[发明专利]用于利用超声进行肺部可视化的系统和方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于利用超声成像技术可视化肺部的系统和方法。更具体而言， 本公开内容涉及利用超声图像增强由其它成像模态获得的管腔网络的图像。

背景技术

对于肺部疾病(诸如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和慢性阻塞性肺部疾病 (COLD))或者对于肺部相关疾病的护理标准主要集中在一般对患者是高度侵入性的医疗 和/或药物管理。例如，已经报道了数十年经由局部和侵入性手段(例如，外科手术)的肺去 神经可以对哮喘或肺气肿提供治疗益处。

电磁导航(EMN)已经帮助扩大治疗诸如肺部的管腔网络的可能性。EMN依赖于非侵 入性成像技术，诸如计算机断层扫描(CT)扫描、磁共振成像(MRI)或荧光透视技术。EMN与这 些非侵入性成像技术相结合也已经被用来识别目标的位置并帮助临床医生导航肺部的管 腔网络到达目标。但是，由这些非侵入性成像技术生成的图像已无法提供足够的分辨率来 识别与管腔网络平行延伸的这种神经位置的特征。另外，当执行治疗时，利用这些非侵入性 成像技术的附加图像必须已经被执行，以确定治疗是否已经完成。这增加了患者暴露给有 害X射线或物质的次数和治疗成本。还有，每个临床医生都渴望被治疗的区域的更大分辨 率。因此，存在对于提供期望分辨率并且在操作中临床高效的成像模态的需求。

发明内容

在一方面，本公开内容的特征是一种用于肺部的基于US的询问的系统。该系统包 括存储器、电磁(EM)板、延长的工作通道(EWC)、EM传感器、US换能器，以及处理器。存储器存 储管腔网络的三维(3D)模型和用于导航管腔网络的通路计划，并且EM板被配置为生成EM 场。EWC被配置为根据通路计划朝目标导航患者的管腔网络，并且EM传感器从EWC的远端向 远侧延伸并且被配置为感测EM场。US换能器被配置为生成US波并接收从管腔网络反射的US 波，并且处理器被配置为处理感测到的EM场，以便在3D模型中同步EM传感器的位置、处理反 射的US波以便生成US图像、或者集成所生成的图像与3D模型。

在另一方面，该系统还包括被配置为显示集成的3D模型和US图像的显示设备。显 示器还被配置为基于EM传感器的位置显示状态。该状态指示EM传感器是位于不在目标的位 置处、位于目标处、还是位于与健康组织相邻的位置处。该状态还指示对目标的治疗是否完 成。

在另一方面，所生成的图像的分辨率比3D模型的分辨率更精细。

在另一方面，EM传感器位于EWC的远端处或位于EWC的远端的周围。

在另一方面，该系统还包括位于患者上并被配置为创建患者的呼吸模式的多个参 考传感器。该系统还包括跟踪设备，其耦合到多个参考传感器和EM传感器，并且被配置为通 过基于呼吸模式补偿病人的呼吸来识别EM传感器的位置。

在另一方面，所生成的图像的集成的位置是基于3D模型中EM传感器的位置的。

在另一方面，处理器还被配置为基于反射的US波识别组织密度。处理器还被配置 为确定治疗设备是否在目标的中心处。

在还有另一方面，处理器还被配置为基于根据反射的US波的目标的密度确定治疗 的充分性。

在还有另一方面，处理器还被配置为检测目标的尺寸。

在还有另一方面，处理器还被配置为在目标治疗期间和目标治疗之后实时地确定 目标的收缩。

在另一方面，所生成的图像示出管腔网络的外部。

在另一方面，处理器还被配置为确定EM传感器与US换能器之间的偏移量。所生成 的图像与3D模型的集成是基于该偏移量的。

在还有另一方面，US换能器以向前看的方式被定位在EM传感器前面。

在不背离本公开内容的范围的情况下，本公开内容的任何上述方面和实施例都可 以被组合。

附图说明

当参照附图阅读各种实施例的描述时，目前公开的系统和方法的目标和特征将对 本领域普通技术人员变得显然，其中：

图1是根据本公开内容的实施例、用于可视化患者的肺部的系统的透视图；

图2A是根据本公开内容的实施例的导管引导组件的剖面图；

图2B是根据本公开内容的实施例、示出图2A的延长的工作通道的远侧尖端的所指 示细节区域的放大图；