用于确定位置信息的系统和方法技术方案

一种用于确定对象的身体内的设备的位置信息的系统和方法。所述设备输出和/或路由具有不超过20kHz的频率的声学信号，所述声学信号由位于对象的身体外部的至少第一传感器接收。处理系统接收来自传感器的接收信号，获得接收信号的一个或多个参数的值，并处理所述值来确定设备的位置信息。来确定设备的位置信息。来确定设备的位置信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定位置信息的系统和方法


[0001]本专利技术涉及确定位置信息的领域，具体地涉及确定针对对象的身体内的设备的位置信息。

技术介绍

[0002]经食道超声心动描记(TEE)的使用对于外科手术期间监测心脏功能变得越来越流行。TEE可实现心脏的高质量实时可视化。
[0003]为了获得合适的超声心动描记，TEE探头必须被放置在食道中离心脏足够近的位置。例如，为了查看左心室，TEE探头必须被位于食道中部的位置。正确定位探头需要灵活性和临床专业知识。
[0004]已经提出了各种基于图像的解决方案来引导非专家用户将TEE探头定位在食道内。这些解决方案依赖于识别由探头获得的超声图像中的特征。然而，为了获得超声图像，探头的换能器阵列元件必须与组织接触；当第一次插入TEE探头时，情况并非总是如此。此外，并非所有探头位置都提供具有能够用于识别位置的特征的图像。对于食道上段的情况尤其如此。
[0005]因此，需要一种改进的机制来允许非专家用户定位TEE探头。
[0006]US 2016/324501 A1描述了一种工具导航系统，其使用超声信号来跟踪介入工具相对于声学图像平面的位置。

