超声波束中的旋转确定制造技术

本发明专利技术涉及确定介入设备在超声场中的旋转。提供了一种介入设备，其适合于通过将如由被附接到所述介入设备的超声接收器探测到的来自波束形成超声成像系统的发射的超声信号与所述超声信号的波束形成波束序列相关，而在所述波束形成超声成像系统的超声波束中被跟踪。所述介入设备包括纵向轴(A‑A’)、第一线性传感器阵列(12)，所述第一线性传感器阵列包括多个超声接收器(R1..n)，其中，每个超声接收器具有长度(L)和宽度(W)，并且其中，所述阵列沿着所述宽度(W)的方向延伸。此外，所述第一线性传感器阵列(12)相对于所述轴(A‑A’)圆周地围绕所述介入设备，使得每个超声接收器的所述长度(L)相对于所述轴(A‑A’)被纵长地布置。

Determination of rotation in ultrasonic beam

The invention relates to determining the rotation of an interventional device in an ultrasonic field. An intervention device is provided for the beam formation beam formation of the ultrasonic signal from the ultrasonic imaging system of the ultrasonic imaging system, which is detected by the ultrasonic receiver, which is attached to the interventional device, and is related to the beam forming beam sequence of the ultrasonic signal, and in the ultrasonic beam of the beamforming ultrasonic imaging system. Track. The intervention equipment includes a longitudinal axis (A A '), a first linear sensor array (12), which includes a plurality of ultrasonic receivers (R1..N), in which each ultrasonic receiver has a length (L) and a width (W), and the array extension is extended along the direction of the width (W). In addition, the first linear sensor array (12) is circumferentially surrounding the intervention device relative to the axis (A A ') so that the length of each ultrasonic receiver (L) is longitudinally arranged relative to the axis (A A').

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波束中的旋转确定
本专利技术涉及确定超声波束中的介入设备的旋转。超声波束可以是医学超声成像系统的波束。
技术介绍
由于特别在不利入射角处的诸如针、导管和介入工具的医学设备的反射性的镜面性质，其通常难以在超声图像中进行可视化。在对该问题的一个解决方案中，公开WO/2011/138698公开了将超声接收器附接到医学设备。超声接收器探测来自超声成像探头的超声场的超声信号，并且利用超声接收波束形成器处理这些信号。超声接收波束形成器被配置用于对来自超声场的发射的超声的仅单向波束形成，并且用来跟踪超声接收器并且因此医学设备相对于超声场的位置。在对该问题的另一解决方案中，美国专利US6216029B1描述了一种用于朝向超声图像内的目标引导针的布置。其中，通过将三个红外超声转发器附接到超声探头，来确定超声探头相对于远程定位的位置感测单元的位置。转发器响应于由形成位置感测单元的一部分的红外超声收发器发射的红外信号而生成编码的超声信号。由位置感测单元接收的超声信号为控制器提供三角测量信息以计算超声探头在三维空间中的位置。US6216029B1还描述了用于定位针相对于位置感测单元的位置的类似布置。随后，针尖的轨迹基于超声探头和针相对于位置感测单元的位置被显示在超声图像中。文件US20040193042A1公开了一种被操作为指导介入设备的3D超声诊断成像系统。在一个范例中，来自超声成像探头的超声脉冲由介入设备上的换能器接收，以基于脉冲的飞行时间确定其位置。
技术实现思路
在试图减轻已知定位系统的缺点中，提供了可以在波束形成超声成像系统的超声波束中被跟踪的介入设备。该设备能够使用围绕介入设备并且被配置为探测来自超声成像系统的发射的超声信号的超声接收器来跟踪。信号可以是单向发射的超声信号。相对于波束形成超声成像系统的超声接收器的位置并且因此介入设备的位置能够通过将如由超声接收器探测到的发射的超声信号与发射的超声信号的波束形成波束序列相关来确定。介入设备包括超声接收器的第一线性传感器阵列，所述第一线性传感器阵列圆周地围绕介入设备的纵向轴。每个超声接收器具有长度和宽度，并且该阵列沿着宽度方向延伸。第一线性传感器阵列关于纵向轴圆周地围绕介入设备，使得每个超声接收器的长度相对于所述轴被纵长地布置。这样一来，提供了介入设备，其中，阵列中的超声接收器沿相对于纵向轴的径向方向具有不同视角。当介入设备位于波束形成超声成像系统的波束中时，由超声接收器中的每一个探测到的信号根据介入设备围绕其纵向轴相对于波束的原点的旋转角度而改变。例如，朝向超声波束的原点被相对地旋转使得它面向超声波束的超声接收器将会探测到相对更大的信号，因为它截取波束的相对大的横截面积。相比之下，由于被接收器截取的相对更小的横截面波束面积，被相对旋转远离同一超声波束的原点的超声接收器将会探测到相对更小的信号。当介入设备被旋转使得超声接收器在超声波束的原点的相对侧面上时，由于被介入设备的主体遮住，信号被进一步减少。因此，通过比较由介入设备上的每个超声接收器探测到的超声信号的相对量值，介入设备围绕其纵向轴的旋转能够相对于超声波束的原点来确定。在优选操作模式下，提供最大探测信号的接收器或一组接收器因此用来识别最靠近超声波束的原点(即顶点)的介入设备的部分。或者，提供最早探测信号的接收器或一组接收器可以用来识别最靠近超声波束的原点(即顶点)的介入设备的部分。根据本专利技术的另一方面，第一线性传感器阵列中的每个超声接收器的长度大于其宽度。这改善了感测能够在其上被实现的介入设备的轴向范围，并且还改善了由每个接收器探测到的信号的信噪比。根据本专利技术的另一方面，超声接收器之间的间隙相对于超声接收器宽度来限定。这种布置减小了介入设备在其上对超声信号具有降低的灵敏度的总旋转角度，由此改善了角度旋转能够被确定的准确性。根据本专利技术的另一方面，第一线性传感器阵列以螺旋的形式围绕介入设备的纵向轴。螺旋围绕布置提供了将超声换能器和与之相关联的电互连附接到介入设备的鲁棒方法。此外，这提供了用于将电互连路由到介入设备的近端的高效布置。根据本专利技术的另一方面，介入设备包括第二线性传感器阵列，所述第二线性传感器阵列相对于纵向轴圆周地围绕介入设备。此外，第一线性传感器阵列中的超声接收器之间的每个间隙沿关于轴的纵长方向与第二线性传感器阵列中的接收器相符或对齐。这种布置改善了在对应于第一线性传感器阵列的间隙的旋转角度处的旋转灵敏度。根据本专利技术的另一方面，第一线性传感器阵列包括偶数数量的超声接收器，所述偶数数量的超声接收器相对于纵向轴被布置在直径上相对的对中。超声接收器被电连接，使得由每对中的接收器探测到的超声信号被减去。这种布置简化了与超声接收器相关联的电互连的复杂性。本专利技术的其他方面在从属权利要求中进行限定，包括各种方法、计算机程序产品和超声成像布置。附图说明图1在图1A中图示了根据本专利技术的第一方面的包括超声接收器R1..n的第一线性传感器阵列12的介入设备11a的侧视图，并且在图1B中以平面视图图示了以相对于源S处的波束的原点的旋转角度Θ被定位在超声波束B中的同一介入设备11b，并且在图1C中图示了随着介入设备的旋转角度Θ被改变由每个超声接收器R1、R2、Rn探测到的信号Sig。图2以侧视图图示了本专利技术的第二实施例，其中，围绕介入设备21的纵向轴A-A’的每个超声接收器R1、R2、Rn的长度L大于其宽度W。图3以平面视图图示了本专利技术的第三实施例，其中，围绕介入设备31的纵向轴A-A’的第一传感器阵列32的超声接收器R1、R2、Rn被间隙G1、G2、Gn分开。图4以侧视图图示了本专利技术的第四实施例，其中，包括超声接收器R1..n的第一线性传感器阵列42被附接到基板，并且该基板以螺旋的形式环绕介入设备41的纵向轴A-A’。图5以侧视图图示了本专利技术的第五实施例，其中，第一线性传感器阵列52和第二线性传感器阵列53都围绕介入设备51的纵向轴A-A’。图6以平面视图图示了本专利技术的第六实施例，其中，包括偶数数量的超声接收器R1、R2、R3、R4的第一线性传感器阵列62围绕介入设备61的纵向轴A-A’，并且其中，超声接收器相对于轴被布置在直径上相对的对P1、P2中。