[发明专利]通过超声成像来检测和呈现介入设备的系统和方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月15日递交的、名称为“通过超声成像来检测和呈现介入设备的系统和方法(SystemsandMethodstoDetectandPresentInterventionalDevicesviaUltrasoundImaging)”的美国临时申请No.61/790,586的优先权和权益，该申请的全文通过引用合并于此。

技术领域

本公开一般涉及超声成像，更特别地涉及利用声传感器经由超声成像来提供对诸如针、导管等介入设备的引导的方法和系统。

背景技术

利用超声来引导涉及介入设备(例如，针或导管)的诊断或治疗侵入性操作在临床领域变得越来越普遍。介入超声需要通过超声成像精确地定位介入设备的末端或头部。一些现有的技术提议将电传感器安装到介入设备的末端上以从心脏采集电信号。然而，那些现有技术具有局限性。通常，介入设备放置在不能采集心脏信号或者采集极微弱心脏信号的目标附近，因此介入设备的末端的精确位置不能被检测到且无法以超声图像呈现。其他现有技术提议将电传感器安装到介入设备的末端上以接收从成像换能器发送的超声波脉冲，将脉冲转换成电信号，并且将信号传回到超声设备。然而，在这些现有技术下，当在图像中存在强的组织杂波而弱化超声波脉冲时，很难实现超声图像中介入设备的末端的可视化。而且，在那些现有技术中，难以精确地判定哪条被发送的声波束触发了电传感器，因此不能检测到介入设备的末端的精确位置。而且，因为在人体或动物体中行进的超声波脉冲衰减极快且变弱且不稳定，所以对于那些现有技术来说很难将噪声与介入设备末端的真实脉冲信号区分开。总之，现有技术仅能够计算介入设备末端的近似的、不精确的位置。

因此，需要开发通过超声成像来检测和呈现诸如针、导管等介入设备位置的简易精确的方法和系统以克服现有技术系统的局限性。

发明内容

本公开包括用于对与在第一模式和第二模式下操作的超声成像系统耦合的介入设备提供实时引导的示例性的方法。该方法的实施例包括，在第一模式下：停止从超声成像系统的换能器发送超声信号；通过安装在介入设备的头部上的声传感器发送超声信号；通过换能器接收所发送的超声信号；以及基于接收到的超声信号来生成头部的位置的第一图像。该方法的实施例还包括，在所述第二模式下：停止从声传感器发送超声信号；通过换能器来发送超声信号；接收从对象结构反射回的所发送超声信号的回波；以及基于接收到的回波来生成对象结构的第二图像。该方法的实施例还包括：将第一图像与第二图像组合以获得第三图像，第三图像显示出头部相对于对象结构的位置。该方法的一些实施例还包括：通过将第三图像中头部的相对位置加亮、将该位置着色或者用文本或符号标记该位置来突出显示该位置。

根据本公开的示例性系统包括：换能器；处理器，其与换能器耦合；以及声传感器，其安装到介入设备的头部上。当所公开的系统在第一模式下操作时，换能器停止发送超声信号，声传感器发送超声信号，该超声信号随后由换能器接收且用来生成头部的位置的第一图像。当所公开的系统在第二模式下操作时，声传感器停止发送超声信号，换能器发送超声信号且接收所发送的超声信号的回波，该回波用来生成对象结构的第二图像。在一些实施例中，处理器将第一图像与第二图像组合来获得第三图像，第三图像显示出头部相对于对象结构的位置。在一些实施例中，处理器通过将第三图像中头部的相对位置加亮、将该位置着色或者用文本或符号标记该位置来突出显示该位置。

应理解的是，上述概述和下面的详述仅是示例性和说明性的，不限制如权利要求所主张的发明。

附图说明

图1示出了与本公开一致的示例性系统的框图。

图2是示出图1的示例性系统的实施例的框图。

图3是示出图2的实施例中的示例性过程流的功能图。

图4是示出图2的实施例中的另一示例性的过程流的功能图。

图5示出了示例性的传感器图像。

图6示出了示例性的超声图像。

图7示出了将图5的传感器图像与图6的超声图像组合的示例性增强可视化图像。

图8示出了实时生成的一系列示例性增强可视化图像。

图9是表示利用声传感器通过超声成像对介入设备提供引导的示例性的方法的流程图。

具体实施方式

现在将具体参考在附图中示出的示例性的实施例。在全部图中仅可能使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。