用于对粘弹性介质进行成像的成像系统技术方案

公开了一种用于对粘弹性介质进行成像的成像系统。该成像系统包括可变折射透镜(4)和用于产生声辐射的换能器系统(5)。操作成像系统在第一和第二操作模式之间轮换。当操作可变折射透镜以在第一配置和第二配置之间轮换时，操作换能器以在产生用于使粘弹性介质移位的声辐射和用于对粘弹性介质的位移进行成像的声辐射之间轮换。在实施例中，可变折射透镜是流体聚焦透镜。此外，在实施例中，将成像系统与诸如组织消融器械的基于导管的相互作用器械集成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于基于声辐射应用对粘弹性介质进行成像的成像系统。
技术介绍
基于导管的外科手术有利地用在与以器官的最小切口大小和清除率来处置身体器官相关的应用中。作为示例，可以通过各种基于导管的消融技术移除部分心脏组织来处置心律失常。具体而言，通常使用射频(RF)消融、高强度聚焦超声(HIFU)或者组织冷冻消融。然而，基于导管的外科手术具有某些缺点，一个示例是在外科手术过程期间实时评估的不足。例如，就基于导管的消融而言，如果被消融的组织深度太浅，那么可能发生心律失常复发并且可能存在重复该过程的需求，这可能是非常冒险和昂贵的。另一方面，如果消融深度太深，那么就存在心脏穿孔的风险，这可能是致命的。为了这个目的，已经提出了基于对背向散射回波振幅中的改变进行跟踪的超声成像作为消融监控技术。然而，当前，不存在对消融过程的进程进行监控的可靠方式。过程的成功取决于医师的经验。已公布的美国专利申请no.2008/0276709A1公开了可以在医疗成像领域中应用的方法。它公开了通过使用声辐射力在粘弹性介质内产生机械波并且基于对波在介质内传播的检测形成医疗图像。然而，在本领域中仍然存在对适合于结合基于导管的外科手术使用的改进的成像装置的需求。
技术实现思路
实现适合于对处置过程进行实时监控的成像系统将是有利的。也期望提供能够在处置过程期间对所处置组织的三维属性进行实时成像的成像系统。此外，也期望提供适合于与处置器械(modality)集成的成像系统，该处置器械例如基于探头的处置器械。一般而言，本专利技术最好试图单独或者以任何组合减轻、缓解、或者消除现有技术的一个或多个缺点。为了更好解决这些关注点中的一个或多个，在本专利技术的第一方面中，提出了一种成像系统，包括：可变折射透镜；用于产生声辐射的换能器系统；声辐射透射通过可变折射透镜；其中，可操作该成像系统，以便：在第一模式中，将可变折射透镜布置在第一配置中，并且当可变折射透镜在第一配置中时，操作换能器系统产生用于使粘弹性介质移位的声辐射；并且在第二模式中，将可变折射透镜布置在第二配置中，并且当可变折射透镜在第二配置中时，操作换能器系统产生用于对粘弹性介质的位移进行成像的声辐射。成像系统将声辐射力成像(ARFI)与可变折射透镜的应用组合在一起，该可变折射透镜至少支持两种配置，一种配置适合于结合对粘弹性介质的移位使用，并且一种配置适合于结合对粘弹性介质的位移成像使用。该组合允许将两种功能构建在单独一个设备中，使其紧凑。其中的另一个优点在于图像系统支持集成到常规基于导管的探头内，从而提供非常紧凑的适合于微创外科手术的成像设备。可以结合经历弹性属性变化的任何类型的粘弹性介质的成像有利地使用该成像系统。在实施例中，粘弹性介质是人类或者动物组织，例如在各种类型外科手术下的组织以及关于病变被监控的组织，其中，病变引起在对癌性病变监控中特别感兴趣的受损组织和完整组织之间弹性属性的差异。在有利的实施例中，成像系统还包括相互作用器械，例如处置器械，用于改变粘弹性介质，从而提供集成的处置和成像系统。该设备对执行外科手术、以便对处置过程进行实时监控的医生特别有益。有利地，由于身体器官的消融改变了器官的弹性属性，所以相互作用器械是诸如射频消融的消融器械。在活体内的消融监控将对医生诸如在心脏消融处置心律失常期间组织的透壁进行监控特别有益。在有利的实施例中，可变折射透镜是流体透镜，诸如电湿润液体透镜。流体透镜可以改变透镜形状，使得可以通过改变透镜形状提供第一和第二配置。在本专利技术的第二方面中，提出了适合于使计算机系统能够控制根据本专利技术的第一方面的成像系统的计算机程序产品，所述计算机系统包括具有与其相关的数据存储装置的至少一个计算机。在本专利技术的第三方面中，提出了对成像系统进行操作的方法。