[发明专利]成像探头在医疗程序期间的操纵

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月27日提交的并且名称为“ROBOTIC ULTRASOUND IMAGE GUIDANCE INRADIOTHERAPY”的美国临时专利申请第61/676,429号的优先权，其以其整体通过引用并入。本申请还要求于2013年3月15日提交的并且名称为“RADIOTHERAPYTREATMENT PLANNING TECHNIQUES”的美国临时专利申请第61/799,385号的优先权，其以其整体通过引用并入。

通过引用并入

在本说明书中提到的所有的公布和专利申请以如同每个单个的公布或专利申请被特别地并且单个地指示为通过引用并入的相同的程度通过引用并入本文。

背景

外束辐射疗法(EBRT)在世界范围的所有的癌症患者中的多于一半的疾病管理中使用。EBRT递送方案(例如，立体定向体部辐射治疗(Stereotactic Body Radiation Therapy))和肿瘤检测方法(例如，分子成像)中的最新进展为使用越来越高的消融辐射剂量治疗越来越小的病变以最大化局部控制率铺平了道路。根据这些趋势，高剂量保形性(high dose conformality)对于把治愈剂量递送至目标同时避开周围的健康的结构是重要的。在束递送期间随机的和准周期性的解剖结构运动对实现这种保形性构成了基本的威胁，并且因此约束EBRT的治愈潜力。

用于在束递送期间局部化腹部目标的现有的和正在出现的技术采用植入的基准标记物的追踪、外部代用品的追踪或通过磁共振图像的引导。然而，这些技术不可以使用现有的辐射递送平台提供实时的体积的非侵入的无标记的软组织图像引导能力。因此，存在改进EBRT的广泛的技术能力和临床结果的很大的机会。

在配置为在辐射疗法期间成像的系统的设计中仍然有若干个关键的问题，包括：(1)以对辐射疗法工作流程的最小干涉在延长的时间内可靠地获得3D超声图像；(2)改进用于超声数据的定量解译的处理时间；以及(3)避免超声换能器的与辐射递送的干涉。本文描述的系统意图解决这些问题中的某些。

公开内容的概述

一般地，在一个实施方案中，一种用于在医疗程序期间使用的成像探头操纵器包括具有配置为附接至成像探头的连接器的第一操纵器连杆机构、在第一接合部处联接到第一操纵器连杆机构的第二操纵器连杆机构以及在第二接合部处联接到第一操纵器连杆机构或第二操纵器连杆机构的第三操纵器连杆机构。第一接合部或第二接合部具有自由度。成像探头操纵器包括链接至该自由度的力控制传动部件。力控制传动部件配置为当成像探头与患者接触时维持在成像探头上的预确定的力。

该实施方案和其他实施方案可以包括以下的特征中的一个或多个。力控制传动部件可以是系列弹性力控制部件。系列弹性力控制部件可以包括多个弹簧。系列弹性力控制传动部件可以包括配置为通过调整多个弹簧中的每个中的张力来保持预确定的力的马达。成像探头操纵器还可以包括联接至该多个弹簧中的至少一个弹簧的位置编码器，并且马达可以响应于位置编码器的输出被操作。系列弹性力控制传动部件可以包括配置为控制该多个弹簧中的每个中的弹性的量的手动刻度盘。成像探头可以是超声探头。连接器可以配置为在成像探头操纵器在辐射疗法期间在使用中时可移除地接纳第一成像探头并且在成像探头操纵器在医疗成像程序期间在使用中时可移除地接纳第二成像探头。第一探头可以是可操作的并且第二探头可以是不可操作的。第二探头可以由实质上非金属的部件制成。操纵器连杆机构的毗邻于成像探头的至少一部分可以由实质上非金属的部件制成。操纵器连杆机构的毗邻于成像探头的至少一部分可以由低辐射吸收材料制成。成像探头操纵器还可以包括在第一接合部或第二接合部上的至少一个制动器。成像探头操纵器可以还包括与制动器联接从而检测制动器的位置信息的至少一个编码器。该编码器可以是激光编码器。该至少一个制动器可以是电磁制动器。成像探头操纵器还可以包括配置为接收并且存储关于该至少一个制动器的位置信息的控制器。电子控制器的存储器可以包括用于基于存储的位置信息操作该至少一个制动器的指令。控制器可以配置为在操纵器在医疗成像程序期间在使用中时接收位置信息，并且用于操作的控制器指令可以适合于当操纵器在基于医疗成像程序的医疗疗法期间使用时使用。