使用解剖结构的已知位置来引导超声探头的制作方法

本发明整体涉及体内医疗探头，并且具体地涉及使用医疗超声(us)探头对解剖结构的成像。

背景技术：

1、在实践中，使用超声进行手术的医师通常难以理解与器官的解剖结构有关的超声探头的视场(fov)的取向。该问题可能存在于2d图像切片以及3d图像(在4d us的情况下)。医师可能不是凭直觉知道如何最佳地调整探头在空间中的位置以及旋转探头以观察感兴趣区域(roi)。

2、已经提出了使用医疗超声探头对器官成像的各种方法。例如，美国专利7,604,601描述了一种用于对患者身体成像的医疗成像系统，该医疗成像系统包括具有位置传感器和超声成像传感器的导管。该位置传感器发送指示患者身体中的导管的部分的位置信息的电信号，并且该超声成像传感器在患者身体中的目标处发送超声能量、接收从患者身体中的目标反射的超声回波、并且发送与从患者身体中的目标反射的超声回波相关的信号。定位处理器操作地连接到导管，以用于基于由位置传感器发送的电信号来确定导管的部分的位置信息。该系统还包括显示器和图像处理器，该图像处理器操作地连接到导管、定位处理器和显示器。该图像处理器基于从位置传感器导出的位置信息来在显示器上以与患者身体中的导管的部分的取向相同的取向显示导管图标。该图像处理器还基于由超声传感器发送的信号来生成目标的超声图像，并且基于从位置传感器导出的位置信息来在显示器上以与患者身体中的导管的部分的取向相同的取向实时描绘所生成的超声图像。

3、又如，美国专利6,711,429描述了一种在体内医疗手术期间显示身体的至少一个感兴趣点的系统和方法。该方法通过以下项发挥作用：(a)建立身体的定位；(b)建立用于对身体的至少一部分进行成像的成像仪器的定位；(c)限定与成像仪器的投影平面有关的至少一个投影平面；(d)采集身体的至少一个感兴趣点；以及(e)将所述至少一个感兴趣点投影在所述至少一个投影平面上；使得在手术的过程中，身体的定位和成像仪器的定位都是已知的，从而即使在身体和成像仪器的相对定位由此改变的情况下，至少一个兴趣点也能够投影在至少一个投影平面上。

4、然而，仍然需要更快、更直观和准确的模式用于引导和/或自动化对身体内的roi成像的过程。

技术实现思路

1、下文描述的本发明的实施方案提供了一种方法，该方法包括：在患者的器官内部操纵包括超声换能器阵列的导管，以便采集该器官的至少一部分的超声图像。识别该器官中或该器官附近的一个或多个相应参考解剖结构的一个或多个参考位置。用指示所识别的参考解剖结构的注释来注释该超声图像。

2、在一些实施方案中，识别该参考位置包括：记录多个导管位置，在对该多个参考解剖结构分别成像的同时，该导管被定位在该多个导管位置处。

3、在一些实施方案中，记录该导管位置包括：通过位置跟踪系统测量该导管位置。

4、在一个实施方案中，注释该超声图像包括：注释与超声图像配准显示的解剖标测图，以及使用该解剖标测图上的该注释来注释该超声图像。

5、在另一个实施方案中，该解剖标测图是在采集该超声图像的相同侵入式手术期间采集的。

6、在一些实施方案中，注释该超声图像包括：实时注释由该导管采集的超声图像。

7、在一些实施方案中，该方法还包括：使用该注释，重新定位该导管以对该器官的目标解剖结构成像。

8、在其他实施方案中，重新定位该导管包括：计算该导管相对于该器官的几何模型的目标位置，该模型指定该参考解剖结构和该目标解剖结构的相对位置。

9、在一个实施方案中，重新定位该导管包括：基于该参考解剖结构与该目标解剖结构之间的已知的相对定位和相对取向来估计该导管相对于该目标解剖结构的相对定位和相对取向。

10、在另一个实施方案中，重新定位超声导管包括以下中的至少一者：使该导管移位以及使该导管旋转。

11、在一些实施方案中，其中，该器官为心脏。

12、在一些实施方案中，该方法还包括：使用该一个或多个参考位置和该器官的通常已知的解剖结构来预测界标定位。

13、在一些实施方案中，预测界标定位包括：生成和呈现抽象标记标测图，该抽象标记标测图包括放置在该器官的解剖结构的相对已知的和预测的定位处的标记。

14、根据本发明的另一个实施方案，另外地提供了一种系统，该系统包括导管和处理器。该导管包括超声换能器阵列，该导管被配置为在患者的器官内部被操纵以便采集该器官的至少一部分的超声图像。该处理器被配置为：(i)识别该器官中或该器官附近的一个或多个相应参考解剖结构的一个或多个参考位置，以及(ii)用指示所识别的参考解剖结构的注释来注释该超声图像。

