[发明专利]介入工具的声学3D跟踪

说明书

一种用于基于两个或更多声学传感器(20、21)相对于介入工具(50)的空间对齐来跟踪介入工具(50)的系统和方法(例如，声学传感器被附接到或嵌入针或导管的远尖端)。所述方法能够包括操作声学成像设备(10)(例如，具有线性或弯曲的1D阵列的2D超声探头)以生成声学图像平面(11)，并且操作每个声学传感器(20、21)以输出根据对声学射束阵列的声学感测导出的复合声学感测波形(40、41)。每个复合声学感测波形(40、41)能够包括声学射束感测波形(30、31、32)的阵列。所述方法还能够包括操作跟踪工作站(70)以跟踪介入工具(50)相对于声学图像平面(11)的位置，所述位置是根据对复合声学感测波形(40、41)的波形轮廓分析导出的。

技术领域

本发明整体上涉及对介入工具(例如，针、导管等)到由声学成像设备(例如，具有一维(“1D”)换能器阵列的二维(“2D”)超声探头)生成的声学图像平面的相对位置的三维(“3D”)跟踪。为了便于介入工具到声学图像平面的相对位置跟踪的目的，本发明具体地涉及一种相对于介入工具(例如，被附接到或被嵌入针或导管的远尖端)空间对齐的声学传感器，以输出根据对声学图像平面的声学感测导出的复合声学感测波形。

背景技术

具有1D换能器阵列的2D超声探头通常被用于在临床介入的宽范围中的目标解剖平面的可视化。然而，估计在由2D超声探头生成的目标解剖平面的声学成像之外的介入工具(例如，针、导管等)的位置是挑战。因此，临床医生可以花费大量精力和时间来试图将介入工具(尤其介入工具的远尖端)精确地定位在目标解剖平面的声学图像内。更具体地，对于涉及将介入工具倾斜/正交地插入目标解剖平面的介入，已经证明很难建立进入目标解剖平面的声学图像内的精确时间和位置。

例如，超声引导下的针插入通常被执行用于各种介入(例如，活组织检查、放液治疗、神经阻滞、血管通路等)。尽管已经实施了基于近似垂直于针阀杆的转向成像射束的针可视化技术，在大量情况下，由于组织非均匀性和/或斜角不对称性，针偏离声学图像平面。基本上，平面外的针从声学图像平面消失，无论智能针可视化增强软件的复杂度如何。然后临床医生必须移动声学图像平面以重新采集针的图像，但是结果是损失目标解剖平面的声学图像。而且，临床医生不知道针相关于声学图像平面在哪里，并且因此临床医生没有如何移动2D超声探头以找到针的指示。

总之，对于声学成像，保持对目标解剖平面进行成像并且同时知道针关于目标解剖平面的相对位置是必要的操作原则。为了便于介入工具到声学图像平面的相对位置跟踪的目的，本发明通过提供相对于介入工具空间(例如，被附接到或被嵌入针或导管的远尖端)对齐的声学传感器以输出根据对声学图像平面的声学感测导出的复合声学感测波形来遵循该操作原理。

发明内容

根据本发明的范例性实施例，两个或更多声学传感器被提供相对于介入工具空间对齐(例如，附接到或嵌入针或导管的远尖端)。在操作中，每个声学传感器被结构地配置为输出根据(例如，通过具有1D换能器阵列的线性或曲线的2D超声探头生成的)对声学图像平面的声学感测导出的复合声学感测波形。每个复合声学感测波形包括声学射束感测波形的阵列。能够提供跟踪工作站，其被结构地配置为跟踪介入工具相对于声学图像平面的位置，所述位置是根据对复合声学感测波形的波形轮廓分析导出的。

另外，根据本发明的范例性实施例，提供一种系统，其包括介入工具(例如，针或导管)，和两个或更多声学传感器，所述两个或更多声学传感器相对于介入工具被空间对齐(例如，被附接到或嵌入针或导管的远尖端)。能够提供跟踪工作站，其被结构地配置为跟踪介入工具相对于声学图像平面的位置，所述位置是根据对复合声学感测波形的波形轮廓分析导出的。