到超声图像中的形状注入以实时校准波束样式的制作方法_2

文档序号:9582645阅读:来源:国知局
、消融、麻醉、疼痛管理、脓疡引流等)、导管流程(心脏修复、电生理学等)或任何其他流程。
[0020]附图中所示出的各个元件的功能能够通过使用专用硬件以及与能够运行适当的软件相关联的软件的硬件来提供。当由处理器提供时,所述功能能够由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个个体处理器(它们中的一些能够被共享)来提供。此外,对术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够运行软件的硬件,并且能够隐含地包括而不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“R0M”)、随机存取存储器(“RAM”)、非易失性存储器等。
[0021]此外,在本文中记载本发明的原理、各方面和实施例以及其特定范例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能上的等价物。额外地,这样的等价物旨在包括当前已知的等价物以及未来开发的等价物(即,执行相同功能的所开发的任何元件而无论其结构如何)。因此,例如,本领域技术人员应当认识到,在本文中呈现的方框图表示实施本发明的原理的图示性系统部件和/或电路的概念视图。类似地,应当认识到,任何流程图表、流程图等表示基本上可以被表示在计算机可读存储媒介中并且因此可以由计算机或处理器来运行的各种过程,而无论这样的计算机或处理器是否被明确示出。
[0022]此外,本发明的实施例能够采取计算机程序产品的形式,所述计算机程序产品可从计算机可用存储介质或计算机可读存储介质存取,所述计算机可用存储介质或计算机可读存储介质提供用于由计算机或任何指令运行系统使用或者与计算机或任何指令运行系统结合使用的程序代码。出于本说明书的目的,计算机可用存储介质或计算机可读存储介质能够是可以包括、存储、通信、传播或输送用于由指令运行系统、装置或设备使用或与指令运行系统、装置或设备结合使用的程序的任何装置。所述介质能够是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的范例包括半导体存储器或固态存储器、磁带、可移动计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、硬磁盘以及光盘。光盘的当前范例包括压缩盘-只读存储器(⑶-R0M)、压缩盘-读/写(CD-R/W)、Blu-Ray?以及 DVD。
[0023]现在参考附图并且首先参考图1,图示性地示出了根据一个实施例的系统100,在附图中,同样的附图标记表示相同或相似的元件。系统100可以包括工作站或控制台112,从所述工作站或控制台112能够监督和/或管理流程。工作站112优选地包括一个或多个处理器114以及用于存储程序和应用的存储器116。存储器116可以存储被配置为处理来自超声扫描器125的信号的图像处理模块115。模块115被配置为将US信号用于重建与医学设备、器械或工具102和/或其周围区域相关联的结构变形、偏斜以及其他改变。医学设备102可以包括针、导管、导丝、探头、内窥镜、机器人、电极、过滤设备、球囊设备,或其他医学部件等。
[0024]将声学传感器(包括发射器或应答器)120安装在要被突出显示的医学器械102上。诸如US探头122的探头122被提供用于扫描患者或对象160。探头122能够进行接收(以感测由探头122进行的信号发出)。在探头122处接收到的信号被耦合到简单数据分析与控制模块124,所述简单数据分析与控制模块124被存储在存储器116中并且能够在算法/程序123 (例如,快速傅里叶变换(FFT)、最大识别、任选地,曲线拟合等)中进行一定量的信号处理。应当理解,如所指示的,可以将控制模块124和图像处理模块115组合在单个部件中或者单独地提供控制模块124和图像处理模块115。
