Система обследования с множеством ультразвуковых преобразователей
Иллюстрации
Показать всеГруппа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам обследования с интервенционными устройствами с множеством ультразвуковых преобразователей. Система обследования ассоциированного образца ткани содержит интервенционное устройство, содержащее множество ультразвуковых преобразователей, выполненных с возможностью получения пакетов ультразвуковой информации из пространственно разных соседних областей образца ткани, устройство отображения, выполненное с возможностью приема и визуализации пакетов ультразвуковой информации в пространственно разных областях ультразвукового отображения, при этом относительные пространственные положения разных областей ультразвукового отображения совпадают с соответствующими относительными пространственными положениями разных соседних областей образца ткани и блок обработки, выполненный с возможностью определения пакетов информации о контакте с тканью на основе пакетов ультразвуковой информации, причем пакеты информации о контакте с тканью указывают контакт с тканью между интервенционным устройством и ассоциированным образцом ткани в положениях ультразвуковых преобразователей. Способ подготовки устройства отображения и визуализации информации содержит этапы, на которых получают первое количество пакетов ультразвуковой информации, получают относительные пространственные положения соответствующих разных соседних областей образца ткани, определяют второе количество относительных пространственных положений разных областей ультразвукового отображения на устройстве отображения, визуализируют пакеты ультразвуковой информации в пространственно разных областях ультразвукового отображения, при этом первое количество равно второму количеству и относительные пространственные положения разных областей ультразвукового отображения совпадают с соответствующими относительными пространственными положениями разных соседних областей образца ткани, и определяют пакеты информации о контакте с тканью на основе пакетов ультразвуковой информации. Средство хранения данных содержит компьютерный программный продукт, выполненный с возможностью предоставления возможности компьютерной системе, содержащей по меньшей мере один компьютер, выполнять способ. Система обследования применяется для обследования ассоциированного образца ткани. Использование группы изобретений позволяет расширить арсенал средств обследования. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 18 ил.
Реферат
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области систем обследования, в частности настоящее изобретение относится к системам обследования, содержащим интервенционные устройства с множеством ультразвуковых преобразователей и к соответствующему способу, компьютерному программному продукту и применению такой системы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы обследования, содержащие интервенционные устройства с ультразвуковыми преобразователями для предоставления информации изнутри соседних образцов ткани, таких как анатомические области, например структура сердца, могут подвергаться перегрузке информацией. Это может быть решающим в ситуациях использования, где нужно принимать важные решения в рамках ограниченного периода времени. Чтобы предотвратить перегрузку информацией, количество информации можно уменьшить, например, путем отбрасывания информации. Однако это могло бы привести к потере релевантной информации. Конечно, это улучшило бы ситуацию, если было бы можно использовать полученную информацию усовершенствованным способом.
Ссылочный материал US 2003/0229286 A1 описывает вращательно вибрирующий катетер для формирования изображений и способ использования, причем катетер содержит массив ультразвуковых или оптических преобразователей и исполнительный механизм вместе с подсистемами обработки сигналов, отображения и питания. Исполнительный механизм из предпочтительного варианта осуществления является твердотельным нитиноловым исполнительным механизмом. Исполнительный механизм заставляет массив колебаться так, что наконечник катетера поворачивается на угол меньший либо равный 360 градусам. Наконечник затем допускает вращение обратно на ту же величину. Это действие повторяется, пока не получена нужная информация для формирования изображений. Вращательно вибрирующий катетер создает больше точек формирования изображений, чем невращающийся катетер для формирования изображений, и устраняет области отсутствия информации на восстановленном изображении. Ссылочный материал WO 2010/138448 A1 описывает катетерный комплект, который включает в себя катетер и доставочный элемент. Катетер имеет дистальный конец с дистальным наконечником, проксимальный конец и продольную длину, катетер включает в себя корпус, который задает центральный просвет, идущий вдоль катетера до дистального конца. Катетер также включает в себя обращенную вперед решетку преобразователей, расположенную на дистальном наконечнике катетера. Решетка преобразователей конфигурируется и выполняется с возможностью преобразования поданных электрических сигналов в звуковые сигналы, а также для преобразования принятых эхо-сигналов в электрические сигналы. По меньшей мере один проводник катетера электрически соединяется с решеткой преобразователей и идет вдоль катетера. Доставочный элемент располагается в просвете катетера.
