一种医疗设备包括探头，该探头包括具有纵向轴线的柄部、设置在纵向轴线上的远侧末端以及位置传感器，该位置传感器以距远侧末端一预定距离在纵向轴线上设置在柄部中并且被配置成输出指示探头的位置的信号。对准夹具包括连接器和三个突起部，该连接器被配置成被可移除地固定到探头的远侧末端，该三个突起部从连接器延伸并且被配置成在相应的点处接触患者的身体的表面，当连接器固定到探头的远侧末端时，这些相应的点设置在垂直于纵向轴线的平面中。中。中。
【技术实现步骤摘要】
用于提高层析图像和跟踪系统之间的配准准确度的探头
[0001]本专利技术整体涉及医学成像和映射，并且具体地涉及使用位置跟踪系统对医疗图像进行配准。
技术介绍
[0002]在图像引导的外科手术中，执业医生使用实时跟踪的器械，使得在外科程序中可将器械的位置和/或取向呈现在患者的解剖结构的图像上。在一些情况下，对患者的解剖结构的跟踪和成像都可以通过一种模式来实现，例如荧光镜透视检查。然而，由于荧光镜透视检查使用的是电离辐射，应尽量减少其使用。因此，在许多情况下，以一种模式(例如，磁共振成像(MRI)或计算机断层摄影(CT)荧光透视检查)准备患者的图像，并且器械跟踪使用的是不同的模式，例如磁跟踪。
[0003]为了结合器械跟踪准确利用成像，这两种模式应该准确地相互配准。为此，例如，美国专利申请公开2019/0046272(其公开内容以引用方式并入本文)描述了一种方法，该方法包括接收受检者的头部的体素的CT图像，以及分析该图像以识别图像中受检者的眼睛的相应位置，从而限定接合这些相应位置的第一线段。该方法包括识别覆盖头部的骨部分、位于平行于第一线段的第二线段上以及位于正交于第一线段的第三线段上的体素子集。激活被配置成测量受检者的头部上的位置的磁跟踪系统，并且将在系统中操作的探头定位成靠近骨部分，以测量头部的覆盖骨部分的表面的位置。形成位置与体素子集之间的对应，以及响应于该对应生成在CT图像与磁跟踪系统之间的配准。
[0004]作为另一示例，美国专利10,265,137描述了一种模板，该模板可以与患者对准，并且器械穿过引导元件并进入各种目标中。可以使用例如位置感测系统或实时成像模式中的一者或多者来对准模板，以将患者配准到模板。
[0005]美国专利申请公开2019/0282301描述了图像引导软件，该图像引导软件包含算法，该算法用于自动将虚拟装置模型配准到图像空间，接近在实际装置被放置在患者上之前装置在皮肤表面上的最可能配置。装置的虚拟模型及其可达区域覆盖在计划的图像数据上，以便可视化和量化目标的可达性。
[0006]美国专利申请公开2006/0116576描述了用于相对于解剖体(诸如心脏)导航医疗探头(诸如导管)的系统和方法。在解剖体的表示上显示表示感兴趣的解剖区域(诸如针对治疗的组织或未针对治疗的组织)的标记(诸如点或线)。确定医疗探头和标记在三维坐标系内的位置，并且基于这些位置确定医疗探头和标记之间的接近度。然后可将该接近度指示给用户(例如，使用图形、文本或可听声音)。
[0007]美国专利8,657,809描述了一种外科导航系统，其包括固定地附接到患者的相机。相机空间与患者空间合并，并由此消除了对单独的患者跟踪器的需要。外科导航系统根据相机计算具有跟踪装置的外科工具的位置，并且在显示装置上显示与患者的扫描图像叠加并相关的外科工具相对于患者的位置。
[0008]美国专利申请公开2014/0343408描述了一种与成像装置一起使用的设备和方法，
该成像装置采集受检者体内的多腔结构的外部图像。具有与其耦接的位置传感器的工具沿着结构的分支移动。多腔结构与外部图像配准，使得多腔结构和多腔结构的外部图像通过在工具沿着多腔结构内的多个分支线移动时感测工具的位置坐标而具有共同的坐标系，分支线限定多腔结构内的多个路径。识别图像内的分支线，并且确定工具的所感测的位置坐标与图像内的多个分支线之间的对应关系。
技术实现思路
[0009]下文所述的本专利技术的实施方案提供用于图像与跟踪系统的配准的改进的设备和方法。
[0010]因此，根据本专利技术的实施方案，提供了医疗设备，这些医疗设备包括探头，该探头包括具有纵向轴线的柄部、设置在纵向轴线上的远侧末端以及位置传感器，该位置传感器以距远侧末端一预定距离在纵向轴线上设置在柄部中并且被配置成输出指示探头的位置的信号。对准夹具包括连接器和三个突起部，该连接器被配置成被可移除地固定到探头的远侧末端，该三个突起部从连接器延伸并且被配置成在相应的点处接触患者的身体的表面，当连接器固定到探头的远侧末端时，这些相应的点设置在垂直于纵向轴线的平面中。
[0011]在所公开的实施方案中，连接器包括承窝，该承窝装配在远侧末端上。另外地或另选地，突起部包括辊，这些辊被配置成接触身体的表面并在身体的表面上滚动。
[0012]根据本专利技术的实施方案，还提供了医疗设备，该医疗设备包括配准探头，该配准探头具有纵向轴线和设置在纵向轴线上的远侧末端，并且该配准探头包括对准夹具，该对准夹具包括从远侧末端延伸的三个突起部并且被配置成在相应的点处接触患者的身体的一部分的表面，这些相应的点设置在垂直于纵向轴线的平面中。位置传感器以距远侧末端一预定距离设置在纵向轴线上。位置跟踪系统被配置成采集位置传感器在第一参照系中的位置坐标，该第一参照系由位置跟踪系统在患者的身体的一部分附近限定。处理单元被配置成接收在第二参照系中关于患者的身体的至少一部分的三维(3D)图像数据，接收在配准探头的远侧末端接触患者的身体的一部分的表面上的位置时由位置跟踪系统采集的位置坐标，以及通过将位置坐标与三维图像数据中的对应位置进行比较来配准第一参照系和第二参照系。
