[发明专利]使用多阵列的医学成像方法

说明书

本文公开了一种用于使用一个或更多个成像器可视化患者的目标解剖部位的系统和方法。该方法可以包括在解剖部位处的多个位置上放置多个成像器。该方法还可以包括：根据该多个图像生成单独的图像数据集，且组合这些图像数据集以生成该解剖部位的体积成像数据。体积成像数据可以包括目标解剖部位内的所有解剖特征。一种用于医学成像的可视化系统可以包括在成像器上的换能器，以可视化目标解剖部位。该系统还可以包括处理器，以组合这些图像数据集来生成体积成像数据集。该系统还可以包括显示设备以显示该体积成像数据集。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月31日提交的美国临时申请No.62/678,885、2018年5月31日提交的美国临时申请No.62/678,868以及2018年5月31日提交的美国临时申请No.62/678,854的申请日的权益，这些申请公开的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

背景技术

静脉内的针和插管的插入是现代医学中最广泛执行的医疗操作之一，无论是用于抽取血液、施用药物或其他组合物等。

尽管在许多应用中广泛使用，但是将针和插管插入患者的循环系统(例如，血管、静脉、动脉、微脉管系统等)中是不准确的科学，通常依赖于用户或操作者(例如，医生、护士、抽血者、技师等)的经验来定位隐藏且不稳定的目标，在一些情况下，这可能需要多次尝试。这种操作的不精确性导致患者恐惧、不适以及潜在的精神和/或物理创伤。

近年来，已经有许多尝试通过引入自动化和成像与计算机化辅助以及从疼痛中分心来使该过程现代化。然而，特别是在成像和自动化方面，所得到的概念和设计被证明对于操作者是不直观的，而是麻烦的，并且在许多情况下，与传统方法一样是不准确的和不可预测。因此，需要一种改进的设备，该设备在针布置方面提供更大的准确度，同时还具有用于由操作者(包括较少经验和熟练的操作者)简化使用的可管理的设计和尺寸。

主体区域的可视化是成功诊断各种医学疾病和/或执行各种外科手术的关键要求。复杂且昂贵的可视化设备(诸如当前的超声成像系统)限制或阻止三维可视化用于许多外科手术的应用。例如，尽管在许多应用中广泛使用，但是将针和插管插入患者的循环系统(例如，血管、静脉、动脉、微脉管系统等)中是不准确的科学，通常依赖于用户或操作者(例如，医生、护士、抽血者、技师等)的经验来定位隐藏且不稳定的目标，在一些情况下，这可能需要多次尝试。这种操作的不精确性导致患者恐惧、不适以及潜在的精神和/或物理创伤。

该操作的不精确性可以通过患者的循环系统的某些特征来加强。例如，血管通常是表面的、小的和移动的。另外，血管可以在计算机化成像期间由骨骼或组织阻断，从而导致不完整的体积心脏图像。此类特征可以使图像数据集较低的稳健性和较低的可靠性，从而增加不准确的风险。

近年来，已经有许多尝试来改进可视化设备和系统以容易地帮助医学诊断和治疗。然而，特别是在复杂性和成本方面，所得到的概念和设计被证明是相当麻烦的，并且在许多情况下，仅与传统方法一样是不准确的和不可预测的。此外，当前的可视化设备遭受不能对可能通过致密结构(诸如骨骼)隐藏的解剖结构进行充分地成像，这可能妨碍操作者获得目标解剖结构的清晰图像的能力，从而导致不适当的操作。

因此，需要一种提供用于医学诊断和/或进行医疗操作的主体区域的实时三维可视化的改进的可视化设备。

发明内容

本公开总体上涉及通常与在医疗操作中使用的设备相关联的可视化技术。具体地，本公开涉及可以执行多种功能的此类设备，多种功能包括，例如，将潜在的静脉注射穿刺部位定位在患者上，将针或插管导航和操纵到所定位的穿刺部位(这可以包括通过目标和/或针稳定对手动或半手动插入的针或插管的位置和/或轨迹进行微调或自动校正)，以及将针或插管移入并穿过穿刺部位至患者的循环系统内的期望位置。通过使用三角测量从不同位置对患者的解剖结构进行成像的能力来改善针的导航。具体地，如果解剖特征(例如，骨骼、组织)在一个平面中阻挡血管的查看，则可以使用多面板成像来获得患者的解剖结构的完整体积图像以用于针插入。