一种具有磁共振定位功能的探头系统、定位方法及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种MRI

【技术实现步骤摘要】
一种具有磁共振定位功能的探头系统、定位方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及一种MRI
‑
PHIFU系统，具体涉及一种具有磁共振定位功能的探头系统、定位方法及存储介质。

技术介绍

[0002]近10年来，磁共振引导的相控型高强度聚焦超声(MRI
‑
PHIFU)技术在颅内肿瘤、帕金森、特发性震颤、癫痫、子宫肌瘤、子宫腺肌症、乳腺纤维腺瘤、骨肿瘤、甲状腺肿瘤、前列腺肿瘤的治疗和缓解疼痛方面展示出了极大的应用前景。该技术主要利用超声的热效应发挥作用，因此其对人体没有辐射伤害，又被称为“绿色手术”。
[0003]超声在人体内的穿透性和通过球面相控阵的聚焦性能可以在介质的传导下将能量直接穿过人体组织输送到目标靶点，无需创口，因此是真正意义上的无创治疗。加上近年来磁共振影像学的快速发展以及相控阵超声可灵活关闭和开启任意阵元的优势，为临床上的手术治疗提供了精确的定位，同时也让该技术在肿瘤消融、辅助打开血脑屏障、辅助诱发光敏反应等多个医学应用方面展示出了良好的发展势头。
[0004]然而MRI
‑
PHIFU技术在不断发展的过程中，问题也不断产生。其一，HIFU系统在磁共振的位置需要进行配准，从而确定HIFU系统相对于磁共振的位置，根据资料显示，目前临床上里并没有一套精准的配准方法。其二，目前市面上存在的带有线束的相控阵探头大多安装困难，不牢固，超声换能盘基座与超声换能盘组件之间容易松动产生位移，容易导致探头故障，严重影响整体系统的稳定性。
[0005]因此，MRI
‑
PHIFU领域的现有技术中，存在定位不准，运算复杂，响应速度慢，相控阵探头安装困难，不牢固的问题，需要开发新系统以克服。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种具有磁共振定位功能的探头系统、定位方法及存储介质，以解决现有技术中MRI
‑
PHIFU领域存在的定位不准、运算复杂、响应速度慢，及相控阵探头安装困难、不牢固的问题。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]本专利技术第一方面公开了一种具有磁共振定位功能的探头系统，包括基座、超声换能装置、磁共振定位支架；
[0009]所述超声换能装置装配于基座中；
[0010]所述磁共振定位支架连接于基座外侧壁；所述磁共振定位支架包括连接板、若干对平行于连接板设置的横向柱以及若干对垂直于连接板设置的纵向柱，所述纵向柱连接横向柱与连接板。
[0011]磁共振定位支架采用交错设置的横向柱与纵向柱，具有明确的相交点，且磁共振定位支架中形成的直线和平面在坐标系转换过程中更容易计算且结果更准确，进而能够确保计算得到的转换矩阵以及坐标转换结果的准确性以及便利性。
[0012]优选地，所述超声换能装置与所述基座之间通过至少1个限位机构连接。通过限位机构的设置避免超声换能装置在使用过程中发生平动或旋转，保障超声换能装置稳定跟随基座运动，进而保证方向的准确性。
[0013]优选地，所述限位机构包括：第一定位单元，连接所述第一定位单元的第二定位单元，所述第一定位单元设置于超声换能装置上，所述第二定位单元设置于所述基座上。分布于超声换能装置与基座上的第一定位单元与第二定位单元的联合配合使用，控制超声换能装置稳定装配于基座上。
[0014]进一步优选地，所述第一定位单元为定位柱，沿超声换能装置周向间隔设置，所述第二定位单元为定位槽，沿基座周向间隔设置。定位柱与定位槽自身结构简单，且两者相互配合后不会占用额外的装置体积，因而采用定位柱与定位槽的配合可在满足限位要求下减少对原结构的改变。
[0015]优选地，所述探头系统还包括连接于基座外侧壁上的连接支架。连接支架用于与外部结构和/或装置进行装配，使该探头系统具有更广泛的拓展性。
[0016]进一步优选地，所述连接支架对称于基座设置一对。该对连接支架用于与MRI
‑
PHIFU系统中其他部件实现连接，主要用于与机械手进行配合使用。
[0017]优选地，所述连接支架通过无磁性的第一固定件连接于基座外侧壁。无磁性的第一固定件不会影响磁共振的进行，同时采取可拆卸的连接方式使得在实际使用时可根据配合不同的连接部件选择对应的连接支架。
[0018]优选地，所述连接板通过无磁性的第二固定件连接于基座外侧壁；和/或
