[发明专利]使用纳米材料的实时医疗装置可视化

说明书

技术领域

本公开涉及医学图像可见度，更具体而言，涉及用于提高医学图像中的装置可见度的系统和方法。

背景技术

导管或针的可视化在很多医疗介入过程中都很重要。对于导管可视化的现有标准包括利用造影染剂的X-射线成像（荧光透视）。由于电离辐射和染剂本身的毒性，这样的过程是侵入性的。诸如超声或磁共振成像（MRI）的常规成像技术无法提供导管材料的清晰对比度。安装在导管上的用于导管可视化的电磁跟踪传感器由于电磁场的畸变而缺乏准确性。此外，准确的导管可视化是具有挑战性的，因为，一般而言，由不可控的依赖于角度的镜面反射来表征导管。

发明内容

根据本原理，一种医疗装置和用于定位所述装置的方法包括具有长度尺寸和表面的结构。体积与所述表面相关联，并沿所述长度尺寸的至少一部分延伸。在所述体积内结合纳米材料，并将其配置为对至少一个激发信号做出响应，从而所述激发信号生成来自所述纳米材料的响应，以实现所述结构在研究对象内的定位。

一种用于定位医疗装置的系统包括具有结合于其内的纳米材料的医疗装置，所述纳米材料被配置为对至少一个激发信号做出响应。激发源被配置为生成所述至少一个激发信号，从而生成来自所述纳米材料的响应发射。传感器被配置为接收所述响应发射。图像处理模块被配置为使用所述响应发射在医学图像中绘制所述医疗装置。

一种用于定位医疗装置的方法包括：提供具有结合于其内的纳米材料的医疗装置，所述纳米材料被配置为对至少一个激发信号做出响应；使用所述至少一个激发信号来激发所述纳米材料，以生成来自所述纳米材料的响应发射；感测所述响应发射；以及处理所述响应发射，从而相对于医学图像定位所述医疗装置。

另一种用于生成医疗装置的图像的方法包括：使用针对所述纳米材料的第一电磁激发频率来激发包含在医疗装置中的纳米材料，以获得第一可成像响应，所述第一可成像响应相对于周围材料是能够探测的；使用针对所述纳米材料的第二电磁激发频率来激发包含在所述医疗装置中的所述纳米材料，以获得包括与所述第一可成像响应的可认知差异的第二可成像响应，所述第二可成像响应相对于周围材料是能够探测的；以及从所述第二可成像响应中减去所述第一可成像响应，从而提供相对于研究对象的所述医疗装置的图像。

通过以下结合附图阅读的对本公开的示范性实施例的详细描述，本公开的这些以及其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

参考以下附图，本公开将详细介绍优选实施例的以下描述，其中：

图1是根据一个实施例的具有含有纳米材料的固体层或涂层的医疗装置的局部横截面视图；

图2是根据另一实施例的具有含有处于悬浮液中的纳米材料的形成了环形腔的管的医疗装置的局部横截面视图；

图3是根据另一实施例的具有含有处于悬浮液中的纳米材料的纵向管的医疗装置的局部横截面视图；

图4是示出了根据一个示范性实施例的用于对医疗装置成像的系统的方框/流程图；

图5是示出了根据另一示范性实施例的用于对医疗装置定位和成像的方法的方框/流程图；以及

图6是示出了根据示范性实施例的用于构造和使用医疗装置的另一方法的方框/流程图。

具体实施方式

根据本原理，提供了修改医疗装置以使其具有处于装置表面上或者嵌入到装置表面内的额外材料层的系统、装置和方法。在一个实施例中，采用纳米材料。可以将所述纳米材料选择为对特定波长具有吸收特性。在医疗过程等期间，向感兴趣区域提供电磁场。响应于该电磁场，所述纳米材料由入射电磁波的冲击生成声波标记，之后采用声波探测器探测所述声波标记。

在尤为有用的实施例中，可以采用的纳米材料包括例如碳纳米管、纳米棒或纳米球。在其他实施例中，可以采用图像相减法，其中，使用处于两个频率上的电磁辐射，以更好地推断处于患者体内的医疗装置的位置。

应当理解，虽然将在医疗仪器方面描述本发明；但是，本发明的教导范围要宽得多，其适用于在跟踪或分析复杂生物学或机械系统中采用的任何仪器。具体而言，本原理适用于生物学系统的内部跟踪过程，在诸如肺、胃肠道、排泄器官、血管等身体的所有区域中的过程。附图中描绘的，尤其是图4中描绘的元件可以通过硬件和软件各种组合来实现，并且提供可以在单个元件或多个元件中结合的功能。