[发明专利]用于可视地辅助超声系统的操作者的方法和系统

说明书

提供了用于在视觉上辅助超声系统的操作者的系统和方法。在一个方面，该方法涉及使用第一坐标系接收解剖区域的成像数据，该成像数据标记有用于识别解剖区域的界标；将解剖区域的成像数据从该坐标系变换为圆柱坐标系；显示从超声换能器接收的解剖区域的实时超声图像；接收来自超声换能器的对应于解剖区域的对准点的位置信息；使用该界标，显示来自解剖区域的变换后的成像数据的与对准点对应的变换后图像；其中，同时显示变换后图像和实时超声图像。在另一方面，该方法涉及生成和变换第一解剖区域的3D模型。

背景技术

磁共振成像(MRI)和超声融合已经成为前列腺癌靶向活组织检查的重要技术，因为有些癌症MRI检测比超声更敏感。众所周知，MRI可以检测前列腺癌。然而，由于安全限制、材料限制、缺乏实时反馈以及MRI 时间的高成本，在MRI磁体内进行活组织检查是不切实际的。相反，目标，如前列腺和/或前列腺内或上的病变，通过利用MRI成像定位，然后图像或图像序列与实时超声“融合”，以协助泌尿科医生进行前列腺活检。已经提出了几种技术来完成这种融合，通常涉及跟踪组件和软件/工作流组件。现有的跟踪组件包括电磁传感器和机械跟踪臂，而已知的软件工作流包括使用半自动边界分割的MRI和前列腺的超声图像的刚性和弹性配准。

此外，放射科医师可以检查MRI，然后为泌尿科医生生成前列腺可疑区域的报告。泌尿科医生然后可以查看报告以帮助定位前列腺和/或病变，同时使用超声来辅助手动进行前列腺的靶向活组织检查。

发明概述

前列腺的MRI数据提供关于前列腺和/或前列腺上或中的病变位置的三维(3D)信息。超声成像提供二维(2D)图像。泌尿科医生可以在他们的头脑中进行认知融合以处理前列腺和/或病变的3D位置，同时在进行前列腺的靶向活组织检查期间观察2D超声图像。

在一个方面，提供了方法和系统，其可以通过将3D MRI数据变换为与实时超声图像数据观看兼容的2D数据来提高所呈现的处理后的MRI和超声图像的准确性和简单性，从而有助于减少泌尿科医生的心理负担。因此，通过减轻泌尿科医生的精神负担，这可能导致在进行前列腺的靶向活组织检查期间错误(例如左/右交换)的减少。

此外，放射科医师可以审阅前列腺的MRI数据并生成关于成像前列腺的可疑区域的报告。在报告中将一个或多个可疑区域识别为前列腺的多区域模型(例如，39个区域)中的一个或多个区域。

在另一方面，提供了用于提供具有多个区域的前列腺的3D模型的方法和系统，将3D模型转换为与实时超声图像数据观看兼容的2D数据，并且通过模型前列腺的2D图形表示来显示通过实时超声探头成像的前列腺的一个或多个区域。

在一个实施方案中，来自MRI扫描和超声扫描的图像在屏幕上同步显示，以便泌尿科医生可以识别和靶向病变。在另一个实施方案中，在屏幕上同步显示前列腺和超声扫描的图像的表示，以便泌尿科医生可以识别和靶向病变。

实施方案系统包括侧射超声换能器(例如EV29L侧射换能器)。所公开的装置和系统还包括惯性监测单元(IMU)，其跟踪侧射超声换能器的侧倾、俯仰和偏转角。该系统的处理单元被配置为处理MRI图像和/或报告数据，使得其对应于由侧射超声换能器获得的超声图像数据。当执行处理时，注意到(与现有解决方案相反)本公开的探头的位置、超声元件阵列在探头上的取向以及包括对准点的附加信息用于执行融合，这可以减少配准点的数量和复杂性。在一个实施方案中，这种配准可以使用注释到MRI 的中线切片上的单个线来完成，并且单个按钮点击超声以识别相同的中线视图，从而避免前列腺边缘的耗时且容易出错的边界分割。在另一个实施方案中，仅使用超声换能器的侧倾角。

附图说明

注意，在图1A-3F中，为了便于阅读，在页面的左上角提供了对应于图形的3D取向的3D坐标图例。

图1A(1/27页)是前列腺和直肠的冠状平面代表性视图。

图1B(2/27页)是图1A的沿着图1A中的标记为A-A和图1B中标记为A-A的横向平面的横向平面代表图。