[0013]在所公开的实施方案中，位置跟踪系统包括磁位置跟踪系统。另外地或另选地，三维图像数据包括来自计算机断层摄影(CT)系统或来自磁共振成像(MRI)系统的数据。在一个实施方案中，患者的身体的一部分包括患者的头部，并且2D图像示出患者的面部。
[0014]在一些实施方案中，配准该第一参照系和该第二参照系包括在第一参照系与第二参照系之间应用相对缩放、旋转和平移，以便使位置坐标与三维图像数据中的对应位置之间的相关性最大化。
[0015]另外地或另选地，处理单元从操作配准探头的从业者接收界标位置以在2D图像上标记这些位置。
[0016]根据本专利技术的实施方案，还提供了一种用于配准医疗图像的方法。该方法包括提供探头，该探头包括具有纵向轴线的柄部、设置在纵向轴线上的远侧末端以及位置传感器，该位置传感器以距远侧末端一预定距离在纵向轴线上设置在柄部中并且被配置成输出指示探头的位置的信号。将对准夹具装配在探头的远侧末端上，其中该对准夹具包括三个突
起部，该三个突起部从连接器延伸并且被配置成在相应的点处接触患者的身体的表面，当连接器固定到探头的远侧末端时，这些相应的点设置在垂直于纵向轴线的平面中。在配准位置跟踪系统中施加探头，该位置跟踪系统被配置成利用关于患者的身体的至少一部分的三维(3D)图像数据的参照系采集位置传感器的位置坐标。
[0017]在所公开的实施方案中，对准夹具可移除地装配在远侧末端上。
[0018]另外地或另选地，患者的身体的一部分包括患者的头部，并且施加探头包括使对准夹具与患者的面部接触。
[0019]结合附图，通过以下对本专利技术的实施方案的详细描述，将更全面地理解本专利技术，其中：
附图说明
[0020]图1是根据本专利技术的实施方案的医疗设备的示意性图示；
[0021]图2是根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种医疗设备，所述医疗设备包括：探头，所述探头包括：柄部，所述柄部具有纵向轴线；远侧末端，所述远侧末端设置在所述纵向轴线上；和位置传感器，所述位置传感器以距所述远侧末端一预定距离在所述纵向轴线上设置在所述柄部中，并且配置成输出指示所述探头的位置的信号；以及对准夹具，所述对准夹具包括：连接器，所述连接器配置成可移除地固定到所述探头的所述远侧末端；和三个突起部，其从所述连接器延伸并且配置成在相应的点处接触患者的身体的表面，当所述连接器固定到所述探头的所述远侧末端时，所述相应的点设置在垂直于所述纵向轴线的平面中。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述连接器包括承窝，所述承窝装配在所述远侧末端上。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述突起部包括辊，所述辊配置成接触所述身体的所述表面并在所述身体的所述表面上滚动。4.一种医疗设备，包括：配准探头，所述配准探头具有纵向轴线和设置在所述纵向轴线上的远侧末端，并且所述配准探头包括：对准夹具，所述对准夹具包括三个突起部，所述三个突起部从所述远侧末端延伸并且配置成在相应的点处接触患者的身体的一部分的表面，所述相应的点设置在垂直于所述纵向轴线的平面中；和位置传感器，所述位置传感器以距所述远侧末端一预定距离设置在所述纵向轴线上；位置跟踪系统，所述位置跟踪系统配置成采集所述位置传感器在第一参考系中的位置坐标，所述第一参考系由所述位置跟踪系统在所述患者的所述身体的所述部分附近限定；以及处理单元，所述处理单元配置成：接收关于所述患者的所述身体的至少所述部分在第二参照系中的三维(3D)图像数据；接收在所述配准探头的所述远侧末端接触所述患者的所述身体的所述部分的所述表面上的所述位置时由所述位置跟踪系统采集的位置坐标；以及通过将所述位置坐标与所述三维图像数据中的对应位置进行比较来配准所述第一参照系和所述第二参照系。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述位置跟踪系统包括磁位置跟踪系统。6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述三维图像数据包括来自计算机断层摄影(CT)系统的数据。7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述三维图像数据包括来自磁共振成像(MRI)系统的数据。8.根据权利要求4所述的设备，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：伯恩森斯韦伯斯特以色列有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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