JP2020501769A - 高速且つ自動化された超音波プローブ校正のためのシステム及び方法 - Google Patents

高速且つ自動化された超音波プローブ校正のためのシステム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020501769A
JP2020501769A JP2019533382A JP2019533382A JP2020501769A JP 2020501769 A JP2020501769 A JP 2020501769A JP 2019533382 A JP2019533382 A JP 2019533382A JP 2019533382 A JP2019533382 A JP 2019533382A JP 2020501769 A JP2020501769 A JP 2020501769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
calibration needle
calibration
tracking
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019533382A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7089521B2 (ja
Inventor
バーラト,シャム
ヴァカ,アントニオ ボニラス
ヴァカ,アントニオ ボニラス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2020501769A publication Critical patent/JP2020501769A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7089521B2 publication Critical patent/JP7089521B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/58Testing, adjusting or calibrating the diagnostic device
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/58Testing, adjusting or calibrating the diagnostic device
    • A61B8/587Calibration phantoms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/0841Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating instruments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4218Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by articulated arms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A61B8/4254Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient using sensors mounted on the probe
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A61B8/5261Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image combining images from different diagnostic modalities, e.g. ultrasound and X-ray

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

関連する超音波プローブの電磁(EM)追跡を校正するための装置であって、EM符号化空間内にEM場を生成するように構成された場発生器を含むEM追跡装置と、超音波プローブ上に配置されたEMセンサと、校正針と、校正針上に配置されたEMセンサと、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、超音波プローブを使用して測定時間における超音波画像形成空間における校正針の位置を決定することと、校正針上に配置されたEMセンサのEM追跡装置によるEM追跡から測定時間における校正針のEM追跡位置を決定することと、測定時間における超音波画像形成空間における校正針の位置と、測定時間における校正針のEM追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、を含むEM追跡校正方法を実行するための非一時的記憶媒体を含む。[選択図] 図1

Description

以下は、一般に、超音波技術、校正技術、プローブ追跡技術、電磁追跡技術、画像誘導医療処置技術、及び関連技術に関する。
追跡超音波(US:ultrasound)プローブ(電磁的に(EM)追跡されるUSプローブなど)が関与する医療処置では、プローブ上のEMトラッカー(EM tracker)をUS撮像アレイに位置合わせする(registered:レジスターする)必要がある。このプロセスは「校正(calibration:較正)」と呼ばれる。処置中の超音波画像の正しい解釈を保証するために、この校正は非常に正確でなければならない。
