[发明专利]具有自动图像呈现的超声成像系统

权利要求书

1.一种超声成像系统，包括：

电磁(EM)场发生器，被配置为生成电磁EM定位器场；

介入性医疗设备，由具有远侧尖端和从远侧尖端向近侧延伸的远端部分的细长主体定义，并且具有安装在介入性医疗设备的远端部分中的第一跟踪元件，第一跟踪元件被配置为基于电磁EM定位器场来生成尖端位置数据；

超声探头，具有探头外壳、超声换能器机构和第二跟踪元件，探头外壳具有手柄部分和头部部分，超声换能器机构和第二跟踪元件安装到探头外壳，超声换能器机构具有有源超声换能器阵列，该有源超声换能器阵列被配置为在与头部部分相关联的三维成像体积内的多个离散成像位置中的任何一个位置处生成二维超声切片数据，所述有源超声换能器阵列被配置为相对于探头外壳物理上移动，第二跟踪元件被配置为基于电磁EM定位器场来生成探头位置数据，基于该探头位置数据来确定超声探头的超声成像平面位置；

显示屏幕，被配置为在虚拟3D环境内显示超声图像，该虚拟3D环境允许向用户描述超声图像相对于虚拟3D环境中的患者的朝向的位置和朝向；及

处理器电路，通信耦合到第一跟踪元件、第二跟踪元件、超声换能器机构和显示屏幕，处理器电路被配置为执行程序指令，该程序指令处理二维超声切片数据，以生成用于在显示屏幕处显示的超声图像，及

处理器电路被配置为确定介入性医疗设备的第一跟踪元件的位置和超声成像平面位置之间的偏移距离并且驱动超声换能器机构以将超声探头的有源超声换能器阵列定位在由该偏移距离定义的确定的会聚点处，使得二维超声切片数据包括至少介入性医疗设备的远侧尖端，只要介入性医疗设备的远侧尖端的位置保持在三维成像体积中即可。

2.如权利要求1所述的超声成像系统，其中超声探头与介入性医疗设备的远侧尖端的相对移动导致介入性医疗设备的远侧尖端相对于三维成像体积的移动，所述系统还包括：

运动指示器，位于超声探头和显示屏幕中的至少一个上；并且

处理器电路可操作地耦合到运动指示器，其中，如果处理器电路确定介入性医疗设备的远侧尖端目前位于三维成像体积之外，则处理器电路进一步执行程序指令以在运动指示器处生成视觉提示，以提示用户在特定方向上将超声探头的头部部分移动到一般位置，使得介入性医疗设备的远侧尖端位于三维成像体积中，

其中超声换能器机构包括：

运动单元，用于执行线性移动；以及

一维超声换能器阵列，作为有源超声换能器阵列，该一维超声换能器阵列连接到运动单元，以与运动单元一致移动。

3.如权利要求2所述的超声成像系统，所述运动单元是被构造为实现旋转到线性平移转换的滑架。

4.如权利要求3所述的超声成像系统，还包括具有可旋转轴的步进电机，步进电机可操作地连接到处理器电路，以基于由处理器电路生成的定位信号旋转可旋转轴，可旋转轴可驱动地耦合到滑架，其中滑架将步进电机的可旋转轴的旋转转换成一维超声换能器阵列的平移，以将一维超声换能器阵列定位在由定位信号指定的位置处。

5.如权利要求1所述的超声成像系统，其中换能器机构包括二维超声换能器阵列，该二维超声换能器阵列具有以矩阵模式布置的多列和多行超声换能器元件，其中分立的所述多行超声换能器元件中的一行基于定位信号被选择作为有源超声换能器阵列。

6.如权利要求1所述的超声成像系统，其中介入性医疗设备是导管、导丝、护套、血管成形术气囊和针之一。

7.如权利要求6所述的超声成像系统，所述导管是损伤交叉导管或支架输送导管。

8.如权利要求1所述的超声成像系统，该超声成像系统具有三维成像模式，其中超声探头保持在感兴趣区域上方的固定位置，处理器电路被配置为执行程序指令以生成供给超声换能器机构以扫描三维成像体积的至少一部分上方的有源超声换能器阵列的扫描信号，该有源超声换能器阵列在扫描期间被重复地致动，以生成多个顺序的二维超声数据切片，该多个顺序的二维超声数据切片被组合，以形成从其生成三维超声图像的三维超声体积数据。