用于递送对象的系统和仪器以及用于检测递送的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在身体(1)中提供对象(2)的系统(10)、一种被布置为在用于在身体(1)中提供对象(2)的系统(10)中使用的处理器(18)、一种用于向身体(1)中提供对象(2)的仪器(12)、一种用于检测在身体(1)中提供对象(2)的方法，以及一种用于检测在身体(1)中提供对象(2)的软件产品。为了允许在身体(1)中提供对象(2)并对其进行检测，同时避免已知方法的缺点，例如，提供机会以在用于实时监测医学过程的超声图像中进行可靠定位，具有减小易受电磁干扰影响的误差，本发明专利技术利用了这样的发现：超声换能器(24、26)的接收或发射的特性受到超声换能器(24、26)的周围环境的影响。通过检测特性的变化，确定超声换能器(24、26)处是否存在要被提供的对象(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在身体中提供对象的系统、一种被布置为在用于在身体中提供对象的系统中使用的处理器、一种用于检测在身体中提供对象的方法以及一种用于检测在身体中提供对象的软件产品。
技术介绍
US2013/0253387A1公开了一种用于向身体的处置区域中的病理材料施加振动能量的系统。所述系统包括：能量源，其被配置为提供能量信号；压电换能器，其被配置为接收能量信号；以及，效应器，其操作性地被耦合到所述换能器，其中，所述效应器具有被连接到把手的近端和被配置为向病理材料施加振动能量的远侧部。所述系统还包括套管，所述套管具有纵向通道，以接收所述效应器的至少一部分，并被配置为将效应器的至少远侧部暴露于病理材料。换能器被配置为通过效应器向病理材料传输振动能量。在癌变组织内部放置放射性/能量源的点阵是用于诸如前列腺、肺部、胸部、头部和颈部等器官的辐射治疗的方式。这些源的位置在过程前被规划以利用辐射实现对癌变组织的良好覆盖，同时在周围的健康组织上具有可容忍的剂量。由于诸如组织运动和变形、针弯曲、人为误差等因素，源的放置误差是常见的。一个范例是低剂量率(LDR)前列腺近距离放射治疗。LDR前列腺近距离放射治疗需要在前列腺内部永久放置放射性种子以经由辐射杀死癌症。该过程常规上是在经直肠超声(TRUS)引导上进行的。准确放置种子能够实现更好的治疗结果和更小的毒性。然而，由于诸如由针插入、前列腺水肿、针弯曲以及人为和校准误差造成的前列腺运动和变形的问题，与计划有偏差是不可避免的。在当前的实践中，使用CT图像在过程后执行定量的剂量测定。在这个阶段，如果检测到与计划的显著偏差，则应当通过反复处置来进行修复，这样做成本高且耗时久。植入源相对于目标解剖结构的准确定位能够获得显著提高处置质量的自适应规划和递送。为了达到这个目的，需要实时测量和监测向目标和风险器官/身体组织递送的剂量。然后可以基于测量的剂量来调整处置规划以递送最优的剂量覆盖。在很多过程中，在实时超声成像之下执行源的放置。在这种环境下，在超声坐标系中定位源会实现治疗递送和处置结果的巨大改善。为此，已经尝试在用于视觉引导的超声B模式图像中进行源定位，但迄今为止尚未成功。超声中的源定位受到超声图像质量低、阴影、缺失源以及由于钙化和气泡造成的假阳性等的阻碍。已经有人建议利用电磁(EM)跟踪技术在放置时检测源位置并记录针端部的位置。然而，EM技术由于因手术室中金属物体过多造成的磁场干扰而容易出现误差。此外，EM坐标系应当被配准到US坐标系以进行剂量测定。
技术实现思路
本专利技术的目的是允许在身体中提供对象并对其检测，同时避免已知方法的缺点，例如，提供一种在用于实时监测医学过程的超声图像中进行可靠定位的机会，并减小易受到电磁干扰的误差。在本专利技术的第一方面中，提供了一种被布置为在用于在身体中提供对象的系统中使用的处理器，其中，所述处理器被布置为基于用于在身体中提供对象的仪器的一个或多个超声换能器的信号输出和/或基于用于监测身体中所述对象要被提供的区域的超声探头的信号输出来确定要由所述仪器提供的对象是否存在于所述仪器的一部分中和/或穿行进入和/或离开所述仪器的所述部分，所述一个或多个超声传感器被布置为使得用于从超声探头接收超声传输的接收特性随着要被提供的对象存在于所述仪器的一部分中和/或要被提供的所述对象穿行进入和/或离开所述仪器的所述部分而改变，所述信号输出对来自用于在身体中提供所述对象的所述仪器的一个或多个超声换能器的超声传输做出响应，所述一个或多个超声换能器被布置为使得用于向所述超声探头发射超声传输的传输特性随着要被提供的对象存在于所述仪器的一部分中和/或要被提供的所述对象穿行进入和/或离开所述仪器的所述部分而改变。