典型的なUSプローブ校正方法では、ユーザは、組織模倣(tissue−mimicking)ファントム又は水ファントムに挿入されたEM追跡針の先端を(例えば、マウス・クリックを使用して)手動で識別し、一方、EM追跡システムは、EMセンサの対応する位置を記録する。静的基準EMセンサの位置と向きも記録される。次に、下式を用いて、US撮像アレイとUSプローブ上のEMセンサ(TUS→ProbeEM)との間の位置合わせが得られる。
Figure 2020501769
US(x,y,0)が2D US画像上でユーザによってクリックされた針先端である場合、pEM(x,y,z)は、ユーザ・クリック時にEM追跡システムによって保存された針EMセンサ(針先端に校正された)の3D位置であり、TNeedleEM→RefEMは、針EMセンサから静的基準センサへの既知の変換であり、TProbeEM→RefEMは、USプローブ上のEMセンサから静的基準センサへの既知の変換である。EM場発生器(FG)は、(特定の基準センサの代わりに)他のすべての追跡された量が変換される基準座標系として機能することもできる。
現在のUS追跡技術は、画像プローブのビームが視野(FOV)を掃引するときに超音波センサが受信した信号を分析することによって、従来のUS Bモード画像診断のFOVにおいて追跡された外科ツール上に取り付けられたパッシブ超音波センサ(例えば、PZT、PVDF、コポリマー又は他の圧電材料)の位置を推定する。飛行時間測定(Time−of−flight measurements)は、撮像アレイからのパッシブ超音波センサの軸方向/半径方向の距離を提供し、一方、振幅測定及びビーム照射シーケンスの知識は、センサの横方向/角度位置を提供する。3Dトランスデューサ(すなわち、2Dマトリックス・アレイ)と共に使用される場合、センサの仰角位置(elevational position)も同様の方法で得ることができる。従って、センサの3D位置は、それが撮像トランスデューサのFOV内に存在するならば、リアルタイムで推定することができる。
USプローブ校正を実行する現在の方法は、通常、手動で主観的であり、従って、実行に時間がかかり、退屈であることを除いて、誤差を起こしやすい。上記式(1)に関して、針先端のユーザ識別(すなわち、pUS(x,y,0))における誤差は、プローブ校正TUS→ProbeEMの推定における誤差に伝播する。
高精度を保証しつつ、現在の方法に関連する主観性を排除し、追跡したUSプローブを校正するための高速で自動化された方法を、以下で提案する。
介入処置には、診断及び/又はナビゲーション・ガイダンスのためのマルチモーダルな画像プロトコルがしばしば含まれる。例えば、磁気共鳴画像法(MRI)は、主に診断、セグメンテーションなどのための処置前画像診断法として用いることができ、超音波(US)は、処置中ガイダンスとして用いることができる。このような場合、処置中US(最も多いのは二次元(2D))は、処置前のMRIと位置合わせをしなければならない。このような介入処置において超音波画像を空間的に正確に解釈するために、追跡システムは、典型的には電磁(EM)追跡システムが使用される。EM追跡では、電磁場発生器は、EM符号化空間を生成するように空間的に変化する低強度電磁場を生成する。静的基準EMセンサがこの場に配置され、プローブEMセンサが超音波プローブに取り付けられる。空間的に符号化されたEM場によって各センサに小さな電流が誘導され、EM基準センサの位置又はEM場発生器(FG)が参照されるEM場の位置を決定するために使用される。このようなEM追跡システムは、例えば、カナダのオンタリオ州ノーザン・デジタル(Northern Digital Inc.)(NDI)社のオーロラEM追跡システム(Aurora EM tracking system)などが、市販されている。
超音波画像を正しく空間的に解釈するためには、超音波画像を超音波プローブ上のEMセンサの位置に空間的に位置合わせする必要がある。これは変換TUS→ProbeEMとして定義され、ProbeEMはUSプローブ上のEMセンサの位置を示す。現在、これは手作業で行われている。針先端又はその近くのEMセンサを含む校正針(そして報告されたEM位置が針先端の位置であるように、針先端に校正された)は、EM追跡によって追跡されながら超音波によって撮像される。超音波画像では、ユーザは手動で針先端の位置をマークする。手動のユーザ・クリック時に針EMセンサのEM位置を記録し、その関係を以下に示す。
Figure 2020501769
US画像位置プローブEMセンサ位置変換TUS→ProbeEMに対して解く。次に、変換TUS→RefEM=TProbeEM→RefEM×TUS→ProbeEMは、基準EMセンサ(ここで、TProbeEM→RefEMは、USプローブ上のEMセンサから静的基準EMセンサへの既知の変換である)を参照して超音波画像を位置決めする。
このアプローチにはいくつかの欠点がある。これは、特に、上述のプロセスが、好ましくは、空間を精密にまとめる(map out)ためには十数箇所以上の異なる位置について繰り返されるので、労働集約的である。さらに、超音波画像掃引の二次元(2D)平面において、操作者/ユーザによって針先端が正確に位置決めされない場合、誤差が生じる可能性がある。