Была бы полезной усовершенствованная система обследования для обследования ассоциированного образца ткани, и, в частности, была бы полезной система обследования, которая дает возможность получения и использования больших количеств информации из ассоциированного образца ткани усовершенствованным, более эффективным, простым, быстрым и/или надежным способом.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В частности, целью настоящего изобретения может считаться предоставление системы обследования, которая решает вышеупомянутые проблемы известного уровня техники касательно получения и использования больших количеств информации из ассоциированного образца ткани усовершенствованным, более эффективным, простым, быстрым и/или надежным способом.
Дополнительная цель настоящего изобретения - предоставить альтернативу известному уровню техники.
Таким образом, вышеописанная цель и несколько других целей предназначены для достижения в первом аспекте изобретения путем предоставления системы обследования для обследования ассоциированного образца ткани, при этом система обследования содержит
- интервенционное устройство, содержащее:
- множество ультразвуковых преобразователей, где разные ультразвуковые преобразователи во множестве ультразвуковых преобразователей выполнены с возможностью получения пакетов ультразвуковой информации из пространственно разных областей образца ткани, когда ассоциированный образец ткани размещается рядом с множеством ультразвуковых преобразователей,
- устройство отображения, выполненное с возможностью приема и визуализации пакетов ультразвуковой информации в пространственно разных областях ультразвукового отображения на устройстве отображения,
где относительные пространственные положения разных областей ультразвукового отображения совпадают с соответствующими относительными пространственными положениями разных соседних областей образца ткани и где система обследования дополнительно содержит блок обработки, выполненный с возможностью определения пакетов информации о контакте с тканью на основе пакетов ультразвуковой информации, где пакеты информации о контакте с тканью указывают контакт с тканью между интервенционным устройством и ассоциированным образцом ткани в положениях ультразвуковых преобразователей.
Изобретение особенно, но не исключительно, полезно для получения пакетов ультразвуковой информации из пространственно разных областей образца ткани и для визуализации пакетов ультразвуковой информации способом, в котором относительные пространственные положения разных областей ультразвукового отображения совпадают с соответствующими относительными пространственными положениями разных соседних областей образца ткани, что обладает тем эффектом, что информация из разных соседних областей образца ткани представляется наблюдателю устройства отображения очень наглядным способом. Таким образом, наблюдателю не нужно переключаться между разными изображениями или постоянно не приходится помнить, какая часть устройства отображения соответствует какой части ассоциированного образца ткани.
Изобретение решает проблему того, что положение, например, ультразвуковых изображений в M-режиме, например на экране, который будет наблюдать человек во время, например, абляционного вмешательства, не соответствует положению ультразвуковых преобразователей на конце интервенционного устройства, например на наконечнике катетера. Настоящее изобретение предлагает устранить эту проблему путем визуального наглядного помещения местоположения сформированных изображений соответствующим фактическому местоположению преобразователей в интервенционном устройстве. Таким образом, учитывая относительные пространственные положения разных соседних областей образца ткани (которые зависят от технических характеристик, например технических характеристик интервенционного устройства, таких как положения и ориентации ультразвуковых преобразователей на интервенционном устройстве), можно решить техническую проблему оптимизации обращения с интервенционным устройством. В конкретном варианте осуществления устройство отображения также содержит вход для приема относительных пространственных положений разных соседних областей образца ткани.
Отмечается, что система обследования в соответствии с изобретением дополнительно может быть подходящей в том, что она понятно отражает состояние системы, поскольку разные области ультразвукового отображения (будучи размещенными в соответствии с изобретением) могут отражать наблюдателю состояние системы.
Сущность изобретения можно описать как получение информации от всех ультразвуковых преобразователей во множестве ультразвуковых преобразователей и представление этой информации наглядным способом, чтобы релевантную информацию можно было очень быстрым и соответственно наглядным способом представить получателю информации. Таким образом, ни системе обследования, ни получателю не нужно тратить время или ресурсы для выбора того, какую информацию не нужно представлять. Соответственно основной идеей изобретения можно считать то, что можно потерять ценную информацию, если не представляется информация от одного или нескольких ультразвуковых преобразователей, например, если алгоритм компьютера решил не показывать информацию от конкретного ультразвукового преобразователя или получатель-человек выбрал скрытие информации от конкретного ультразвукового преобразователя, например, путем переключения между изображениями, которые будут показаны, и отбрасывания информации таким образом. Также идеей, лежащей в основе настоящего изобретения, можно считать то, что, если информация из разных соседних областей ткани представляется наглядным подходящим способом, то система человеческого зрения, вероятно, является лучшей для обнаружения релевантной информации, поэтому система в соответствии с настоящим изобретением может эффективно дать возможность использования отличного человеческого зрения и возможностей анализа изображений.
Кроме того, сущностью изобретения также можно считать то, что дополнительная информация может извлекаться из пакетов ультразвуковой информации путем представления пакетов ультразвуковой информации в соответствии с изобретением. Изобретение фактически могло бы предоставить наблюдателю новую информацию, потому что наблюдатель может связать друг с другом признаки ткани, наблюдаемые в отдельных пакетах ультразвуковой информации в пространственно разных областях ультразвукового отображения. Другими словами, система, способ и применение в соответствии с изобретением потенциально могут не только сделать возможным, что пользователю предоставляется больше информации (поскольку никакую информацию не нужно отбрасывать, чтобы не рисковать перегрузкой наблюдателя информацией, которую наблюдатель не может интерпретировать), но система, способ и применение посредством технических характеристик системы, способа и применения в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения, прилагаемой к описанию, к тому же могут дать наблюдателю возможность идентифицировать признаки в сочетании пакетов ультразвуковой информации, которые в противном случае выглядели бы нерелевантными, будучи идентифицированными в отдельных пакетах ультразвуковой информации.
Более того, наблюдатель по возможности может использовать информацию из отдельных пакетов ультразвуковой информации, изображенных в пространственно разных областях ультразвукового отображения, чтобы высказать компетентное предположение касательно информации в областях, которые не исследуются. Таким образом, изобретение могло бы дать наблюдателю возможность интерполировать между соседними областями ультразвукового отображения, чтобы получить дополнительную информацию.
Под "ассоциированным образцом ткани" понимается часть ткани, например животной ткани, например ткани в мертвом или живом теле человека или животного. Образец ткани взаимозаменяемо может называться "анатомической областью".
"Интервенционное устройство" обычно известно в данной области техники и может включать в себя любое из неисчерпывающего списка, содержащего катетер, иглу, биопсийную иглу или эндоскоп.
Подразумевается, что "ультразвуковые преобразователи" известны в данной области техники как элементы, которые при приведении в действие могут излучать и/или принимать ультразвуковые сигналы. Приведение в действие может быть приложенным напряжением. Ультразвуковой преобразователь, приспособленный для приема ультразвуковых сигналов, может преобразовать принятый ультразвуковой сигнал в напряжение, например изменяющееся во времени напряжение. Под множеством ультразвуковых преобразователей понимается целое число больше единицы, например 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более ультразвуковых преобразователей.
Под "пакетами ультразвуковой информации" понимается информация, полученная посредством ультразвуковых преобразователей, например принятая интенсивность в зависимости от времени, например принятая интенсивность в зависимости от времени в течение конкретного периода времени для конкретной пространственной области, например принятый ультразвуковой сигнал, предполагаемый указывающим конкретную пространственную область соседнего ассоциированного образца ткани.
Под ультразвуковым преобразователем или множеством ультразвуковых преобразователей, "выполненных с возможностью получения пакетов ультразвуковой информации", понимается то, что ультразвуковой преобразователь или множество ультразвуковых преобразователей выполнены так, что ультразвуковые сигналы, которые несут информацию из соседнего ассоциированного образца ткани, принимаются ультразвуковым преобразователем или множеством ультразвуковых преобразователей и преобразуются в считываемый сигнал, например сигнал напряжения. В конкретном варианте осуществления ультразвуковой сигнал излучается из ультразвукового преобразователя, отражается от соседнего ассоциированного образца ткани в одном или нескольких положениях и принимается тем же или другим ультразвуковым преобразователем.
Под "пространственно разными областями образца ткани" понимаются разные области, например разные объемы, например неидентичные, перекрывающиеся или неперекрывающиеся объемы ассоциированного образца ткани, каковые разные области не имеют одинакового положения в пространстве.
Под "устройством отображения" понимается любое устройство, допускающее отображение информации, полученной из "пространственно разных областей образца ткани", где устройство допускает пространственное разрешение на разные области ультразвукового отображения. В конкретных вариантах осуществления устройство отображения может быть экраном компьютера, например компьютерным монитором, или набором светоизлучающих блоков, таких как светодиоды, пространственно размещенных для совпадения с соответствующими положениями разных соседних областей образца ткани.
Под выражением "для приема и визуализации пакетов ультразвуковой информации" понимается то, что принимается информация в пакетах ультразвуковой информации, например принимается аналого-цифровым преобразователем (ADC), и что информация визуализируется, например изображается в виде полутонового изображения, или анализируется и визуализируется в виде одномерного значения, например информация, анализируемая и преобразуемая в уровень контакта с тканью, который можно визуализировать просто с помощью силы и/или цвета света.
Фраза "относительные пространственные положения разных областей ультразвукового отображения совпадают с соответствующими относительными пространственными положениями разных соседних областей образца ткани" дополнительно будет объясняться ниже. Разные соседние области образца ткани имеют некое положение (в ассоциированном образце ткани) и, поскольку существует более одной соседней области образца ткани, каждое из их положений можно задать относительно других. В формулировке из аналитической геометрии положения каждой из соседних областей образца ткани можно задать вектором в системе координат, например системе координат, привязываемой к интервенционному устройству и/или ассоциированному образцу ткани. Система координат может быть, например, двумерной. Таким образом, первый набор векторов может описывать положения соседних областей образца ткани. Аналогичным образом второй набор векторов может описывать области ультразвукового отображения. Под "совпадением" понимается, что пространственные соотношения в показателях длины и ориентации между векторами в каждом наборе практически идентичны.
Изобретение включает в себя варианты осуществления, где второй набор векторов растянут, например масштабирован по-разному в разных направлениях, например разность растяжения находится в пределах 0-50%, например в пределах 0-40%, например в пределах 0-30%, например в пределах 0-20%, например в пределах 0-10%.
Изобретение включает в себя варианты осуществления, где один или несколько отдельных векторов во втором наборе векторов отличаются по длине относительно длины соответствующего вектора во втором наборе векторов, имеющем точно такие же пространственные соотношения, как и первый набор векторов, например имеющие разность длины в пределах 0-50%, например в пределах 0-40%, например в пределах 0-30%, например в пределах 0-20%, например в пределах 0-10%.
Изобретение включает в себя варианты осуществления, где один или несколько отдельных векторов во втором наборе векторов наклонены, например немного наклонены относительно угла соответствующего вектора во втором наборе векторов, имеющем точно такие же пространственные соотношения, как и первый набор векторов, например наклонены в пределах 0-45 градусов, например в пределах 0-30 градусов, например в пределах 0-20 градусов, например в пределах 0-10 градусов, например в пределах 0-5 градусов, например в пределах 0-1 градуса.
В конкретном варианте осуществления взаимная ориентация каждой из разных областей ультразвукового отображения вокруг оси через середину области ультразвукового отображения совпадает с взаимной ориентацией соседних областей образца ткани вокруг их соответствующих осей. Это особенно важно, если области ультразвукового отображения отображают изображения, например двумерные изображения.
В конкретном варианте осуществления взаимная ориентация каждой из разных областей ультразвукового отображения вокруг оси через середину области ультразвукового отображения совпадает с взаимными ориентациями соседних областей образца ткани вокруг их соответствующих осей в пределах 0-90 градусов, 0-60 градусов, 0-45 градусов, например в пределах 0-30 градусов, например в пределах 0-20 градусов, например в пределах 0-10 градусов, например в пределах 0-5 градусов, например в пределах 0-1 градуса. Наличие совпадающих вращений будет обладать преимуществом в том, что в противном случае изображения, например с разных сторон интервенционного устройства, могут выглядеть наклоненными или перевернутыми вверх дном по отношению друг к другу.
Также подразумевается, что положение и ориентация множества ультразвуковых преобразователей могут быть практически идентичны относительным пространственным положениям разных соседних областей образца ткани и что "относительные пространственные положения и/или ориентации разных соседних областей образца ткани" могут использоваться взаимозаменяемо с "относительными пространственными положениями и/или ориентациями ультразвуковых преобразователей во множестве ультразвуковых преобразователей".
Отметим, что датчики контакта с тканью могут быть реализованы с помощью самих ультразвуковых преобразователей, где полученные с помощью ультразвуковых преобразователей изображения можно анализировать, чтобы извлечь степень контакта с тканью между каждым из ультразвуковых преобразователей и тканью. Другими словами, уровень контакта с тканью выводится из ультразвуковых изображений. В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, дополнительно содержащей блок обработки, например блок анализа изображений, выполненный с возможностью определения уровня контакта с тканью между ультразвуковым преобразователем из соответствующего пакета информации. Например, пакет ультразвуковой информации можно преобразовать в изображение с помощью процессора, который также выполнен с возможностью осуществления анализа изображений, чтобы определить уровень контакта с тканью между тканью и ультразвуковым преобразователем.
В дополнительном варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой устройство отображения выполнено с возможностью приема и визуализации пакетов информации о контакте с тканью в пространственно разных областях отображения контакта с тканью в устройстве отображения и где относительные пространственные положения разных областей отображения контакта с тканью аналогичны относительным пространственным положениям датчиков контакта с тканью. Преимущество этого может состоять в том, что оно дает возможность визуализации наглядным образом, где интервенционное устройство находится в контакте с тканью. Таким образом, наблюдателю не нужно постоянно помнить, какие области отображения контакта с тканью соответствуют какой части ассоциированного образца ткани.
В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, дополнительно содержащей блок обработки, например блок анализа изображений, выполненный с возможностью идентификации заранее установленных признаков в пакетах информации, например стенки сердца или повреждения. Например, пакеты ультразвуковой информации можно преобразовать в изображения с помощью процессора, который также выполнен с возможностью осуществления анализа изображений, чтобы определить конкретные, заранее установленные признаки на изображениях, например некоторые отражения, например от стенки органа.
В дополнительном варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой устройство отображения дополнительно выполнено с возможностью указания положения любого из заранее установленных признаков на областях ультразвукового отображения. Информация о положении заранее установленных признаков может наглядным образом передаваться наблюдателю путем их маркирования на областях ультразвукового отображения, например путем изменения цвета, с помощью яркой или темной линии, стрелок или т.п.
В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой интервенционное устройство является любым из эндоскопа, катетера, биопсийной иглы. Преимущество наличия интервенционного устройства может состоять в том, что оно дает возможность получения информация изнутри ассоциированных образцов ткани или полых объектов с узким входом.
В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой множество ультразвуковых преобразователей содержит по меньшей мере 3 разных ультразвуковых преобразователя. В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой множество ультразвуковых преобразователей содержит по меньшей мере 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более разных ультразвуковых преобразователей. Преимущество наличия 3 или более ультразвуковых преобразователей может состоять в том, что из ассоциированного образца ткани можно получить более подробный уровень информации, например информацию с лучшим пространственным или временным разрешением.
В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой координата по меньшей мере одного ультразвукового преобразователя во множестве ультразвуковых преобразователей определяется относительно неподвижной системы координат, например посредством анализа изображений, например посредством оптического обмера контуров, например посредством маркерного блока. Преимущество этого может состоять в том, что оно делает возможным то, что наблюдателю предоставляется информация касательно положения по меньшей мере одного ультразвукового преобразователя, например положения относительно некоторого неподвижного объекта, например устройства отображения или земли, например положения относительно ассоциированного образца ткани.
В дополнительном варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой пространственные положения разных областей ультразвукового отображения основываются на упомянутой координате. Например, если интервенционное устройство поворачивают, то области ультразвукового отображения могут соответственно поворачиваться или если интервенционное устройство перемещают вверх или вниз, то области ультразвукового отображения могут соответственно перемещаться вверх или вниз.
В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой пространственно разные области образца ткани располагаются вокруг интервенционного устройства. Преимущество этого может состоять в том, что оно дает возможность получения информации касательно ассоциированного образца ткани, располагаемого вокруг интервенционного устройства. Другое преимущество может состоять в том, что можно получить информацию из относительно большой области ассоциированного образца ткани, поскольку относительно узкое интервенционное устройство, оснащенное ультразвуковыми преобразователями для получения пакетов ультразвуковой информации из множества пространственно разных областей образца ткани, располагаемых вокруг интервенционного устройства, дает возможность извлечения информации из ассоциированного образца ткани, который больше, например значительно больше, поперечного сечения интервенционного устройства. На самом деле, нужно сделать только небольшое отверстие в ассоциированной ткани, чтобы получить информацию из большой области ассоциированного образца ткани. В варианте осуществления ультразвуковые преобразователи во множестве ультразвуковых преобразователей обращены наружу относительно интервенционного устройства, например выполнены с возможностью излучения ультразвуковых сигналов в пространственно разные области образца ткани, которые располагаются вокруг интервенционного устройства, и/или приема ультразвуковых сигналов из пространственно разных областей образца ткани, которые располагаются вокруг интервенционного устройства.
В варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой интервенционное устройство и устройство отображения прикрепляются к рукоятке, например области ультразвукового отображения располагаются по разным сторонам рукоятки, например вокруг рукоятки. Преимущество может состоять в том, что человек, эксплуатирующий интервенционное устройство, получит устройство отображения, помещенное в положение, а именно рукоятку, куда естественным образом направлено внимание. Другое преимущество может состоять в том, что это дает возможность объединения частей, поскольку рукоятка и устройство отображения объединяются в один блок.
В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой пространственно разные области образца ткани не перекрываются. В другом варианте осуществления изобретение дополнительно относится к системе обследования, в которой пространственно разные области образца ткани перекрываются.
В соответствии со вторым аспектом изобретения изобретение дополнительно относится к способу в соответствии с независимым пунктом формулы изобретения на способ.
В соответствии с третьим аспектом изобретения изобретение дополнительно относится к компьютерному программному продукту в соответствии с независимым пунктом формулы изобретения на компьютерный программный продукт.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения изобретение дополнительно относится к применению системы обследования в соответствии с первым аспектом для обследования ассоциированного образца ткани.