本专利技术基于以下发现：超声换能器的接收或发射特性受到超声换能器的周围环境的影响。例如，对于用于递送对象的针而言，其中，超声换能器被提供作为针轴的一部分周围的圆柱，在圆柱内部存在对象与不存在对象的情况之间，换能器的环境的声学性质是不同的。忽视针中流体介质的存在，存在对象的情况可以被认为对应于圆柱被填充，而没有对象的情况可以被认为对应于圆柱是中空的。超声探头可以被提供于仪器自身上或仪器自身处，尤其是以一个或多个超声换能器的形式提供。与常规方法相反，在本专利技术中，建议利用超声换能器(优选在仪器(例如针)的端部处或附近)使用基于超声的跟踪。超声跟踪的换能器固有地处在US坐标系中，并对电磁干扰不敏感。例如，本专利技术可以被用于LDR前列腺近距离放射治疗或类似过程，以在放置时定位植入的种子，并使用这些位置来计算实时剂量测定，并且还被用于更新规划。在优选实施例中，所述处理器被布置为基于所述一个或多个超声换能器的信号输出和关于所述超声探头的超声传输的信息和/或基于关于所述一个或多个超声换能器的超声传输的信息和所述超声探头的信号输出，确定所述仪器相对于超声探头的位置。超声传输的处理和比较以及得到的接收的信号输出可以被用于确定仪器的换能器与超声探头之间的相对位置。发射和接收的定时至少基于超声传播的速度给出距离。如果传输存在定向方面，该一定向方面也可以被用于确定超声探头与超声换能器之间的相对方向。在上述实施例的优选变型中，关于超声传输的信息由用于所述超声探头或一个或多个超声换能器的驱动信号包含或包括所述驱动信号。驱动信号提供关于超声传输的定时和其他方面的基本相当完整的信息。尽管如此，作为驱动信号的补充或替代，还可以使用其他信息。例如，在使用超声换能器从超声探头接收超声传输的情况下，可以使用另一个传感器(独立于超声换能器)来获得关于超声传输的信息。在本专利技术的另一方面中，提供了一种用于在身体中提供对象的系统，包括：超声探头，其用于监测身体中对象要被提供的区域；仪器，其用于在所述身体中提供对象的仪器，所述仪器包括一个或多个超声换能器，所述一个或多个超声换能器被布置为使得用于从所述超声探头接收超声传输的接收特性和/或用于向超声探头发射超声传输的传输特性随着要被提供的对象存在于所述仪器的一部分中和/或要被提供的对象穿行进入和/或离开所述仪器的所述部分而变化；处理器，其被布置为基于一个或多个超声换能器和/或超声探头的信号输出来确定要由所述仪器提供的对象是否存在于所述仪器的所述部分中和/或穿行进入和/或离开仪器的所述部分。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被布置为在用于在身体(1)中提供对象(2)的系统(10)中使用的处理器(18)，其中，所述处理器(18)被布置为基于用于在所述身体(1)中提供所述对象(2)的仪器(12)的一个或多个超声换能器(24、26)的信号输出，和/或基于用于监测所述身体(1)中所述对象(2)要被提供的区域的超声探头(14)的信号输出，确定要由所述仪器(12)提供的对象(2)是否存在于所述仪器(12)的一部分中和/或穿行进入和/或离开所述仪器(12)的所述部分，所述一个或多个超声换能器被布置为使得用于从超声探头(14)接收超声传输(30)的接收特性随着要被提供的所述对象(2)出现所述仪器(12)的所述部分中和/或要被提供的所述对象(2)穿行进入和/或离开所述仪器(12)的所述部分而改变，所述信号输出对来自用于在所述身体(1)中提供所述对象(2)的所述仪器(12)的一个或多个超声换能器(24、26)的超声传输(30)做出响应，所述一个或多个超声换能器被布置为使得用于向所述超声探头(14)发射超声传输(30)的传输特性随着要被提供的所述对象(2)存在于所述仪器(12)的一部分中和/或要被提供的所述对象(2)穿行进入和/或离开所述仪器(12)的所述部分而改变。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.10 EP 14150762.4;2013.12.17 US 61/916,8361.一种被布置为在用于在身体(1)中提供对象(2)的系统(10)中
