包括无线收发器的智能跟踪介入工具制造技术

公开了一种用于执行医学流程的装置。所述装置包括：传感器，其适于将入射到其上的超声信号转换成电信号；以及无线收发器，其被配置为从所述传感器接收电信号，并且将所述电信号发送到定位于所述装置的远程的无线接收器。

Intelligent Tracking Intervention Tool Including Wireless Transceiver

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括无线收发器的智能跟踪介入工具
技术介绍
对原位在患者上使用的医学设备的位置跟踪使得能够执行微创医学流程。举例来说，超声引导的医学流程实现了特定医学设备相对于患者中的感兴趣位置的定位。在特定基于超声的医学设备跟踪中，从医学设备的尖端到手柄以及从手柄到控制台/工作站的电线将信号传输到控制台/工作站以进行数据分析。除了其他缺点之外，通过线缆将医学仪器连接到控制台/工作站使得临床工作流程复杂化，并且引入了不期望的线缆管理。结果，由于将医学设备连接到控制台的线缆的存在，临床工作流程经常受到阻碍。这不仅使临床医师执行该程序变得麻烦，而且还限制了这种已知的线缆连接的设备和系统的市场接受度。因此，期望提供一种用于原位确定医学仪器的位置的装置、系统、方法和计算机可读存储介质，其至少克服上述已知设备的缺点。附图说明根据下面结合附图考虑的代表性实施例的详细描述，将更容易理解本专利技术，如下所述。图1A是描绘根据代表性实施例的双向超声信号传输的概念图。图1B是描绘根据代表性实施例的单向超声信号传输的概念图。图2是示出根据代表性实施例的超声系统的示意性框图。图3A是示出根据代表性实施例的医学设备的简化示意框图。图3B是示出根据本专利技术的另一说明性实施例的医学设备的简化示意图。图4A是描绘使用多个超声波束的帧扫描的概念图。图4B示出了根据代表性实施例的医学设备的帧触发信号、线触发信号和接收的传感器信号的相对定时。具体实施方式在下文中参考附图描述本教导，附图中示出了代表性实施例。本专利技术的教导能够以不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例。而是，这些实施例作为教导示例而被提供。通常，根据各种实施例，应理解本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是限制性的。任何定义的术语附加于在本教导的
中通常理解和接受的定义术语的技术和科学含义。如说明书和所附权利要求中所使用的，术语“一”、“一个”和“该”包括单数和复数指代物，除非上下文另行明确指出。因此，例如，“设备”包括一个设备和多个设备。除非另有说明，否则当称一个元件或部件“连接到”、“耦合到”另一个元件或部件时，应该理解，所述元件或部件可以直接连接、直接耦合到另一个元件或部件，或者，可以存在中间元件或部件。也就是说，这些和类似术语包括可以采用一个或多个中间元件或部件来连接两个元件或部件的情况。然而，当元件或部件被称为“直接连接”到另一元件或部件时，这仅包括两个元件或部件彼此连接而没有任何中间或中间元件或部件的情况。而且，应该理解，除了它们的普通含义之外，术语“基本”或“基本上”意味着在本领域普通技术人员可接受的限度或程度内。例如，“基本上抵消”意味着本领域普通技术人员会认为抵消是可接受的。同样地，除了其普通含义之外，术语“近似”意指在本领域普通技术人员可接受的限度或数量内。例如，“近似相同”意味着本领域普通技术人员将认为被比较的项目是相同的。可以使用方向性术语/短语和相对术语/短语来描述如附图中所示的各种元件彼此的关系。除了附图中描绘的取向之外，这些术语/短语旨在包含设备和/或元件的不同取向。在这些附图中，类似地编号的元件是等价元件或执行相同功能。如果功能是等价的，则将不一定在后来的附图中讨论先前已经讨论过的元件。首先，应注意，医学图像可包括2D或3D图像，例如使用超声探头获得的图像，以及医学仪器相对于来自超声探头的超声信号的图像帧的位置。根据代表性实施例，公开了一种用于执行医学流程的装置。所述装置包括：传感器，其适于将入射到其上的超声信号转换成电信号；无线收发器，其被配置为从所述传感器接收电信号，并且将所述电信号发送到定位在所述装置的远程的无线接收器。根据另一代表性实施例，一种超声系统包括：超声探头，其适于对感兴趣区域进行声处理；被配置为执行医学流程的装置，所述装置包括：传感器，其适于将入射到其上的超声信号转换成电信号；以及第一无线收发器，其被配置为发送所述电信号；以及远离所述超声探头和所述装置定位的控制单元。所述控制单元适于提供来自所述超声探头的图像。所述控制单元包括：第二无线收发器，其被配置为从所述第一无线收发器接收所述电信号，并且所述处理器适于将所述所述的位置叠加在所述图像上。通过说明性和非限制性示例的方式，图1A和1B提供了双向波束成形(图1A)和单向波束成形(图1B)之间的比较。转到图1A，代表双向波束形成，示出了N个元件104的成像阵列102发出撞击在反射体106上的超声信号。由于超声出射和返回(从成像阵列到反射体并返回到成像阵列)，因此该波束成形是“双向”或“往返”波束成形。在接收到(已经反射回来的超声)时，波束成形确定反射体106的反射率和反射体相对于阵列102的位置。阵列102发出超声波束108，超声波束108从反射体106反射并返回到阵列102的所有元件104。对于元件i，波束在距离r(P)+d(i,P)上飞行。每个元件104连续测量返回超声的幅值。对于每个元件104，直到该测量的最大值的时间，即“往返飞行时间”，指示总飞行距离。由于飞行的r(P)肢是恒定的，因此返回飞行距离d(i,P)被确定。