[發明專利]用于管腔內超聲的成像平面控制和顯示以及相關設備、系統和方法

在審

• 申請號: 201980056552.5
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN112638277A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: D·W·克拉克;R·達薩里;I·葉寧;蔣偉;S·馬尼安
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B8/12
• 分類號: A61B8/12;A61B8/14;A61B8/00;G01S15/89
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄

一種超聲成像系統包括管腔內超聲設備，其被配置為定位在患者的體管腔內。所述管腔內超聲設備包括沿著柔性細長構件的遠端部分放置的換能器陣列。所述換能器陣列包括孔徑，并且被配置為沿著一個或多個成像平面獲得成像數據。所述系統還包括與所述換能器陣列通信的處理器。所述處理器被配置為：沿著相對于孔徑的軸線方向的第一角度位置處的第一成像平面接收來自所述換能器陣列的第一成像數據；向與所述處理器通信的顯示設備輸出所述第一成像數據；并且，向所述顯示設備輸出相對于所述孔徑的所述軸線方向的所述第一成像平面的所述第一角度位置的視覺表示。

技術領域

本公開總體上涉及用于管腔內成像系統的用戶接口，具體地，涉及用于心臟內超聲心動圖(ICE)系統的用戶接口。所述用戶接口可以被配置為測量和顯示成像平面相對于ICE系統的孔徑的軸線方向的角度。所述用戶接口還可以被配置為接收輸入以在成像平面的各種角度之間自動轉換(switch)。所述用戶接口還可以被配置為在針對諸如生物組織和工具的不同成像設置的優化之間切換(toggle)。

背景技術

診斷和治療超聲導管已經被設計為在人體的許多區域內部使用。在心血管系統中，常見的診斷超聲方法是管腔內超聲成像，其中管腔內超聲心動圖(ICE)是管腔內成像的具體范例。通常，單個旋轉換能器或換能器元件陣列用于在導管的尖端處發射超聲。相同的換能器(或單獨的換能器)用于接收來自組織的回聲。從回聲生成的信號被傳輸到控制臺，所述控制臺允許處理、存儲、顯示或操縱超聲相關數據。

管腔內超聲導管通常用在身體的大血管和小血管(動脈或靜脈)中，并且幾乎總是通過具有柔性尖端的導絲遞送。諸如ICE導管的管腔內成像導管通常用于例如為了引導和促進醫學程序(例如經中隔管腔穿刺、左心耳附件閉合、房顫消融和瓣膜修復)對心臟和周圍結構進行成像。市售的ICE成像導管并非設計為通過導絲遞送，而是具有遠端，所述遠端能夠通過位于導管近端處手柄中的操縱機構進行鉸接。例如，當進入解剖結構時，可以將諸如ICE導管的管腔內成像導管插入穿過股靜脈或頸靜脈，并在心臟中進行操縱以采集對于醫學程序的安全所需的圖像。

ICE導管通常包括用于生成和接收聲能的超聲成像的成像換能器。成像芯可以包括換能器元件的線性陣列或以任何合適的配置布置的換能器元件。成像芯被包裹在位于導管的最遠末端處的成像組件中。成像組件被隔音材料覆蓋。電纜被焊接到成像芯并延伸穿過導管的主體的芯。電纜可以攜帶控制信號和回波信號以便于心臟解剖結構的成像。組件可以提供旋轉的、2向或4向操縱機構，使得可以對心臟解剖結構的前面、后面、左面和/或右面的視圖進行成像。

具有1D的ICE成像換能器是眾所周知的(例如Siemens Acunav，St.JudeViewFlex)。這些換能器借助于導管經由血管被引入心臟的內部，并且只在與導管的軸線對齊的固定平面中采集圖像。具有2D陣列的ICE換能器正在開發中，它能夠采集各種平面中的2D圖像、幾個平面(X平面)中的同時2D圖像或3D圖像。2D陣列可以是具有不對稱孔徑的矩形形狀，其中孔徑在一個方向上較長而在另一個方向上較短。

發明內容

發明人認識到，具有2D陣列的ICE換能器在允許更多種類的成像平面并實現3D成像的同時，還可能由于不對稱孔徑配置而引起分辨率問題。具體地，2D成像孔徑的不對稱性質可以引起沿著各個角度在不同成像平面處的圖像中的不同成像分辨率。例如，成像孔徑可以在相對于成像孔徑的縱向方向(0°)上采集第一圖像并在相對于成像孔徑的橫向方向(90°)上采集第二圖像。在這種情況下，作為孔徑在縱向和橫向方向上的不同尺寸的結果，第一圖像和第二圖像可以具有不同的成像分辨率。對于操作者而言，從不同角度處成像的分辨率差異可能并不明顯，導致分辨率的校正和圖像質量的下降即使對于最熟練的臨床醫生來說也是困難的任務。此外，操作者可能需要在不同的優化設置中查看成像數據，例如專注于脈管的不同部分。在這些優化設置之間的改變可能需要手動改變成像數據的參數。這可能是耗時的并且難以實現。