[發(fā)明專利]3D超聲和計算機斷層攝影結合用于引導介入醫(yī)療規(guī)程

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780084787.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN110248603A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 伊夫·L·特魯塞特;馬克西姆·塔隆;斯蒂芬·豪倫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/00;A61B8/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

在本發(fā)明中，提供了用于獲得患者解剖結構的融合圖像的成像系統(tǒng)和方法，該融合圖像用作導航3D路線圖以將介入設備引導到該解剖結構中。該融合圖像將介入規(guī)程期間拍攝的熒光透視圖像與術前CTA圖像實時融合，使得操作員可以在該熒光透視圖像中看到該解剖結構而無需注射造影劑。為了校正由于在該規(guī)程期間插入介入設備而造成的該解剖結構相對于該術前CTA圖像的變形，在所述設備插入之后獲得3D超聲圖像。然后利用該3D超聲圖像來校正該術前CTA圖像并提供該患者的當前血管解剖結構。將該更新的CTA圖像與術中熒光圖像融合，以提供與變形的解剖結構匹配的精確3D路線圖圖像。

技術領域

本發(fā)明整體涉及在醫(yī)療規(guī)程中跟蹤或遞送醫(yī)療器械，且具體地涉及跟蹤和遞送醫(yī)療器械以適應在醫(yī)療規(guī)程期間造成的患者解剖結構的變形的系統(tǒng)和方法。

背景技術

圖像引導手術是一種正在發(fā)展的技術，其允許外科醫(yī)生在由圖像引導的同時以微創(chuàng)方式執(zhí)行介入或手術，所述圖像可以是“真實”圖像或虛擬圖像。例如，在腹腔鏡手術中，通過在患者皮膚中形成的小切口插入小型攝像機。該攝像機為操作員提供了解剖結構的“真實”圖像。其他類型的圖像引導手術(諸如血管內(nèi)手術)，其中利用通過導管插入的，導航到患者動脈中的設備來治療病變，是“圖像引導的”，因為使用低劑量X射線圖像(也稱為“熒光透視圖像”)來引導導管和設備穿過患者解剖結構。熒光透視圖像是“真實”圖像，而不是虛擬圖像，因為它是使用真實X射線獲得的并顯示了患者的真實解剖結構。然后，還存在使用了“虛擬”圖像的情況，這是用于以已知方式形成解剖結構的虛擬圖像的真實圖像的組合。使用“真實”圖像和“虛擬”圖像兩者進行的圖像引導手術的一個示例是微創(chuàng)脊柱手術，其中使用在該手術期間獲取的“真實”熒光透視圖像來引導設備插入椎骨中，同時還使用術前CT或錐束CT(CBCT)圖像結合手術導航系統(tǒng)來使設備在患者的3D解剖結構中的位置可視化。由于設備在CT或CBCT圖像中的位置的顯示并不是在手術期間執(zhí)行直接圖像采集的結果，因為手術室中無CT，而是由預先存在的真實圖像和由手術導航系統(tǒng)提供的信息的組合引起的，因此將CT或CBCT圖像中的設備位置的顯示描述為“虛擬”圖像。

無論在其形成中利用了哪些特定圖像，圖像引導手術都允許外科醫(yī)生減小進入患者體內(nèi)的入口或切口的尺寸，這可以使患者的疼痛和創(chuàng)傷最小化并導致住院時間更短。圖像引導規(guī)程的示例包括腹腔鏡手術、胸腔鏡手術、內(nèi)窺鏡手術等。醫(yī)學成像系統(tǒng)的類型(例如，放射成像系統(tǒng)、計算機斷層攝影(CT)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、超聲(US)、X射線血管造影機等)可用于為醫(yī)療規(guī)程提供靜態(tài)圖像引導輔助。上述成像系統(tǒng)可以提供二維或三維圖像，該二維或三維圖像可以被顯示以向外科醫(yī)生或臨床醫(yī)生提供說明性地圖以引導工具(例如，導管)穿過患者身體的感興趣區(qū)域。

在臨床實踐中，與傳統(tǒng)的開放式手術規(guī)程相比，微創(chuàng)經(jīng)皮心臟和血管介入正變得越來越普遍。此類微創(chuàng)經(jīng)皮心臟和血管介入具有患者恢復時間短以及使規(guī)程更快且風險更低的優(yōu)點。在此類微創(chuàng)心臟和血管介入中，將諸如支架或支架移植物的設備經(jīng)由導管通過血管遞送到患者體內(nèi)。導管在患者的血管內(nèi)的導航是具有挑戰(zhàn)性的。為了輔助導航，通常使用X射線熒光透視來使導管在該規(guī)程期間可視化。然而，該成像模態(tài)不能很好地捕獲患者的軟組織結構。

具體地，在一種示例性類型的心臟和血管介入規(guī)程(即，血管內(nèi)動脈瘤修復(EVAR)規(guī)程)期間，操作員在熒光透視引導下在主動脈中插入和部署內(nèi)移植物。為了完成這項任務，操作員顯然需要看到這些設備，這很容易使用熒光透視來實現(xiàn)，但他/她還需要了解設備相對血管解剖結構的位置，這更具挑戰(zhàn)性。

由于在熒光透視下動脈不是自發(fā)可見的，因此必須獲取注射造影劑后拍攝的X射線序列來使動脈可視化。然而，造影劑的使用具有多個顯著缺點。首先，造影劑需要很長時間才能變得有效，而在患者體內(nèi)具有有限的有效時間，然后才能要求額外的造影劑。其次，造影劑量較大時(諸如多個X射線序列所需)可能會給患者帶來某些不利影響，包括由于造影劑注射的量而造成患者腎病潛在發(fā)展。第三，由于采取了多個X射線序列，X射線序列的數(shù)量增加必然導致對患者和工作人員的總X射線暴露增加。