本明細書に開示されている改良は、既存の追跡システム、方法などの前述の欠点及び他の欠点に対処するものである。
1つの説明の役に立つ例によると、関連する超音波プローブの電磁(EM)追跡を校正するための装置であって、EM符号化空間内にEM場を生成するように構成された場発生器を含むEM追跡装置と、前記超音波プローブ上に配置されたEMセンサと、校正針と、
前記校正針上に配置されたEMセンサと、少なくとも1つのプロセッサと、前記少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、前記超音波プローブを使用して測定時間における超音波画像形成空間における校正針の位置を決定することと、前記校正針上に配置された前記EMセンサの前記EM追跡装置によるEM追跡から前記測定時間における前記校正針のEM追跡位置を決定することと、前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置と、前記測定時間における前記校正針の前記EM追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、を含むEM追跡校正方法を実行するための非一時的記憶媒体と、を含む。
別の説明の役に立つ例によると、関連する超音波プローブの追跡を校正するための装置であって、追跡空間内で追跡センサを位置決めするように構成された追跡装置と、前記超音波プローブ上に配置された超音波プローブ追跡センサと、校正針と、前記校正針上に配置された校正針追跡センサと、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、前記超音波プローブを使用して測定時間における超音波画像形成空間における前記校正針の位置を決定することと、前記校正針上に配置された前記校正針追跡センサの前記追跡装置による追跡から前記測定時間における前記校正針の追跡位置を決定することと、前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の位置と、前記測定時間における前記校正針の前記追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、を含む追跡校正方法を実行する、非一時的記憶媒体と、を含む。
別の説明の役に立つ例によると、関連する超音波プローブの追跡を校正するための装置であって、追跡空間内で追跡センサを位置決めするように構成された追跡装置と、前記超音波プローブ上に配置された超音波プローブ追跡センサと、校正針と、校正針上に配置された校正針追跡センサと、前記校正針上に配置された超音波トランスデューサと、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、前記超音波プローブによって異なる向きに放射された複数の超音波ビームを含む超音波掃引を行うことと、超音波掃引中の前記超音波トランスデューサの超音波処理に応答して前記超音波トランスデューサによって生成されたトランスデューサ信号を検出することと、前記検出されたトランスデューサ信号のタイム・スタンプとしての測定時間の決定することと、前記超音波トランスデューサを超音波処理した前記超音波ビームの向きから前記測定時間における超音波画像形成空間における前記校正針の位置を決定し、測定時間を前記超音波トランスデューサを超音波処理した超音波ビームのトリガ時間及び前記超音波ビームに沿った飛行時間と比較することと、前記校正針上に配置された前記校正針追跡センサの追跡装置による追跡から測定時間における校正針の追跡位置を決定することと、前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置と、前記測定時間における前記校正針の追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、を含む追跡校正方法を実行する、非一時的記憶媒体と、を含む。
1つの利点は、超音波プローブの校正をより速く且つ自動化することにある。
別の利点は、超音波プローブ校正における誤差を減少させることにある。
本開示のさらなる利点は、以下の詳細な説明を読んで理解することにより、当業者には理解されるであろう。所与の実施形態は、これらの利点が無いか、又は1つ、2つ、又はそれ以上を提供し得ることが理解されるであろう。
本開示は、構成要素の種々の構成要素及び配置、ならびにステップの種々のステップ及び配列において形態をとることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
一態様による、超音波プローブの追跡プロセスを校正するための装置を図式的に示す。 図1の装置の校正針を図式的に示す。 図1の装置の校正プロセスの例示的なフローチャートである。 図3の校正プロセスの代替操作の例示的なフローチャートである。 図3の校正プロセスの代替操作の例示的なフローチャートである。 図3の校正プロセスの代替操作の例示的なフローチャートである。 図3の校正プロセスの代替操作の例示的なフローチャートである。 針がプローブに対して移動される図1の装置の校正プロセスを図式的に示す。 プローブが針に対して移動される図1の装置の校正プロセスを図式的に示す。 図3の同期動作を実行するための補間アプローチを示す。 図3の同期動作を実行するための補間アプローチを示す。 図1の装置のプローブ又は針の位置の画像フレーム対針のセンサ信号の大きさのグラフを示す。
