相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有2015年11月3日提交的美國專利申請序列no.14/930900以及2014年11月6日提交的美國臨時專利申請序列no.62/076132的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

1.技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于追蹤和處理的系統(tǒng)和裝置。更具體地，本公開涉及用于在執(zhí)行處理過程期間追蹤傳感器的位置并且對處理探頭進(jìn)行成像的系統(tǒng)。

2.背景技術(shù)

在處理患者時，臨床醫(yī)生常常依賴患者數(shù)據(jù)，所述患者數(shù)據(jù)包括x-射線數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)斷層(ct)掃描數(shù)據(jù)、核磁共振成像(mri)數(shù)據(jù)，或者允許臨床醫(yī)生觀察患者體內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)的其他成像數(shù)據(jù)。臨床醫(yī)生使用患者數(shù)據(jù)來識別感興趣的目標(biāo)，并且制定用于接近進(jìn)行外科手術(shù)的感興趣的目標(biāo)的策略。

使用ct圖像作為診斷工具已經(jīng)成為慣例，并且ct結(jié)果經(jīng)常是臨床醫(yī)生可獲得的與病變、腫瘤或其他類似的感興趣的目標(biāo)的尺寸和位置相關(guān)的信息的主要來源。臨床醫(yī)生利用這種信息用于規(guī)劃程序(例如活組織檢查或消融程序)，但是這種信息僅能夠作為“離線”信息被獲得，臨床醫(yī)生通常必須在程序開始之前以其最大能力記憶所述“離線”信息。當(dāng)嘗試識別或定位用于導(dǎo)航和處理程序的目標(biāo)時，臨床醫(yī)生從每個方向逐片地查看ct圖像數(shù)據(jù)。然而，這些方法不能夠使臨床醫(yī)生有效地追蹤穿過患者身體并且位于患者身體內(nèi)側(cè)的處理探頭，并且實(shí)施外科手術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供了用于追蹤和處理程序的系統(tǒng)和方法。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，系統(tǒng)包括處理探頭、第一追蹤傳感器、超聲成像儀、第二追蹤傳感器和追蹤系統(tǒng)，所述第一追蹤傳感器構(gòu)造為追蹤處理探頭的位置，所述第二追蹤傳感器構(gòu)造為追蹤超聲成像儀的位置。超聲成像儀產(chǎn)生實(shí)時超聲圖像。追蹤系統(tǒng)從所述第一追蹤傳感器和所述第二追蹤傳感器接收位置信息，追蹤處理探頭的位置和超聲成像儀的位置，并且在一個或多個預(yù)存儲圖像中顯示實(shí)時超聲圖像和處理探頭的圖示。

一方面，所述系統(tǒng)隨著處理探頭導(dǎo)航反復(fù)更新所顯示的實(shí)時超聲圖像和處理探頭的圖示。

另一方面，所述第一追蹤傳感器和所述第二追蹤傳感器是em傳感器。所述第一追蹤傳感器和所述第二追蹤傳感器感測em場的強(qiáng)度。

另一方面，超聲成像儀還包括傳感器安裝件，所述傳感器安裝件構(gòu)造為在其上接收第二追蹤傳感器并且與超聲成像儀機(jī)械地接合。傳感器安裝件接合超聲成像儀的遠(yuǎn)側(cè)部分。一方面，傳感器安裝件是夾式的。傳感器安裝件是具有橡膠帶的無菌套筒，所述橡膠帶構(gòu)造為將無菌套筒緊固至超聲換能器。

另一方面，傳感器安裝件是海波管夾，所述海波管夾包括指狀部以抓住和鎖定超聲成像儀。海波管夾包括遠(yuǎn)側(cè)蓋以覆蓋超聲成像儀的遠(yuǎn)側(cè)末端。另一方面，傳感器安裝件是對稱的海波管夾，所述對稱的海波管夾在圓周方向上鎖定超聲成像儀。

另一方面，所述系統(tǒng)還包括基座，所述基座構(gòu)造為容納超聲成像儀?；╦ohnguest夾頭以鎖定超聲成像儀。一方面，基座包括o形環(huán)型鎖定件，通過圍繞超聲成像儀的縱向軸線旋轉(zhuǎn)o形環(huán)型鎖定件而使o形環(huán)型鎖定件鎖定超聲成像儀。

在不脫離本公開的范圍的前提下，可以組合本公開的任何上述方面和實(shí)施例。

附圖說明

對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，當(dāng)參考附圖閱讀本公開的各個實(shí)施例的描述時，本公開所公開的系統(tǒng)和方法的目的和特征將變得顯而易見，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的示意性實(shí)施例的追蹤和處理系統(tǒng)的示意圖；

圖2是計(jì)算裝置的示意圖，所述計(jì)算裝置形成根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖1的追蹤和處理系統(tǒng)10的部分；

圖3a和圖3b是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖1的處理探頭130的圖示；

圖4a-圖4g是示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖1的超聲成像儀140的各種傳感器安裝件的圖示；

圖5a-圖5c是示出了鎖定機(jī)構(gòu)的圖示，所述鎖定機(jī)構(gòu)用于根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖1的超聲成像儀140；和

圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖1的顯示器110上所顯示圖像的圖示。

具體實(shí)施方式

本公開提供了一種用于追蹤處理探頭并且對處理探頭和患者體內(nèi)感興趣的區(qū)域兩者進(jìn)行成像的系統(tǒng)。在進(jìn)行手術(shù)處理時，準(zhǔn)確地知道處理探頭在患者體內(nèi)所處的位置以及相對于處理目標(biāo)的位置是重要的。此外，隨著處理探頭穿過組織或者進(jìn)入目標(biāo)而看到處理探頭的實(shí)際圖像是有益的。在這方面，本公開描述了位置追蹤特征，當(dāng)與處理探頭和目標(biāo)以及周圍組織的實(shí)時圖像相結(jié)合時，使用所述位置追蹤特征能夠隨著處理探頭被導(dǎo)航到患者體內(nèi)的位置識別并且示出處理探頭和成像裝置之間的空間關(guān)系。

在實(shí)施外科手術(shù)期間，可以使用處理計(jì)劃作為指導(dǎo)，其中所述系統(tǒng)構(gòu)造為追蹤處理探頭在患者體內(nèi)的位置，并且向臨床醫(yī)生提供處理探頭相對于目標(biāo)的位置的實(shí)時指示以及朝向所述目標(biāo)的預(yù)先規(guī)劃的路徑。該系統(tǒng)還為臨床醫(yī)生提供了比較和對比術(shù)前ct圖像數(shù)據(jù)和術(shù)后ct圖像數(shù)據(jù)以評估已經(jīng)實(shí)施的手術(shù)處理程序的結(jié)果的能力。

雖然將參考特定的示意性實(shí)施例描述本公開，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不偏離本公開的精神的狀態(tài)下，可以進(jìn)行各種修改、重新布置和替換。本公開的范圍由本公開所附權(quán)利要求限定。

根據(jù)本公開的程序(例如微波消融程序)大體分成兩個階段：(1)計(jì)劃階段和(2)處理階段。在bharadwaj等人于2014年8月11日提交的名稱為“treatmentprocedureplanningsystemandmethod”的共同未決的臨時專利申請no.62/035851中更充分地描述了程序(例如微波消融處理)的計(jì)劃階段，其內(nèi)容通過引用全部并入本文。下文將更充分地描述替代計(jì)劃階段或附加計(jì)劃階段以及處理階段。

根據(jù)本公開的追蹤和處理系統(tǒng)可以是統(tǒng)一的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)構(gòu)造為執(zhí)行計(jì)劃階段和處理階段兩者，或者所述系統(tǒng)可以包括用于各種階段的單獨(dú)的裝置和軟件程序。包括用于各種階段的單獨(dú)的裝置和軟件程序的系統(tǒng)的一個示例可以是這樣的系統(tǒng)，在所述系統(tǒng)中，在計(jì)劃階段期間使用具有一個或多個專業(yè)軟件程序的第一計(jì)算裝置，而在處理階段期間具有一個或多個專業(yè)軟件程序的第二計(jì)算裝置可以從第一計(jì)算裝置輸入將使用的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在參考圖1，本公開大體涉及處理系統(tǒng)10，所述處理系統(tǒng)10包括em追蹤系統(tǒng)100、電外科發(fā)生器101、工作站102、顯示器110、手術(shù)臺120、處理探頭130、超聲成像儀140以及超聲工作站150。em追蹤系統(tǒng)100可以例如為膝上型計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)或其他類似裝置。工作站102還可以用于控制在圖1中未明確示出的冷卻泵或其他外圍裝置。如將在下文更詳細(xì)地描述的，em追蹤系統(tǒng)100可以與em場發(fā)生器121、一個或多個追蹤傳感器137和141(例如em傳感器，但是可以使用其他傳感器)以及顯示器110交互，用戶界面與一個或多個成像模式相結(jié)合在所述顯示器110上示出追蹤傳感器137在em場中的位置。工作站102包括軟件，所述軟件轉(zhuǎn)換從em傳感器137和em傳感器141接收的信號，并且實(shí)施必要的計(jì)算以追蹤em傳感器在em場中的位置。除了追蹤信息之外，顯示器110還向用戶顯示軟件處理的結(jié)果，所述軟件處理的結(jié)果包括與實(shí)施程序相關(guān)的指令、圖像和信息。em場發(fā)生器121擱置在手術(shù)臺120上或者可以構(gòu)建在手術(shù)臺120中，并且位于患者下方以由此產(chǎn)生圍繞期望穿過患者的部分來導(dǎo)航到目標(biāo)的所述部分的em場。通常，所述患者的部分將是患者的軀干，所述軀干使得能夠?qū)Ш降缴眢w的所有主要器官并且對所述主要器官進(jìn)行處理。然而，可以使用同樣的系統(tǒng)來處理患者的其他位置。這種em場發(fā)生器121的示例是northerndigitalinc出售的aurora^tm系統(tǒng)。

