[發明專利]具有超聲換能器的活檢引導系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201080018637.3
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN102413772A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: A·L·魯濱遜
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B17/34
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 黃云鐸;陳松濤

技術領域

本發明涉及用于沿著活檢路徑引導活檢針、同時利用超聲換能器進行監控的活檢引導系統。此外，本發明涉及使用該活檢引導來控制活檢針的引導的方法。

背景技術

活檢是一種涉及為了醫療檢查的目的從諸如病變的感興趣區域取出細胞或組織的醫療檢驗。為了檢測疾病的存在或者疾病的程度，可以對所取出的細胞或組織進行檢查。

為了取出細胞或組織，必須將活檢針引入患者身體內，并且必須將其引導到感興趣區域。為了使得能夠對活檢針的引入和引導進行監控，通常在活檢針插入期間使用超聲換能器觀察感興趣區域。

例如，如在WO2006/060657A2中所述，可以將適于沿著活檢路徑引導活檢針的活檢針引導耦合到常規的超聲換能器設備。

如在圖1-3中示意性示出的，常規的超聲換能器103包括可以從其發射超聲信號的一維(1D)換能器表面104。因此，可以通過檢測來自所觀測區域的不均勻性的反射超聲信號的回波來觀測在換能器表面下的圖像平面。通過正確放置超聲換能器103，可以對包括諸如病變108的感興趣區域進行觀測?；顧z針引導105可以緊密附著于換能器表面104，并且可以適于引導活檢針沿著活檢路徑107進入病變108。

常規的一維超聲換能器包括排成一行的元件109的陣列。將元件109在一行中分開允許每個元件109發送和接收獨立的超聲信號，可以將這些超聲信號組合以生成圖像。換能器陣列表面104通常是矩形的，其中，一般將長方向稱為“方位”方向，并且一般將正交方向稱為“高度”方向。因為將元件109布置成單獨一行，所以可以操縱超聲波束并且將其聚焦于與換能器103的表面104正交的區域中，但是將換能器103的表面104最簡單地描述為平面。該平面在方位方向并且在“射距(range)”方向上延伸，其中，射距方向正交于換能器陣列表面，并且因此正交于方位和高度方向。雖然換能器表面通常是矩形的，但是視場可以是正交于陣列表面104并且在方位和距離方向上延伸的三角形、矩形或者梯形；這一般稱為方位平面。

在圖2中所示的例子中，視場110是梯形的。結合機械鏡頭，可以確定換能器陣列在高度方向的長度，一般將高度方向的聚焦特性稱為“切片厚度”。理想情況下，切片厚度將是零，使得圖像代表正交于陣列表面的患者橫截面，但是實際上，切片厚度不可能為零。在超聲系統屏幕上所呈現的圖像雖然被描述為在單一平面中，但是實際上是包含在非零切片中的超聲信息在方位平面中的投影。在整個圖像深度中切片厚度不是恒定的。在換能器表面處，它等于高度方向；由于高度方向和透鏡曲率相結合來聚焦超聲能量，所以隨著深度增大，切片厚度減小；經過聚焦深度即切片厚度最小的深度，超聲波束發散，并且切片厚度增大。更復雜的事情是，超聲波束不具有完美的陡峭的邊界。在下述說明中，將使用簡單的平面結構來說明實際上是相當復雜的三維空間采樣的超聲成像視場。

雖然在圖1中，示出了具有平面一維陣列表面104的超聲換能器103，但是也可以在曲面上形成一維陣列，在該情況下，一般將其稱為“彎曲線性陣列”(CLA)。這在圖3中進行了圖示說明。該CLA是圓柱形的一部分而不是矩形。所得到的視場110’是圓的一部分，其內部邊界為陣列表面104’。雖然在下面的描述中所呈現的大多數例子是用于平面陣列的，但是本發明的理念同樣可以應用于曲面陣列。

由于在常規活檢引導系統中，超聲換能器僅沿著方位平面采集所觀測到組織的圖像，所以通常將附著于超聲換能器的活檢針引導設計為支持針在方位平面上進入。可以使用不同的針引導位置，但是因為活檢針路徑將不落入單一可利用的成像平面內，所以沒有可以利用的引導成像，這是由于針在通過成像平面之前將是不可見的。

因此，在常規活檢過程中，包括超聲換能器的活檢引導系統將沿著感興趣區域之上的表面移動，直到可以在所采集的超聲圖像上看到實際感興趣區域(例如，包括病變)為止，即直到成像平面與感興趣區域相交為止。隨后，可以將活檢針沿著方位平面引入組織內。隨著針沿著成像平面移動，可以在超聲圖像中對當前針位置進行監控。只要一到達感興趣區域，就可以進行活檢。

發明內容

發明者已經考慮到活檢針的期望進入點可能受患者身體上的聲學接入或者其它特征約束。因此，可以期望能夠對從另一個位置進入的針進行成像。例如，可能期望對從與方位位置不同的位置引入的針的進入進行成像。

本發明的目標是提供一種活檢引導系統，其允許在選擇活檢針進入點時具有改進的靈活性、同時使得能夠對活檢針的插入進行監控。本發明的另一個目標是提供對使用該活檢引導系統的活檢針引導進行控制的方法。