[发明专利]使用超声波探针来配准的系统和方法

权利要求书

1.一种用于配准骨骼结构的系统，其包括：

配准探针，其具有耦合至所述探针的圆形尖端的多个超声波换能器的二维阵列，其中所述超声波换能器被配置来提供超声波数据；和

处理电路，所述处理电路被配置来：

接收来自所述超声波换能器的超声波数据；

确定哪些所述超声波换能器与患者的解剖结构接触；

基于所述超声波数据和哪些所述超声波换能器与所述患者的所述解剖结构接触的所述确定来产生配准点；并且

使用所述配准点将所述患者的所述解剖结构与骨骼模型配准。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述超声波换能器包括电容微机械超声波换能器(CMUT)设备。

3.如权利要求1所述的系统，其中接收来自所述超声波换能器的超声波数据包括接收来自所述多个超声波换能器的子集的超声波数据。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述处理电路进一步被配置来选择可接收超声波数据的所述多个超声波换能器的所述子集。

5.如权利要求1所述的系统，其中确定哪些所述超声波换能器与所述患者的解剖结构接触包括基于超声波信号的强度来过滤。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述配准探针还包括耦合至所述探针的圆形尖端的多个压力传感器。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述压力传感器散布于所述超声波换能器之间。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述压力传感器包括微机电系统压力传感器。

9.如权利要求6所述的系统，其中所述压力传感器被配置来提供压力数据，并且其中所述处理电路进一步被配置来接收来自所述压力传感器的压力数据。

10.如权利要求9所述的系统，其中确定哪些所述超声波换能器与所述患者的解剖结构接触进一步基于所述压力数据。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述骨骼模型基于CT扫描或MRI中的至少一个。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述骨骼模型是使用无图像系统获得的模型。

13.一种配准骨骼结构的方法，其包括：

接收来自配准探针的患者解剖结构的超声波数据，所述配准探针包括耦合至所述配准探针的圆形尖端的多个超声波换能器的二维阵列，其中所述超声波换能器被配置来提供所述患者的解剖结构的超声波数据；

确定哪些所述超声波换能器接触所述患者的解剖结构；

基于所述患者的解剖结构的所述超声波数据和接触所述患者的解剖结构的所述超声波换能器来产生配准点；并且

使用所述配准点将所述患者的解剖结构与骨骼模型配准。

14.如权利要求13所述的方法，其中接收来自所述超声波换能器的所述患者解剖结构的超声波数据包括接收来自所述多个超声波换能器的子集的超声波数据。

15.如权利要求14所述的方法，其还包括选择可接收所述患者解剖结构的超声波数据的所述多个超声波换能器的所述子集。

16.如权利要求13所述的方法，其中确定哪些所述超声波换能器接触所述患者的解剖结构是基于过滤所述超声波数据的强度。

17.如权利要求13所述的方法，其还包括接收来自压力传感器的压力数据，其中所述配准探针还包括耦合至所述探针的所述圆形尖端的多个压力传感器，其中所述压力传感器被配置来提供压力数据，并且其中确定哪些所述超声波换能器接触所述患者的解剖结构进一步基于所述压力数据。

18.一种非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其上的由处理电路执行的指令，所述指令包括：

接收来自配准探针的患者解剖结构的超声波数据的指令，所述配准探针包括耦合至所述探针的圆形尖端的多个超声波换能器的阵列，其中所述超声波换能器被配置来提供所述患者的解剖结构的超声波数据；

确定哪些所述超声波换能器接触所述患者解剖结构的指令；

基于所述患者解剖结构的所述超声波数据和接触所述患者解剖结构的所述超声波换能器来产生配准点的指令；并且

使用所述配准点将所述患者解剖结构与骨骼模型配准的指令。