专利名称：具有集成式超声成像的活组织检查系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于成Y象以及在患者体内将组织乂人一 个^f立置切除
的系统和方法，特别涉及一种具有集成成l象系统的活组织;险查系 统。
背景技术：
目前，为了发现可疑的区域或损伤， 一种或多种成像系统一皮用 来定位所关注的区域或损伤，并且还可用来指引活组织4全查系统的 活组织检查探针到达和/或接近所关注的区域或损伤。随后，切除组 织样品，通常，特别是在乳腺活组织^r查的情况下，将标记物放置 于损伤切除的位置。
目前的活组织检查系统是"独立"的活组织检查系统，例如由 SenoRx， Inc.(本受让人)制造的EnCor⑧活组织4企查系统，以及其 4也可商购的系统。T者^口超声、x-射线、MRI、 PET、 CT、热4象4义 (Thermal)等i貪断成像系统是分离的装置，在患者的治疗中常常需 要大量的"占地面积"和/或在临床配置中需要较大的诊断室，例如临 床医师办/>室、乳&，病i貪治中心、医院等。1更携式成4象系统是可应 用的，但除了实施活组织检查的医生或其他医务人员之外还需要另 外的操作人员。
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发明内容
包含本发明的特征的活组织检查系统包括组织切除系统、成像 系统、图^f象显示系统和用于组织切除系统、成4象系统和图4象显示系 统的共用输入控制台。
组织切除系统适合与一个或多个组织切除揮3十一起4吏用。成係_ 系统优选为超声成像系统。该成像系统-皮设置为显示由成像系统所 获得的图像。共用的输入控制台被设置为将控制或操作数据输入至 组织切除系统、成像系统和图像显示系统。
组织切除系统具有可编程的控制才莫块"效处理器)、至少一个 用于向组织切除系统提供真空的外围模块，以及多个设置为容纳
(receiving) —个或多个组织切除纟笨针的连4妾才莫块。单个纟笨针优选 具有存储在探针中的存储装置中用于操作该探针、控制该探针的功
能性并且当其连接至控制模块时用来向控制模块提供相关信息的 软件脚本。
成像系统具有可编程的控制模块(微处理器)，用于控制成像 系统将成{象凄殳据4是供至图4象显示系统的主计算扭4莫块。优选地，该 成像系统具有多个连接模块，其允许使用多个不同的成像探针(例 如超声探针)。例如，超声探针可具有不同尺寸的或不同形状的(例 如平的或弯曲的)超声换能器表面。
活组织^r查系统优选具有主计算扭4莫块，该主计算枳』才莫块与组 织切除系统和成4象系统具有通信线3各。
共用的输入控制台通常包括键盘和/或触摸屏显示器，其使得一 名才喿作人员就可以梯:控组织切除系统、成Y象系统以及图 <象显示系 统。此外，可以单独4吏用《且织切除系统和成<象系统。活组织4企查系统优选具有安装在T者如有轮、惟车的可移动基部 上的组织切除系统、成^象系统和图4象显示系统，以1"更容易地将其运 送至不同的位置。该活组织检查系统足够小从而在治疗室中占据较
小的占i也面积、(foot-print )。
多种潜在的i貪断性超声系统是可商购的，其可用于包含本发明 的净争4正的活组织;险查系统中，包4舌Sonosite 、 Alora、 Toshiba、 Siemens 、 GE、 Philips 、 Acuson、 ATL、 HP、 Medison、 Shimadzu、 HDAC和Hitachi。 一种能够封装在小得多的外壳中、并提供容易适 用于组合式活组织检查系统的高分辨率、高图像质量性能的 一种特 别适合的超声成4象系统，可购自加拿大(伯纳比)的ULTRASONIX MEDICAL CORPORATION OF BRITISH COLUMBIA 。 见 www.ultrasonix.com。 ULTRASONIX成^f象系统的详情可在以下专利 和已公开的申请中找到，其全文以引用方式结合于此
美国专利第6,558,326号
美国专利第6,911,008号
美国专利第6，325，759号
美国专利/>开第2002/000719 Al号
美国专利/>开第2004/0193047Al号
美国专利7>开第2004/0122314 Al号
一种特别适合的组织切除系统是可获自加拿大Aliso Viejo的 SenoRx， Inc.(本受让人)的EnCor⑧和SenoCor 360⑧活组织检查 系统。EnCor⑧和SenoCor 活组织4企查系统的详情可在以下美国专 利和已公开的申请中找到
美国专利第6，620，157号
