[发明专利]针对靶活检的针轨迹预测

说明书

一种靶活检系统采用超声探头(20)、靶活检针(30)和超声引导控制器(44)。在操作中，超声探头(20)投射与解剖区域(例如，肝脏)相交的超声平面。靶活检针(30)包括两个或更多个超声接收器(31)，其用于当靶活检针(30)被插入到解剖区域中时感测超声平面。响应于超声接收器(31)感测到超声平面，超声引导控制器(44)预测解剖区域内的靶活检针(30)相对于超声平面的活检轨迹。所述预测指示活检轨迹是在超声平面内(即，平面内活检轨迹)还是在超声平面外(即，平面外活检轨迹)。

技术领域

本发明大体涉及超声引导靶活检(例如，肝活检、肾活检等)。本发明具体涉及在靶活检过程期间对针轨迹的预测。

背景技术

超声引导被广泛用于靶活检，以提高该过程的准确性并降低医疗事故的潜在风险。在这样的过程中，将针瞄准活检靶插入到患者体内。同时，临床医生通常需要在击发活检枪之前估计触发的针轨迹，以便获知针是否将刺穿靶组织。轨迹大致是沿着根据针参数的现有知识估计的针轴的某几厘米的延伸。因此，当针在超声图像中清晰可见时，医生估计轨迹可能相对容易。然而，在深层器官(例如，肝脏和肾脏)中，针通常由于其镜面性质和不利的入射角而在超声图像中是不可见的，这导致估计针轨迹的困难。此外，由于临床医生的手运动和患者的呼吸运动，针在过程中并不总是处于超声图像平面中，这在估计针轨迹中提供了更多困难。

发明内容

为了增强超声图像中对介入工具的可视化，提出了一种基于超声的跟踪技术，以通过在介入工具的端部附近嵌入小型超声接收器来跟踪介入工具的端部。然后通过处理由这些超声接收器接收到的信号来估计介入工具的位置，然后将其可视化在超声图像上。本发明通过在超声图像上提供对三维(“3D”)平面内活检轨迹或3D平面外活检轨迹的精确预测来增强这种基于超声的跟踪技术

本发明的一种形式是一种采用超声探头、靶活检针、两个或更多个超声接收器和超声引导控制器的靶活检系统。在操作中，超声探头投射与解剖区域(例如，腹部区域、颅区域、乳腺区域、腹部区域等)相交的超声平面。超声接收器当靶活检针插入到解剖区域中时感测超声平面。响应于超声接收器感测到超声平面，超声引导控制器预测解剖区域内的靶活检针相对于超声平面的活检轨迹。所述预测指示活检轨迹是在超声平面内(即，平面内活检轨迹)还是在超声平面外(即，平面外活检轨迹)。

为了本发明的目的，术语“超声探头”广泛地包括本领域中已知的采用一个或多个超声换能器/发射器/接收器来投射与解剖区域相交的超声平面的任何超声探头。超声探头的示例包括但不限于具有扇形、曲线或线性几何形状的二维和三维超声探头。

为了本发明的目的，术语“靶活检针”广泛地包括本领域已知的采用探针等的任何类型的活检针，以便当靶活检针被插入到解剖区域中时切割组织样本。靶活检针的示例包括但不限于具有用于组织芯活检的击发或“枪击”机构的铡刀式活检针(例如或Bard活检针)。

为了本发明的目的，包括但不限于“平面内”、“平面外”，“接收器”和“活检轨迹”的本领域的术语要被解释为在本发明的领域中是已知的并且在本文中示例性地进行描述。更具体地，术语“接收器”包括本领域中已知的接收器和收发器。

为了本发明的目的，术语“超声引导控制器”广泛地包括容纳在计算机或另一指令执行设备/系统内或链接到计算机或另一指令执行设备/系统的专用主板或专用集成电路的所有结构配置，计算机或另一指令执行设备/系统用于控制本文随后描述的本发明的各种发明原理的应用。超声引导控制器的结构配置可以包括但不限于(一个或多个)处理器、(一个或多个)计算机可用/计算机可读储存介质、操作系统、(一个或多个)外围设备控制器、(一个或多个)插槽和(一个或多个)端口。计算机的示例包括但不限于服务器计算机、客户端计算机、工作站和平板电脑。