活检针可视化制造技术

为基于超声成像的活检针的操作提供指导的方法和系统。超声波被发射并由超声换能器检测，以生成图像数据。在生成的图像数据内识别活检针，并且活检针可以处于击发前配置。基于活检针的识别，所述方法和系统可以至少部分地基于活检针特性来确定活检针的预测位置。活检针的预测位置可以是活检针处于其击发后配置时的预测位置。可以显示指示所确定的预测位置的至少一个指示符。

Visualization of biopsy needle

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活检针可视化相关申请的交叉引用本申请作为PCT国际专利申请于2019年5月3日提交，并要求享有于2018年5月4日提交的标题为“BiopsyNeedleVisualization”的美国临时专利申请序列No.62/666,869的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
活检是用于从患者的目标位置提取组织以进行进一步检查的规程。例如，可以在患者体内识别病变或肿块，并且期望该病变或肿块的样本用于进一步的测试、分析或检查。在一些活检规程(诸如经皮核心活检)期间，外科医生或医学专家通过患者皮肤的切口将活检针插入患者体内。为了用活检针准确地瞄准和/或可视化病变，采用各种成像模态，包括使用超声技术查看皮下位置处针的图像。虽然超声技术的这种使用是有用的，但是先前的超声引导的活检技术提供了视觉指示，但是关于病变或活检针的附加信息有限，并且对执行活检规程的医学专业人员几乎没有提供指导或见识。因此，活检规程很大程度上依靠医疗专业人员的技能、经验和直觉。关于这些和其它一般考虑，已经做出了本文公开的方面。而且，虽然可以讨论相对具体的问题，但是应当理解的是，示例不应当限于解决在
技术介绍
中或本公开中其它地方识别出的具体问题。
技术实现思路
本公开的示例描述了用于通过超声技术连同其它模态的附加组合来定位植入的标记物的系统和方法。在一方面，该技术涉及一种用于为活检针的操作提供指导的方法。该方法包括：从超声探头的超声换能器发射超声声波的阵列；由超声换能器检测反射的超声声波，其中反射的超声声波包括从患者体内反射之后的超声声波的阵列的至少一部分；以及根据反射的超声声波生成图像数据。该方法还包括由处理器在生成的图像数据内识别患者体内的活检针的至少一部分。该方法还包括至少部分地基于活检针的识别，由处理器至少部分地基于存储在可操作地连接到处理器的存储器中的一个或多个活检针特性来确定活检针的一个方面的预测位置。此外，该方法包括：在可操作地连接到处理器的显示器上显示基于生成的图像数据的超声图像；以及在超声图像上显示至少一个用于活检针的所述方面的预测位置的指示符。在示例中，识别活检针包括识别处于击发前配置的活检针，并且活检针的预测位置是处于击发后配置的活检针的预测位置。在另一个示例中，显示用于活检针的预测位置的至少一个指示符包括显示指示预测的活检针尖端位置的尖端指示符或指示预测的活检针孔位置的孔指示符中的至少一个。在又一个示例中，识别活检针包括接收在超声图像中识别活检针的用户输入。在又一个示例中，识别活检针包括由处理器通过图像分析技术分析生成的图像数据以识别活检针。在又一个示例中，该方法还包括基于以下至少一项来确定针尖端位置的偏转概率：(1)用于活检针的类型的实验数据，以及(2)活检针的一个或多个存储的特性，这些特性包括针长度、针量规、针壁厚度、针材料成分、针尖端几何形状、投掷长度和针击发机构特性中的至少一项。在另一个示例中，活检针的一个或多个存储的特性基于关于活检针的类型的用户输入。在又一个示例中，关于活检针的类型的输入包括活检针的型号和制造商。在又一个示例中，该方法还包括确定偏转概率还基于沿着活检针的击发轨迹的患者体内的组织特性。在又一个示例中，组织特性基于识别组织特性的输入。在另一个示例中，该方法还包括通过以下步骤来确定组织特性：由处理器基于生成的图像数据来确定活检针的击发轨迹；接收沿着用于活检针的击发轨迹的至少一部分的组织的弹性成像数据；以及基于接收到的弹性成像数据来确定组织特性。在又一个示例中，该方法还包括在超声图像上显示偏转概率指示符，其中该偏转概率指示符基于确定的偏转概率来指示击发后尖端位置的范围。在又一个示例中，偏转概率指示符是椭圆形、矩形、正方形、三角形或圆形中的一种。在又一个示例中，偏转概率指示符指示击发后尖端位置的概率的范围。在另一个示例中，偏转概率指示符包括热图。在又一个示例中，该方法还包括确定预测位置在超声图像的外部；以及响应于确定预测位置在超声图像之外而显示警报。