美国专利/>开第2004/0138653号美国专利/^开第2005/0004559号 美国专利7>开第2005/0159677号 美国专利7>开第2006/0149162号
只于于EnCor⑧和SenoCor 360㊣活组织才企查系统的详情，可见 www.senorx.com 。
使用本活组织检查系统，临床医生能够在图像显示器上识别出 超声图像的4仑廓(outline),然后确定组织切除4笨针如RF切刀(射 步页+刀刀，RF cutter )或^4戒^刀刀(mechanical cutter )的3各4圣(参见 列出的公开和专利)。另外，共用的输入控制台使临床医生能够向 组织控制系统、成像系统和图像显示系统输入信息。通过以下对实 施方式的详细描述，这些和其他优点将变得更加显而易见。
图l是包含本发明特4正的、具有组织切除系统和超声成〗象系统 的活组织冲企查系统的前透一见图。
图2是在图1中示出的活组织4企查系统的后透#见图，示出了该 系纟充的一4则。
图3是在图1中示出的活组织检查系统的后侧透视图，示出了 与图2中所示出的一侧相只于的一侧。
图4是图1中示出的活组织冲企查系统的侧^见图。
图5描绘了触摸显示屏，其允许对图1中示出的活组织检查系 统的组织切除系统和成^象系统进^f亍4喿作。图6是包含本发明的特4正的活组织才全查系统的总方块图 (general block diagram )。
具体实施例方式
图1-5描述了包含本发明的特征的活组织4全查系统10。该系统 10具有组织切除系统11、成^f象系统12、显示屏13以及具有4建盘 15和触4莫屏显示器16的共用输入控制台14。该活组织才全查系统10 安装在为了轻便而在每个角上具有轮18的推车17上。该输入控制 台14具有支架(holder )20，用于支持超声探针和组织切除探针(未 示出)。
该组织切除系统11具有i殳置为容纳组织切除4笨4十(未示出) 的连"f妾才莫块21和22,例如可获自本受让人SenoRx, Inc.的EnCor 和SenoCor 360⑧探针。成像系统12具有连接模块23、 24和25, 用于与不同的适合的超声揮:4十连4妻，例如可获自Ultrasonix Medical Corporation的宽带换能器L 14-5/38、 L 14-5W/60和C 5-2/60。前两 个为线性阵列型换能器，后者为弯曲阵列型换能器。
图6为图1中示出的活组织;险查系统10的总方块图，其具有 纟且织切除系统11、超声成4象系统12和主计算积4莫块30以及图4象显 示屏。系统10的组织切除系统11具有组织切除控制才莫块31、用于 真空操作的真空模块32和组织切除连接器模块33、探针连接器21 和22。真空^t块32具有真空管道、由组织切除控制才莫块31揭:作的 阀以及真空源(例如与真空管道或真空泵连接，未示出)。成像系 统12具有用于超声发射和接收的超声控制模块34以及与主计算机 模块30之间的接口。超声连接器模块35与超声控制模块通信，且 具有超声探针连接器23、 24和25。来自主计算机模块30的涉及从 超声控制模块至成像输入数据的成像输入数据的输出通过通信线路指示图像显示屏13显示来自与超声探针连接器23、 24或25之 一连接的超声探针(未示出)的超声诊断图像。
输入控制台14通过通信线^各与主计算积4莫块30连"l妄，主计算 机模块30又与组织切除控制模块31和超声控制模块34具有通信 线路。这^f吏得能够-使用单个输入控制台14来控制组织切除系统11 和成4象系统12。 4寻主显示屏13置于f俞入4空制台14的正上方(right above ),使得一名操作人员就可以容易地由一个控制台来操作组织 切除系统11和超声成^f象系统12。组织切除系统的更多细节可在前 文所述并引入本文的SenoRx, Inc.的专利和^^开申"i青中找到。
用于产生超声图像的超声成像系统12具有超声控制模块34， 该超声控制模块34与具有探针连接器23、 24和24 (其可连接有超 声探针(未示出))的超声连接器模块35连接。该探针产生并接收 声信号(acoustic signal )。由探针产生的声信号被传送至患者的身 体区域(如乳房)，并且该声信号中的一些作为回声信号4皮反射回 探针。由探针获得的回声信号被送回至超声控制模块34,其对该回 声信号进行处理以4是取凄t据，该凄t据纟皮送至主计算枳4莫块30。该主 计算机模块30对显示数据进行实时处理，并将其送至超声显示屏 13，超声显示屏13显示超声诊断图像。可参见，例如美国专利No. 6,325,759，其以引用方式结合于此作为参考。输入控制台14使使 用者能够与主计算机冲莫块交互(interact),并改变超声结构 (ultrasound configuration )。超声成叶象系统的更多纟田节可在前文所述 并引入本文的Ultrasonix的专利和公开申请中找到。
