[发明专利]用于超声成像的医学探头

说明书

一种用于插入患者的身体的内部探头设备，所述设备包括细长主体，其中，在所述主体的表面处安装有多个EAP致动器。使得所述EAP致动器振动，从而其位置在多普勒超声图像中变得可见。使用EAP致动器来提供使得个体位置能够被识别的振动。具体地，所述EAP致动器的移动可以在很大程度上与所述探头的主体相隔离。此外，EAP致动器能够是细的、重量轻的，并且具有适合用于应用于探头(例如，导管、针或内窥镜)的表面或探头(例如，导管、针或内窥镜)的表面内的小的形状因子。

技术领域

本发明涉及医学成像设备，并且具体涉及用于使用超声来查看在手术或介入流程期间所使用的内部探头的位置的系统。

背景技术

超声常常被用作在微创流程期间对诸如针或导管的手术设备进行引导的工具。例如，通常使用超声成像来执行手术活检流程以使得医师能够查看被活检的组织。

超声在手术流程期间使用优于X射线成像的优点之一在于其提供了软组织对比度和深度信息，同时其不使用电离辐射。然而，常常具有挑战性的是识别超声图像中的介入设备，这是因为诸如针的许多设备是镜面反射器并且不能将超声波束返回到换能器。

另外，诸如导管的设备可能在超声图像上具有与组织结构相似的外观，这也取决于成像设置。各种各样的技术被用于改善对设备的可视化，例如添加回波涂层或刻面。

已知在超声设备中跟踪针的原理，例如通过对针顶端涂覆压电材料，所述压电材料在由超声能量“激活”时提供电信号。超声换能器可以备选地被附接到活检针以使得所述针能够与成像扫描头协作地发射和/或接收超声波。

针对这些主动方法的备选方案是使用彩色多普勒图像来被动地查看活检针。已经发现对活检针或导丝的徒手操作提供了与针杆相对应的彩色图像。然而，所述针的图像仅当针正在被操作时才被高度定义，并且是对整个针杆的粗糙表示。

已经提出了通过使针机械地往复运动来对针的顶端进行连续可视化。当以彩色来显示针顶端的多普勒表示时，活检针(或探针)的不同步的往复运动引起不断变化的莫尔图案。在US 5095910中描述了利用这种技术的系统。

US 2010/0305432公开了另一种用于以3D多普勒模式使用超声来定位体内的医学设备的系统和方法。在该方法中，使用3D多普勒成像来检测医学设备，所述医学设备被耦合到振动元件以引发在所述设备的远侧端部中的振动。所述医学设备的不同部分可以被配置为以不同的频率振动。这是由不同密度的材料的节段来实现的，其衰减在近侧端部处由振动模块所生成的振动。

在“IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control”(2008年，第55卷，第6期，第1355-1362页)中已经提出了使用实时3D彩色多普勒的振动设备检测的原理。

已经提出了用于在多普勒成像系统中使用的振动元件的各种不同的用途，例如：

向微创设备(导管、针、导丝)提供振动元件以提供整个主体的振动；

在近侧端部(体外)或远侧端部(体内)处提供振动元件；

在不同的位置处使用不同的频率，例如利用通过材料密度的改变或者更多的振动元件而更改的频率。

发明内容

在前文中所描述的用于基于多普勒跟踪的微创健康护理设备的这些已知振动元件使设备的整个截面振动。结果，不同区相互影响并且空间信息密度因串扰导致相当有限。许多医学设备是对称的(针、导管)，并且如果仅跟踪点就会丢失设备的取向信息。

因此，需要经改进的用于在超声图像内对探头进行成像的技术。

至少利用由独立权利要求定义的本发明来部分实现前述目标。从属权利要求提供了有利实施例。

根据基于本发明的一方面的范例，提供了一种用于插入患者的身体的探头设备，包括：