用于MR‑引导的组织间介入的专用用户接口制造技术

提供了一种用于将杆或针(16)引导到对象(12)的靶的磁共振(MR)系统(10)。所述系统包括用户接口(76)。所述用户接口(76)包括被定位在所述对象(12)的表面上的框架(78)。所述框架(78)包括在针对所述杆或针(16)的规划的轨迹的进入点之上的开口(82)。所述规划的轨迹从所述进入点延伸到所述靶(14)。所述用户接口(76)还包括被布置在围绕所述开口(82)的所述框架(78)上的一个或多个视觉指示器(80)。所述一个或多个视觉指示器(80)进行以下中的至少一项：1)对所述杆或针(16)离所述规划的轨迹的偏差进行视觉指示；并且2)对实时MR图像的实时切片的当前位置进行视觉指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
下文总体上涉及磁共振(MR)成像。其具体结合MR-引导而应用，并将特别参考MR-引导来进行描述。然而，应当理解，本专利技术也应用于其他使用情形，而不必限于上述应用。
技术介绍
利用交互式实时MRI和MR-条件仪器的可能性导致越来越多地使用MR-引导，特别是在利用诸如线性消融探针的杆或针执行的经皮程序。对于这样的程序而言，除没有电离辐射之外，MR-引导相较于计算机断层摄影(CT)-引导和超声(US)-引导，提供了许多优点。一些更重要的优点包括MR的软组织对比能力和完整断层摄影能力。现有技术中的临床MR-引导的经皮介入使用术前3D MR图像来规划杆或针的轨迹。之后，立体定向设备引导被用于将杆或针与靶对准并引导杆或针的插入，这大多在MR扫描器之外执行。最后，使用MR来确认杆或针已经到达靶。由于因患者移动、器官移动和针弯曲使立体定向程序易于出现配准错误，并且由于这样的程序涉及复杂的工作流程(例如，患者移入及移出MR扫描器)，一些医学中心正在实践所谓的徒手程序，其中，杆或针不需要在实时MR引导下的任何物理立体定位设备引导而推进。利用将靶和杆或针清晰可视的专用MR序列并通过使用开放式MR系统，使上述程序更加容易，尽管所描述的方法并不限于这些开放式膛系统。例如，在用于肝活检的典型方法中，对象被置于开放式MR扫描器之内并且准备进行肝介入。可以在患者的皮肤上标记针对所述介入仪器的进入点。介入医师然后在实时MR引导之下将杆或针推进到所述对象中。通常，徒手程序的工作流程包括在诊断MR图像上识别靶。然后使用所述诊断MR图像来规划杆或针的轨迹，并且选择两个垂直的实时MR成像切片，使得所述规划的轨迹与所述成像切片的横截面一致。对于肝程序而言，通常选择平行横断切片和平行冠状切片。之后，利用所述对象之外的所述规划的轨迹来将杆或针对准，并且然后在实时MR引导之下沿所述规划的轨迹插入所述杆或针。在针插入期间实现对实时切片位置的重复精细调节。通常从控制台执行识别、规划及选择步骤，并且通常由介入医师从MR扫描器执行剩下的步骤。用于执行这些剩下的步骤的已知方法是：使用一个或多个有源标记物，利用能够与成像序列交错的追踪序列，来测量所述杆或针的取向。然而，这一程序的难点包括不能直观地使杆或针的几何结构及切片的平面可视，并且不能直观地进行交互以调节切片。对于使杆或针的几何结构及切片的平面可视，介入医师倾斜到MR扫描器，并且用一个手操纵所述杆或针，可能地用另一个手接触和/或展开对象的皮肤。这样做时，介入医师的手是倾斜的，因此导致介入医师的不舒服。此外，当介入医师想要将所述针与对象之外的所述规划的轨迹对准时，他必须不断地在观察杆或针与观察显示设备之间交替，所述显示设备定位在MR扫描器的后面并且显示实时MR图像并且潜在地相对于包括靶的术前3D数据显示的针的模型。甚至，介入医师不得不在杆或针处的视图坐标与显示设备处的附图坐标之间脑力地转换。总之，前述内容需要具有相当的3D想象力的经验丰富的介入医师。对于进行交互以调节切片，介入医师在选择并调节切片位置(这在当前使用三个脚踏板来实现)时，基于标记物位置以及在显示设备上的靶病变，监测监测杆或针的无源对比或监测杆或针的模型。应用在每个踏板上的单击和双击来对所述切片进行选择、移位、旋转及倾斜。这也需要医生来想象切片、杆或针以及靶在3D图像中的位置，这与学习曲线及额外的注意力相关联。下文提供了克服前述问题和其它问题的新的并且改进的系统和方法。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种用于将杆或针引导到对象的靶的磁共振(MR)系统，所述系统包括用户接口。所述用户接口包括被配置为被置于所述对象的表面上的框架。所述框架包括针对所述杆或针的在规划的轨迹的进入点之上的开口。所述规划的轨迹从所述进入点延伸到所述靶。所述用户接口还包括以下中的一个或多个：1)被布置在围绕所述开口的所述框架上的一个或多个视觉指示器；以及2)被布置在围绕所述开口的所述框架上的一个或多个用户输入设备。所述一个或多个视觉指示器进行以下中的至少一项：1)对所述杆或针离所述规划的轨迹的偏差进行视觉指示；以及2)对实时MR图像的实时切片的当前位置进行视觉指示。所述用户输入设备(84)选择性地调节所述实时切片的所述当前位置。根据另一个方面，提供了一种用于杆或针到对象的靶的核磁(MR)引导的方法。所述方法包括以下中的至少一项：1)对如何将所述杆或针对准到规划的轨迹进行视觉指示；以及2)对实时MR图像的实时切片的当前位置进行视觉指示。所述的对如何将所述杆或针对准到所述规划的轨迹进行视觉指示包括确定所述杆或针的当前轨迹。比较所述规划的轨迹与所述当前轨迹，以确定如何将所述杆或针对准到所述规划的轨迹。所述规划的轨迹从所述对象的进入点延伸到所述靶。使用用户接口来生成对于如何将所述杆或针对准到所述规划的轨迹的视觉指示。所述用户接口被置于所述对象的表面上并且包括在所述进入点之上的开口。所述对所述实时MR图像的所述实时切片的所述当前位置进行视觉指示包括在显示设备上显示所述相应的实时切片。使用所述用户接口生成对于所述实时切片的所述当前位置的视觉指示。所述用户接口的一个或多个光源指示所述实时切片的所述平面与所述表面在何处相交。根据另一个方面，提供了一种与介入仪器相结合使用以提供用于将杆或针引导到对象的靶的实时成像的装置。所述装置包括被置于所述对象的表面上的框架。所述框架包括在针对所述杆或针的从所述进入点延伸到所述靶的规划的轨迹的进入点之上的开口。所述框架还包括围绕所述开口被布置在所述框架上的一个或多个视觉指示器。所述装置还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被编程为操作在所述框架上的所述一个或多个视觉指示器，以对以下中的至少一项进行视觉指示：(i)所述实时成像切片的所述当前位置；以及(ii)所述杆或针的所述当前位置离所述规划的轨迹的偏差。一个优点在于使所述杆或针的所述当前位置离所述规划的轨迹的所述偏差以及所述切片的所述平面的几何结构直观地可视。另一个优点在于直观地交互以对准切片。本领域的普通技术人员在阅读并理解了以下具体实施方式之后，将意识到本专利技术的再其他的优点。附图说明本专利技术可以采取各种部件和各部件的布置的形式，并且可以采取各种步骤和各步骤安排形式。附图仅是为了图示优选实施例而不应被解释为对本专利技术的限制。图1图示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将杆或针(16)引导到对象(12)的靶(14)的磁共振(MR)系统(10)，所述系统(10)包括：用户接口(76)，其包括：框架(78)，其被配置为被置于所述对象(12)的表面上，所述框架(78)包括在针对所述杆或针(16)的规划的轨迹的进入点之上的开口(82)，所述规划的轨迹从所述进入点延伸到所述靶(14)；以及以下中的至少一个：围绕所述开口(82)被布置在所述框架(78)上的一个或多个视觉指示器(80)，所述一个或多个视觉指示器(80)进行以下中的至少一项：对所述杆或针(16)离所述规划的轨迹的偏差进行视觉指示；以及对实时MR图像的实时切片的当前位置进行视觉指示；以及围绕所述开口(82)被布置在所述框架(78)上的一个或多个用户输入设备(84)，所述用户输入设备(84)选择性地调节所述实时切片的所述当前位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.28 US 61/665,4621.一种用于将杆或针(16)引导到对象(12)的靶(14)的磁共振(MR)
系统(10)，所述系统(10)包括：
用户接口(76)，其包括：
框架(78)，其被配置为被置于所述对象(12)的表面上，所述框
架(78)包括在针对所述杆或针(16)的规划的轨迹的进入点之上的开口
(82)，所述规划的轨迹从所述进入点延伸到所述靶(14)；以及
以下中的至少一个：
围绕所述开口(82)被布置在所述框架(78)上的一个或多个视觉