在图6中所示的实施方式中，仅仅示出了真空控制模块32和 组织切除控制模块32。然而，可以提供另外的模块，例如用于温度 :探针的才莫块、心率监测装置、药物输注工具(drug infusion tool )、 麻醉工具、或其^f也的可与活组织;险查系统10 —起才喿作的手术或医 疗装置。它们可以与组织切除控制模块31连接，或直接与主计算
13才几才莫块30连4妄。连4妄至组织切除连4妄器才莫块33的组织切除装置可 具有用于实施手术的扭4成纟且织+刀割元4牛(mechanical tissue cutting members)或射频(RF )驱动的电外科切割元件。应当理解的是， 其^^的外围才莫块可以具有不同的形式和功能，并且其可以不需要物 理连接至组织切除控制才莫块31或超声控制才莫块34,或直接连接至 主计算机模块30以便与之通信。
该组织切除控制模块31为基于微处理器的电气装置，其具有 搡作用于两种组织切除的各种手持装置所必需的内置软件功能。每 个手持装置优选包括存储在手持装置中的存储装置内的软件脚本， 其用于当被连接至组织切除控制模块时才喿作该特定的装置。例如， 所述软件脚本可储存于非易失性存储器中，例如可擦可编程序只读 存储器(EPROM)、电可4寮可编程序只读存4诸器(EEPROM)或闪 速存储器。当手持装置被间接地连接至组织切除控制模块31时， 手持装置中的软件脚本将被下载至组织切除控制模块中。该软件脚 本将使組织切除控制模块31能够控制特定手持装置的功能性。与 主计算机模块30连接使得触摸屏14能够显示其相关信息，并允许 通过触摸屏或键盘15来控制输入。在操作手持装置的过程中，图 形用户界面(GUI)软件将在触摸屏14上向操作人员显示关于组织 切除控制模块31和手持装置的操作的信息。本领域技术人员应当 理解，所显示的信息可以根据所连接的手持装置的类型、手持装置 的操作状态以及其他的影响手持装置和主计算机模块30 二者操作
的环境因素而变4b。
应当理解的是，对于组织切除系统11或超声成像系统12，尽 管各种模块和手持装置可以通过有线连接(wired connection)(包 括连接器模块和电线)而彼此连接以进行它们的操作，但是可以通 过无线通信容易地实现通信线;洛。然而，传统的有线连接具有某些 优势，例如低信号干扰，但无线技术可以将手持装置的操作变得更灵活，这也可以佳j喿作人员获益。几乎所有的控制信号均可通过预
先确定的无线通信电赠"吏用i者如蓝牙或与802.11适配的无线^支术 之类的技术来传输。当手持装置以电池驱动时，则该操作可以是完 全移动性的。有线通信电路与无线通信电^各一起应用佳:得组织切除 控制模块能够利用可应用的无线技术为操作人员提供方便，同时仍 然可从使用传统的有线技术中获益，这也是可行的。简言之，本文
是，装置之间的通信可以采用各种形式，且主计算机模块30、组织 切除控制模块31和超声控制模块33可被设计为使用最实用的技术 来满足操作人员的需要。
活组织4企查系统可以由单电源(未示出)驱动，或可以具有多 个电源，以用于实J见多种功能。例如，该《且织切除系统11和超声 成4象系统12可以具有独立的电源。
尽管在本文中例示并描述了本发明的特定形式，然而显而易见 的是，本发明可以作各种修改和改进。例如，本文的讨论集中于超 声成像。本领域普通技术人员应明了 ，可以使用其他的成像系统， 例如X-射线或乳房X线照相术成4象。在前文未描述的范围内，该 组织切除系统的各种元件可以由类似装置中^f吏用的常》见材^牛来制 造。此外，本发明的实施方式的个别特征在某些附图中被示出而在 其他附图中未^皮示出，^f旦本领域4支术人员应了解，本发明的一种实 施方式的个别特4i可以与另一种实施方式的4壬一种或所有特4i相 组合。因而，不应该将本发明限制于所描述的具体实施方式
。因此， 本发明应当才艮据所附4又利要求的范围来限定，在现有冲支术允许的范 围内尽可能宽。
当本文中^f吏用术语如"元件"、"组件"、"构件"、"装置"、"方法"、 "制造"、"部分"、"部件"、"步骤"和具有类似意义的词时，不应根 据35 U.S.C.S112(6)的规定对其进行限制，除非以下权利要求没有参照特定的结构或作用，明确地使用术语"用于……的方法"或"用 于……的步骤，，，省略部分为特定的功能。以上所引用的所有专利 和所有专利申请均作为整体以引用方式结合于此作为参考。
权利要求