该方法使得成像系统能够根据本专利技术第一方面的成像系统进行操作。一般而言，可以在本专利技术的范围内以任何可能方式对本专利技术的各个方面进行组合和连接。从在下文中所描述的实施例中以及参照这些实施例所阐述的，本专利技术的这些以及其它方面、特征和/或优点将显而易见。附图说明参考附图，仅通过举例的方式，将对本专利技术的实施例进行描述，其中：图1示意性地说明了基于导管的射频消融探头的末端；图2示意性地说明了所发射的对粘弹性介质的弹性属性进行成像的声脉冲序列的示例；图3示意性地说明了流体聚焦透镜组件的不同配置；图4示意性地说明了当结合扫描成像使用时流体聚焦透镜的操作；图5说明了位移曲线的示例；以及图6说明了图像系统操作的流程图。具体实施方式结合包括根据本专利技术实施例的成像系统的射频(RF)消融导管公开了本专利技术。然而，应该理解，虽然这种配置是有利的，但是本专利技术不限于此。实际上，可以结合改变在处置中的粘弹性介质的弹性属性的任何器械应用该成像系统。具体而言，可以在结合基于导管的探头使用该成像系统，例如，基于导管的消融探头，诸如射频消融、高强度聚焦超声(HIFU)或者冷冻消融。图1示意性地说明了基于导管的射频消融探头的远端，在下文中将基于导管的射频消融探头简称为导管。该图说明了导管外壳1、具有馈送电线3的消融环2、流体聚焦透镜组件形式的可变折射透镜4、以及声换能器5、以及到换能器5和流体透镜4的控制和馈送连接6。导管可以在近侧端(未示出)包括控制器单元或者用于控制器单元的连接，控制器单元诸如专用或者通用计算单元。操作声换能器5以产生声辐射。换能器可以是单一元件换能器，可以操作其发射适合于使粘弹性介质移位的声辐射并且发射适合于对粘弹性介质进行成像的声辐射。通过流体聚焦透镜4传输声辐射并且对声辐射进行引导。在实施例中，声换能器是用于产生超声的压电换能器。压电换能器可以具有1到2mm的直径、工作在30Hz。这种换能器的输出可以高达40W/cm2。为了使组织移位10-100微米，可能需要1-5KW/cm2的输出。通过将所发射的辐射聚焦到诸如50微米的区域，具有所述规格的换能器可以输出高达6KW/cm2。这对于使组织移位所期望的量是足够的。一般而言，其它换能器规格也是可用的。图2示意性地说明了所发射的对诸如组织形式的粘弹性介质的弹性属性进行成像的声脉冲序列的示例。在第一模式中，将流体聚焦透镜布置在第一或者“推动”配置中，结合图3对该配置进行讨论。在第一模式中，换能器产生用于使粘弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.19 US 61/218,5201.一种用于对粘弹性介质进行成像的成像系统，所述系统包括：
-可变折射透镜(4)；
-用于产生声辐射的换能器系统(5)；所述声辐射透射通过所述可变折
射透镜；
其中，操作所述成像系统，以便：
在第一模式中，
将所述可变折射透镜布置在第一配置(38)中，并且当所述可变
折射透镜在所述第一配置中时，操作所述换能器系统以产生用于使所述粘
弹性介质移位的声辐射(27)；并且
在第二模式中，
将所述可变折射透镜布置在第二配置(37)中，并且当所述可变
折射透镜在所述第二配置中时，操作所述换能器系统以产生用于对所述粘
弹性介质的位移进行成像的声辐射(28)。
2.如权利要求1所述的成像系统，其中，所述可变折射透镜是流体透
镜。
3.如权利要求1所述的成像系统，其中，操作处在所述第二模式中的
所述换能器系统，以产生两个或更多个成像脉冲(22、23)形式的声辐射。
4.如权利要求1所述的成像系统，其中，所述折射透镜的所述第一配
置是聚焦配置(38)，使得通过所述折射透镜对准直入射声辐射进行聚焦。
5.如权利要求1所述的成像系统，其中，所述折射透镜的所述第二配
置是成像配置(37)。
6.如权利要求1所述的成像系统，其中，将处在所述第二配置中的所
述折射透镜布置用于扫描成像(39)。
7.如权利要求1所述的成像系统，其中，将所述成像系统包括在基于
导管的探头中。
8.如权利要求1所述的成像系统，其中，所述成像系统还...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·沙阿扎德，A·阿南德，J·彼得鲁齐洛，S·周，J·F·苏伊吉维尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：