中，重新定位該導(dǎo)管包括：基于該參考解剖結(jié)構(gòu)與該目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)之間的已知的相對定位和相對取向來估計(jì)該導(dǎo)管相對于該目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的相對定位和相對取向。

10、在另一個(gè)實(shí)施方案中，重新定位超聲導(dǎo)管包括以下中的至少一者：使該導(dǎo)管移位以及使該導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)。

11、在一些實(shí)施方案中，其中，該器官為心臟。

12、在一些實(shí)施方案中，該方法還包括：使用該一個(gè)或多個(gè)參考位置和該器官的通常已知的解剖結(jié)構(gòu)來預(yù)測界標(biāo)定位。

13、在一些實(shí)施方案中，預(yù)測界標(biāo)定位包括：生成和呈現(xiàn)抽象標(biāo)記標(biāo)測圖，該抽象標(biāo)記標(biāo)測圖包括放置在該器官的解剖結(jié)構(gòu)的相對已知的和預(yù)測的定位處的標(biāo)記。

14、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，另外地提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括導(dǎo)管和處理器。該導(dǎo)管包括超聲換能器陣列，該導(dǎo)管被配置為在患者的器官內(nèi)部被操縱以便采集該器官的至少一部分的超聲圖像。該處理器被配置為：(i)識別該器官中或該器官附近的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)參考解剖結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)參考位置，以及(ii)用指示所識別的參考解剖結(jié)構(gòu)的注釋來注釋該超聲圖像。

15、需注意，本文所公開的方法和系統(tǒng)可用于與2d超聲系統(tǒng)或4d超聲系統(tǒng)一起使用。術(shù)語“4d超聲導(dǎo)管”是指包含超聲換能器2d陣列的導(dǎo)管。術(shù)語“4d超聲圖像”是指由2d陣列采集的一定體積的3d超聲圖像的時(shí)間序列。4d圖像可被視為3d電影，第四維度是時(shí)間。描述4d圖像(或渲染)的另一種方式是作為時(shí)間相關(guān)的3d圖像(或渲染)。在心臟中使用的情況下，4d超聲導(dǎo)管可被稱為“4d心臟內(nèi)超聲心動(dòng)圖(ice)”導(dǎo)管。

16、結(jié)合附圖，通過以下對本發(fā)明的實(shí)施方案的詳細(xì)描述，將更全面地理解本發(fā)明，其中：

技術(shù)特征：

1.一種方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，識別所述參考位置包括：記錄多個(gè)導(dǎo)管位置，在對所述多個(gè)參考解剖結(jié)構(gòu)分別成像的同時(shí)，所述導(dǎo)管被定位在所述多個(gè)導(dǎo)管位置處。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，記錄所述導(dǎo)管位置包括：通過位置跟蹤系統(tǒng)測量所述導(dǎo)管位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，注釋所述超聲圖像包括：注釋與超聲圖像配準(zhǔn)顯示的解剖標(biāo)測圖，以及使用所述解剖標(biāo)測圖上的所述注釋來注釋所述超聲圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述解剖標(biāo)測圖是在采集所述超聲圖像的相同侵入式手術(shù)期間采集的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，注釋所述超聲圖像包括：實(shí)時(shí)注釋由所述導(dǎo)管采集的超聲圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，并且所述方法包括：使用所述注釋，重新定位所述導(dǎo)管以對所述器官的目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)成像。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，重新定位所述導(dǎo)管包括：計(jì)算所述導(dǎo)管相對于所述器官的幾何模型的目標(biāo)位置，所述模型指定所述參考解剖結(jié)構(gòu)和所述目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的相對位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，重新定位所述導(dǎo)管包括：基于所述參考解剖結(jié)構(gòu)與所述目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)之間的已知的相對定位和相對取向來估計(jì)所述導(dǎo)管相對于所述目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的相對定位和相對取向。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，重新定位所述超聲導(dǎo)管包括以下中的至少一者：使所述導(dǎo)管移位以及使所述導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述器官是心臟。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，并且所述方法包括：使用所述一個(gè)或多個(gè)參考位置和所述器官的通常已知的解剖結(jié)構(gòu)來預(yù)測界標(biāo)定位。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，預(yù)測界標(biāo)定位包括：生成和呈現(xiàn)抽象標(biāo)記標(biāo)測圖，所述抽象標(biāo)記標(biāo)測圖包括放置在所述器官的解剖結(jié)構(gòu)的相對已知的和預(yù)測的定位處的標(biāo)記。

14.一種醫(yī)療成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過以下方式識別所述參考位置：記錄多個(gè)導(dǎo)管位置，在對所述多個(gè)參考解剖結(jié)構(gòu)分別成像的同時(shí)，所述導(dǎo)管被定位在所述多個(gè)導(dǎo)管位置處。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過以下方式記錄所述導(dǎo)管位置：通過位置跟蹤系統(tǒng)測量所述導(dǎo)管位置。

17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過以下方式注釋所述超聲圖像：注釋與超聲圖像配準(zhǔn)顯示的解剖標(biāo)測圖，以及使用所述解剖標(biāo)測圖上的所述注釋來注釋所述超聲圖像。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述解剖標(biāo)測圖是在采集所述超聲圖像的相同侵入式手術(shù)期間采集的。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為通過以下方式注釋所述超聲圖像：實(shí)時(shí)注釋由所述導(dǎo)管采集的超聲圖像。

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為推薦使用所述注釋重新定位所述導(dǎo)管，以對所述器官的目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)成像。

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為推薦通過以下方式重新定位所述導(dǎo)管：計(jì)算所述導(dǎo)管相對于所述器官的幾何模型的目標(biāo)位置，所述模型指定所述參考解剖結(jié)構(gòu)和所述目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的相對位置。

22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為推薦通過以下方式重新定位所述導(dǎo)管：基于所述參考解剖結(jié)構(gòu)與所述目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)之間的已知的相對定位和相對取向來估計(jì)所述導(dǎo)管相對于所述目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的相對定位和相對取向。

23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置為推薦以下中的至少一者：使所述導(dǎo)管移位以及使所述導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)。

24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述器官是心臟。

25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被進(jìn)一步配置為使用所述一個(gè)或多個(gè)參考位置和所述器官的通常已知的解剖結(jié)構(gòu)來預(yù)測附加界標(biāo)定位的相對定位。

26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述處理器被配置為通過以下方式預(yù)測界標(biāo)定位：生成和呈現(xiàn)抽象標(biāo)記標(biāo)測圖，所述抽象標(biāo)記標(biāo)測圖包括放置在所述器官的解剖結(jié)構(gòu)的相對已知的和預(yù)測的定位處的標(biāo)記。

技術(shù)總結(jié)
一種方法包括：在患者的器官內(nèi)部操縱包括超聲換能器陣列的導(dǎo)管，以便采集該器官的至少一部分的超聲圖像。識別該器官中或該器官附近的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)參考解剖結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)參考位置。用指示所識別的參考解剖結(jié)構(gòu)的注釋來注釋該超聲圖像。

技術(shù)研發(fā)人員：A·C·阿爾特曼,A·戈瓦里,I·艾蘭,M·齊-瓦里
受保護(hù)的技術(shù)使用者：伯恩森斯韋伯斯特（以色列）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10