本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、超音波画像における針先端の手動ラベル付けを、自動化されたプロセスで置き換える。一実施形態では、校正針先端(calibration needle tip)は、超音波掃引中に超音波処理されることに応答して、信号を放射する追加の超音波トランスデューサを加えることによって修正される。このトランスデューサ信号は、タイム・スタンプされ、記録され、タイム・スタンプされたEMデータと同期される。超音波掃引は、各超音波ビーム放射の開始を示すトリガ信号を出力することを含み、従って、2D超音波掃引平面内のトランスデューサの位置は、どのビームがトランスデューサにビームの「飛行時間」と共にトランスデューサを超音波処理したかに基づいて決定される(リターン・エコーが使用されないため、超音波画像化のエコー時間の実質的な半分)。超音波画像内の手動でラベル付けされた位置の代わりに、US画像内のこの自動的に決定された位置が使用される。
別の実施形態では、針配置超音波トランスデューサの代わりに、他のオプションを使用することができる。1つのアプローチでは、トランスデューサは、パッシブ(受動型)超音波反射器(passive ultrasound reflector)で置き換えられ、超音波プローブを使用して受信モードでエコーが検出される。例えば、校正針上に配置された超音波センサは、超音波プローブから放射された超音波ビームを「リッスン(listens)」し、超音波プローブによって検出され得る音響パルスを再放射する。別のアプローチでは、針先端は超音波画像において可視であるように設計され、画像処理は、超音波画像における針の位置を検出するために使用される。
針先端が2D超音波掃引平面内に正確に存在しない可能性があるという問題に対処するためには、針先端を2D平面に対してほぼ横方向に直線的に移動させることができるか、又は超音波プローブを揺動させるか又は直線的に移動させて、2D平面が静止針先端を横切って掃引させるかのいずれかである。次いで、針先端からの信号(主実施形態におけるトランスデューサ信号、又は代替実施形態における超音波エコー強度又は画像コントラスト)が最大である超音波掃引を校正に使用する。針先端又は超音波プローブの必要な動きは、ロボット装置によって提供することができ、又は、タイム・スタンプされたデータが記憶され、次いで、最も強い信号を提供する掃引が遡及的に識別され得るので、手動で行うことができる。
これから図1を参照すると、関連する超音波プローブ12の電磁(EM)追跡を校正するための装置10の概略図が示されている。装置10は、EM追跡装置14と、校正針16と、超音波プローブ12上に配置されたEMセンサ18と、少なくとも1つのコンピュータ20(及び、任意選択で、超音波プローブ12に対して校正針16を移動させるように構成されたロボット装置21)とを含み、これらの各構成要素は、以下により詳細に説明される。
EM追跡装置14は、追跡空間内で1つ以上の追跡センサを位置決めする(locate)ように構成される。一例では、EM追跡装置14は、超音波プローブ12と校正針16の両方を含むEM符号化追跡空間内にEM場を生成するように構成された場発生器22を含む。EM追跡装置14はまた、任意選択で、EM符号化空間内に配置された基準EMセンサ24を含む。EM追跡装置14は、EM符号化追跡空間内の追跡EMセンサ(例えば、校正針16上に配置された校正針EMセンサ26及び/又は超音波プローブ12上に配置されたプローブEMセンサ18)を、基準EMセンサ24に対して、又は場発生器22に対して位置決めするように構成される。EM追跡装置14は、オーロラ電磁追跡システム(カナダ、オンタリオ州、ウォータールーのノーザン・デジタル社から市販されている)のような市販の任意のEM追跡装置であってもよく、又は特注の装置であってもよい。
校正針EMセンサ26は、EM追跡装置14によって生成されたEM場を検出するように構成される。少なくとも1つの超音波トランスデューサ28もまた、校正針16上に配置され、超音波プローブ12による針先端の超音波処理(sonication)を検出するように構成される。ここでは、EM追跡について説明するが、校正針の位置を追跡することができる任意の他の追跡システムを使用することができる。例えば、校正針16は、光学追跡装置(図示せず)によって追跡される反射型エコー発生追跡センサ29を代替的に含んでもよい。
次に、図2に示す一実施形態を参照すると、校正針16は、針本体の第1の端部に配置された針先端32と、針本体の第2の対向端部に配置された配線ハブ34とを有する針本体30を含んでもよい。EMセンサ18(図2には示されていない)は、針先端32に、又は針本体30の内部内の針先端32から既知の距離に配置されてもよく、又は針本体の壁に一体化されてもよい。EMセンサ18は、EM追跡装置14によって生成されたEM場を検出するように構成されている。超音波トランスデューサ28はまた、針先端32から既知の距離に配置される。EMセンサ18及び超音波トランスデューサ28の相対位置は、演繹的に既知であると仮定され、例えば、針の直交X線又は蛍光透視法又はCT画像を用いて空間的に位置合わせされる(あるいは、EMセンサ及びUSセンサの位置の両方が針先端に位置合わせされる)。好ましくはプローブ本体30の内部の配線38は、例えばハブ34を配線貫通接続(feedthrough)として使用して、EMセンサ18及び超音波センサ28に接続する。