根据这些测量结果，几何地计算反射体106的相对位置。关于反射体106的反射率，可以通过对所有i(即，在所有元件104上)的最大值求和来指示。值得注意的是，波束形成(几何计算)不仅发生在接收模式，而且发生在发射模式。这样的发射模式中的波束形成器(例如，结合图2描述的波束形成器210)将适当延迟的信号发送到所有元件104(并生成帧和线触发信号)，并且在接收模式中对来自各个元素104的信号适当地延迟和求和。当对组织进行成像时，可能存在分别具有变化的反射幅值的许多反射体。为了找到特定位置处的组织反射强度，计算该位置的几何元素延迟并且对经移位的信号进行求和。在称为动态接收波束成形的过程中，这些延迟随着整个成像帧的构建而在时间上动态变化。为了跟踪仪器，可以用设备位置处的传感器记录数据，并且还可以记录帧和线触发的定时。转到图1B，描绘了单向(接收)波束成形。值得注意的是，顾名思义，在单向波束成形中存在回声，但是没有使用它。相反，超声发射器110发射超声波束112，其入射在阵列102的每个元件104上。与双向波束形成情况相反，这里的飞行是在距离d(i,P)上。从发射超声波束112到在元件104处的最大幅值读数的时间确定该元件i的值d(i,P)。因此，可以几何地导出超声发射器110的位置，并且通过对最大幅值读数求和来计算反射率。虽然单向波束成形可以通过延迟逻辑在时域中实现，但是如上所述，它也可以通过众所周知的傅里叶波束成形算法在频域中实现。随着本描述的继续，将变得更清楚的是，双向波束形成用于逐帧地收集图像；单向波束形成用于确定设置在医学设备(有时统称为装置)上的已知位置的传感器的位置。例如，传感器可以附接在针或其他医学设备的尖端(或远离末端)处或附近(例如，约1mm处)。图2是示出根据本专利技术的代表性实施例的超声系统200的简化示意框图。超声系统200包括多个部件，其功能在下面更全面地描述。超声系统包括控制单元201和用户接口204，控制单元201被连接到显示器203。控制单元201包括处理器205和输入输出(I/O)电路207，处理器205被连接到存储器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行医学流程的装置，包括：传感器，其适于将入射到其上的超声信号转换成电信号；以及无线收发器，其被配置为从所述传感器接收所述电信号，并且将所述电信号发送到定位于所述装置的远程的无线接收器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.12 US 62/433,0621.一种用于执行医学流程的装置，包括：传感器，其适于将入射到其上的超声信号转换成电信号；以及无线收发器，其被配置为从所述传感器接收所述电信号，并且将所述电信号发送到定位于所述装置的远程的无线接收器。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器被设置在所述装置的端部。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述无线收发器适于从定位于所述装置的远程的控制单元接收触发信号，所述触发信号被发送到所述装置，并且所述装置还包括：处理器，其适于基于所述触发信号的接收时间和所述超声信号的入射时间来确定所述传感器相对于帧的图像的坐标系的位置所需的数据中的至少一些，其中，所述无线收发器适于将所述传感器的位置发送到远程定位的接收器。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述处理器还适于确定由所述超声探头提供的超声图像的帧的坐标系中的位置的坐标。5.根据权利要求3所述的装置，其中，发送到所述远程定位的接收器的所述位置包括所述坐标。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述无线收发器包括无线发射器、无线接收器、放大器和滤波器。7.根据权利要求1所述的装置，还包括：第二时钟，其被配置为生成时钟信号，其中，所述第二时钟与相对于所述装置远程定位的第一时钟同步。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述处理器被连接到存储器，并且所述存储器适于存储从所述第一时钟接收的帧触发信号或线触发信号或两者，并且所述处理器访问所述帧触发信号或所述线触发信号或两者，以确定所述传感器的所述位置。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述处理器适于解析来自所述传感器的所述电信号，所述处理器提供来自所述传感器的所述电信号的至少部分的其相对于所述帧触发信号或所述线触发信号或两者的接收的时间的时间戳。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述无线收发器适于发送来自所述传感器的所述电信号的至少所述部分。11.根据权利要求10所述的装置，其中，来自所述传感器的所述电信号的所述至少部分包括以下中的至少一个：整个帧、来自所述传感器的所述电信号的裁剪部分、或所述传感器的所述位置。12.根据权利要求4所述的装置，其中，所述处理器包括可编程逻辑器件(PLD)。13.一种超声系统，包括：超声探头，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·维迪雅，R·Q·埃尔坎普，S·巴拉特，A·K·贾殷，D·A·斯坦顿，F·G·G·M·维尼翁，
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