[发明专利]2D超声引导的介入中的介入仪器的3D跟踪

权利要求书

1.一种用于跟踪介入仪器(30)的跟踪设备，所述介入仪器具有与所述介入仪器设置在一起的一个或多个超声传感器(S1、S2、S3、S4)，所述跟踪设备包括：

超声成像设备(10)，其包括被配置为采集二维(2D)超声图像的超声探头(12)；以及

电子处理器，其被编程为操作所述超声成像设备和步进设备来执行介入仪器跟踪方法，所述介入仪器跟踪方法包括：

操作所述超声成像设备来显示可视化平面(18)的2D超声图像；

操作被连接的步进设备以使所述超声探头(12)围绕轴线(14)旋转以在具有由所述步进设备控制的平面角度(θ)的平面处采集所述2D超声图像；

执行对包含所述可视化平面的多个平面的2D超声扫掠，并且针对所述多个平面中的每个2D超声平面，检测由每个超声传感器响应于对所述平面的所述2D超声扫掠而发出的信号，其中，所述多个平面跨过一平面角度范围，所述平面角度范围包含所述可视化平面的所述平面角度；

针对每个超声传感器：

识别所述多个平面中的最佳平面，通过比较在每个2D超声平面中针对相应超声传感器检测到的信号，对于所述最佳平面检测到的由所述超声传感器发出的信号最高，

识别所述超声传感器在所述最佳平面中的位置，以及

基于所述超声传感器在所述最佳平面中的所述位置识别所述超声传感器在三维(3D)参考空间中的位置；并且

基于所识别的所述一个或多个超声传感器在所述3D参考空间中的位置来确定针对所述介入仪器的空间信息，针对所述介入仪器的空间信息包括所述介入仪器的端部位置(T)和取向(L)中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的跟踪设备，其中，所述超声探头是经直肠超声(TRUS)探头(12)。

3.根据权利要求1所述的跟踪设备，还包括：

引导网格(22)，其被配置为被定位为抵靠会阴并且引导所述介入仪器(30)通过所述引导网格的进入点；

其中，所述电子处理器还基于所述介入仪器被引导通过的所述引导网格的所述进入点的所述3D参考空间中的位置(E)来确定所述介入仪器的所述空间信息。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的跟踪设备，还包括：

超声探头跟踪器(34)，其被配置为跟踪所述超声探头(12)在所述3D参考空间中的位置；

其中，所述超声传感器在所述3D参考空间中的位置P(x，y，z)被识别为P(x，y，z)＝T_探头，θ×p(x，y)，其中，p(x，y)是所述超声传感器在所述最佳平面中的位置，并且T_探头，θ是依赖于所述探头的跟踪位置和所述最佳平面的参数θ的从所述最佳平面到所述3D参考空间的变换(42)。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的跟踪设备，其中，与所述介入仪器(30)设置在一起的所述超声传感器是压电传感器(S1、S2、S3、S4)，并且所述跟踪设备还包括：

电信号检测器(32)，其被配置为检测由每个压电传感器响应于所述2D超声扫掠而发出的电信号；

其中，所述电子处理器使用所述电信号检测器来检测由每个压电传感器响应于所述2D超声扫掠发出的所述电信号而执行所述检测。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的跟踪设备，其中，与所述介入仪器(30)设置在一起的所述超声传感器(S1、S2、S3、S4)是重新辐射接收到的超声脉冲的超声反射式传感器，并且所述电子处理器使用所述超声探头(12)来检测由每个压电传感器响应于所述2D超声扫掠发出的所述重新辐射的超声脉冲而执行所述检测。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的跟踪设备，其中，所述电子处理器基于根据由所述超声探头发射的射束的计时来分析所述传感器信号而识别所述超声传感器在所述最佳平面中的位置。