電外科發(fā)生器101產(chǎn)生電外科能量(例如rf或微波)，并且將產(chǎn)生的能量提供給處理探頭130。處理探頭130是外科器械，所述外科器械例如為用于消融和處理組織的微波消融天線。各種其他外科器械或外科工具也可以與具有或不具有em傳感器137的em追蹤系統(tǒng)100一起使用，所述其他外科器械或外科工具例如為電外科手術(shù)筆、血管閉合器、縫合器、切除裝置等。如下文詳細(xì)所述，在一個實(shí)施例中，追蹤傳感器137位于處理探頭130上，所述追蹤傳感器137允許追蹤處理探頭130在em場中的位置。雖然本公開描述了系統(tǒng)10在手術(shù)環(huán)境中的使用，但還可以預(yù)期的是，系統(tǒng)10的一些或所有部件可以用于替代環(huán)境中，例如在對于程序的處理后的檢查或?qū)τ诨颊叩倪M(jìn)展的評估期間，系統(tǒng)10的一些或所有部件可以用于例如處理審查委員會(treatmentreviewboard)或其他辦公室環(huán)境中。

除了em追蹤系統(tǒng)100之外，系統(tǒng)10還包括使用超聲成像使患者、目標(biāo)和處理探頭130可視化的能力?？梢允褂贸暢上駜x140(例如超聲棒)在手術(shù)期間對患者的身體進(jìn)行成像以使在患者體內(nèi)的外科器械(例如處理探頭130)的位置可視化。超聲成像儀140還可以具有em追蹤傳感器141，所述em追蹤傳感器141嵌入在超聲棒內(nèi)或附接到超聲棒，所述em追蹤傳感器141例如為夾式傳感器或粘附式傳感器。如下文進(jìn)一步所述，超聲成像儀140可以相對于處理探頭130定位成使得處理探頭130與超聲成像平面呈一定角度，由此使得臨床醫(yī)生能夠觀察處理探頭130與超聲成像平面以及與正成像的對象之間的空間關(guān)系。此外，em追蹤系統(tǒng)100還可以使用布置于超聲成像儀140上的em傳感器141追蹤超聲成像儀140的位置。

超聲成像儀140包括超聲換能器(圖4a中的140a)，所述超聲換能器140a發(fā)射超聲能量并且接收經(jīng)反射的超聲能量。隨后，超聲成像儀140將經(jīng)反射的超聲波傳遞到超聲工作站150，所述超聲工作站150處理經(jīng)反射的超聲波并且產(chǎn)生超聲圖像。

超聲探頭130可以是消融探頭，所述消融探頭通過使用電磁輻射或微波能量來加熱組織以消融病變或腫瘤(下文中稱為“目標(biāo)”)，從而使得腫瘤細(xì)胞變性或?qū)⒛[瘤細(xì)胞殺死。在dickhans于2014年8月26日提交的名稱為“microwaveablationsystem”的共同未決的臨時專利申請no.62/041773、latkow等人于2013年3月15日提交的名稱為“microwaveablationcatheterandmethodofutilizingthesame”的共同未決的專利申請no.13/836203以及brannan等人于2013年3月15日提交的名稱為“microwaveenergy-deliverydeviceandsystem”的共同未決的專利申請no.13/834581中更充分地描述了包括這種消融探頭的系統(tǒng)的構(gòu)造和使用，以上專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

如上所述，在外科手術(shù)期間，使用em追蹤系統(tǒng)100和位于處理探頭130上的em傳感器137可以追蹤處理探頭130在患者身體內(nèi)的位置?？梢允褂酶鞣N類型的傳感器，例如印刷傳感器，在2014年12月22日提交的名稱為“medicalinstrumentwithsensorforuseinasystemandmethodforelectromagneticnavigation”的共同未決的臨時專利申請no.62/095563中更充分地描述了所述印刷傳感器的結(jié)構(gòu)和使用，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。在開始程序之前，臨床醫(yī)生能夠驗(yàn)證追蹤系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

工作站102可以組合來自超聲工作站150的超聲圖像和來自em追蹤系統(tǒng)100的em數(shù)據(jù)。em數(shù)據(jù)可以包括超聲成像儀140在em場中的位置和處理探頭130在em場中的位置之間的空間關(guān)系?；谒隹臻g關(guān)系，工作站102產(chǎn)生圖像，所述圖像示出處理探頭130相對于預(yù)存儲的圖像的位置并且在顯示器110上示出處理探頭130。此外，工作站102產(chǎn)生處理探頭相對于超聲圖像的位置的圖示，使得相對于超聲圖像示出了處理探頭130，并且還在超聲圖像中顯示出到達(dá)目標(biāo)的任何預(yù)先計(jì)劃的路徑，從而允許臨床醫(yī)生遵循該路徑并且到達(dá)目標(biāo)。

