Узел магнитно-резонансной катушки для фидуциальных маркеров

Узел магнитно-резонансной катушки для фидуциальных маркеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к магнитно-резонансной томографии, в частности, к фидуциальным маркерам в магнитно-резонансной томографии.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Доступность для использования интерактивной, работающей в реальном времени магнитно-резонансной томографии (МРТ), а также МР-совместимого инструментария привело к увеличению использования МР-наведения, в частности, при транскутанных процедурах, выполняемых посредством игл или линейных абляционных зондов. Помимо отсутствия ионизирующего излучения МР-наведение предлагает ряд преимуществ для таких процедур, причем, наиболее важным преимуществом является контраст мягких тканей и широкие томографические возможности МР по сравнению с КТ или УЗИ. При проведении современных чрескожных процедур с МР-наведением, для того чтобы наметить путь устройства, используют дооперационные трехмерные МР-изображения, после чего в качестве направляющих используют стереотаксические устройства, чтобы выставить устройство относительно целевого объекта и управлять его введением, что в большинстве случаев осуществляется снаружи МР-канала. И, наконец, МР используется для подтверждения того, что устройство достигло целевого объекта.

Поскольку стереотаксические процедуры склонны к регистрации погрешностей, обусловленных движениями пациента и изгибом иглы, а также поскольку они включают в себя сложную последовательность выполняемых действий (движение пациента в канал и из него), наиболее современные центры в настоящее время практикуют так называемые ручные процедуры, при которых устройство продвигается без использования какого-либо физического стереотаксического направляющего устройства при наведении по изображению в режиме реального времени в пределах МР. Этому способствуют специальные МР-последовательности, которые визуализируют целевое поражение, и устройства с высокой четкостью, а также наличие открытых МР-систем.

В Coutts et. at. “Integrated and Interactive Position Tracking and Imaging of Interventional Tools and Internal Devices Using Small Fiducial Receiver Coils раскрыт способ отслеживания положения твердого устройства внутри магнитно-резонансного сканера. Отслеживание положения осуществляется с помощью двух или трех небольших магнитно-резонансных приемных катушек, присоединенных к отдельным каналам приемника.

Патент US 5307806 рассматривает тазовую катушку ЯМР с двумя шарнирно соединенными задним и передним сегментами. В открытом положении таз пациента перемещают в пространство между этими сегментами. В закрытом положении сегменты плотно пригнаны вокруг таза пациента.

Публикация международной патентной заявки WO2012/137148 A1 раскрывает магнитно-резонансный фидуциальный маркер, который содержит магнитно-резонансную приемную катушку, окружающую тороидальный магнитно-резонансный сигнальный объем.

Публикация международной патентной заявки WO 2007/046011 A1 раскрывает систему для отслеживания узла фидуциального маркера в магнитно-резонансном сканере.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к медицинскому аппарату и определено в независимом пункте формулы изобретения. Варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Как будет понятно специалисту в области, аспекты настоящего изобретения могут быть выполнены в виде аппарата, способа или компьютерного программного продукта. Соответственно, аспекты настоящего изобретения могут принимать форму полностью аппаратного варианта осуществления, полностью программного варианта осуществления (включая микропрограммное обеспечение, встроенное программное обеспечение, микрокод и т.д.) или варианта осуществления, комбинирующего программные и аппаратные аспекты, все из которых в настоящем документе в целом могут называться «контуром», «модулем» или «системой». Кроме того, аспекты настоящего изобретения могут принимать форму компьютерного программного продукта, реализованного на одном или более машиночитаемом носителе (носителях), имеющем в себе исполняемый машиной код.