1. 一种活组织检查系统，包括a. 主计算机模块；b. 组织切除系统，具有与所述主计算机模块通信的组织切除控制模块、与所述组织切除控制模块通信的真空模块、被设置在组织切除探针与所述组织切除控制模块之间形成第一通信线路并在所述真空控制模块和所述组织切除控制模块之间形成第二通信线路的第一连接器模块；b. 超声成像系统，具有与所述主计算机模块通信的超声控制模块、被设置为在超声成像探针和所述超声控制模块之间形成通信线路的连接器模块；c. 图像显示屏，与所述主计算机模块通信，被设置为基于从超声探针接收并由所述主计算机模块处理的数据来显示的超声图像显示器；以及d. 输入控制台，与所述主计算机模块通信从而为所述成像系统的所述超声控制模块提供控制信息，并为所述组织切除系统的所述组织切除控制模块提供控制信息。
2. 才艮据4又利要求1所述的活组织冲全查系统，其中，所述主计算片几 模块与所述组织切除控制模块具有第一通信线路，并与超声控制模块具有第二通信线路，以便在其间进行数据交换。
3. 根据权利要求2所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机 模块与所述组织切除控制模块之间的所述通信线^各为串行电缆。
4. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，包括在所述超声控制 模块和所述主计算机模块之间通信的接口模块。
5. 才艮据4又利要求1所述的活组织4企查系统，其中，所述组织切除 系统具有多个连接器模块，以便于将不同的组织切除探针连接 至所述组织切除系统。
6. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统 具有多个连接器模块，以便于将不同的超声探针连接至所述成 像系统。
7. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述真空模块 具有被设置为与所述组织切除探针接合的真空管道、以及所述 真空管道中的流动控制阀，所述流动控制阀由所述组织切除控 制模块控制，用于为所述组织切除系统在连接至所述连接模块 的组织切除4笨针内形成真空。
8. 根据权利要求7所述的活组织检查系统，其中，所述真空模块 包括与所述真空管道连通的真空源。
9. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机 模块为个人计算机。
10. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，包括可移动推车，其 上安装有所述组织切除系统、所述超声成4象系统以及所述iir入 控制台。
11. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除 系统净皮容纳在第 一外壳中。
12. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述超声成像 系统被容纳在第二外壳中。
13. 根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述超声成像 系统和所述组织切除系统是可同时才喿作的。
14. 才艮据;K利要求1所述的活组织才企查系统，包括可移动的平台。
15. 根据权利要求14所述的活组织检查系统，其中，所述平台具 有多个轮子。
16. 根据权利要求14所述的活组织检查系统，其中，所述平台具 有外壳，以容纳所述组织切除系统或所述超声成4象系统中的至 少一个。
17. 根据权利要求16所述的活组织检查系统，其中，所述外壳容 纳所述《且织士刀除系统。
18. 根据权利要求16所述的活组织检查系统，其中，所述外壳容 纳所述超声成像系统。
19. 根据权利要求18所述的活组织检查系统，其中，所述主计算 机模块位于容纳所述超声系统的所述外壳中。
20. 根据权利要求17所述的活组织检查系统，其中，所述组织切 除系统的所述外壳容纳所述真空控制模块。
21. —种活组织4企查系统，包4舌可移动的基部、在所述可移动基部 上的组织切除系统、在所述可移动基部上的成4象系统、用于显 示由所述成像系统捕获的图像的图像显示系统，以及至少 一个 输入控制台。
22. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述输入控 制台是用于所述组织切除系统和所述成〗象系统的共用输入控 制台。
23. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述组织切 除系统具有组织切除控制才莫块、^皮i殳置在组织切除4笨针和所述 组织切除控制模块之间形成第 一通信线路的组织切除连接器 模块。
24. 根据权利要求23所述的活组织检查系统，其中，所述组织切 除系统具有真空控制模块。
25. 才艮据4又利要求24所述的活组织才全查系统，其中，所述组织切 除系统具有在所述真空控制模块和所述组织切除控制模块之 间的第二通信线3各。
26. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系 统为超声iU象系统。
27. 根据权利要求26所述的活组织检查系统，其中，所述超声成 像系统具有超声控制模块、被设置在超声成像探针和所述超声 控制模块之间形成通信线路的连接器模块。
28. 根据权利要求27所述的活组织检查系统，其中，所述成像系 统具有被设置为基于从超声探针接收的数据而显示超声图像 的图l象显示屏。
29. 根据权利要求28所述的活组织冲企查系统，其中，所述共用的 输入控制台为所述成像系统的所述超声控制模块提供控制信息，并且为所述组织切除系统的所述组织切除控制才莫块提供控 制信息。
30. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，包括在所述组织切 除控制模块和所述超声成像控制才莫块之间具有通信线路的主 计算机模块。
31. 根据权利要求30所述的活组织检查系统，包括在所述主计算 机模块和所述组织切除控制模块之间的第三通信线路。
32. 才艮据4又利要求31所述的活组织才企查系统，包4舌在所述主计算 机模块和所述超声控制模块之间的第四通信线路。
33. 根据权利要求31所述的活组织检查系统，其中，所述主计算 机模块和所述组织切除控制模块之间的所述通信线路为串行 电缆。
34. 根据权利要求27所述的活组织检查系统，其中，所述超声成 像系统包括在所述超声控制模块和所述主计算机模块之间通 信的接口模块。
35. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述组织切 除系统具有多个连接器模块，以便于将不同的组织切除探针连 接至所述组织切除系统。
36. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系 统具有多个连接器才莫块，以便于将不同的成像探针连接至所述 成像系统。
37. 根据权利要求24所述的活组织检查系统，其中，所述真空才莫 块具有被设置为与所述组织切除探针接合的真空管道、以及所述真空管道中的流动控制阀，所述流动控制阀由所述组织切除 控制模块控制，用于为所述组织切除系统在连接至所述连接才莫 块的组织切除#14十内形成真空。
38. 根据权利要求24所述的活组织检查系统，其中，所述真空模 块包括与所述真空管道连通的真空源。
39. 才艮据片又利要求21所述的活组织才全查系统，其中，所述可移动 基部为有轮推车。
40. 根据权利要求21所述的活组织才企查系统，其中，所述组织切 除系统净皮容纳于所述可移动基部上的第一外壳内。
41. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成^象系 统-故容纳于所述可移动部上的第二外壳内。
42. 根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系 统和所述组织切除系统是可同时才喿作的。
43. 根据权利要求41所述的活组织检查系统，其中，所述主计算 机模块被容纳于用于收纳所述成像系统的所述外壳内。
44. 根据权利要求40所述的活组织检查系统，其中，所述真空控 制才莫块^皮容纳于所述组织切除系统的所述外壳内。
全文摘要
本发明披露了一种活组织检查系统，其具有组织切除系统、成像系统、图像显示系统和用于这些系统的共用输入控制台。该组织切除系统可以具有机械的组织切割刀片或电外科切割元件，并且该组织切除系统能够操作两种组织切割结构。该成像系统优选为超声成像系统，该图像显示系统具有显示屏，用于显示来自超声探针的诊断超声图像。共用的输入控制台优选具有触摸屏显示器和键盘，用于在相同的控制台操作组织切除系统、超声成像系统和图像显示系统。
文档编号A61B8/00GK101453956SQ200780019512
公开日2009年6月10日 申请日期2007年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者保罗·卢博克, 劳埃德·H·马尔乔, 德里克·道 申请人:赛诺克斯有限公司