在又一个示例中，该方法还包括确定最大击发前活检针深度，对于该最大深度，预测的击发后活检针尖端位置仍保留在超声图像内；以及显示最大针深度指示符，其中最大针深度指示符指示所确定的最大击发前活检针深度。在又一个示例中，最大针深度指示符是垂直于活检针的击发轨迹的线段。在另一个示例中，该方法还包括：确定活检针已经转移出超声图像的成像平面；以及响应于确定活检针已经转移出超声图像的成像平面而执行以下操作中的至少一项：显示指示活检针已经转移出超声图像的成像平面的警报；或更改从超声探头发射的波束形式，以补偿活检针从成像平面转移出去。在又一个示例中，确定活检针已经转移出超声图像的成像平面还包括：在第一时间确定活检针的第一表观深度；在第一时间之后的第二时间确定活检针的第二表观深度，第二表观深度大于第一表观深度；在第二时间之后的第三时间确定活检针的第三表观深度，该第三表观深度小于第二表观深度；以及基于第三表观深度小于第二表观深度并且第二表观深度大于第一表观深度，确定活检针已经转移出超声图像的成像平面。在另一个示例中，尖端指示符是具有基于活检针的尖端的几何形状的形状的图形元素。在又一个示例中，孔指示符包括垂直于活检针的击发轨迹的两个线段。在又一个示例中，尖端指示符和孔指示符被同时显示。在一方面，该技术涉及一种系统，其包括：超声探头，该超声探头包括超声换能器，该超声换能器被配置为发射超声声波的阵列并检测反射的超声声波，其中反射的超声声波包括在患者体内被反射之后的超声声波的阵列的至少一部分；显示器；至少一个处理器，可操作地连接到显示器和超声探头；以及存储器，可操作地连接到至少一个处理器，存储在由至少一个处理器执行时执行操作集的指令。该操作集包括根据反射的超声声波生成图像数据；由处理器在生成的图像数据内识别患者体内的活检针；至少部分地基于活检针的识别，由处理器基于活检针的一个或多个存储的特性来确定活检针的一个方面的预测位置；在可操作地连接到处理器的显示器上显示基于生成的图像数据的超声图像；以及在超声图像上显示用于活检针的该方面的预测位置的至少一个指示符。在一方面，该技术涉及一种用于为活检针的操作提供指导的方法。该方法包括显示用于选择要用于活检规程的活检针的类型的用户界面；在用户界面中接收输入，该输入指示被用于活检规程的活检针的类型；基于指示活检针的类型的输入，确定活检针的针特性，其中针特性包括针长度、针量规、针壁厚度、针材料成分、针尖端几何形状以及针击发机构特性中的至少一项；基于所确定的针特性，确定活检针的击发后尖端位置的偏转概率；从超声探头的超声换能器发射超声声波的阵列；由超声换能器检测反射的超声声波，其中反射的超声声波包括在从患者体内反射之后的超声声波的阵列的至少一部分；根据反射的超声声波生成超声图像；在生成的超声图像内识别活检针；以及基于活检针的识别和确定的活检针的击发后尖端位置的偏转概率，在超声图像上显示偏转概率指示符，其中偏转概率指示符基于确定的偏转概率指示预测的击发后尖端位置的范围。在示例中，用户界面中的输入指示活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于为活检针的操作提供指导的方法，该方法包括：/n从超声探头的超声换能器发射超声声波的阵列；/n由超声换能器检测反射的超声声波，其中反射的超声声波包括从患者体内反射之后的超声声波的阵列的至少一部分；/n根据反射的超声声波生成图像数据；/n由处理器在生成的图像数据内识别患者体内的活检针的至少一部分；/n至少部分地基于活检针的识别，由处理器至少部分地基于存储在可操作地连接到处理器的存储器中的一个或多个活检针特性来确定活检针的一个方面的预测位置；/n在可操作地连接到处理器的显示器上显示基于生成的图像数据的超声图像；以及/n在超声图像上显示用于活检针的所述方面的预测位置的至少一个指示符。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180504 US 62/666,8691.一种用于为活检针的操作提供指导的方法，该方法包括：
从超声探头的超声换能器发射超声声波的阵列；
由超声换能器检测反射的超声声波，其中反射的超声声波包括从患者体内反射之后的超声声波的阵列的至少一部分；
根据反射的超声声波生成图像数据；
由处理器在生成的图像数据内识别患者体内的活检针的至少一部分；
至少部分地基于活检针的识别，由处理器至少部分地基于存储在可操作地连接到处理器的存储器中的一个或多个活检针特性来确定活检针的一个方面的预测位置；
在可操作地连接到处理器的显示器上显示基于生成的图像数据的超声图像；以及
在超声图像上显示用于活检针的所述方面的预测位置的至少一个指示符。