15、需注意，本文所公开的方法和系统可用于与2d超声系统或4d超声系统一起使用。术语“4d超声导管”是指包含超声换能器2d阵列的导管。术语“4d超声图像”是指由2d阵列采集的一定体积的3d超声图像的时间序列。4d图像可被视为3d电影，第四维度是时间。描述4d图像(或渲染)的另一种方式是作为时间相关的3d图像(或渲染)。在心脏中使用的情况下，4d超声导管可被称为“4d心脏内超声心动图(ice)”导管。

16、结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：

技术特征：

1.一种方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述参考位置包括：记录多个导管位置，在对所述多个参考解剖结构分别成像的同时，所述导管被定位在所述多个导管位置处。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，记录所述导管位置包括：通过位置跟踪系统测量所述导管位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，注释所述超声图像包括：注释与超声图像配准显示的解剖标测图，以及使用所述解剖标测图上的所述注释来注释所述超声图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述解剖标测图是在采集所述超声图像的相同侵入式手术期间采集的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，注释所述超声图像包括：实时注释由所述导管采集的超声图像。

7.根据权利要求1所述的方法，并且所述方法包括：使用所述注释，重新定位所述导管以对所述器官的目标解剖结构成像。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，重新定位所述导管包括：计算所述导管相对于所述器官的几何模型的目标位置，所述模型指定所述参考解剖结构和所述目标解剖结构的相对位置。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，重新定位所述导管包括：基于所述参考解剖结构与所述目标解剖结构之间的已知的相对定位和相对取向来估计所述导管相对于所述目标解剖结构的相对定位和相对取向。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，重新定位所述超声导管包括以下中的至少一者：使所述导管移位以及使所述导管旋转。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述器官是心脏。

12.根据权利要求1所述的方法，并且所述方法包括：使用所述一个或多个参考位置和所述器官的通常已知的解剖结构来预测界标定位。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，预测界标定位包括：生成和呈现抽象标记标测图，所述抽象标记标测图包括放置在所述器官的解剖结构的相对已知的和预测的定位处的标记。

14.一种医疗成像系统，所述系统包括：

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过以下方式识别所述参考位置：记录多个导管位置，在对所述多个参考解剖结构分别成像的同时，所述导管被定位在所述多个导管位置处。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过以下方式记录所述导管位置：通过位置跟踪系统测量所述导管位置。

17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过以下方式注释所述超声图像：注释与超声图像配准显示的解剖标测图，以及使用所述解剖标测图上的所述注释来注释所述超声图像。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述解剖标测图是在采集所述超声图像的相同侵入式手术期间采集的。

19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过以下方式注释所述超声图像：实时注释由所述导管采集的超声图像。

20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器被配置为推荐使用所述注释重新定位所述导管，以对所述器官的目标解剖结构成像。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述处理器被配置为推荐通过以下方式重新定位所述导管：计算所述导管相对于所述器官的几何模型的目标位置，所述模型指定所述参考解剖结构和所述目标解剖结构的相对位置。

22.根据权利要求20所述的系统，其中，所述处理器被配置为推荐通过以下方式重新定位所述导管：基于所述参考解剖结构与所述目标解剖结构之间的已知的相对定位和相对取向来估计所述导管相对于所述目标解剖结构的相对定位和相对取向。

23.根据权利要求20所述的系统，其中，所述处理器被配置为推荐以下中的至少一者：使所述导管移位以及使所述导管旋转。

24.根据权利要求14所述的系统，其中，所述器官是心脏。

25.根据权利要求14所述的系统，其中，所述处理器被进一步配置为使用所述一个或多个参考位置和所述器官的通常已知的解剖结构来预测附加界标定位的相对定位。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述处理器被配置为通过以下方式预测界标定位：生成和呈现抽象标记标测图，所述抽象标记标测图包括放置在所述器官的解剖结构的相对已知的和预测的定位处的标记。

技术总结一种方法包括：在患者的器官内部操纵包括超声换能器阵列的导管，以便采集该器官的至少一部分的超声图像。识别该器官中或该器官附近的一个或多个相应参考解剖结构的一个或多个参考位置。用指示所识别的参考解剖结构的注释来注释该超声图像。技术研发人员：A·C·阿尔特曼,A·戈瓦里,I·艾兰,M·齐-瓦里受保护的技术使用者：伯恩森斯韦伯斯特（以色列）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10