用于微创手术中的针超声扫描引导的设备和方法技术

本方法提供以下步骤：‑获取指示超声机器的数据，该超声机器包括：基座单元，与基座单元相关联的探针，以及与探针相关联的针引导器，用于借助于所述探针和所述基座单元在经历超声成像的体积中引导针；‑从数据库中检索与所述超声机器相关联的信息；‑在监视器上显示借助于基座单元获取的超声图像；‑在监视器上的超声图像上叠加用于引导针插入在经历超声成像的体积中的一组引导迹线，所述引导迹线借助于从数据库中检索的信息与获取的超声图像进行协调。

Equipment and method of ultrasound guided needle scanning in minimally invasive surgery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微创手术中的针超声扫描引导的设备和方法
本文公开了用于借助于超声引导在用于治疗肿瘤等的微创手术中定位施敷器(applicator)的设备和方法。
技术介绍
治疗肿瘤的微创技术已经有二十多年的历史。各种技术提供了使用不同形式的能量(射频、微波、激光、冷、电脉冲)来诱导肿瘤细胞坏死的方法。当前，这些技术在肿瘤学领域中的目的是在切除手术风险太大或肿瘤无法手术的所有情况下诱导恶性肿瘤完全坏死。在姑息治疗应用中，微创技术仍然可以延长患者的生命，同时维持其可接受的质量。当肿块生长导致压迫症状或美学损害(如果肿瘤在浅表器官中生长)时，一些微创技术也用于良性肿瘤。即使在良性肿瘤的情况下，手术也可能是复杂的和/或破坏性的，可能存在严重的和/或致残的并发症或具有重大的美学意义。微创手术通常在患者处于深度镇静或局部麻醉时执行；由于针的尺寸有限，它们不会在身上留下任何痕迹，产生的作用仅限于要治疗的区域，因此患者的恢复时间非常短，并且并发症或副作用可忽略不计。所有微创技术都提供了在超声(超声扫描术)、断层摄影或磁共振的引导下将一个或多个施敷器(能量分配器)插入肿瘤中，并供应与肿瘤细胞相互作用的一定量的能量，从而导致肿瘤细胞死亡。在该领域中，用于正确地定位施敷器的引导系统以及支持医生选择最佳治疗策略的治疗计划软件是必不可少的，从而提高治疗的安全性、有效性和快捷性。所有这些方面都有助于降低患者管理成本。US6733458和EP3153104公开了超声装备，该超声装备可以设置有探针以及针引导器，针引导器与用于检测针的实际位置的传感器组合。利用该布置，可以在基于由超声探针收集的信号而产生的相同超声图像上再现针的图像，因此可以显示将沿着其插入针的迹线。超声系统不可能不设置有用于标识针的位置和方向的传感器，并且不可能不设置有允许基于其实际物理位置生成针插入迹线的处理构件。
技术实现思路
根据一个方面，公开了一种借助于超声系统引导微创手术的方法，该方法包括以下步骤：收集指示超声机器的数据，该超声机器包括：基座单元，与基座单元相关联的探针，以及与探针相关联的针引导器，用于借助于探针和基座单元在经历超声成像的体积中引导针。指示超声机器的数据可以由操作员通过被配置为实现本专利技术的方法的机器的用户界面输入。在本文中，“指示超声机器的数据”是指允许限定超声机器的部件的数据，因此，如将在下面更详细地描述的，其允许将用于执行各种治疗的针引导迹线叠加到通过超声机器获取的超声图像上，各种治疗包括例如要治疗的组织中的激光能量供应或其它形式的能量供应。该方法还可以包括从数据库中恢复与超声机器相关联的信息的步骤。在监视器(通常不是超声机器的监视器或屏幕)上显示通过超声机器获取的超声图像。将一组引导迹线叠加到该超声图像上，以便引导针插入经历超声成像的体积中。由于从数据库中恢复的、与指示数据标识的超声机器相关联的信息，可以将一组引导迹线与监视器上显示的超声图像进行协调。该方法可以实时地执行。这意味着，在将探针应用于患者时，超声机器直接获取超声图像。一组引导迹线可以仅包括一个迹线或包括多个引导迹线。引导迹线可以彼此平行且等距。更一般而言，引导迹线的数量和相互位置可以由所使用的超声机器的特性来确定，例如由与探针相关联的针引导器的结构特性来确定。该方法还可以包括以下步骤：在监视器上显示布置在针引导器中并且插入经历超声成像的体积中的一根或多根针的图像，所述图像是通过探针和基座单元获取的。在实际的实施例中，数据库包含多组数据，每组数据限定对应于给定超声机器的相应的一组引导迹线。实际上，根据本文所述的实施例，一旦已经确定了超声机器的类型，那么通过标识该机器的数据，就可以从数据库中恢复信息，从而允许正确地表示从超声机器获得的超声图像上的引导迹线。一般而言，通过收集例如可以借助于校准步骤来获取的充足信息并将其存储在数据库中，本文公开的方法允许对于任何超声机器在监视器上生成引导迹线并且在与探针相关联的针引导器中引导针。还公开了一种设备，该设备用于借助于超声系统来引导微创手术，包括以下组合：监视器；用于从超声机器获取超声图像序列的板；包含关于可以与设备接口连接的超声机器配置的信息的数据库；处理单元，被配置为：从超声机器接收超声图像序列；在监视器上显示所述超声图像；在监视器上的所述超声图像上叠加用于引导针的插入的一组引导迹线，所述引导迹线通过从数据库中恢复的信息与超声图像进行协调。附图说明通过以下描述和附图将更好地理解本专利技术，附图示出了本专利技术的实施例的非限制性示例。更特别地，在附图中：图1是根据本说明书的与设备接口连接的超声机器的框图；图2A和图2B示出了与针引导器相关联并应用于患者身体的超声探针的图，并且其超声图像显示在设备的监视器上；图3A、图3B示出了校准步骤中的超声图像的图；图4是用于校准的参数的概要图；图5是从数据库中恢复数据的步骤的图；图6是数据库数据恢复操作的流程图，该操作用于随后在设备的监视器上显示的超声图像上重建引导迹线；图7和图8是简化的超声图像，其示出了使用光标通过超声引导的手术来促进针的定位；图9A、图9B、图10A和图10B是在可能的操作模式下在借助于单通道针引导器插入多根针的步骤中的超声探针和相应的针引导器以及相关的超声图像的图；图11A、图11B、图12A、图12B是在另一种操作模式下在借助于单通道针引导器插入多根针的步骤中的超声探针和相应的针引导器以及相关的超声图像的图；图13A、图13B是在通过光学系统引导针的模式下的超声探针和对应的超声图像的图；图14、图15和图16是示出借助于本文所述的设备和方法的治疗计划系统的图。具体实施方式下面参考附图对示例实施例进行详细描述。不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。此外，附图不一定按比例绘制。下面的详细描述不限制本专利技术。本专利技术的保护范围由所附权利要求书限定。在说明书中，对“一个实施例”、“该实施例”或“一些实施例”的引用是指在所描述的对象的至少一个实施例中包括参考实施例描述的特定的特性、结构或元件。因此，说明书中的句子“在一个实施例中”或“在该实施例中”或“在一些实施例中”不一定指相同的一个或多个实施例。在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式进一步组合特定的特性、结构或元件。简而言之，本专利技术公开了一种设备，该设备适于与通用超声系统接口连接，并且设置有处理单元，该处理单元允许在监视器上显示借助于超声机器获取的超声图像，并且将一组一个或多个引导迹线叠加在该超声图像上，以促进在超声引导下将针插入经历超声成像的部分中。该设备基本上从通用超声机器接收超声图像(超声信号或B模式)的序列，检测显示设置(深度和宽度)，并且根据连接到与接口连接到该设备的超声机器相关联的超声探针的引导系统，在监视器上重叠指示针施敷器或电极可以沿着它插入的方向的一个或多个引导迹线。引导系统可以是单通道系统(例如，通用的活检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助于超声系统来引导微创手术的方法，所述方法包括以下步骤：/n获取指示超声机器的数据，所述超声机器包括：基座单元，与所述基座单元相关联的探针，以及与所述探针相关联的针引导器，用于借助于所述探针和所述基座单元来在经历超声成像的体积中引导针；/n从数据库中检索与所述超声机器相关联的信息，其中所述数据库包含多组数据，每组数据限定对应于给定超声机器的相应的一组引导迹线；/n在监视器上显示借助于所述基座单元获取的超声图像；/n在所述监视器上的所述超声图像上叠加一组引导迹线，用于引导针插入在经历超声成像的体积中，所述引导迹线借助于从所述数据库中检索到的信息与获取的超声图像进行协调。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 IT 1020170001035351.一种借助于超声系统来引导微创手术的方法，所述方法包括以下步骤：
获取指示超声机器的数据，所述超声机器包括：基座单元，与所述基座单元相关联的探针，以及与所述探针相关联的针引导器，用于借助于所述探针和所述基座单元来在经历超声成像的体积中引导针；
从数据库中检索与所述超声机器相关联的信息，其中所述数据库包含多组数据，每组数据限定对应于给定超声机器的相应的一组引导迹线；
在监视器上显示借助于所述基座单元获取的超声图像；
在所述监视器上的所述超声图像上叠加一组引导迹线，用于引导针插入在经历超声成像的体积中，所述引导迹线借助于从所述数据库中检索到的信息与获取的超声图像进行协调。


2.如权利要求1所述的方法，其中，获取指示超声机器的数据的步骤包括以下步骤：借助于用户界面插入基座单元、探针和针引导器的组合。


3.如权利要求2所述的方法，包括以下步骤：验证所选择的组合是否包含在所述数据库内。


4.如权利要求1或2或3所述的方法，还包括以下步骤：在所述监视器上显示布置在所述针引导器中的一根或多根针的图像，所述图像是借助于所述探针和所述基座单元获取的。


5.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，还包括以下步骤：从所述超声机器获取视频信号，并且从所述视频信号获取在所述监视器上显示的超声图像。


6.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，包括以下步骤：在所述监视器上显示至少一个可移动光标，所述至少一个可移动光标能够位于所述超声图像上方。


7.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，每组数据包含用于标识基座单元、探针和与探针相关联的针引导器的组合的数据。


8.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，每组数据包含用于标识针引导迹线的角度系数和用于在所述监视器上以垂直轴截取针引导迹线的点的参数。


9.如前述权利要求中的一项或多项所述的方法，还包括以下步骤：
获取关于通过所述针供应的能量的多个参数；
基于预测数据预测由能量辐照引起的热损伤，并且基于关于能量供应的所述参数，生成标识治疗区域的图像；
在所述监视器上显示标识所述治疗区域的所述图像。


10.如权利要求9所述的方法，其中，所述多个供应参数包括：针的插入角度；插入的针的数量，针沿着相应引导迹线的位置，由针供...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·马索蒂，L·布莱斯奇，
申请(专利权)人：埃里斯塔股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT