用于介入性声学成像的装置制造方法及图纸

一种可连接到成像系统的声学探针。该声学探针具有一种带有第一主要表面和第二主要表面的衬底、包括从第一主要表面贯穿衬底到第二主要表面的开口的至少一个装置插入端口以及由该衬底支撑并设置在至少一个装置插入端口的周围的声学换能器元件的阵列。该声学探针包括设置在该装置插入端口内的器械引导件，该器械引导件被构造成选择性地允许介入装置在该装置插入端口内自由地移动，并且响应于经由连接到声学探针的用户界面装置的用户输入将介入装置选择性地锁定在该装置插入端口内。

Device for interventional acoustic imaging

An acoustic probe that can be connected to an imaging system. The acoustic probe has a substrate with a first main surface and a second main surface, at least one device insertion port including an opening from the first main surface through the substrate to the second main surface, and an array of acoustic transducer elements supported by the substrate and disposed around the insertion port of at least one device. The acoustic probe includes an instrument guide provided in the device insertion port, which is configured to selectively allow the interventional device to move freely within the device insertion port, and selectively lock the interventional device in response to user input to the user interface device connected to the acoustic probe. The device is inserted into the port.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于介入性声学成像的装置
本专利技术涉及声学(例如，超声)成像，并且特别地涉及一种用于与介入手术相结合的声学成像的装置和方法。
技术介绍
声学(例如，超声)成像系统正越来越多地应用在多种应用和背景中。例如，超声成像正越来越多地应用于微创手术的背景中。这包括基于针的手术，例如绒毛穿刺取样(CVS)、基于针的活组织检查以及用于局部麻醉的神经阻滞。现今，通常在微创介入手术中使用的成像探针具有与在诊断成像中使用的探针的成像阵列构造相同的成像阵列构造。在使用现有的声学探针和成像系统的这些手术中所采用的一个或多个介入装置(例如，手术器械)的可视化在许多情况下是具有挑战性的，并且在手术期间常常需要手动地重新定位该声学探针以维持足够的图像品质。百分比数量相当大的CVS手术被医师描述为是困难的，并且甚至更大百分比被报告为已经涉及不止一个插件。为了解决这些问题，具有增强可视化的特定介入装置(例如回声针)成功地投入市场，并且以适度的额外成本提供了有限的改进。基于磁跟踪或具有光学基准的立体相机，针可视化方面的更多进展已经以针迹技术的形式作出。这些可视化技术同样可应用于其它介入装置。即使有了这些改进，由于对现有声学成像探针和系统的某些限制，导致某些临床应用(例如，深度神经阻滞)也仍保持在很大程度上或完全是无法触及的。在许多情况下，介入部位处的解剖特征不能被充分地进行分辨，特别是对于在皮肤表面下方的更大深度处实施的手术来说更是这样。例如，声学成像引导被用在浅表神经阻滞(例如，直到3cm的深度)，并且能够在这种手术中使神经可视化。声学成像也用于深度神经，但因为现有系统不能使这些神经可视化，因此医师使用解剖标志作为引导，从而使得深度阻滞更难实施。由于装置表面的镜面反射，因器械可视化同样可能是很差的。此外，在超声引导的介入手术期间，人们并不想必须操纵成像探针的位置。显然，已经存在用于介入超声的许多现有应用，并且可以利用装置和解剖可视化中以及在操作特征中的改进来实现附加应用。这种应用可包括癌症切除术、CVS、胎儿外科手术/介入手术(例如，改变双胎输血综合症(TTTS)中的血流模式)、肝活组织检查以及深度神经阻滞术。用于声学成像系统和方法的期望属性包括：超声图像中的器械的精确可视化；介入位置处的增强的成像分辨率；以及声学探针的免提操作。文献US2005/0101868公开了一种包括超声换能器壳体的超声装置，该超声换能器壳体具有被构造成容置探针的贯穿其中的通道。
技术实现思路
因此，所期望的是提供一种能够在介入手术期间提供增强的声学成像能力的超声系统、声学探针和方法。在本专利技术的一方面中，一种系统包括：声学探针，其具有：具有第一主要表面和第二主要表面的衬底，并且还具有至少一个装置插入端口，其包括从第一主要表面贯穿衬底到第二主要表面的锥形开口，以及由衬底支撑并设置在至少一个装置插入端口的周围的声学换能器元件的阵列；以及声学成像机，其被连接到声学探针并被构造成向至少一些声学换能器元件提供传输信号，以致使声学换能器元件的阵列将声学探测信号传输到目标区域，并且进一步被构造成响应于从声学探针接收到的一个或多个信号并响应于由声学探针从目标区域接收到的声学回波产生目标区域的声学图像。在一些实施例中，声学成像机还被构造为从设置于穿过该装置插入端口到目标区域中的介入装置的远端处的声学接收器接收反馈信号。在这些实施例的一些方案中，声学成像机还被构造成使用来自声学接收器的反馈信号以配准声学接收器相对于由该声学探针接收到的声学回波的位置，并使用该配准来减轻声学图像中的像差伪影。