現(xiàn)在參考圖2，圖2示出了計(jì)算裝置的系統(tǒng)圖，所述計(jì)算裝置可以是em追蹤系統(tǒng)100、工作站102或者超聲工作站150。計(jì)算裝置200可以包括存儲器202、處理器204、顯示器206、網(wǎng)絡(luò)接口208、輸入裝置210和/或輸出模塊212。

存儲器202包括任何非暫時性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述非暫時性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)用于存儲數(shù)據(jù)和/或軟件，所述數(shù)據(jù)和/或軟件能夠由處理器204執(zhí)行并且控制計(jì)算裝置200的操作。在實(shí)施例中，存儲器202可以包括一個或多個固態(tài)存儲裝置(例如閃存芯片)?？商娲鼗蛘叱艘粋€或多個固態(tài)存儲裝置之外，存儲器202可以包括一個或多個大容量存儲裝置，所述大容量存儲裝置通過大容量存儲控制器(未示出)和通信總線(未示出)連接至處理器204。雖然本文包括的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的描述涉及固態(tài)存儲，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)可以是能夠由處理器204訪問的任何可用介質(zhì)。即，計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括非暫時性存儲介質(zhì)、易失性存儲介質(zhì)和非易失性存儲介質(zhì)、可移除存儲介質(zhì)和不可移除存儲介質(zhì)，以上存儲介質(zhì)可以以任何方法或技術(shù)來實(shí)現(xiàn)以用于存儲信息，所述信息例如為計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)。例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括ram、rom、eprom、eeprom、閃存或其他固態(tài)存儲技術(shù)、cd-rom、dvd、藍(lán)光或其他光學(xué)存儲器、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲器或其他磁存儲裝置，或者能夠用于存儲所需的信息并且能夠由計(jì)算裝置200訪問的任何其他介質(zhì)。

存儲器202可以存儲應(yīng)用216和/或ct數(shù)據(jù)214。當(dāng)由處理器204執(zhí)行時，應(yīng)用216可以使得顯示器206呈現(xiàn)用戶界面218。

處理器204可以是通用處理器、專用圖形處理單元(gpu)、和/或任何數(shù)量的這樣的處理器或這樣的處理器的組合，所述專用圖形處理單元構(gòu)造為執(zhí)行特定的圖形處理任務(wù)，同時釋放通用處理器以進(jìn)行其他任務(wù)。

顯示器206可以是觸敏式顯示器和/或語音激活式顯示器，所述觸敏式顯示器和/或語音激活式顯示器使得顯示器206能夠用作輸入裝置和輸出裝置兩者。可替代地，可以采用鍵盤(未示出)、鼠標(biāo)(未示出)或其他數(shù)據(jù)輸入裝置。

網(wǎng)絡(luò)接口208可以構(gòu)造為連接至網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)例如為局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)、無線移動網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)和/或互聯(lián)網(wǎng)，所述局域網(wǎng)由有線網(wǎng)絡(luò)和/或無線網(wǎng)絡(luò)組成。例如，計(jì)算裝置200可以從服務(wù)器接收患者的計(jì)算機(jī)斷層掃描(ct)圖像數(shù)據(jù)以用于在外科消融計(jì)劃期間使用，所述服務(wù)器例如為醫(yī)院服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或其他類似的服務(wù)器?；颊遚t圖像數(shù)據(jù)還可以經(jīng)由可移除存儲器202而提供給計(jì)算裝置200。計(jì)算裝置200可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口208而接收對其軟件(例如應(yīng)用216)的更新。計(jì)算裝置200還可以在顯示器206上顯示可獲得軟件更新的通知。

輸入裝置210可以是用戶可以借助于其與計(jì)算裝置200進(jìn)行交互的任何裝置，所述裝置例如為鼠標(biāo)、鍵盤、腳踏板、觸摸屏和/或語音接口。

輸出模塊212可以包括任何連接端口或總線，所述連接端口或總線例如為并行端口、串行端口、通用串行總線(usb)或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他類似的連接端口。

應(yīng)用216可以是一個或多個軟件程序，所述一個或多個軟件程序存儲在存儲器202中并且由計(jì)算裝置200的處理器204執(zhí)行。在計(jì)劃階段期間，應(yīng)用216通過一系列步驟指導(dǎo)臨床醫(yī)生識別目標(biāo)、確定目標(biāo)尺寸、確定處理區(qū)域的尺寸和/或確定到達(dá)目標(biāo)的接近路線以用于在手術(shù)階段期間隨后使用。在一些實(shí)施例中，應(yīng)用216裝載在實(shí)施外科手術(shù)的手術(shù)室內(nèi)或其他設(shè)施內(nèi)的計(jì)算裝置上，并且用作平面圖(plan)或地圖，以指導(dǎo)臨床醫(yī)生實(shí)施外科手術(shù)，但是沒有來自手術(shù)中使用的處理探頭130的任何反饋以指示處理探頭130相對于平面圖所處的位置。