图7图示了超声成像布置79，其中，本专利技术的各种实施例可以被使用，所述布置包括波束形成超声成像系统74和超声跟踪单元75。具体实施方式为了图示本专利技术的原理，描述了各种实施例，其中，其旋转被确定的介入设备是针。然而，应意识到本专利技术还适于确定其他介入设备的旋转，例如导管、导丝、探头、内窥镜、电极、机器人、过滤器设备、球囊设备、支架、二尖瓣夹子、小叶左心耳闭合设备、动脉瓣膜、起搏器、静脉线、排出线、外科手术工具(例如组织密封设备或组织切割设备)。此外，所描述的实施例涉及确定介入设备在如波束形成超声成像系统的2D超声成像探头的各种波束中的旋转。还应意识到，本专利技术适于其他类型的波束形成超声成像系统，例如3D成像探头、经食道探头(TEE)、经胸探头(TTE)、经鼻探头(TNE)、心内探头(ICE)。图1在图1A中图示了根据本专利技术的第一方面的包括超声接收器R1..n的第一线性传感器阵列12的介入设备11a的侧视图，并且在图1B中以平面视图图示了以相对于源S处的波束的原点的旋转角度Θ被定位在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介入设备(11、21、31、41、51、61、71)，用于通过将由被附接到所述介入设备的超声接收器探测到的来自波束形成超声成像系统的发射的超声信号与所述超声信号的波束形成波束序列相关而在所述波束形成超声成像系统的超声波束中被跟踪；所述介入设备包括：纵向轴(A‑A’)；第一线性传感器阵列(12、22、42、52)，其包括多个超声接收器(R1..n)，其中，每个超声接收器具有长度(L)和宽度(W)，并且其中，所述阵列沿着所述宽度(W)的方向延伸；其中，所述第一线性传感器阵列相对于所述轴(A‑A’)圆周地围绕所述介入设备，使得每个超声接收器的所述长度(L)相对于所述轴(A‑A’)被纵长地布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 EP 15200090.71.一种介入设备(11、21、31、41、51、61、71)，用于通过将由被附接到所述介入设备的超声接收器探测到的来自波束形成超声成像系统的发射的超声信号与所述超声信号的波束形成波束序列相关而在所述波束形成超声成像系统的超声波束中被跟踪；所述介入设备包括：纵向轴(A-A’)；第一线性传感器阵列(12、22、42、52)，其包括多个超声接收器(R1..n)，其中，每个超声接收器具有长度(L)和宽度(W)，并且其中，所述阵列沿着所述宽度(W)的方向延伸；其中，所述第一线性传感器阵列相对于所述轴(A-A’)圆周地围绕所述介入设备，使得每个超声接收器的所述长度(L)相对于所述轴(A-A’)被纵长地布置。2.根据权利要求1所述的介入设备(21)，其中，所述长度(L)大于所述宽度(W)。3.根据任一项前述权利要求所述的介入设备(31)，其中，所述超声接收器(R1..n)中的每个由间隙(G1..n)分开；并且其中，从所述轴(A-A’)由每个间隙(G1..n)对向的角度(α1..n)小于或等于从所述轴(A-A’)由每个超声接收器的所述宽度(W)对向的角度(β1..n)。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的介入设备(31)，其中，所述第一线性传感器阵列(12、22、42、52)被附接到基板，并且所述基板以螺旋的形式围绕所述介入设备。5.根据权利要求3所述的介入设备(51)，还包括第二线性传感器阵列(53)；其中，所述第二线性传感器阵列(53)包括每个超声接收器均由空间(S1、S2、Sn)分开的多个超声接收器(Ra1、Ra2、Ran)；其中，所述第二线性传感器阵列(53)相对于所述轴(A-A’)圆周地围绕所述介入设备(51)，使得所述第一线性传感器阵列(52)的每个间隙(G1..n)在关于所述轴(A-A’)的纵长方向上与所述第二线性传感器阵列的接收器(Ra1、Ra2、Ran)相符。6.根据权利要求5所述的介入设备(51)，其中，所述第一线性传感器阵列(52)和所述第二线性传感器阵列(53)相对于所述轴(A-A’)被轴向地分开大于或等于1mm的距离(d)。7.根据权利要求1-4中的任一项所述的介入设备(61)，其中：所述第一线性传感器阵列(62)包括偶数数量的超声接收器(R1、R2、R3、R4)，所述偶数数量的超声接收器相对于所述轴(A-A’)被布置在直径上相对的对(P1、P2)中；并且其中，每个超声接收器(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：WJ·A·德维吉斯，A·F·科伦，
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