指示器(80)，所述一个或多个视觉指示器(80)进行以下中的至少一项：
对所述杆或针(16)离所述规划的轨迹的偏差进行视觉指示；
以及
对实时MR图像的实时切片的当前位置进行视觉指示；以及
围绕所述开口(82)被布置在所述框架(78)上的一个或多个用户
输入设备(84)，所述用户输入设备(84)选择性地调节所述实时切片的所
述当前位置。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述框架(78)包括所
述一个或多个视觉指示器(80)，所述系统(10)还包括：
至少一个处理器(44)，其被编程为：
确定所述杆或针(16)的当前轨迹；
比较所述规划的轨迹与所述当前轨迹，以确定所述杆或针(16)离
所述规划的轨迹的所述偏差；并且
使用所述用户接口(76)的所述一个或多个视觉指示器(80)，来
生成对所述杆或针(16)离所述规划的轨迹的所述偏差的视觉指示。
3.根据权利要求2所述的系统(10)，其中，所述一个或多个视觉指
示器(80)包括围绕所述开口(82)的显示设备，并且其中，通过选择性
地将视觉提示显示在围绕所述开口(82)的所述显示设备上来生成所述视

\t觉指示，以指示适当的对准的方向或影响所述杆或针(16)相对于所述规
划的轨迹的所述定位的辅助信息。
4.根据权利要求2和3中的任一项所述的系统(10)，其中，所述一
个或多个视觉指示器(80)包括围绕所述开口(82)间隔开的多个光源，
并且其中，通过以下中的至少一项来生成所述视觉指示：
选择性地打开和/或关闭所述一个或多个视觉指示器(80)，以指示所述
杆或针(16)到所述规划的轨迹的适当的对准的方向；以及，
选择性地调节所述一个或多个视觉指示器(80)的颜色、亮度和闪烁
频率中的一个或多个，以指示所述适当的对准的方向。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的系统(10)，其中，使用安
装到所述杆或针(16)的MR标记物(40)以及在所述对象(12)的所述
表面上设置在所述框架(78)的所述开口(82)中的MR皮肤标记物(68)，
并且标记针对所述杆或针(16)的所述规划的轨迹的所述进入点，来确定
所述当前轨迹。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统(10)，还包括：
至少一个处理器(44)，其被编程为：
在显示设备(74)上显示所述实时切片；并且
使用所述用户接口(76)来生成对所述实时切片的所述当前位置的
视觉指示，其中，所述一个或多个视觉指示器(80)指示所述实时切片的
平面与所述框架(78)在何处相交。
7.根据权利要求6所述的系统(10)，其中，所述处理器(44)还被
编程为：
监测所述用户输入设备(84)以检测对用户输入设备的触发；并且
响应于检测到对所述用户输入设备的触发，基于所触发的用户输入设
备的位置来调节所述实时切片的所述当前位置。
8.根据权利要求6和7中的任一项所述的系统(10)，其中，所述一
个或多个视觉指示器(80)包括围绕所述开口(82)间隔开的多个光源，
并且其中，所述一个或多个视觉指示器(80)中的每个对应于所述用户输
入设备(84)中的不同的用户输入设备。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的系统(10)，其中，所述实
时切片是显示在所述显示设备(74)上的多个颜色编码的切片中的一个，
并且其中，所述一个或多个视觉指示器(80)使用所述实时切片的所述颜
色编码来指示所述实时切片的平面与所述框架(78)在何处相交。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的系统(10)，其中，所述用
户接口(76)与表面发射和/或接收线圈(36)相集成，其中，所述表面接
收线圈(36)接收并且继而生成针对所述实时MR图像的MR数据。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的系统(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·魏斯，T·E·阿姆托尔，S·克吕格尔，D·维尔茨，F·乌勒曼，
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