使用的处理器(18)，其中，所述处理器(18)被布置为基于用于在所述身
体(1)中提供所述对象(2)的仪器(12)的一个或多个超声换能器(24、
26)的信号输出，和/或基于用于监测所述身体(1)中所述对象(2)要被
提供的区域的超声探头(14)的信号输出，确定要由所述仪器(12)提供
的对象(2)是否存在于所述仪器(12)的一部分中和/或穿行进入和/或离
开所述仪器(12)的所述部分，所述一个或多个超声换能器被布置为使得
用于从超声探头(14)接收超声传输(30)的接收特性随着要被提供的所
述对象(2)出现所述仪器(12)的所述部分中和/或要被提供的所述对象(2)
穿行进入和/或离开所述仪器(12)的所述部分而改变，所述信号输出对来
自用于在所述身体(1)中提供所述对象(2)的所述仪器(12)的一个或
多个超声换能器(24、26)的超声传输(30)做出响应，所述一个或多个
超声换能器被布置为使得用于向所述超声探头(14)发射超声传输(30)
的传输特性随着要被提供的所述对象(2)存在于所述仪器(12)的一部分
中和/或要被提供的所述对象(2)穿行进入和/或离开所述仪器(12)的所
述部分而改变。
2.根据权利要求1所述的处理器(18)，其中，所述处理器(18)被
布置为基于所述一个或多个超声换能器(24、26)的所述信号输出和关于
所述超声探头(14)的所述超声传输(30)的信息和/或基于所述一个或多
个超声换能器(24、26)的所述超声传输(30)的信息和所述超声探头(14)
的所述信号输出来确定所述仪器(12)相对于所述超声探头(14)的位置。
3.根据权利要求2所述的处理器(18)，其中，关于所述超声传输(30)
的所述信息由用于所述超声探头(14)或所述一个或多个超声换能器(24、
26)的驱动信号包含或包括所述驱动信号。
4.一种用于在身体(1)中提供对象(2)的系统(10)，包括：
超声探头(14)，其用于监测所述身体(1)中所述对象(2)要被提供
的区域，
仪器(12)，其用于在所述身体(1)中提供所述对象(2)，所述仪器
(12)包括一个或多个超声换能器(24、26)，所述一个或多个超声换能器
被布置为使得用于从所述超声探头(14)接收超声传输(30)的接收特性
和/或用于向所述超声探头(14)发射超声传输(30)的传输特性随着要被
提供的所述对象(2)存在于所述仪器(12)的一部分中和/或要被提供的所
述对象(2)穿行进入和/或离开所述仪器(12)所述部分而变化，
根据权利要求1所述的处理器(18)，其被布置为基于所述一个或多个
超声换能器(24、26)和/或所述超声探头(14)的信号输出来确定要由所
述仪器(12)提供的对象(2)是否存在于所述仪器(12)的所述部分中和
/或穿行进入和/或离开所述仪器(12)的所述部分。
5.根据权利要求4所述的系统(10)，其中，所述处理器(18)被布
置为基于所述一个或多个超声换能器(24、26)的所述信号输出和关于所
述超声探头(14)的所述超声传输(30)的信息和/或基于关于所述一个或
多个超声换能器(24、26)的所述超声传输(30)的信息和所述超声探头
(14)的所述信号输出来确定所述仪器(12)相对于所述超声探头(14)
的位置，其中，所述系统(10)被布置用于通过将所述对象(2)递送到所
述身体(1)中的各个位置来提供多个对象(2)，所述系统还包括递送管理
单元(20)，所述递送管理单元(20)被布置为基于所述处理器(18)的确
定来存储所述对象(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·德赫甘马尔瓦斯特，F·G·G·M·维尼翁，A·K·贾殷，S·巴拉特，A·M·塔赫玛塞比马拉古奥施，D·宾内卡普，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL