[發(fā)明專利]用于跟蹤超聲圖像中的工具的系統(tǒng)和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980059634.5
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN112672696A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·米哈伊洛維奇;A·普塔黑里安;M·P·B·范布呂根;G·C-H·吳
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B8/00;A61B17/34;G01S15/89;A61B34/20;A61B90/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎

本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)測超聲圖像中的工具的位置的方法。所述方法包括通過超聲換能器來采集多幅2D超聲圖像，其中，所述多幅2D超聲圖像中的至少一幅包括所述工具的部分，并且從所述多幅2D超聲圖像來生成3D超聲圖像。然后，在所述3D超聲圖像內(nèi)識別所述工具的第一位置。然后，采集額外的2D超聲圖像以及在所述額外的2D超聲圖像的捕獲期間與所述超聲換能器的所述位置有關(guān)的位置信息，并且基于所述額外的2D超聲圖像和所述位置信息來更新所述3D超聲圖像。然后，僅基于經(jīng)更新的3D超聲圖像的成像數(shù)據(jù)在所述經(jīng)更新的3D超聲圖像內(nèi)識別所述工具相對于所述額外的2D超聲圖像的位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲成像的領(lǐng)域，并且更具體涉及跟蹤超聲圖像內(nèi)的工具的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超聲成像是針對工具引導(dǎo)應(yīng)用的最流行的成像系統(tǒng)之一。超聲成像可以被用于對諸如針、腹腔鏡、支架和用于近距離放射治療的放射性種子的工具進行成像。例如，超聲成像可以被用于在麻醉學(xué)、組織消融中的針引導(dǎo)或者用于活檢引導(dǎo)，這是因為針被用于采集組織樣本并且將藥物或電能遞送到患者的身體內(nèi)的目標(biāo)組織。在這些流程中，為了使對患者的風(fēng)險最小化并且改善健康預(yù)后，對針以及其頂端的可視化是非常重要的。

通常，在執(zhí)行流程時，2D超聲引導(dǎo)被用于對工具進行可視化。然而，這種成像模式有許多缺點。具體地，2D成像具有有限的視場；在超聲圖像中對工具的成功對準(zhǔn)和定位之后并且在移動工具或評估目標(biāo)時，執(zhí)行所述流程的人的任何不期望的手部運動可能導(dǎo)致工具與超聲換能器的未對準(zhǔn)，使得所述工具的部件被排除在超聲圖像之外。這可能導(dǎo)致對工具的不正確的放置。此外，在流程期間，操作者的注意力可能偏離處置，因為他們可能由于在超聲圖像中搜索工具而分心。

外部工具跟蹤系統(tǒng)也具有許多缺點，因為其需要額外的儀器，這增加了超聲成像系統(tǒng)的成本。此外，需要包括額外的傳感器的專用針。將醫(yī)師限于使用專用針將可能增加流程的成本。

已經(jīng)提出了利用3D超聲系統(tǒng)的備選方法，其中，能夠在大的視場中容易地捕獲針，并且先進的基于圖像的跟蹤系統(tǒng)將對針進行檢測和可視化。然而，這些方法需要利用通常不容易獲得以用于在針引導(dǎo)流程中使用并且可能增加流程的成本的3D超聲換能器。

因此存在對于利用典型的2D超聲成像系統(tǒng)同時還降低用戶容易地捕獲包含工具的圖像所需的技能水平而無需顯著的額外硬件的工具跟蹤方法的需要。

文件US 2002/049375公開了一種醫(yī)學(xué)成像和導(dǎo)航系統(tǒng)，其包括處理器、醫(yī)學(xué)定位系統(tǒng)、二維成像系統(tǒng)和被檢查器官監(jiān)測器接口。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由權(quán)利要求進行限定。

根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的一方面的范例，提供了一種用于監(jiān)測超聲圖像中的工具的位置的方法，所述方法包括：

通過超聲換能器來采集多幅2D超聲圖像，其中，所述多幅2D超聲圖像中的至少一幅包括所述工具的部分；

基于所述多幅2D超聲圖像來生成3D超聲圖像；

在所述3D超聲圖像內(nèi)識別所述工具的第一位置；

采集額外的2D超聲圖像以及在所述額外的2D超聲圖像的捕獲期間與所述超聲換能器的所述位置有關(guān)的位置信息；

基于所述額外的2D超聲圖像和所述位置信息來更新所述3D超聲圖像；并且

僅基于經(jīng)更新的3D超聲圖像的成像數(shù)據(jù)在所述經(jīng)更新的3D超聲圖像內(nèi)識別所述工具相對于所述額外的2D超聲圖像的位置。

所述方法提供了用于跟蹤超聲圖像內(nèi)的諸如針的工具的計算上高效的方式。

典型的方法僅依賴于2D超聲圖像，其需要高水平的技能來采集以便準(zhǔn)確地捕獲工具的圖像，或者需要笨重的、昂貴的并且具有有限刷新率的3D換能器技術(shù)。