用于在图像引导的活检中检测针部署的系统和方法与制造工艺

本公开涉及手术程序成像，更具体而言涉及用于在活检程序期间检测手术仪器的系统和方法。

背景技术：
前列腺癌当前是美国人癌症死亡的第二主要原因。在很多状况下，利用“盲式”经直肠超声（TRUS）引导的系统的活检为患者诊断前列腺癌。然而，超声成像，仅将针引导到前列腺的不同区域，并且可能无法将前列腺癌可靠地可视化。多参数磁共振成像（MRI）在检测前列腺癌中具有良好的灵敏度和特异性。人们已尝试创建可以将实时TRUS与预先采集的MRI融合的图像引导应用，以将针引导到在MRI中识别的诊断或治疗的靶位。在MRI/TRUS融合引导的靶向前列腺活检和治疗中，在几种状况中，了解活检针部署的准确位置是重要的。例如，活检针尖端位置在图像融合系统的回顾性分析中发挥作用。在前列腺活检中，使用活检枪部署活检针。用于组织取样的针尖端可能不能准确地击中计划的靶位。对重复的活检而言，医生可能想对在早期活检中具有可疑发现的区域重新取样，或者可能想特别避免对具有良性发现的区域重新取样并且在先前的活检之间的靶区域重新取样。在这两种情况下，需要知道早期活检标本的准确位置。此外，针对规划聚焦治疗，除影像学发现之外，还需要阳性活检的位置。

技术实现要素：
根据本发明的原理，一种用于检测医学设备的系统和方法包括被配置为将手术设备递送到受试者体内的引导系统。手术设备部署检测器被被配置为与所述引导系统配合并且被配置为检测所述手术设备在所述受试者体内的部署。协调模块被配置为从所述引导系统和部署检测器接收输入，以确定并记录每次部署的一个或多个位置和时间。一种用于医学设备检测的活检系统，包括：引导系统，其被配置为将活检针递送到受试者体内；部署检测器，其被配置为检测活检针和扫描探头的部署，所述扫描探头用于对活检针成像；以及成像设备，其被配置为对所述部署成像。协调模块被配置为从所述引导系统、部署检测器和扫描探头接收输入，以记录每次部署，从而创建对于与每次部署相关联的活检位置和时间的记录。一种用于医学设备检测的方法，包括：使用引导系统将手术设备递送到受试者体内；将手术设备引导与自动部署检测和记录集成，以利用实时图像、声学指示器、振动检测器和空间跟踪设备中的一种或多种来检测手术设备部署的发生；以及基于所述手术设备引导和自动部署检测，确定并记录每次部署的一个或多个位置和时间。在一个实施例中，发现程序中的实际活检位置，然后将实际活检位置标定到磁共振（MR）图像。然后能够将多参数MR上识别的靶与病理分析结果正确地相关。结合附图阅读例示性实施例的以下详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。附图说明本公开将参考以下附图详细介绍对优选实施例的以下描述，在附图中：图1的方框/流程图示出了根据这些原理的、具有集成的手术仪器引导和部署检测的系统/方法；图2的方框/流程图示出了根据这些原理的、用于图像引导的活检的协调模块的工作流程的系统/方法；图3的方框/流程图示出了根据这些原理的、使用实时图像进行部署检测的系统/方法；图4的图示示出了根据一个实施例将实时超声图像和跟踪数据变换成参考图像；图5的图示示出了根据一个实施例的、用于在图像中突出显示活检针的例示性滤镜；图6的例示性超声图像示出了根据另一实施例的基于运动的针部署检测；图7的图示示出了根据另一实施例的活检枪和针，该活检枪和针在针上具有静止跟踪设备和移动跟踪设备；以及图8的流程图示出了根据这些原理的、用于手术仪器引导和部署检测的方法。具体实施方式根据这些原理,公开了在手术程序期间检测手术仪器部署的系统和方法。在一个实施例中,手术仪器可以包括活检针。可以将手术程序集成到用于跟踪活检位置的图像引导的导航系统中。这些系统和方法利用导航系统跟踪活检的次数、时间和位置。在一个实施例中,在图像引导的活检程序期间自动记录针的部署位置，例如，可以在活检程序期间针对活检枪发射来自动记录发射时间和针位置。提供了基于图像、声音和运动检测针部署的方法。可以将检测系统作为额外的特征并入图像引导的活检导航系统中。还应理解，将关于医学仪器来描述本发明；不过，本发明的教导要宽泛得多，并且可应用于在跟踪或分析复杂生物学或机械系统时采用的任何仪器。具体而言，本原理适用于生物系统的内部跟踪程序、身体中所有区域——例如肺、胃肠道、排泄器官、血管等——中的程序。附图中描绘的元件可以实现于硬件和软件的各种组合中并提供可以在单个元件或多个元件中进行组合的功能。可以利用专用硬件以及与适当软件相关联的能够执行软件的硬件来提供附图中所示的各种元件的功能。在由处理器提供时，所述功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或由多个独立处理器（其中一些可能是共享的）提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可能暗含地包括但不限于，数字信号处理器（“DSP”）硬件、用于存储软件的只读存储器（“ROM”）、随机存取存储器（“RAM”）、非易失性存储器等。此外，本文中提到原理、方面和本发明实施例的所有陈述以及其具体范例都意在涵盖其结构上和功能上的等价方案。此外，这样的等价方案应包括当前已知的等价方案以及将来发展出的等价方案（即，发展出的执行相同功能的任何元件，不论结构如何）。于是，例如，本领域的技术人员将认识到，本文中给出的方框图表示体现本发明原理的例示性系统部件和/或电路的概念图。类似地，要认识到，任何流程图、作业图等表示各种过程，所述各种过程基本可以在计算机可读存储介质中表示并由计算机或处理器如是地执行，无论是否明确示出了这样的计算机或处理器。此外，本发明的实施例可以采取能够从计算机可用或计算机可读存储介质访问的计算机程序产品的形式，所述存储介质提供程序代码，供计算机或任何指令执行系统使用或结合其使用。出于本说明书的目的，计算机可用或计算机可读存储介质可以是可以包括、存储、传送、传播或传输程序的任何设备，所述程序供指令执行系统、装置或设备使用或结合其使用。该介质可以是电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统（...