應(yīng)用216可以直接安裝在計(jì)算裝置200上，或者可以安裝在其他計(jì)算機(jī)(例如中央服務(wù)器)上并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口208而在計(jì)算裝置200上被打開。應(yīng)用216可以作為基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他格式在計(jì)算裝置200上本機(jī)運(yùn)行(runnatively)。在一些實(shí)施例中，應(yīng)用216將是單個軟件程序，所述單個軟件程序具有本公開中所描述的所有特征和功能。在其他實(shí)施例中，應(yīng)用216可以是提供這些特征和功能的各個部分的兩個或多個不同的軟件程序。例如，應(yīng)用216可以包括用于在計(jì)劃階段期間使用的一個軟件程序，以及用于在處理階段期間使用的第二軟件程序。在這種情況下，可以使得形成應(yīng)用216的部分的各個軟件程序能夠彼此通信和/或輸入和輸出與導(dǎo)航和處理和/或與患者相關(guān)的各種設(shè)置和參數(shù)以分享信息。例如，在計(jì)劃階段期間由一個軟件程序產(chǎn)生的處理計(jì)劃及所述處理計(jì)劃的任何部分可以被存儲和輸出以在手術(shù)階段期間由第二軟件程序使用。

應(yīng)用216與產(chǎn)生用戶界面的用戶界面218通信，所述用戶界面用于例如在顯示器206上向臨床醫(yī)生顯示視覺交互特征，并且用于例如經(jīng)由用戶輸入裝置來接收臨床醫(yī)生的輸入。例如，用戶界面218可以產(chǎn)生圖形用戶界面(gui)并且將gui輸出到顯示器206以用于由臨床醫(yī)生觀察。

計(jì)算裝置200可以連接至顯示器110，因而使得計(jì)算裝置200能夠控制顯示器110上的輸出以及顯示器206上的輸出。計(jì)算裝置200可以控制顯示器110以顯示與顯示器206上所顯示的輸出相同或類似的輸出。例如，顯示器206上的輸出可以鏡像在顯示器110上?？商娲?，計(jì)算裝置200可以控制顯示器110以顯示與顯示器206上所顯示的輸出不同的輸出。例如，可以控制顯示器110以顯示外科手術(shù)期間的引導(dǎo)圖像和信息，而控制顯示器206以顯示其他輸出，所述其他輸出例如為圖1中所示的電外科發(fā)生器101的構(gòu)造或狀態(tài)信息。

如本文中所使用的，術(shù)語“臨床醫(yī)生”指的是任何醫(yī)務(wù)專業(yè)人員(即醫(yī)生、外科醫(yī)生、護(hù)士等)或者參與實(shí)施、監(jiān)測和/或監(jiān)控醫(yī)療程序的系統(tǒng)10的其他用戶，所述醫(yī)療程序涉及使用本文所述的實(shí)施例。

由于潛在的電氣干擾和機(jī)械干擾，并不總是希望或并不總是能夠?qū)m追蹤傳感器137布置在處理探頭130的遠(yuǎn)側(cè)末端上。因而，例如在微波消融探頭的情況下，需要將em追蹤傳感器137布置在靠近微波消融探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部的一定距離處。然而，由于處理發(fā)生在微波消融探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部處或遠(yuǎn)側(cè)端部的附近，重要的是知道微波消融探頭在空間中的并且更具體地在患者體內(nèi)的位置。當(dāng)已知軸133的末端和em追蹤傳感器137之間的空間關(guān)系時，可以基于空間關(guān)系確定軸133的末端的位置。圖3a和圖3b提供了解決該問題的一種方案，而無需改變現(xiàn)有的處理探頭130。

圖3a示出了襯套(hub)131，所述襯套131可以圍繞現(xiàn)有的處理探頭130布置以便固定em追蹤傳感器137，并且使得能夠在系統(tǒng)10的em場中使用em追蹤傳感器137，所述現(xiàn)有的處理探頭130例如為medtronicplc目前銷售的emprint^tm消融探頭。襯套131包括相應(yīng)的基座132以及第一鎖定構(gòu)件134和第二鎖定構(gòu)件135。如圖3a中所示，處理探頭130的軸133的部分延伸超出襯套131的遠(yuǎn)側(cè)端部以允許有效地使用處理探頭130。處理探頭130通過基座132、第一鎖定構(gòu)件134和第二鎖定構(gòu)件135固定在襯套131中，所述第一鎖定構(gòu)件134防止處理探頭130相對于襯套131的軸向移動，所述第二鎖定構(gòu)件135防止處理探頭130相對于襯套131的旋轉(zhuǎn)移動。第一鎖定構(gòu)件134和第二鎖定構(gòu)件135可以是適于將處理探頭130相對于襯套131的移動鎖定的夾式鎖定件或者任何鎖定裝置。

現(xiàn)在參考圖3b，圖3b示出了襯套131的基座132的放大視圖，其中處理探頭130的軸133從基座132中延伸。如圖3b中所示，基座132具有三個部分，近側(cè)部分132a、中間部分132b和遠(yuǎn)側(cè)部分132c。在一個實(shí)施例中，近側(cè)部分132a和遠(yuǎn)側(cè)部分132c是剛性的，而中間部分132b是柔性的。柔性的中間部分132b有助于消除襯套131可能施加在處理探頭130的軸133上的任何應(yīng)力。作為示例，襯套131可以由比處理探頭的軸133柔性更小的材料制成，因而當(dāng)處理探頭130布置在襯套131上時，處理探頭130的常規(guī)操作可能在圖3b中標(biāo)識為136的位置處在軸133上引起應(yīng)力。通過增加柔性的中間部分132b，降低了這些應(yīng)力并且還降低了損害處理探頭130的可能性。

如圖3b中所示，em追蹤傳感器137粘附在基座132的遠(yuǎn)側(cè)部分132c處。在一個實(shí)施例中，通過布置在em場中，em追蹤傳感器137輸出電壓(或多個電壓)，所述電壓能夠由em追蹤系統(tǒng)100感測到并且轉(zhuǎn)換成em追蹤傳感器137在由em場發(fā)生器121產(chǎn)生的em場內(nèi)的位置信息以識別em追蹤傳感器137或遠(yuǎn)側(cè)部分132c在em場內(nèi)的位置，并且由此識別em追蹤傳感器137相對于患者的位置。通過知道em追蹤傳感器137與處理探頭130的遠(yuǎn)側(cè)端部的距離，在em追蹤系統(tǒng)100上運(yùn)行的一個或多個軟件應(yīng)用確定處理探頭130的遠(yuǎn)側(cè)端部的位置，并且基于所感測到的em追蹤傳感器137的位置而在顯示器上產(chǎn)生所述遠(yuǎn)側(cè)端部的位置的圖示。如患者的所需部分的二維圖像或三維模型中所示，這種圖示可以用于輔助導(dǎo)航至患者體內(nèi)的所需的位置。例如，系統(tǒng)10可以在顯示器110上顯示重疊在超聲圖像上的軸133的虛擬圖像。

由于僅基座132的中間部分132b是柔性的，因此當(dāng)軸133在患者體內(nèi)導(dǎo)航時，包括em追蹤傳感器137的遠(yuǎn)側(cè)部分132c隨著軸133的導(dǎo)航移動。因而，中間部分132b的柔性還增加了軸133的當(dāng)前位置的檢測準(zhǔn)確性，并且防止軸133由于應(yīng)力而斷裂。em追蹤傳感器137可以通過不干擾em場的粘合劑或其他合適的裝置而被剛性地粘附，并且可以使用處理探頭130所采用的頻率?？商娲?，em追蹤傳感器137可以在預(yù)定位置處印刷在基座132上。

現(xiàn)在參考圖4a-圖4g，圖4a-圖4g示出了用于超聲成像儀140的各種傳感器安裝件，以在臨床醫(yī)生將處理探頭130導(dǎo)航至所需的位置的同時將關(guān)于超聲成像儀140的位置信息提供至em追蹤系統(tǒng)100，從而提供患者的實(shí)時圖像。這些傳感器安裝件使得能夠在系統(tǒng)10內(nèi)使用現(xiàn)成的超聲探頭，因而使得臨床醫(yī)生能夠使用他們優(yōu)選的成像系統(tǒng)和探頭并且將所述成像系統(tǒng)和探頭集成在系統(tǒng)10中。具體地，圖4a示出了超聲成像儀140、em追蹤傳感器141以及傳感器安裝件142。超聲成像儀140包括超聲換能器140a，所述超聲換能器140a發(fā)射超聲能量，并且接收經(jīng)反射的超聲能量。所接收的超聲能量隨后被傳輸至圖像處理裝置(例如超聲工作站150)，所述圖像處理裝置計(jì)算和處理經(jīng)反射的超聲能量，以產(chǎn)生實(shí)時超聲圖像并且將所述實(shí)時超聲圖像傳輸至工作站102。當(dāng)超聲成像儀140靠近處理探頭130時，圖像可以包括軸133、用于處理的目標(biāo)區(qū)域以及其他內(nèi)部器官。經(jīng)處理的實(shí)時圖像顯示在顯示器110上。

超聲成像儀140在其遠(yuǎn)側(cè)末端140b和/或在其中部的切除部分140c處為平滑的圓形。切除部分140c可以具有從頂部表面朝向中心的傾斜部。傾斜部具有相對于縱向軸線的角度θ，所述角度θ大于零度且小于90度。

em追蹤傳感器141安裝在傳感器安裝件142的內(nèi)側(cè)，所述傳感器安裝件142能夠可滑動地并且可釋放地與遠(yuǎn)側(cè)末端140b相接合。傳感器安裝件142包括鎖定機(jī)構(gòu)，所述鎖定機(jī)構(gòu)將在下文中在圖4e-圖4h中進(jìn)行描述。鎖定機(jī)構(gòu)使得鎖定接合充分地足夠強(qiáng)，從而使得超聲成像儀140能夠在患者體內(nèi)導(dǎo)航而不存在傳感器安裝件142被移除的風(fēng)險。傳感器安裝件142的材料不應(yīng)妨礙超聲換能器140a傳播和接收超聲能量。

em追蹤傳感器141的位置可以預(yù)先確定，以在em追蹤傳感器141和超聲成像儀140的遠(yuǎn)側(cè)末端140b之間形成空間關(guān)系。與上述的處理探頭130一樣，em追蹤系統(tǒng)100能夠基于該空間關(guān)系以及所檢測的em追蹤傳感器141的位置來確定遠(yuǎn)側(cè)末端140b的位置。以這種方式，能夠確定超聲成像儀140在空間中并且更具體地在患者身體內(nèi)或身體上的位置，從而可以確定由超聲成像儀140產(chǎn)生的超聲成像平面，并且將所述超聲成像平面與處理探頭130的位置相比較并且相關(guān)聯(lián)。

另一方面，傳感器安裝件142的材料不可以妨礙超聲換能器140a傳播和接收超聲波。

在圖4b中，圖4b示出了傳感器安裝件143，所述傳感器安裝件143為頂蓋的樣式。傳感器安裝件143從超聲成像儀140的頂部或者在超聲成像儀140的傾斜部處與超聲成像儀140相接合。由于傾斜部具有角度θ，傳感器安裝件143的頂部部分也具有相對于超聲換能器140a的縱向軸線具有角度θ的傾斜部，超聲成像儀140的傾斜部與傳感器安裝件143的傾斜部相互匹配。此外，傳感器安裝件143的傾斜部和切除部分140c的傾斜部使得能夠?qū)m追蹤傳感器141與超聲成像儀140傳輸超聲波的角度相對準(zhǔn)。一方面，可以預(yù)先確定固定有em追蹤傳感器141的傳感器安裝件143的位置，以設(shè)定em追蹤傳感器141和超聲換能器140a之間的空間關(guān)系。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，從傳感器安裝件142和傳感器安裝件143延伸的電線是用于將em追蹤傳感器141連接至em追蹤系統(tǒng)100從而可以確定em追蹤傳感器141在em場內(nèi)的位置的電線。

現(xiàn)在參考圖4c和圖4d，圖4c和圖4d示出了傳感器安裝件，所述傳感器安裝件為海波管(hypotube)。在圖4c中，作為傳感器安裝件的海波管146可以具有四個指狀部，所述指狀部抓住超聲成像儀140的切除部分140c(圖4a)并且可以覆蓋超聲成像儀140的底部和側(cè)部的部分。em追蹤傳感器141可以介于海波管146和超聲成像儀140之間，或者可以粘附在海波管146的外側(cè)表面上的預(yù)定位置處。海波管146由既不降低em追蹤傳感器141在em場內(nèi)的靈敏性也不降低由超聲換能器140a獲得的超聲圖像的質(zhì)量的材料制成。

圖4d的海波管147包括圖4c的海波管146的所有特征，并且還包括遠(yuǎn)側(cè)蓋147a，所述遠(yuǎn)側(cè)蓋147a覆蓋超聲成像儀140的遠(yuǎn)側(cè)末端140b的部分。

現(xiàn)在參考圖4e-圖4g，圖4e-圖4g示出了傳感器安裝件，所述了傳感器安裝件為海波管夾。圖4e示出了超聲成像儀140的透視圖，而圖4f示出了超聲成像儀140的橫截面圖。海波管夾148可以從超聲換能器140a的側(cè)部與超聲成像儀140相連接。海波管夾148可以包括兩個夾凸片，所述夾凸片平坦地彎曲以與超聲換能器140a的輪廓相匹配。em追蹤傳感器141可以粘附在海波管夾148上的預(yù)定位置處。一方面，可以在圓周方向上鎖定em追蹤傳感器141。

圖4g的海波管夾149包括蓋149b和僅一個夾凸片149a，所述夾凸片149a位于超聲換能器140a的近側(cè)端部處，所述蓋149b位于超聲換能器140a的遠(yuǎn)側(cè)端部處并且覆蓋遠(yuǎn)側(cè)末端140b。一方面，蓋149b可以將em追蹤傳感器141嵌入。夾凸片149a和蓋149b共同可以防止沿著縱向方向的移動，使得em追蹤傳感器141的位置可以相對于超聲成像儀140的遠(yuǎn)側(cè)末端保持一致。

如將理解的，將em追蹤傳感器141連接至超聲成像儀140的問題之一是確保em追蹤傳感器141不干擾超聲換能器140a。因此，所有前述實(shí)施例集中在將em追蹤傳感器141布置在超聲換能器140a附近，而非布置在超聲換能器140a上。一種替代方法是使用體模材料將em追蹤傳感器141粘附至超聲換能器140a，所述體模材料不干擾換能器的成像能力。

與上面關(guān)于處理探頭130的描述非常類似，另一方法是將超聲成像儀140插入基座170內(nèi)，所述基座170包括em追蹤傳感器141。通過將基座170的取向固定到超聲成像儀140，效果類似于將em追蹤傳感器141直接粘附至超聲成像儀140的效果。圖5a中示出了鎖定機(jī)構(gòu)，所述鎖定機(jī)構(gòu)用于將超聲成像儀140連接至基座170?？梢允褂胘ohn-guest(jg)夾頭將超聲成像儀140的軸鎖定在基座170內(nèi)，所述john-guest夾頭包括內(nèi)管171和外管172。當(dāng)將超聲成像儀140插入基座170中時，外管172壓縮內(nèi)管171。因此，內(nèi)管171的齒抓住超聲成像儀140，并且將所述超聲成像儀140保持在相對于基座170的合適位置處。

圖5b中示出了替代方法，圖5b示出了tuohy-borst型鎖定機(jī)構(gòu)180，所述鎖定機(jī)構(gòu)180可以用于使用o形環(huán)將基座170鎖定至超聲成像儀140。鎖定機(jī)構(gòu)180包括前側(cè)端部180a和o形環(huán)180b。在操作中，鎖定機(jī)構(gòu)位于基座170的近側(cè)端部上，并且超聲成像儀插入基座內(nèi)，并且通過旋轉(zhuǎn)前側(cè)端部180a使得o形環(huán)受壓縮而將基座170鎖定至超聲成像儀140，從而將超聲成像儀鎖定在合適的位置處。沿相反方向旋轉(zhuǎn)前側(cè)端部180a釋放由o形環(huán)施加到超聲成像儀140的壓力，并且允許將超聲成像儀140從基座170上移除。

現(xiàn)在參考圖5c，圖5c示出了基座190，可以將超聲成像儀140插入基座190中?；?90可以包括柔性的中間部分190a，所述中間部分190a與位于遠(yuǎn)側(cè)端部的d形部190b相結(jié)合允許將超聲成像儀140在基座190中自對準(zhǔn)，并且具有移動的靈活性。此外，d形部190b允許容納四通超聲換能器。em傳感器137可以直接形成在基座190上。例如當(dāng)超聲成像儀140是四通超聲成像儀時，作為由d形部實(shí)現(xiàn)的自對準(zhǔn)的結(jié)果，即使在超聲成像儀彎折或彎曲的情況下，em傳感器以及布置在d形部中的超聲成像儀140(圖5c中未示出)的取向也被固定。em傳感器137可以經(jīng)由電線連接至如圖1中所示的em追蹤系統(tǒng)100。電線可以在基座190內(nèi)部或外部延伸，并且可以被修改以適應(yīng)基座190的彎曲。

除前文所述，使用處理探頭130的em追蹤傳感器137和超聲成像儀140來實(shí)施處理(例如微波消融)程序的方法還在covideinlp于2015年4月30日提交的名稱為“systemsandmethodsforcontrollinganelectrosurgicalgeneratorduringamicrowaveablationprocedure”的共同未決的臨時專利申請no.62/154958中進(jìn)一步描述，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

圖6示出了圖1的顯示器110上顯示的圖形界面600。顯示器110顯示從超聲工作站150接收的超聲圖像602(左側(cè)圖像)，并且還示出了兩個指示604和606，所述指示604和指示606通知天線追蹤器和超聲追蹤器被激活并且正在被追蹤。右側(cè)圖像612是圖像600的合成，并且示出了處理(在此為微波消融)的進(jìn)展。指示610可以示出消融處理已經(jīng)開始。處理探頭130顯示為產(chǎn)生的圖像614，所述處理探頭130在圖像上的位置和取向已經(jīng)如上所述由處理探頭130和超聲探頭140之間的特定關(guān)系而被確定。處理區(qū)域618示出了已經(jīng)被處理的組織，而目標(biāo)區(qū)域620示出了待處理的整個區(qū)域。處理探頭130的末端614a示出為插入到目標(biāo)區(qū)域?？梢燥@示其他文字信息616和608以示出施加至處理探頭130的功率以及超聲探頭130的溫度或靠近處理探頭130的組織的溫度。

雖然為了說明和描述的目的已經(jīng)參考附圖詳細(xì)描述了實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方法和設(shè)備不應(yīng)被解釋為限于此。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以對前述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。