在一些实施例中，衬底具有凹盘的形状，并且由声学换能器元件的阵列所限定的衬底的有效区域具有至少约12cm的直径。在这些实施例的一些方案中，该系统被构造成在给定时间提供至少约10cm的有效声学孔隙，并且还被构造成随着时间的流逝使有效声学孔隙在垂直方向中以及在横向方向中滑过至少约2cm的范围。在这些实施例的一些方案中，声学探测信号的中心频率为约3.5MHz，并且至少一些声学换能器元件具有约0.44cm的尺寸。在本专利技术的另一方面中，一种方法包括：提供一种声学探针，其包括被构造成被应用到受治疗者的皮肤的衬底，该衬底具有直径为至少约12cm的第一主要表面和第二主要表面以及与施加声学探针的皮肤的形状相一致的凹盘形状，声学探针进一步具有至少一个装置插入端口，其包括从第一主要表面贯穿衬底到第二主要表面的开口，以及由衬底支撑并设置在至少一个装置插入端口的周围的声学换能器元件的阵列；向至少一些声学换能器元件提供传输信号；声学换能器元件的阵列响应于传输信号向受治疗者体内的目标区域传输声学探测信号；在声学探针处从目标区域接收声学回波；从设置于穿过该装置插入端口的介入装置的远端处的声学接收器接收反馈信号；使用来自声学接收器的反馈信号来配准声学接收器相对于由声学探针接收到的声学回波的位置；响应于从声学探针接收到的一个或多个信号并响应于接收到的声学回波产生目标区域的声学图像；以及使用声学接收器相对于声学回波的位置的配准以减轻声学图像中的像差伪影。在一些实施例中，声学探测信号的中心频率为约3.5MHz，其中，目标区域包括位于皮肤下方约8cm的区域。在这些实施例的一些方案中，方法还包括声学探针选择性地允许介入装置在装置插入端口内自由地移动，并且响应于经由与声学探针相关联的用户界面装置的用户输入将介入装置锁定在装置插入端口内。在这些实施例的一些方案中，方法还包括经由用户界面装置从用户接收目标位置中在用于待定位的介入装置的目标区域的指示；计算设置在装置插入端口中的器械引导件的定向，其将使穿过装置插入端口的介入装置能够达到目标位置；并且将器械引导件操纵到计算出的定向。在这些实施例的一些方案中，一种控制器控制器械引导件以将器械引导件自动地操作到器械引导件的计算出的定向。在这些实施例的一些方案中，方法还包括当用户将器械引导件操纵到计算出的定向时，经由设置在声学探针上的一个或多个照明元件向用户提供关于器械引导件的计算出的定向与器械引导件的当前定向之间的对准的反馈。在这些实施例的一些方案中，该方法还包括响应于经由被附接到器械引导件的操纵杆的用户输入将器械引导件操纵到计算出的定向。在本专利技术的再一方面，声学探针包括：衬底，其具有凹盘形状并具有第一主要表面和第二主要表面，并且还具有至少一个装置插入端口，其包括从第一主要表面贯穿衬底到第二主要表面的锥形开口；以及由衬底支撑并设置在至少一个装置插入端口的周围的声学换能器元件的阵列。在一些实施例中，由声学换能器元件的阵列所限定的衬底的有效区域具有至少约12cm的直径。在一些实施例中，装置插入端口具有一尺寸，使得具有1cm的直径的介入装置可由此通过。在一些实施例中，声学探针还包括设置在装置插入端口内的器械引导件，该器械引导件被构造成选择性地允许介入装置在装置插入端口内自由地移动，以及响应于经由被连接到声学探针的用户界面装置的用户输入将介入装置选择性地锁定在装置插入端口内。在这些实施例的一些方案中，器械引导件包括编码器，其表示器械引导件在装置插入端口内的定向。在这些实施例的一些方案中，器械引导件包括：一种具有用于器械由此穿过的孔的球结构；以及至少部分地环绕球结构的可调节夹具，该可调节夹具被安装到装置插入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与介入装置(300)一起应用的声学探针(1000)，包括：衬底(201)，所述衬底具有第一表面(212)和第二表面(214)，并且还具有至少一个装置插入端口(230)，所述至少一个装置插入端口包括从所述第一表面贯穿所述衬底到所述第二表面的锥形开口；和由所述衬底支撑并限定所述衬底的区域的声学换能器元件(222)的阵列，所述阵列布置在所述至少一个装置插入端口的周围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 EP 16157783.8;2015.12.31 US 62/273,6671.一种用于与介入装置(300)一起应用的声学探针(1000)，包括：衬底(201)，所述衬底具有第一表面(212)和第二表面(214)，并且还具有至少一个装置插入端口(230)，所述至少一个装置插入端口包括从所述第一表面贯穿所述衬底到所述第二表面的锥形开口；和由所述衬底支撑并限定所述衬底的区域的声学换能器元件(222)的阵列，所述阵列布置在所述至少一个装置插入端口的周围。2.根据权利要求1所述的声学探针，其中，所述装置插入端口位于所述衬底的中心。3.根据权利要求1所述的声学探针，其中，所述衬底具有凹盘的形状。4.根据权利要求1所述的声学探针，其中，所述衬底的由所述声学换能器元件的阵列限定的有效区域具有至少约12cm的直径。5.根据权利要求1所述的声学探针，其中，所述锥形开口在所述第一表面(212)处包括第一直径并在所述第二表面(214)处包括第二直径，所述第二直径小于所述第一直径。6.根据权利要求5所述的声学探针，其中，所述锥形开口的直径从所述第一直径逐渐地变化到所述第二直径，同时从所述第一主要表面贯穿所述衬底到所述第二主要表面。7.根据权利要求1或5所述的声学探针，其中，所述声学探针还包括设置在所述装置插入端口内的器械引导件(800)，所述器械引导件被构造成选择性地允许所述介入装置在所述装置插入端口内自由地移动。8.根据权利要求7所述的声学探针，其中，所述器械引导件(800)包括锁定单元，所述锁定单元被构造成经由连接到所述声学探针的用户界面装置响应于用户输入将所述介入装置选择性地锁定在所述装置插入端口内。9.根据权利要求8或7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴拉特，R·Q·埃尔坎普，M·阮，JL·罗贝尔，黄圣文，J·克吕克尔，
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