技术实现思路

[0007]本专利技术由权利要求限定。
[0008]根据本专利技术一个方面的范例，提供了一种用于确定对象的身体内的设备的位置信息的处理系统，其中，设备能够输出和/或路由具有不超过20kHz的频率的声学信号。
[0009]处理系统被配置为：响应于由设备输出和/或路由的声学信号，从位于对象的身体外部的第一传感器接收第一接收信号；获得针对第一接收信号的一个或多个参数的值，其中，一个或多个参数中的每个参数都是随声学信号行进的距离而变化的第一接收信号的参数；并且，处理针对一个或多个参数中的每个参数的值来确定设备的位置信息。
[0010]该系统可以用于在基于图像的位置信息不能实际获得或不确定的情况下获得关于身体内的设备的位置信息。例如，位置信息可以定义身体内的设备相对于第一传感器的位置的相对位置。
[0011]专利技术人已经认识到，插入对象中用于对对象进行成像的许多设备能够在一些操作模式下发送声学信号(具有音频/可听频率)，并且即使当设备的位置使得不能生成成像数据时，由身体内的设备发送的声学信号也可以被外部传感器接收。具体地，能够使用可用于检测可听声音的标准(即非专用)装置，例如听诊器，这意味着能够在不需要专用或适配技术的情况下获得或确定设备的位置信息。音频频率是在人类听觉范围内的频率，即，不超过20kHz，例如包含从20Hz到20kHz。因此，设备可以能够输出具有不超过20kHz(例如从20Hz到
20kHz)频率的声学信号，并且第一传感器可以类似地适于对在该频率范围中的声学信号做出响应。
[0012]使用音频频率信号(小于20kHz)的另一个优点是，与高频信号(例如超声信号)相比，这种音频信号具有改进的穿透材料的能力。
[0013]接收声学信号的许多参数的值根据信号在发送和接收之间行进的距离而变化。例如，声学信号的强度随着信号行进的距离的增加而减小。因此，这样的参数可以用于确定针对设备的位置信息。
[0014]所确定的位置信息可以包括设备相对于传感器的位置和/或设备相对于设备的先前位置或参考位置的位置。
[0015]在一些实施例中，设备被配置为在超声成像过程期间发射具有不超过20kHz的频率的声学信号。因此，产生声学信号(频率＜＝20kHz)作为在对象内部执行的超声成像过程的副作用，这意味着采用先前未使用的信号来跟踪或识别设备的位置。这种方法还意味着不要求(例如，定位在外部的)第二超声检测器，而是能够替代地使用容易获得且廉价的听觉传感器，增加了使用的灵活性。
[0016]在一些超声成像模式中，超声成像设备的成像阵列元件将与超声发送脉冲一起发射可听声音。例如，由于彩色多普勒模式中的多普勒脉冲的长脉冲长度，所以在彩色多普勒模式下发射声音。
[0017]该实施例由此利用在超声成像期间的可听声音的非故意发射来跟踪和识别在探头插入过程期间超声成像设备的位置。这能够便于使用标准设备(例如标准听诊器等)来检测超声成像探头的位置。
[0018]在一些实施例中，设备包括经食道超声心动描记探头。在使用时，第一传感器可以被定位在对象的胸部上。
[0019]第一接收信号的一个或多个参数可以包括以下中的至少一个：第一接收信号的强度、第一接收信号的幅度、第一接收信号的飞行时间和/或第一接收信号的频率。
[0020]接收信号的强度和幅度随着发送和接收之间行进的距离的增加而减小。
[0021]接收信号的飞行时间随着发送和接收之间行进的距离的增加而增加。
[0022]如果设备相对于传感器移动，则接收信号的频率被多普勒偏移。如果设备正朝向传感器移动，则接收信号的频率将相对于发送信号的频率增加，并且如果设备正远离传感器移动，则接收信号的频率将相对于发送信号的频率减小。如果声学信号在设备和传感器之间行进的路径相对于设备的移动路径成非零角度，则频率偏移的量随着距离而增加。
[0023]在一些实施例中，处理系统还被配置为重复接收接收信号并获得针对设备的多个位置的接收信号的一个或多个参数的值的步骤；并且，处理针对一个或多个参数中的每个参数的值来确定设备的位置信息的步骤包括，处理与设备的多个位置中的每个位置相对应的值来确定与以下中的至少一个相对应的设备的位置：参数的最大值、参数的最小值和/或对应于拐点的参数的值。
[0024]在值上随着声学信号行进的距离的增加而增加的参数(例如飞行时间)将在最靠近传感器的位置处具有最小值。在值上随着声学信号行进的距离的增加而减小的参数(例如幅度或强度)将在最靠近传感器的位置处具有最大值。根据移动设备是向传感器移动还是远离传感器移动而变化的参数(例如频率)将在最靠近传感器的位置处具有拐点。
[0025]因此，这些值可以用于识别设备的多个位置中的哪个位置最接近传感器。传感器可以被定位为使得设备的最近位置对应于设备的期望位置。例如，当设备是经食道超声心动描记(TEE)探头时，期望的位置可以是最靠近心脏的食道中部位置和用于对心脏解剖结构成像的合适的位置。通过将传感器定位在对象胸部靠近心脏的位置，TEE探头最靠近传感器的位置为食道中部位置。
[0026]在一些实施例中，处理针对一个或多个参数中的每个参数的值来确定设备的位置信息的步骤还使用对应于设备的参考位置的一个或多个参数中的每个参数的参考值；并且，位置信息包括设备相对于参考位置的位置。
[0027]参考位置可以是由临床专家通过对设备的定位而实现的设备的期望或已知位置。确定设备相对于参考位置的位置可以用于帮助用户正确地重新定位设备。
[0028]在一些实施例中，处理系统还被配置为：从处于与第一传感器不同位置的位于对象的身体外部的第二传感器接收响应于由设备输出和/或路由的相同声学信号的第二接收信号；并且，获得第二接收信号的一个或多个参数的值，其中，一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定对象(120、520)的身体内的设备(110、510)的位置信息的处理系统(140、540)，其中，所述设备能够输出和/或路由具有不超过20kHz的频率的声学信号(115、515)，所述处理系统被配置为：从位于所述对象的所述身体外部的第一传感器(130、530)接收响应于由所述设备输出和/或路由的所述声学信号的第一接收信号(135、535)；获得所述第一接收信号的一个或多个参数的值，其中，所述一个或多个参数中的每个参数都是随着所述声学信号行进的距离而变化的所述第一接收信号的参数；并且处理所述一个或多个参数中的每个参数的所述值来确定所述设备的位置信息。2.根据权利要求1所述的处理系统(140、540)，其中，所述设备(110、510)被配置为在超声成像过程期间发射具有不超过20kHz的频率的声学信号。3.根据权利要求1或2所述的处理系统(140、540)，其中，所述设备(110、510)包括经食道超声心动描记探头。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的处理系统(140、540)，其中，所述第一传感器(130，530)在使用时被定位在所述对象(120、520)的胸部上。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的处理系统(140、540)，其中，所述第一接收信号(135、535)的所述一个或多个参数包括以下中的至少一个：所述第一接收信号的强度、所述第一接收信号的幅度、所述第一接收信号的飞行时间和/或所述第一接收信号的频率。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的处理系统(140、540)，其中：所述处理系统还被配置为重复对接收信号的接收的步骤和获得针对所述设备(110、510)的多个位置的所述接收信号的一个或多个参数的值的步骤；并且处理针对所述一个或多个参数中的每个参数的所述值来确定所述设备的位置信息的步骤包括：处理与所述设备的所述多个位置中的每个位置相对应的所述值来确定与以下各项中至少一个相对应的所述设备的位置：参数的最大值、参数的最小值和/或对应于拐点的参数的值。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的处理系统(140、540)，其中：处理针对所述一个或多个参数中的每个参数的所述值来确定所述设备(110、510)的位置信息的步骤还使用与所述设备的参考位置相对应的所述一个或多个参数中的每个参数的参考值；并且所述位置信息包括所述设备相对于参考位置的位置。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的处理系统(140、540)，其中：所述处理系统还被配置为：响应于由所述设备(110、510)输出和/或路由的相同声学信号(115、515)从位于与所述第一传感器(130，530)不同位置的所述对象的所述身体外部的第二传感器(570)接收第二接收信号(575)；并且获得针对所述第二接收信号的一个或多个参数的值，其中，所述一个或多个参数中的每个参数对应于所述第一接收信号(535)的参数；并且处理针对所述一个或多个参数中的每个参数的所述值来确定所述设备的位置信息的步骤包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：