Может быть использована любая комбинация одного или более машиночитаемых носителей. Машиночитаемых носитель может быть машиночитаемым носителем сигнала или машиночитаемым носителем данных. В том смысле, как используется в настоящем документе, термин «машиночитаемый носитель данных» включает в себя любой материальный носитель данных, который может хранить инструкции, которые исполняются процессором вычислительного устройства. Машиночитаемый носитель данных может называться машиночитаемым невременным носителем данных. Кроме того, машиночитаемый носитель данных может также называться материальным машиночитаемым носителем. В некоторых вариантах осуществления машиночитаемый носитель данных может также быть способен хранить данные, доступ к которым может быть получен процессором вычислительного устройства. Примеры машиночитаемых носителей данных включают в себя, но не ограничиваются этим, флоппи-диск, магнитный жесткий диск, твердый жесткий диск, флэш-память, USB флэш-накопитель, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оптический диск, магнитооптический диск и регистровый файл процессора. Примеры оптических дисков включают в себя компакт-диски (CD) и цифровые универсальные диски (DVD), например, CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVD-RW или DVD-R. Термин «машиночитаемый носитель данных» относится также к различным типам записывающих носителей, доступ к которым может осуществляться посредством вычислительного устройства через сеть или линию связи. Например, данные могут быть получены через модем, через интернет или через локальную сеть. Исполняемый машиной код, встроенный в машиночитаемый носитель, может быть передан с использованием любого подходящего носителя, включая, но не ограничиваясь этим, беспроводную, проводную линию, волоконно-оптический кабель, радиочастотную линию и т.д., или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного.

Машиночитаемый носитель сигнала может включать в себя передаваемый сигнал данных со встроенным в него исполняемым машиной кодом, например, в основной полосе частот или в виде части несущей волны. Такой передаваемый сигнал может принимать любую из множества форм, включая, но, не ограничиваясь этим, электромагнитную, оптическую, или любую соответствующую их комбинацию. Машиночитаемый носитель сигнала может быть любым машиночитаемым носителем, который не является машиночитаемым носителем данных и который может взаимодействовать, передавать или переносить программу для использования посредством или в соединении с исполняющей инструкции системой, аппаратом или устройством.

«Компьютерная память» или «память» представляет собой пример машиночитаемого носителя данных. Компьютерной памятью является любая память, доступ к которой непосредственно осуществляется процессором. «Компьютерное запоминающее устройство» или «запоминающее устройство» является еще одним примером машиночитаемого носителя данных. Компьютерным запоминающим устройством является любой невременный машиночитаемый носитель данных. В некоторых вариантах осуществления компьютерное запоминающее устройство может быть также компьютерной памятью или наоборот.

«Процессор», в том смысле, как он используется в настоящем документе, подразумевает электронный компонент, который способен исполнять программу или исполняемую машиной инструкцию или исполняемый машиной код. Упоминания вычислительного устройства, содержащего «процессор» следует интерпретировать как, упоминание устройства, возможно, содержащего более одного процессора или ядра процессора. Процессор может быть, например, многоядерным процессором. «Процессор» может также относиться к группе процессоров в пределах одной компьютерной системы или распределенных среди нескольких компьютерных системам. Термин «вычислительное устройство» также должен истолковываться, как, возможно, относящийся к группе или к сети вычислительных устройств, каждое из которых содержит процессор или процессоры. Исполняемый машиной код может исполняться несколькими процессорами, которые могут находиться внутри одного и того же вычислительного устройства или которые даже могут быть распределены по нескольким вычислительным устройствам.

Исполняемый машиной код может содержать исполняемые машиной инструкций или программу, которая заставляет процессор выполнять аспект по настоящему изобретению. Исполняемый машиной код для выполнения операций для аспектов настоящего изобретения может быть записан в любой комбинации одного или более языков программирования, включая объектно-ориентированные языки программирования, такие как Java, Smalltalk, C++ и т.п., а также традиционные языки процедурного программирования, такие как язык программирования «C» или аналогичные языки программирования, и скомпилирован в исполняемые машиной инструкции. В некоторых случаях исполняемый машиной код может присутствовать в форме языка высокого уровня или в заранее скомпилированной форме и может быть использован в сочетании с интерпретатором, который генерирует исполняемые машиной инструкции во время выполнения.

Исполняемый машиной код может исполняться полностью на компьютере пользователя, частично на компьютере пользователя, как отдельный пакет программного обеспечения, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере или же полностью на удаленном компьютере или сервере. В последнем сценарии удаленный компьютер может быть подключен к компьютеру пользователя через сеть любого типа, включая локальную сеть (LAN) или глобальную сеть (WAN), или же может быть выполнено подсоединение к внешнему компьютеру (например, через интернет, используя провайдера услуг интернета).

Аспекты по настоящему изобретению описаны со ссылкой на иллюстрации блок-схем и (или) структурных диаграмм способов, аппаратов (систем) и компьютерных программных продуктов в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Следует понимать, что каждый блок или часть блоков блок-схемы, иллюстраций и (или) структурных диаграмм могут быть реализованы с помощью компьютерных программных инструкций в виде исполняемого машиной кода, когда это применимо. Также следует понимать, что, когда они не являются взаимоисключающими, комбинации блоков на различных блок-схемах, иллюстрациях, и (или) структурных диаграммах могут быть объединены. Эти инструкции компьютерной программы могут быть предусмотрены для процессора вычислительной машины общего назначения, специализированной вычислительной машины или другого программируемого устройства обработки данных для получения такой машины, чтобы инструкции, которые исполняются посредством процессора вычислительной машины или другого программируемого устройства обработки данных, создавали средство для выполнения функций или действий, указанных в блок-схеме и (или) в структурной диаграмме блока или блоков.

Эти инструкции компьютерной программы могут также храниться на машиночитаемом носителе, который может управлять компьютером, другим программируемым устройством обработки данных или другими устройствами для функционирования определенным образом, чтобы инструкции, сохраненные на машиночитаемом носителе, создавали готовое изделие, включающее в себя инструкции, которые реализуют функцию или действие, указанное в блок-схеме и (или) в структурной диаграмме блока или блоков.

Кроме того, инструкции компьютерной программы могут быть загружены в компьютер, другое программируемое устройство обработки данных или в другие устройства, чтобы вызвать ряд функциональных этапов, подлежащих выполнению на компьютере, другом программируемом устройстве или на других устройствах для достижения реализуемого компьютером процесса, так чтобы инструкции, которые исполняются на компьютере или другом программируемом устройстве, обеспечивали процессы для выполнения функций/действий, указанных в блок-схеме и (или) в структурной диаграмме блока или блоков.

«Пользовательский интерфейс», в том виде, как он используется в настоящем документе, представляет собой интерфейс, который позволяет пользователю или оператору взаимодействовать с компьютером или с компьютерной системой. Пользовательский интерфейс может также называться как «человеко-машинный интерфейс». Пользовательский интерфейс может обеспечивать информацию или данные для оператора и (или) получать информацию или данные от оператора. Пользовательский интерфейс может обеспечивать, чтобы компьютер получал входной сигнал от оператора, и может обеспечивать пользователю выходной сигнал с компьютера. Другими словами, пользовательский интерфейс может позволить оператору управлять или манипулировать компьютером, и этот интерфейс может позволять компьютеру указывать на результат управления или манипулирования компьютером со стороны оператора. Отображение данных или информации на дисплее или графическом пользовательском интерфейсе является примером обеспечения информации для оператора. Прием данных посредством клавиатуры, мыши, шарового манипулятора, сенсорной панели, ручки координатно-указательного устройства, графического планшета, джойстика, игрового планшета, веб-камеры, наушников, передаточного рычага, колеса управления, педалей, проводной перчатки, танцевального коврика, дистанционного управления и акселерометра является примерами компонентов пользовательского интерфейса, которые обеспечивают получение информации или данных от оператора.

«Аппаратный интерфейс», в том смысле, как используется в настоящем документе, относится к интерфейсу, который позволяет процессору компьютерной системы взаимодействовать с или управлять внешним вычислительным устройством и (или) аппаратом. Аппаратный интерфейс может обеспечить, чтобы процессор посылал управляющие сигналы или инструкции на внешнее вычислительное устройство и (или) аппарат. Кроме того, аппаратный интерфейс может также дать возможность процессору обмениваться данными с внешним вычислительным устройством и (или) аппаратом. Примеры аппаратного интерфейса включают, но ими не ограничиваются этим, универсальную последовательную шину, порт 1394 IEEE, параллельный порт, порт IEEE 1284, последовательный порт, порт RS-232, порт IEEE 488, соединитель Bluetooth, соединитель беспроводной локальной сети, соединитель протокола TCP/IP, соединение по сети Ethernet, интерфейс управляющего напряжения, интерфейс MIDI, интерфейс с аналоговым вводом и интерфейс с цифровым вводом.

Термин «дисплей» или «устройство отображения», в том смысле, как используется в настоящем документе, включает в себя устройство вывода или пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью отображения изображений или данных. Дисплей может выводить визуальные, звуковые и (или) тактильные данные. Примеры дисплея включают в себя, но не ограничиваются этим, монитор компьютера, экран телевизора, сенсорный экран, тактильной электронный дисплей, экран Брайля, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), запоминающую трубку, дисплей с двумя устойчивыми состояниями, электронную бумагу, векторный дисплей, плоский дисплей, вакуумный люминесцентный дисплей (VF), дисплеи на основе светоизлучающих диодов (СИД), электролюминесцентный дисплей (ЭЛД), плазменные дисплейные панели (PDP), жидкокристаллический дисплей (LCD), дисплеи на органических светоизлучающих диодах (ОСИД), проектор и головной дисплей.

Магнитно-резонансные (МР) данные определяются в настоящем документе, как запись измерений радиочастотных сигналов, испускаемых атомными спинами посредством антенны магнитно-резонансного аппарата при сканирования во время скана магнитно-резонансной томографии. Магнитно-резонансные данные являются примером данных медицинского изображения. Изображение магнитно-резонансной томографии (MRI) определяется в настоящем документе как реконструированная двух- или трехмерная визуализация анатомических данных, содержащихся в данных магнитно-резонансной томографии. Эта визуализация может быть выполнена с использованием компьютера.

Магнитно-резонансные данные о местоположении, в том виде, как используется в настоящем документе, включают в себя магнитно-резонансные данные, полученные с целью определения местоположения фидуциального маркера.

В одном объекте изобретение обеспечивает медицинский аппарат, содержащий узел магнитно-резонансной катушки. Узел магнитно-резонансной катушки содержит антенну магнитного резонанса, содержащую первый антенный участок и второй антенный участок для приема данных о местоположении магнитного резонанса от фидуциального маркера. В некоторых примерах первый и второй антенные участки могут быть элементами антенны. В других примерах первый и второй антенные участки могут быть частями антенны, которые собраны или соединены, образуя один элемент антенны. Фидуциальный маркер, в том виде, как используется в настоящем документе, окружает объект, который может быть помещен в область сканирования системы магнитно-резонансной томографии, и который появляется на магнитно-резонансном изображении, которое получено или реконструировано по магнитно-резонансным данным. Фидуциальный маркер предназначен для использования в качестве опорной точки или в качестве точки измерения.

Узел магнитно-резонансной катушки содержит зажим. Зажим содержит первую зажимную часть и вторую зажимную часть. Первая зажимная часть и вторая зажимная часть выполнены с возможностью перемещения между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией. Первая зажимная часть содержит первый антенный участок. Вторая зажимная часть содержит второй антенный участок. При закрытой конфигурации первая зажимная часть и вторая зажимная часть выполнены с возможностью закрепления фидуциального маркера внутри приемного сигнального объема между первым антенным участком и вторым антенным участком. При открытом положении первая зажимная часть и вторая зажимная часть выполнены с предоставлением возможности фидуциальному маркеру перемещаться в объем для приема сигнала или из него. Этот вариант осуществления может быть полезным, поскольку он обеспечивает узел магнитно-резонансной катушки, который может быть зажат на фидуциальном маркере. Это удерживает антенну магнитного резонанса отдельно от фидуциального маркера. Катушка, как используется в настоящем документе, может рассматриваться как антенна. В технологии магнитно-резонансной томографии термин «катушка» обычно используется вместо термина «антенна».

Фидуциальный маркер может содержать испускающее сигнал вещество, когда осуществляется магнитно-резонансная томография. Фидуциальный маркер может, например, иметь трубку или другую емкость, заполненную жидкостью или материалом, который становится виден на магнитно-резонансном изображении. Антенна магнитного резонанса функционирует как локальная антенна, которая помещена вокруг фидуциального маркера. Фидуциальный маркер может также называться магнитно-резонансным фидуциальным маркером. Фидуциальный маркер может содержать сигнальный объем. Этот сигнальный объем может содержать испускающее МР-сигнал вещество. В некоторых примерах сигнальный объем может быть тороидальным. В других примерах сигнальный объем может быть частично тороидальным с отверстием или с открытой областью в части тороида.

В другом варианте осуществления узел магнитно-резонансной катушки дополнительно содержит передатчик, выполненный с возможностью приема сигнала магнитного резонанса от антенны магнитного резонанса и передачи его в систему магнитно-резонансной томографии. В различных примерах термин «передатчик» может интерпретироваться по-разному. В некоторых случаях это может относиться к оптическому передающему устройству, а для передачи данных в систему магнитно-резонансной томографии может быть использована волоконная оптика.

В других примерах передатчик может функционировать беcпроводным способом. Например, могут быть использованы Wi-Fi, Bluetooth или другие стандарты радиопередачи. В случае с беспроводным передатчиком это может быть особенно полезным, поскольку может уменьшить количество проводов, необходимых для использования антенны магнитного резонанса. Если, например, врач использует медицинский аппарат, чтобы с помощью фидуциальных маркеров и одной или более антенн магнитного резонанса направлять катетер, то использование нескольких проводов может облегчить применение катетера.

В другом варианте осуществления первый антенный участок представляет собой первую седлообразную катушку, а второй антенный участок представляет собой вторую седлообразную катушку.

В этом варианте осуществления две седлообразные катушки могут опоясывать фидуциальный маркер и обеспечивать хороший прием сигнала магнитного резонанса от этого фидуциального маркера.

В другом варианте осуществления первая зажимная часть содержит первый электрический контакт, соединенный с первым антенным участком. Вторая зажимная часть содержит второй электрический контакт, соединенный со вторым антенным участком. Зажим выполнен с возможностью подсоединения первого электрического контакта ко второму электрическому контакту с образованием электрического соединения. Первый антенный участок и второй антенный участок выполнены с возможностью образования одной поверхностной катушки. Этот вариант осуществления может быть полезным, поскольку он делает возможным удобное размещение поверхностной катушки вокруг фидуциального маркера.

В другом варианте осуществления узел магнитно-резонансной катушки дополнительно содержит воспринимающую фидуциальный маркер систему для восприятия фидуциального маркера.

В другом варианте осуществления воспринимающая фидуциальный маркер система содержит любое из нижеследующего: переключатель для восприятия того, закрыт ли зажим в закрытой конфигурации, систему измерения импеданса для измерения импеданса антенны магнитного резонанса, чтобы определять, находится ли фидуциальный маркер внутри приемного сигнального объема, и (или) чтобы определять тип фидуциального маркера, и их комбинации. Этот вариант осуществления может быть полезным, поскольку он может обеспечить, чтобы фидуциальный маркер был правильно вставлен в узел магнитно-резонансной катушки.

В другом варианте осуществления медицинский аппарат дополнительно содержит индикатор, выполненный с возможностью отображения визуального сигнала, если воспринимающая фидуциальный маркер система воспринимает фидуциальный маркер. Это может быть полезным, так как оператор или врач, использующий узел магнитно-резонансной катушки, может легко узнавать, что фидуциальный маркер правильно вставлен в узел магнитно-резонансной катушки.

В другом варианте осуществления медицинский аппарат дополнительно содержит фидуциальный маркер.

В другом варианте осуществления фидуциальный маркер содержит стержень медицинского устройства или выполнен с возможностью приема этого стержня. Этот вариант осуществления может быть полезным, так как с помощью медицинского аппарата может быть определено местоположение стержня или вводимого устройства, или катетера.

В другом варианте осуществления зажим выполнен с возможностью закрепления стержня к узлу магнитно-резонансной катушки при закрытой конфигурации. Например, когда узел магнитно-резонансной катушки закрыт, он может зажимать или захватывать стержень.

В другом варианте осуществления фидуциальный маркер содержит отверстие для стержня. Фидуциальный маркер является тороидальным. Фидуциальный маркер содержит трубку, заполненную способным определять магнитный резонанс веществом, окружающим стержень. Эта трубка имеет зазор. Стержень выполнен с возможностью его извлечения через этот зазор под прямым углом к отверстию. Этот вариант осуществления может быть полезным, поскольку, например, после введения катетера фидуциальный маркер может быть при необходимости удален.

В другом варианте осуществления фидуциальный маркер содержит клеящее вещество для крепления к объекту. Объект, например, может быть субъектом. Размещение фидуциального маркера на объекте или субъекте может быть полезным, поскольку он может быть использован для определения точки входа в объект или в субъекта.

В другом варианте осуществления медицинский инструмент содержит интервенционное устройство.

В другом варианте осуществления интервенционное устройство содержит фидуциальный маркер. Этот фидуциальный маркер может быть прикреплен или постоянно прикреплен к интервенционному устройству.

В некоторых вариантах осуществления фидуциальный маркер может содержать сигнальный объем тороидальной формы. Это может позволить измерение положения и (или) ориентации оси иглы только с одним или с двумя маркерами, но без блокировки оси иглы, как это было бы в случае точечных маркеров. Следовательно, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть совместимы с любым устройством игольчатого типа, и, кроме того, при этом в полую иглу могут быть введены вторичные устройства, например, стилет или биопсийное устройство.

В другом варианте осуществления интервенционное устройство является иглой.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой линейный абляционный зонд.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой криозонд. Криозонд поставляет криогенную жидкость или охлаждает окрестности наконечника зонда до криогенных температур для охлаждения тканей до точки абляции.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой лазерный абляционный зонд.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой биопсийную иглу.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой полую иглу.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой микроволновой зонд. Микроволновый зонд выполнен с возможностью подачи микроволновой энергии к тканям вблизи кончика стержня.

В другом варианте осуществления интервенционной устройство представляет собой систему доставки однопроводного волновода. Однопроводный волновод может быть, например, доставлен с использованием полой иглы или другой структуры. Затем однопроводный волновода может быть использован для доставки к целевой зоне другого интервенционного устройства.

В другом варианте осуществления медицинский аппарат дополнительно содержит систему магнитно-резонансной томографии для получения магнитно-резонансных данных от субъекта. Медицинский аппарат дополнительно содержит медицинское устройство, содержащее стержень. Стержень выполнен с возможностью его введения в субъекта. Фидуциальный маркер выполнен с возможностью его крепления к стержню. Медицинский аппарат дополнительно содержит процессор для управления медицинским аппаратом. Медицинский аппарат дополнительно содержит память для хранения исполняемых машиной инструкций для осуществления их процессором. Исполнение этих инструкций заставляет процессор получать магнитно-резонансные данные. Исполнение этих инструкций дополнительно заставляет процессор реконструировать упомянутые магнитно-резонансные данные в магнитно-резонансное изображение. Исполнение этих инструкций дополнительно заставляет процессор принимать выбор целевого объема в пределах упомянутого магнитно-резонансного изображения.

Исполнение инструкций дополнительно заставляет процессор повторно получать данные о местоположении магнитного резонанса от антенны магнитного резонанса. Эти данные о местоположении магнитного резонанса являются описательными относительно местоположения фидуциального маркера первого магнитного резонанса. Исполнение инструкций дополнительно заставляет процессор представлять на устройстве отображения проекцию магнитно-резонансных данных, указывающих положение стержня относительно целевой зоны. Эта проекция определяется с использованием по меньшей мере упомянутых данных о местоположении и упомянутого местоположения целевого объема.

Этот вариант осуществления может быть полезным, поскольку он предоставляет медицинскому аппарату возможностью регулировать проекцию данных изображения для системы магнитно-резонансной томографии так, что стержень удобно отображается.

В других вариантах осуществления или в примерах медицинский аппарат может содержать несколько антенн магнитного резонанса, каждая из которых поставляет данные системе магнитно-резонансной томографии. Кроме того, магниторезонансный аппарат и зажим могут иметь или содержать несколько фидуциальных маркеров для их ввода в несколько магнитных резонансных антенн.

Следует понимать, что один или более из вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения могут быть скомбинированы, если скомбинированные варианты не являются взаимоисключающими.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее будут описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения только в качестве примеров и со ссылками на чертежи, на которых

фиг. 1 иллюстрирует пример узла магнитно-резонансной катушки;

фиг. 2 иллюстрирует пример фидуциального маркера;

фиг. 3 иллюстрирует дополнительный пример фидуциального маркера;

фиг. 4 иллюстрирует дополнительный пример фидуциального маркера;

фиг. 5 иллюстрирует дополнительный пример фидуциального маркера;

фиг. 6 иллюстрирует дополнительный пример узла магнитно-резонансной катушки;

фиг. 7 иллюстрирует дополнительный пример узла магнитно-резонансной катушки;

фиг. 8 иллюстрирует дополнительный пример узла магнитно-резонансной катушки;

фиг. 9 иллюстрирует пример контура магнитно-резонансной антенны;

фиг. 10 иллюстрирует дополнительный пример контура магнитно-резонансной катушки;

фиг. 11 иллюстрирует дополнительный пример контура магнитно-резонансной катушки;

фиг. 12 иллюстрирует пример медицинского аппарата;

фиг. 13 показывает блок-схему, иллюстрирующую способ работы медицинского аппарата по фиг. 12; и

фиг. 14 показывает блок-схему, иллюстрирующую альтернативный способ работы медицинского аппарата по фиг. 12.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одинаково пронумерованные элементы на этих чертежах являются либо эквивалентны элементами, либо они выполняют одинаковую функцию. Элементы, которые были описаны ранее, не обязательно будут описываться на последующих чертежах, если их назначение одинаково.

Описывается пример устройства слежения, которое может содержать фидуциальный маркер, а также способ проведения интервенций с МР-наведением. Оно может содержать небольшое зажимное устройство (называемое здесь также зажимом), оснащенное двумя активными маркерными катушками седлообразной формы, используемыми в комбинации с пассивным маркером или фидуциальным маркером, который, возможно, имеет тороидальную форму. Фидуциальный маркер обеспечивает сигнальный объем магнитного резонанса (МР). В некоторых примерах по оси интервенционного инструмента (например, биопсийной иглы) размещены два из этих устройств слежения.

Тороидальная форма пассивных маркеров позволяет измерение положения и ориентации любого инструмента игольчатого типа без ущерба его функционированию и без влияния на его возможности по осевой или обратной нагрузке. Следовательно, в полую иглу могут быть введены вторичные устройства, например, стилет или биопсийное устройство.

Зажимной механизм устройства слежения может позволить:

- его легкое размещение в любой точке во время процедуры и удаление;

- выставление и фиксацию к оси интервенционного устройства;

- фиксацию пассивного маркера.

Небольшой размер и малый вес устройства слежения делает возможной высокую маневренность и мгновенную тактильную обратную связь, что требуется при продвижении игольчатого устройства в пациента.

Раскрыты низкие по стоимости одноразовые пассивные маркеры и обеспечивающие стерильность вспомогательные элементы. В ходе разработки находится реализация аналогичной системы-прототипа.

Существование интерактивной МРТ, работающей в реальном времени, а также МР-совместимого инструментария, привело к увеличению использования МР-наведения, в частности, в транскутанных процедурах, выполняемых посредством игл или линейных абляционных зондов. Помимо отсутствия ионизирующего излучения МР-наведение предлагает ряд преимуществ для таких процедур, наиболее важным из которых является контраст мягких тканей и широкие возможности МР по сравнению с КТ или УЗИ. При проведении современных клинических чрескожных процедур с МР-наведением, для того чтобы наметить путь устройства, используют дооперационные трехмерные МР-изображения, после чего используют стереотаксические устройства, чтобы выставить устройство относительно целевого объекта и направлять его ввод, что в большинстве случаев осуществляется снаружи МР-канала. И, наконец, техника магнитного резонанса используется для подтверждения того, что устройство достигло целевого объекта.

Поскольку стереотаксические процедуры склонны регистрировать погрешности, обусловленные движением или смещением пациента и изгибом иглы, а также поскольку они включают в себя сложную последовательность выполняемых действий (движение пациента в направлении канала и от него), наиболее современные центры в настоящее время практикуют процедуры, при которых устройство продвигается с наведением по изображению в режиме реального времени в пределах МР. Это облегчается посредством специальных МР-последовательностей, которые визуализируют целевое поражение, устройств с высокой четкостью, а также наличием ширококанальных МР-систем с открытым магнитом.

Однако этот подход требует выставления срезов изображений относительно иглы и (или) целевого поражения. Текущей практикой является ручная регулировка положения срезов, но при этом требуется, чтобы оператор инвазивной процедуры передавал данные о регулировках запрошенного среза оператору МР-установки, находящемуся снаружи кабинета МР-обследования, что является непростым делом и требует наличия опытной и хорошо сработавшейся команды. Для того чтобы стимулировать широкое использование, обязательными являются средства поддержки, автоматизации и усовершенствования последовательности выполняемых действий таких ручных процедур.

Для автоматической адаптации плоскостей сканирования может быть использована технология активных маркеров, предназначенная для отслеживания устройств и автоматического определения соответствующей плоскости сканирования. В последнее время были продемонстрированы ручные инструменты наведения с активным слежением за иглой вместе с соответствующими модификациями программного обеспечения для МР-системы, которые позволяют осуществлять простое в использовании, быстрое и точное управление плоскостью сканирования. Инструмент наведения иглы подключен непосредственно к МР-системе и может быть использован для управления МР-томографией в режиме реального времени для обеспечения оптимального наведения и направления перемещением.

Существующие комбинации фидуциальных маркеров и антенн могут иметь нижеуказанный недостаток. Во время интервенционной процедуры не требуется постоянное слежение за интервенционным устройством. И хотя устройства слежения намного меньше, чем предыдущие конструкции, они по-прежнему могут мешать манипуляциям с этими устройствами или создают риски продвижению, поскольку они не могут быть удалены. Введение пробок, чтобы отключить их во время перерывов в продвижении, представляет собой трудный компромисс между надежным механическим или электрическим соединением и возможностью его легкого отсоединения и увеличивает стоимость (одноразового) устройства.

Небольшое легковесное зажимное устройство или узел магнитно-резонансной катушки в том виде, как описано в настоящем документе, может быть оснащен двумя седлообразными катушками (или катушками других типов), которые могут быть зажаты на пассивном маркере тороидальной формы. Этот маркер и зажимное устройство расположены на интер