CN101453956A - 具有集成式超声成像的活组织检查系统 - Google Patents

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CN101453956A CNA2007800195120A CN200780019512A CN101453956A CN 101453956 A CN101453956 A CN 101453956A CN A2007800195120 A CNA2007800195120 A CN A2007800195120A CN 200780019512 A CN200780019512 A CN 200780019512A CN 101453956 A CN101453956 A CN 101453956A
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保罗·卢博克
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Abstract

本发明披露了一种活组织检查系统，其具有组织切除系统、成像系统、图像显示系统和用于这些系统的共用输入控制台。该组织切除系统可以具有机械的组织切割刀片或电外科切割元件，并且该组织切除系统能够操作两种组织切割结构。该成像系统优选为超声成像系统，该图像显示系统具有显示屏，用于显示来自超声探针的诊断超声图像。共用的输入控制台优选具有触摸屏显示器和键盘，用于在相同的控制台操作组织切除系统、超声成像系统和图像显示系统。

Description

具有集成式超声成像的活组织检查系统
技术领域
本发明涉及用于成像以及在患者体内将组织从一个位置切除的系统和方法，特别涉及一种具有集成成像系统的活组织检查系统。
背景技术
目前，为了发现可疑的区域或损伤，一种或多种成像系统被用来定位所关注的区域或损伤，并且还可用来指引活组织检查系统的活组织检查探针到达和/或接近所关注的区域或损伤。随后，切除组织样品，通常，特别是在乳腺活组织检查的情况下，将标记物放置于损伤切除的位置。
目前的活组织检查系统是“独立”的活组织检查系统，例如由SenoRx，Inc.(本受让人)制造的EnCor
Figure A200780019512D0008135106QIETU
活组织检查系统，以及其他可商购的系统。诸如超声、x-射线、MRI、PET、CT、热像仪(Thermal)等诊断成像系统是分离的装置，在患者的治疗中常常需要大量的“占地面积”和/或在临床配置中需要较大的诊断室，例如临床医师办公室、乳腺病诊治中心、医院等。便携式成像系统是可应用的，但除了实施活组织检查的医生或其他医务人员之外还需要另外的操作人员。
发明内容
包含本发明的特征的活组织检查系统包括组织切除系统、成像系统、图像显示系统和用于组织切除系统、成像系统和图像显示系统的共用输入控制台。
组织切除系统适合与一个或多个组织切除探针一起使用。成像系统优选为超声成像系统。该成像系统被设置为显示由成像系统所获得的图像。共用的输入控制台被设置为将控制或操作数据输入至组织切除系统、成像系统和图像显示系统。
组织切除系统具有可编程的控制模块(微处理器)、至少一个用于向组织切除系统提供真空的外围模块，以及多个设置为容纳(receiving)一个或多个组织切除探针的连接模块。单个探针优选具有存储在探针中的存储装置中用于操作该探针、控制该探针的功能性并且当其连接至控制模块时用来向控制模块提供相关信息的软件脚本。
成像系统具有可编程的控制模块(微处理器)，用于控制成像系统将成像数据提供至图像显示系统的主计算机模块。优选地，该成像系统具有多个连接模块，其允许使用多个不同的成像探针(例如超声探针)。例如，超声探针可具有不同尺寸的或不同形状的(例如平的或弯曲的)超声换能器表面。
活组织检查系统优选具有主计算机模块，该主计算机模块与组织切除系统和成像系统具有通信线路。
共用的输入控制台通常包括键盘和/或触摸屏显示器，其使得一名操作人员就可以操控组织切除系统、成像系统以及图像显示系统。此外，可以单独使用组织切除系统和成像系统。
活组织检查系统优选具有安装在诸如有轮推车的可移动基部上的组织切除系统、成像系统和图像显示系统，以便容易地将其运送至不同的位置。该活组织检查系统足够小从而在治疗室中占据较小的占地面积(foot-print)。
多种潜在的诊断性超声系统是可商购的，其可用于包含本发明的特征的活组织检查系统中，包括：Sonosite、Alora、Toshiba、Siemens、GE、Philips、Acuson、ATL、HP、Medison、Shimadzu、HDAC和Hitachi。一种能够封装在小得多的外壳中、并提供容易适用于组合式活组织检查系统的高分辨率、高图像质量性能的一种特别适合的超声成像系统，可购自加拿大(伯纳比)的ULTRASONIXMEDICALCORPORATIONOFBRITISHCOLUMBIA。见www.ultrasonix.com。ULTRASONIX成像系统的详情可在以下专利和已公开的申请中找到，其全文以引用方式结合于此：
美国专利第6,558,326号
美国专利第6,911,008号
美国专利第6,325,759号
美国专利公开第2002/000719 A1号
美国专利公开第2004/0193047 A1号
美国专利公开第2004/0122314 A1号
一种特别适合的组织切除系统是可获自加拿大AlisoViejo的SenoRx，Inc.(本受让人)的
Figure A200780019512D00101
和SenoCor 
Figure A200780019512D00102
活组织检查系统。
Figure A200780019512D00103
和
Figure A200780019512D00104
活组织检查系统的详情可在以下美国专利和已公开的申请中找到：
美国专利第6,620,157号
美国专利公开第2004/0138653号
美国专利公开第2005/0004559号
美国专利公开第2005/0159677号
美国专利公开第2006/0149162号
对于
Figure A200780019512D00111
和SenoCor 
Figure A200780019512D00112
活组织检查系统的详情，可见www.senorx.com。
使用本活组织检查系统，临床医生能够在图像显示器上识别出超声图像的轮廓(outline)，然后确定组织切除探针如RF切刀(射频切刀，RF cutter)或机械切刀(mechanical cutter)的路径(参见列出的公开和专利)。另外，共用的输入控制台使临床医生能够向组织控制系统、成像系统和图像显示系统输入信息。通过以下对实施方式的详细描述，这些和其他优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是包含本发明特征的、具有组织切除系统和超声成像系统的活组织检查系统的前透视图。
图2是在图1中示出的活组织检查系统的后透视图，示出了该系统的一侧。
图3是在图1中示出的活组织检查系统的后侧透视图，示出了与图2中所示出的一侧相对的一侧。
图4是图1中示出的活组织检查系统的侧视图。
图5描绘了触摸显示屏，其允许对图1中示出的活组织检查系统的组织切除系统和成像系统进行操作。
图6是包含本发明的特征的活组织检查系统的总方块图(general block diagram)。
具体实施方式
图1-5描述了包含本发明的特征的活组织检查系统10。该系统10具有组织切除系统11、成像系统12、显示屏13以及具有键盘15和触摸屏显示器16的共用输入控制台14。该活组织检查系统10安装在为了轻便而在每个角上具有轮18的推车17上。该输入控制台14具有支架(holder)20，用于支持超声探针和组织切除探针(未示出)。
该组织切除系统11具有设置为容纳组织切除探针(未示出)的连接模块21和22，例如可获自本受让人SenoRx，Inc.的
Figure A200780019512D0012152004QIETU
和SenoCor 360
Figure A200780019512D0008135106QIETU
探针。成像系统12具有连接模块23、24和25，用于与不同的适合的超声探针连接，例如可获自Ultrasonix MedicalCorporation的宽带换能器L14-5/38、L14-5W/60和C5-2/60。前两个为线性阵列型换能器，后者为弯曲阵列型换能器。
图6为图1中示出的活组织检查系统10的总方块图，其具有组织切除系统11、超声成像系统12和主计算机模块30以及图像显示屏。系统10的组织切除系统11具有组织切除控制模块31、用于真空操作的真空模块32和组织切除连接器模块33、探针连接器21和22。真空模块32具有真空管道、由组织切除控制模块31操作的阀以及真空源(例如与真空管道或真空泵连接，未示出)。成像系统12具有用于超声发射和接收的超声控制模块34以及与主计算机模块30之间的接口。超声连接器模块35与超声控制模块通信，且具有超声探针连接器23、24和25。来自主计算机模块30的涉及从超声控制模块至成像输入数据的成像输入数据的输出通过通信线路指示图像显示屏13显示来自与超声探针连接器23、24或25之一连接的超声探针(未示出)的超声诊断图像。
输入控制台14通过通信线路与主计算机模块30连接，主计算机模块30又与组织切除控制模块31和超声控制模块34具有通信线路。这使得能够使用单个输入控制台14来控制组织切除系统11和成像系统12。将主显示屏13置于输入控制台14的正上方(rightabove)，使得一名操作人员就可以容易地由一个控制台来操作组织切除系统11和超声成像系统12。组织切除系统的更多细节可在前文所述并引入本文的SenoRx，Inc.的专利和公开申请中找到。
用于产生超声图像的超声成像系统12具有超声控制模块34，该超声控制模块34与具有探针连接器23、24和24(其可连接有超声探针(未示出))的超声连接器模块35连接。该探针产生并接收声信号(acoustic signal)。由探针产生的声信号被传送至患者的身体区域(如乳房)，并且该声信号中的一些作为回声信号被反射回探针。由探针获得的回声信号被送回至超声控制模块34，其对该回声信号进行处理以提取数据，该数据被送至主计算机模块30。该主计算机模块30对显示数据进行实时处理，并将其送至超声显示屏13，超声显示屏13显示超声诊断图像。可参见，例如美国专利No.6,325,759，其以引用方式结合于此作为参考。输入控制台14使使用者能够与主计算机模块交互(interact)，并改变超声结构(ultrasound configuration)。超声成像系统的更多细节可在前文所述并引入本文的Ultrasonix的专利和公开申请中找到。
在图6中所示的实施方式中，仅仅示出了真空控制模块32和组织切除控制模块32。然而，可以提供另外的模块，例如用于温度探针的模块、心率监测装置、药物输注工具(drug infusion tool)、麻醉工具、或其他的可与活组织检查系统10一起操作的手术或医疗装置。它们可以与组织切除控制模块31连接，或直接与主计算机模块30连接。连接至组织切除连接器模块33的组织切除装置可具有用于实施手术的机械组织切割元件(mechanical tissue cuttingmembers)或射频(RF)驱动的电外科切割元件。应当理解的是，其他的外围模块可以具有不同的形式和功能，并且其可以不需要物理连接至组织切除控制模块31或超声控制模块34，或直接连接至主计算机模块30以便与之通信。
该组织切除控制模块31为基于微处理器的电气装置，其具有操作用于两种组织切除的各种手持装置所必需的内置软件功能。每个手持装置优选包括存储在手持装置中的存储装置内的软件脚本，其用于当被连接至组织切除控制模块时操作该特定的装置。例如，所述软件脚本可储存于非易失性存储器中，例如可擦可编程序只读存储器(EPROM)、电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)或闪速存储器。当手持装置被间接地连接至组织切除控制模块31时，手持装置中的软件脚本将被下载至组织切除控制模块中。该软件脚本将使组织切除控制模块31能够控制特定手持装置的功能性。与主计算机模块30连接使得触摸屏14能够显示其相关信息，并允许通过触摸屏或键盘15来控制输入。在操作手持装置的过程中，图形用户界面(GUI)软件将在触摸屏14上向操作人员显示关于组织切除控制模块31和手持装置的操作的信息。本领域技术人员应当理解，所显示的信息可以根据所连接的手持装置的类型、手持装置的操作状态以及其他的影响手持装置和主计算机模块30二者操作的环境因素而变化。
应当理解的是，对于组织切除系统11或超声成像系统12，尽管各种模块和手持装置可以通过有线连接(wired connection)(包括连接器模块和电线)而彼此连接以进行它们的操作，但是可以通过无线通信容易地实现通信线路。然而，传统的有线连接具有某些优势，例如低信号干扰，但无线技术可以将手持装置的操作变得更灵活，这也可以使操作人员获益。几乎所有的控制信号均可通过预先确定的无线通信电路使用诸如蓝牙或与802.11适配的无线技术之类的技术来传输。当手持装置以电池驱动时，则该操作可以是完全移动性的。有线通信电路与无线通信电路一起应用使得组织切除控制模块能够利用可应用的无线技术为操作人员提供方便，同时仍然可从使用传统的有线技术中获益，这也是可行的。简言之，本文所提供的实例例示了具有本发明的特征的实施方式，应当理解的是，装置之间的通信可以采用各种形式，且主计算机模块30、组织切除控制模块31和超声控制模块33可被设计为使用最实用的技术来满足操作人员的需要。
活组织检查系统可以由单电源(未示出)驱动，或可以具有多个电源，以用于实现多种功能。例如，该组织切除系统11和超声成像系统12可以具有独立的电源。
尽管在本文中例示并描述了本发明的特定形式，然而显而易见的是，本发明可以作各种修改和改进。例如，本文的讨论集中于超声成像。本领域普通技术人员应明了，可以使用其他的成像系统，例如X-射线或乳房X线照相术成像。在前文未描述的范围内，该组织切除系统的各种元件可以由类似装置中使用的常规材料来制造。此外，本发明的实施方式的个别特征在某些附图中被示出而在其他附图中未被示出，但本领域技术人员应了解，本发明的一种实施方式的个别特征可以与另一种实施方式的任一种或所有特征相组合。因而，不应该将本发明限制于所描述的具体实施方式。因此，本发明应当根据所附权利要求的范围来限定，在现有技术允许的范围内尽可能宽。
当本文中使用术语如“元件”、“组件”、“构件”、“装置”、“方法”、“制造”、“部分”、“部件”、“步骤”和具有类似意义的词时，不应根据35U.S.C.§112(6)的规定对其进行限制，除非以下权利要求没有参照特定的结构或作用，明确地使用术语“用于......的方法”或“用于......的步骤”，省略部分为特定的功能。以上所引用的所有专利和所有专利申请均作为整体以引用方式结合于此作为参考。

Claims (44)

1.一种活组织检查系统，包括：
a.主计算机模块；
b.组织切除系统，具有与所述主计算机模块通信的组织切除控制模块、与所述组织切除控制模块通信的真空模块、被设置在组织切除探针与所述组织切除控制模块之间形成第一通信线路并在所述真空控制模块和所述组织切除控制模块之间形成第二通信线路的第一连接器模块；
b.超声成像系统，具有与所述主计算机模块通信的超声控制模块、被设置为在超声成像探针和所述超声控制模块之间形成通信线路的连接器模块；
c.图像显示屏，与所述主计算机模块通信，被设置为基于从超声探针接收并由所述主计算机模块处理的数据来显示的超声图像显示器；以及
d.输入控制台，与所述主计算机模块通信从而为所述成像系统的所述超声控制模块提供控制信息，并为所述组织切除系统的所述组织切除控制模块提供控制信息。
2.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机模块与所述组织切除控制模块具有第一通信线路，并与超声控制模块具有第二通信线路，以便在其间进行数据交换。
3.根据权利要求2所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机模块与所述组织切除控制模块之间的所述通信线路为串行电缆。
4.根据权利要求1所述的活组织检查系统，包括在所述超声控制模块和所述主计算机模块之间通信的接口模块。
5.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统具有多个连接器模块，以便于将不同的组织切除探针连接至所述组织切除系统。
6.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统具有多个连接器模块，以便于将不同的超声探针连接至所述成像系统。
7.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述真空模块具有被设置为与所述组织切除探针接合的真空管道、以及所述真空管道中的流动控制阀，所述流动控制阀由所述组织切除控制模块控制，用于为所述组织切除系统在连接至所述连接模块的组织切除探针内形成真空。
8.根据权利要求7所述的活组织检查系统，其中，所述真空模块包括与所述真空管道连通的真空源。
9.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机模块为个人计算机。
10.根据权利要求1所述的活组织检查系统，包括可移动推车，其上安装有所述组织切除系统、所述超声成像系统以及所述输入控制台。
11.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统被容纳在第一外壳中。
12.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述超声成像系统被容纳在第二外壳中。
13.根据权利要求1所述的活组织检查系统，其中，所述超声成像系统和所述组织切除系统是可同时操作的。
14.根据权利要求1所述的活组织检查系统，包括可移动的平台。
15.根据权利要求14所述的活组织检查系统，其中，所述平台具有多个轮子。
16.根据权利要求14所述的活组织检查系统，其中，所述平台具有外壳，以容纳所述组织切除系统或所述超声成像系统中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的活组织检查系统，其中，所述外壳容纳所述组织切除系统。
18.根据权利要求16所述的活组织检查系统，其中，所述外壳容纳所述超声成像系统。
19.根据权利要求18所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机模块位于容纳所述超声系统的所述外壳中。
20.根据权利要求17所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统的所述外壳容纳所述真空控制模块。
21.一种活组织检查系统，包括可移动的基部、在所述可移动基部上的组织切除系统、在所述可移动基部上的成像系统、用于显示由所述成像系统捕获的图像的图像显示系统，以及至少一个输入控制台。
22.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述输入控制台是用于所述组织切除系统和所述成像系统的共用输入控制台。
23.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统具有组织切除控制模块、被设置在组织切除探针和所述组织切除控制模块之间形成第一通信线路的组织切除连接器模块。
24.根据权利要求23所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统具有真空控制模块。
25.根据权利要求24所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统具有在所述真空控制模块和所述组织切除控制模块之间的第二通信线路。
26.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统为超声成像系统。
27.根据权利要求26所述的活组织检查系统，其中，所述超声成像系统具有超声控制模块、被设置在超声成像探针和所述超声控制模块之间形成通信线路的连接器模块。
28.根据权利要求27所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统具有被设置为基于从超声探针接收的数据而显示超声图像的图像显示屏。
29.根据权利要求28所述的活组织检查系统，其中，所述共用的输入控制台为所述成像系统的所述超声控制模块提供控制信息，并且为所述组织切除系统的所述组织切除控制模块提供控制信息。
30.根据权利要求21所述的活组织检查系统，包括在所述组织切除控制模块和所述超声成像控制模块之间具有通信线路的主计算机模块。
31.根据权利要求30所述的活组织检查系统，包括在所述主计算机模块和所述组织切除控制模块之间的第三通信线路。
32.根据权利要求31所述的活组织检查系统，包括在所述主计算机模块和所述超声控制模块之间的第四通信线路。
33.根据权利要求31所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机模块和所述组织切除控制模块之间的所述通信线路为串行电缆。
34.根据权利要求27所述的活组织检查系统，其中，所述超声成像系统包括在所述超声控制模块和所述主计算机模块之间通信的接口模块。
35.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统具有多个连接器模块，以便于将不同的组织切除探针连接至所述组织切除系统。
36.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统具有多个连接器模块，以便于将不同的成像探针连接至所述成像系统。
37.根据权利要求24所述的活组织检查系统，其中，所述真空模块具有被设置为与所述组织切除探针接合的真空管道、以及所述真空管道中的流动控制阀，所述流动控制阀由所述组织切除控制模块控制，用于为所述组织切除系统在连接至所述连接模块的组织切除探针内形成真空。
38.根据权利要求24所述的活组织检查系统，其中，所述真空模块包括与所述真空管道连通的真空源。
39.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述可移动基部为有轮推车。
40.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述组织切除系统被容纳于所述可移动基部上的第一外壳内。
41.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统被容纳于所述可移动部上的第二外壳内。
42.根据权利要求21所述的活组织检查系统，其中，所述成像系统和所述组织切除系统是可同时操作的。
43.根据权利要求41所述的活组织检查系统，其中，所述主计算机模块被容纳于用于收纳所述成像系统的所述外壳内。
44.根据权利要求40所述的活组织检查系统，其中，所述真空控制模块被容纳于所述组织切除系统的所述外壳内。
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