2.如权利要求1所述的方法，其中识别活检针包括识别处于击发前配置的活检针，并且活检针的预测位置是处于击发后配置的活检针的预测位置。


3.如权利要求1或2中的任一项所述的方法，其中显示用于活检针的预测位置的所述至少一个指示符包括显示指示预测的活检针尖端位置的尖端指示符或指示预测的活检针孔位置的孔指示符中的至少一个。


4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中识别活检针包括接收在超声图像中识别活检针的用户输入。


5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中识别活检针包括由处理器通过图像分析技术分析生成的图像数据以识别活检针。


6.如权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中该方法还包括基于以下至少一项来确定针尖端位置的偏转概率：(1)用于活检针的类型的实验数据，以及(2)活检针的一个或多个存储的特性，这些特性包括针长度、针量规、针壁厚度、针材料成分、针尖端几何形状、投掷长度和针击发机构特性中的至少一项。


7.如权利要求6所述的方法，其中活检针的所述一个或多个存储的特性基于关于活检针的类型的用户输入。


8.如权利要求7所述的方法，其中关于活检针的类型的输入包括活检针的型号和制造商。


9.如权利要求6所述的方法，其中确定偏转概率还基于患者体内的沿着活检针的击发轨迹的组织特性。


10.如权利要求9所述的方法，其中组织特性基于识别组织特性的输入。


11.如权利要求9所述的方法，还包括通过以下步骤来确定组织特性：
由处理器基于生成的图像数据来确定活检针的击发轨迹；
接收沿着用于活检针的击发轨迹的至少一部分的组织的弹性成像数据；以及
基于接收到的弹性成像数据来确定组织特性。


12.如权利要求6所述的方法，还包括在超声图像上显示偏转概率指示符，其中该偏转概率指示符基于确定的偏转概率来指示击发后尖端位置的范围。


13.如权利要求12所述的方法，其中偏转概率指示符是椭圆形、矩形、正方形、三角形或圆形中的一种。


14.如权利要求12所述的方法，其中偏转概率指示符指示击发后尖端位置的概率的范围。


15.如权利要求14所述的方法，其中偏转概率指示符包括热图。


16.如权利要求1-15中的任一项所述的方法，还包括：
确定预测位置在超声图像的外部；以及
响应于确定预测位置在超声图像之外，显示警报。


17.如权利要求1-16中的任一项所述的方法，还包括：
确定最大击发前活检针深度，对于该最大深度，预测的击发后活检针尖端位置仍保留在超声图像内；以及
显示最大针深度指示符，其中最大针深度指示符指示所确定的最大击发前活检针深度。


18.如权利要求17所述的方法，其中最大针深度指示符是垂直于活检针的击发轨迹的线段。


19.如权利要求1-18中的任一项所述的方法，还包括：
确定活检针已经转移出超声图像的成像平面；以及
响应于确定活检针已经转移出超声图像的成像平面，执行以下操作中的至少一项：
显示指示活检针已经转移出超声图像的成像平面的警报；或者
更改从超声探头发射的波束形式，以补偿活检针从成像平面转移出去。


20.如权利要求19所述的方法，其中确定活检针已经转移出超声图像的成像平面还包括：
在第一时间确定活检针的第一表观深度；
在第一时间之后的第二时间确定活检针的第二表观深度，第二表观深度大于第一表观深度；
在第二时间之后的第三时间确定活检针的第三表观深度，该第三表观深度小于第二表观深度；以及
基于第三表观深度小于第二表观深度并且第二表观深度大于第一表观深度，确定活检针已经转移出超声图像的成像平面。


21.如权利要求3所述的方法，其中尖端指示符是具有基于活检针的尖端的几何形状的形状的图形元素。


22.如权利要求3所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·圣皮埃尔，S·格兰茨，T·菲斯克，M·古特斯洛，
申请(专利权)人：豪洛捷公司，
类型：发明
国别省市：美国;US