[0019]所述基座上还设有出线口，所述出线口贯通基座的侧壁。出线口用于将压电换能器连接的线束统一引出。连接板的存在为横向柱与纵向柱的设置提供参照基础，并且使磁共振定位支架避免受到基座的形状、尺寸等参数的影响。
[0020]进一步优选地，所述出线口对称于基座设置一对。对称的出线口设置使连接线束能够分流引出，单个用于引出线束的开孔的直径较小，可减小探头系统的整体厚度和尺寸；且线束由靠近的一侧引出，减少线束之间相互缠绕的可能，同时避免线束长度不足的可能。
[0021]现有技术中MRI
‑
PHIFU系统在有线缆的相控阵换能盘上无法设置出线口、导致安装不牢固，基座与超声换能盘装置之间容易松动产生位移，进而导致探头故障的问题。通过在基座上设计双边出线，大大减缓了线缆张力对机械结构的运动阻碍，实现了和PHIFU系统其他机械组件之间的牢固连接，大大提高了设备的稳定性，进而保证了MRI
‑
PHIFU系统在进行治疗过程中的可靠性，也进一步保证了计算与实际情况的精准匹配。
[0022]本专利技术第二方面公开了一种磁共振定位方法，包括：
[0023]通过磁共振获取如上任一项所述探头系统至少两个扫描角度的磁共振图像；
[0024]从所述磁共振图像中获取磁共振定位支架的定位投影点；
[0025]通过所述定位投影点的位置信息获取纵向柱所在的直线和横向柱所在的定位平面；
[0026]根据所述直线与所述定位平面的相交信息，获取相交点在磁共振中的位置信息；
[0027]根据所述相交点在磁共振坐标系中的位置信息和其在乳腺机械手坐标系中的位置信息，计算获取转换矩阵。
[0028]通过磁共振对磁共振定位支架进行扫描，可获取该磁共振定位支架在磁共振坐标
系中的坐标；由于磁共振定位支架正常使用时本身连接于机械臂上，因而磁共振定位支架在机械臂坐标系中的坐标属于已知信息；通过多个对应点位在两个不同坐标系中的坐标可计算得出两个坐标系的转换矩阵，进而可计算得出探头系统中各点在磁共振坐标系中的坐标，完成精准定位。由于该探头系统的磁共振定位支架具有明确的交点，因而通过磁共振可以方便获取指定坐标，便于简化计算。
[0029]该探头系统通过连接支架安装于乳腺机械手上，因而此处所述的乳腺机械手坐标系实际与超声坐标系一致。
[0030]优选地，包括：
[0031]所述定位投影点，包括横向柱在磁共振扫描的矢状面上形成对应的横向投影点以及纵向柱在磁共振扫描的横断面上形成对应的纵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有磁共振定位功能的探头系统，其特征在于，包括基座(001)、超声换能装置(002)、磁共振定位支架(004)；所述超声换能装置(002)装配于基座(001)中；所述磁共振定位支架(004)连接于基座(001)外侧壁；所述磁共振定位支架(004)包括连接板、若干对平行于连接板设置的横向柱(016)以及若干对垂直于连接板设置的纵向柱(019)，所述纵向柱(019)连接横向柱(016)与连接板。2.根据权利要求1所述一种具有磁共振定位功能的探头系统，其特征在于，所述超声换能装置(002)与所述基座(001)之间通过至少1个限位机构连接。3.根据权利要求2所述一种具有磁共振定位功能的探头系统，其特征在于，所述限位机构包括：第一定位单元(005)，连接所述第一定位单元(005)的第二定位单元(006)，所述第一定位单元(005)设置于超声换能装置(002)上，所述第二定位单元(006)设置于所述基座(001)上。4.根据权利要求1所述一种具有磁共振定位功能的探头系统，其特征在于，所述探头系统还包括连接于基座(001)外侧壁上的连接支架(003)。5.根据权利要求4所述一种具有磁共振定位功能的探头系统，其特征在于，所述连接支架(003)通过无磁性的第一固定件(009)连接于基座(001)外侧壁。6.根据权利要求1所述一种具有磁共振定位功能的探头系统，其特征在于，所述连接板通过无磁性的第二固定件(013)连接于基座(001)外侧壁；和/或所述基座(001)上还设有出线口(011)，所述出线口(011)贯通基座(001)的侧壁。7.一种所述磁共振定位方法，其特征在于，包括：通过磁共振获取权利要求1～6任一项所述探头系统至少两个扫描角度的磁共振图像；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德鹏，刘志，崔磊，王健，吴昊，魏博，杨博，吴楠，卢华鑫，温家宝，
申请(专利权)人：南通沈德医疗器械科技有限公司沈德宁波医疗器械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：