[0025]在具体有用的实施例中,将超声传感器120放置在(例如)针的顶端处。随着来自成像探头122的波束扫掠视场,该传感器120感测超声信号。由工作站112和/或在控制模块124中分析US信号,以提取帧重复周期T,以及最大信号在传感器120处的到达时间t。。一个或多个帧之后,将传感器120切换到发射模式并(例如,在tQ+T+S^ t o+nT+S,时,其中,η为整数)发出包括形状效果脉冲。扫描器125将该脉冲解读为来自传感器120的位置的高回波,因此在图像150上突出显示传感器120,并且继而突出显示器械102,即使是在轻微的平面外对准的情况下。
[0026]在具体有用的实施例中,超声传感器或标记物设备120包括接收功能130和发射功能132。超声传感器120可以包括在要被突出显示的介入工具或器械102上的接收器/发射器对、具有发射器/接收器(T/R)开关的应答器或换能器。应答器为这样的设备:其响应于询问接收到的信号而发出识别信号。在成像探头122向介质中发出超声的同时,将在传感器120的接收器功能130处接收到的信号耦合到能够进行信号处理(FFT、最大识别、任选地,曲线拟合等)和缓慢切换的数据分析控制模块124。发射功能132被提供用于返回到介质中的声学信号注入(到要在控制模块124中被处理的探头122)。在一个范例中,工具102上的传感器120包括应答器(其也被使用在发射模式中)。这可以要求较高的电压电路(几十伏特)并且需要将成像探头122的频率与应答器的频率(不需要在扫描器的接收信号路径中将来自应答器的信号过滤到)进行合理地匹配。应答器也可以包括发射/接收(T/R)开关,以在接收模式与发射模式之间切换。在另一范例中,用于发射功能132的额外的超声发射器可以被接近接收器功能130地放置在设备上(或者作为收发器被共同定位,使得接收的信号和发射的信号具有共同的定位)。这消除了对T/R开关的需要并简化了探测/注入软件。
[0027]显示器118示出传感器的定位,并且包括所注入的信号(SJ的形状或视觉效果。显示器118也可以准许用户与工作站112及其部件和功能交互,或者与系统100内的任何其他元件交互。这通过接口 140得到进一步促进,所述接口 140可以包括键盘、鼠标、操纵杆、触觉设备,或用于准许来自工作站112的用户反馈和与工作站112的交互的任何其他外围设备或控制设备。
[0028]在另一实施例中,来自扫描器125和具有传感器120的器械102的视频输出用于计算器械102在任何给定时间时的3D定位。视频输出信号是可在商业扫描器上容易获得的,并被流到计算工作站112中。
[0029]当传感器120被切换到发射模式并从其发出脉动时,该脉动朝成像探头122传播,并且后续信号由扫描器125进行波束形成。最终显示提供来自传感器定位的回波。例如,一个或多个帧之后,当传感器120被切换到发射模式时,可以在时间(to+T+Si)时发出一系列脉冲,其中,Si确定在US图像上观察到的/标记出的形状。
[0030]参考图2,概念图示出了根据一个说明性实施例的部件之间的相互作用。利用具有定时的US发出或响应性US发出的传感器120执行信号注入。传感器120被放置在要被突出显示的设备102的顶端处。示出由该传感器/应答器120在一个成像帧期间从探头122接收到的范例信号136。传感器120随着来自成像探头122的波束进行扫掠而感测超声信号136。分析信号136以提取帧重复周期T,以及最大信号在传感器120处的到达时间t。。一个或两个(或更多个)帧之后(138),传感器120被切换到发射模式并且(例如在tfT+Si时或tQ+nT+SJ# )发出脉冲。扫描器125将这一个或多个脉冲解读为来自传感器120的位置的高回波,因此在图像150上突出显示它。
[0031]系统100识别最大值的位置以及其相对于来自标绘图144和146的线触发器信息的时间安排。一个(或多个)帧周期138之后,以适当的时间安排由传感器/应答器120将信号141注入回到探头122,以生成传感器120位于其中并且在显示器118上可见的一个或多个明亮标记物142、143、145、147。利用独特的形状来描绘图示性标记物142、143、145、147。标记物142包括关于传感器120的精确定位的位置的同心圆。标记物143包括中心在传感器120的精确定位的位置上的星样形状。标记物145包括指向传感器120的精确定位的位置的箭头。标记物147包括指向传感器120的精确定位的位置的“X”形状。
[0032]在具体有
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