Каждый из первого, второго, третьего и четвертого аспектов настоящего изобретения может объединяться с любым из других аспектов. Эти и другие аспекты изобретения станут очевидными и разъясненными со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сейчас будут подробнее описываться система, способ, компьютерный программный продукт и применение в соответствии с изобретением относительно прилагаемых чертежей. Фигуры показывают один способ реализации настоящего изобретения и не должны трактоваться как ограничивающие другие возможные варианты осуществления, входящие в объем приложенной формулы изобретения.
Фиг. 1 показывает общую систему 100 для получения информации посредством ультразвука,
Фиг. 2 показывает схематический поперечный разрез катетера,
Фиг. 3-5 показывают вид сбоку, вид с торца и вид в перспективе дистального конца интервенционного устройства,
Фиг. 6, 7 показывают стилизованный и реальный примеры изображения в M-режиме,
Фиг. 8-11 показывают типовые графические интерфейсы устройств отображения,
Фиг. 12 показывает рукоятку катетера для радиочастотной абляции,
Фиг. 13 показывает систему обследования,
Фиг. 14, 15 показывают первый набор векторов и второй набор векторов,
Фиг. 16 - блок-схема алгоритма способа, и
Фиг. 17, 18 показывают графические интерфейсы устройства отображения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже раскрываются варианты осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1 показывает общую систему 100 для получения информации посредством ультразвука, и конкретная изображенная система также применима для выполнения абляции, причем система содержит управляемый источник энергии для предоставления энергии блоку абляции и/или ультразвуковому преобразователю (ни один не показан на этой фигуре). Более того, рукав 30 соединяется с источником энергии, причем рукав имеет на дистальном конце интервенционное устройство 20 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Интервенционное устройство может включать в себя любое из неисчерпывающего списка, содержащего катетер, иглу, биопсийную иглу или эндоскоп. Также предполагается, что в интервенционном устройстве могло бы содержаться множество ультразвуковых преобразователей, и некоторые ультразвуковые преобразователи могли бы быть только излучающими, тогда как другие преобразователи могли быть только принимающими. Система 100 дополнительно содержит блок управления (CTRL), выполненный с возможностью отправки пакетов 110 ультразвуковой информации в устройство отображения.
Изобретение могло бы использоваться при формировании изображений ткани во время использования, например применительно к аритмии сердца или в онкологии, где полезно получать изображения во время операции, например для оценки риска предстоящего повреждения ткани из-за быстрого высвобождения энергии пузыря, и таким образом создавать основу для принятия решения, как управлять блоком абляции.
Фиг. 2 показывает схематический поперечный разрез катетера 20, который приспособлен для орошаемой абляции с незамкнутым контуром, например радиочастотной абляции, ткани 40, причем катетер 20 имеет дистальный конец 22, то есть правую часть показанного катетера, охваченную скобкой, где дистальный конец содержит абляционный элемент 15, приспособленный для выполнения абляции ткани 40. Отметим, что хотя на фиг. 2 абляционный элемент изображается как охватывающий только переднюю сторону катетера, он также может охватывать катетер сбоку. Излучение для выполнения абляции схематически показано пунктирной стрелкой A1. Необходимая проводка для возбуждения и/или управления абляционным элементом для ясности на этой фигуре не показана. К тому же, предоставляется ирригационное отверстие 21. Ирригационная жидкость вытекает из специального проводника 10 для ирригационной жидкости, например гибкой трубки, что схематически указано сплошной стрелкой A3. Ирригационная жидкость функционирует в качестве среды акустической связи, которую можно определить как среду, практически прозрачную для ультразвуковых волн, например физиологический раствор или вода либо другие аналогичные жидкости, доступные специалисту, реализующему изобретение.
Кроме того, ультразвуковой преобразователь 5 располагается на дистальном конце, при этом преобразователь приспособлен для передачи и/или приема ультразвуковых волн, которые схематически указаны двунаправленной пунктирной стрелкой A2 на фиг. 2. В самом общем виде изобретения ультразвуковой преобразователь располагается позади (как на этой фигуре) или в ирригационном отверстии 21 катетера 20, чтобы позволить ирригационной жидкости A3 вытекать из ирригационного отверстия и чтобы сделать возможным передачу и/или прием ультразвуковых волн через то же ирригационное отверстие 21.
Катетер 20 преимущественно может использоваться для орошаемой радиочастотной (РЧ) абляции с незамкнутым контуром.
На фиг. 2 показан только один ультразвуковой преобразователь 5. Однако могут присутствовать несколько ультразвуковых преобразователей, например ультразвуковой преобразователь переднего обзора, такой как изображенный ультразвуковой преобразователь 5, и один или несколько ультразвуковых преобразователей бокового обзора (не показаны на фиг. 2).
Фиг. 3 показывает вид сбоку (как на фиг. 2) дистального конца 322 интервенционного устройства с ультразвуковым преобразователем 305 переднего обзора и тремя ультразвуковыми преобразователями 306a-c бокового обзора. Все ультразвуковые преобразователи монтируются на стороне интервенционного устройства, но они также могли бы монтировать внутри интервенционного устройства (например, показанного на фиг. 2) или встраиваться в поверхность интервенционного устройства, чтобы поверхность ультразвуковых преобразователей находилась практически заподлицо с поверхностью интервенционного устройства. Три ультразвуковых преобразователя 306a-c бокового обзора монтируются на поверхности интервенционного устройства и выполняются с возможностью излучения и приема ультразвуковых сигналов в/из направления, ортогонального оси длины интервенционного устройства. В этом конкретном варианте осуществления интервенционному устройству соответственно дается возможность получать ультразвуковые сигналы из 4 разных направлений, то есть прямого направления (параллельного оси длины интервенционного устройства) и трех боковых направлений (ортогональных оси длины интервенционного устройства), при этом каждый ультразвуковой преобразователь наклонен приблизительно на 120 градусов вокруг оси длины интервенционного устройства относительно двух других ультразвуковых преобразователей.
Фиг. 4 показывает вид с торца дистального конца 322 интервенционного устройства с ультразвуковым преобразователем 305 переднего обзора и тремя ультразвуковыми преобразователями 306a-c бокового обзора. Вид с торца наблюдается в направлении, которое указано стрелкой 308 на фиг. 3.
Фиг. 5 показывает вид в перспективе дистального конца 322 интервенционного устройства с ультразвуковым преобразователем 305 переднего обзора и тремя ультразвуковыми преобразователями 306a-c бокового обзора.
Фиг. 6 показывает пример изображения 630 в M-режиме. Изображение в M-режиме является изображением, которое составляется путем размещения множества A-линий. A-линия известна в данной области техники и является 1-мерным представлением информации, полученной от каждого ультразвукового преобразователя в некоторый момент времени. Изображение в M-режиме известно в данной области техники и составляется путем размещения множества A-линий, которые собраны в монотонно увеличивающиеся моменты времени рядом друг с другом, чтобы визуализировать изменения со временем. На фиг. 6 A-линии, которые разложены по глубине d, являются вертикальными линиями, помещенными рядом друг с другом, чтобы также дать возможность визуализации развития во времени t. Изображение 630 в M-режиме соответственно показывает глубину d на вертикальной оси и время t на горизонтальной оси. Изображение показывает ассоциированную ткань с анатомической структурой с передней стенкой 632 сердца и задней стенкой 634 сердца. В некий момент времени, время 636 начала, начинается абляционная процедура, и можно увидеть, что вскоре после этого начинается образование повреждения и продвигается к большей глубине со временем. Повреждение наблюдается как относительно шумный сигнал 640, который можно усреднить для получения более гладкого индикатора 642 для продвижения повреждения. Как только повреждение достигло приемлемой глубины, повреждающая процедура прекращается, что указано временем 638 окончания.
Фиг. 7 показывает пример реальных экспериментальных данных из модели овцы со вскрытой грудной клеткой. Радиочастотная энергия доставлялась чере