図1を参照すると、少なくとも1つのコンピュータ20は、少なくとも1つのディスプレイ構成要素42、少なくとも1つのユーザ入力構成要素44、本明細書に開示される校正機能を実行するようにプログラムされた少なくとも1つの電子プロセッサ50(例えば、マイクロプロセッサ、マルチコア・マイクロプロセッサなど)などの典型的な構成要素を含む。いくつかの例では、ディスプレイ42は、タッチセンサー・ディスプレイとすることができる。ユーザ入力構成要素44は、マウス、キーボード、スタイラス、前述のタッチセンサー・ディスプレイ、マイクロホン、及び/又は同様のものとすることができる。
次に図3を参照すると、少なくとも1つのプロセッサ50は、EM符号化空間内の超音波プローブ12のEM追跡校正方法100を実行するようにプログラムされる。ステップ102において、超音波画像形成空間における校正針16の位置は、超音波プローブ12及び超音波トランスデューサ28を使用して測定時間において決定される。これは式(1)の値pUS(x,y,0)である。ステップ104において、校正針16の追跡位置(例えば、EM追跡位置)が、校正針16上に配置されたEMセンサ26の追跡装置14による追跡(例えば、EM追跡)から測定時間において決定される。これは式(1)の位置pEM(x,y,z)である。同時に、EM追跡システムは基準EMセンサ24の位置を監視している。これから変換TNeedleEM→RefEMが決定される。ステップ106において、超音波プローブ12上に配置されたEMセンサ18の追跡装置14による追跡(例えば、EM追跡)から、超音波プローブ12の追跡位置(例えば、EM追跡位置)が測定時間において決定される。基準EMプローブ24の追跡位置と共にこれから、変換TProbeEM→RefEMが決定される。従って、ステップ108では、TUS→ProbeEMに対して式(1)を解くことによって、測定時間における超音波画像形成空間における校正針16の位置pUS(x,y,0)及び測定時間における校正針の追跡位置pEM(x,y,z)とを関連付ける位置合わせ(TUS→ProbeEM)が生成される。
図4〜図9に示すように、超音波プローブ12を用いた測定時の超音波画像形成空間(ultrasound imaging space)における校正針16の位置pUS(x,y,0)を決定するステップ102は、様々な方法で実行することができる。一実施形態では、図4に示すように、ステップ102は、超音波プローブ12(図1参照)の超音波トランスデューサ・アレイ40によって放射された超音波ビーム39によって超音波処理されたことに応答して超音波トランスデューサ28によって放射された信号を検出することであって、測定時間は、検出された信号(112)のタイム・スタンプである、決定することと、超音波ビーム39の向きから超音波画像形成空間内で校正針16の位置を決定し、測定時間を超音波ビーム(114)のトリガ時間と比較することとを含む。この比較により、アレイ40からトランスデューサ28への超音波ビームの「飛行時間」が得られる。
別の実施形態では、図5に示すように、ステップ102は、超音波プローブ12を使用して超音波掃引を行うこと(116)と、超音波プローブ12を使用して、測定時間が検出された超音波反射のタイム・スタンプである超音波掃引に応答して校正針16からの超音波伝送を検出すること(118)と、センサから超音波伝送を生じた超音波掃引の超音波ビームの向きから超音波画像空間における校正針16の位置を決定し、測定時間をセンサから超音波伝送を生じた超音波掃引の超音波ビームのトリガ時間と比較すること(120)とを含む。この比較は、アレイ40から校正針16へ、そして超音波トランスデューサ・アレイ40へ戻る超音波ビームの「エコー時間(echo time)」を生じ、従って、前の実施形態の「飛行時間」の2倍である。
さらなる実施形態では、図6に示されるように、ステップ102は、撮像装置(例えば、図示しないが、超音波撮像装置)を使用して超音波画像形成空間内の超音波画像を取得すること(122)と、超音波画像内の校正針の画像を検出することによって、超音波画像形成空間内で校正針16の位置を決定することであって、測定時間は、超音波画像内の校正針の画像の取得タイム・スタンプである、検出すること(124)とを含む。一例では、画像全体の取得時間が小さいという仮定の下で、画像の取得タイム・スタンプは画像の取得時間であり得る。別の例では、画像の取得タイム・スタンプは、(112で決定されたタイム・スタンプに類似の)校正針の超音波処理の正確な時間であり得、従って、より正確な時間値を提供する。超音波画像内の校正針16の位置の決定には、画像内の校正針を表す既知のフィルタ・カーネルを用いた整合フィルタリングのような、任意の適切な画像セグメンテーション又は特徴認識技術を用いることができる。この例では、反射センサ29は、校正針16の先端にエコー発生ストリップ(echogenic strip)又はビーコンを備える。
前述では、EM追跡測定値及び超音波データの両方がタイム・スタンプされて、2つの測定値セット間の同期を可能にすると仮定されている。EMと超音波のサンプリング時間間隔が同期しない場合、この同期は複雑になる可能性がある。これは、適切な内挿技術によって対処することができる。
前述の開示された校正技術は、校正針16が、超音波プローブ12の超音波トランスデューサ・アレイ40によって生成された超音波ビーム内で位置すると仮定する。この仮定は、超音波トランスデューサ・アレイ40が三次元(3D)アレイである場合には正しそうであるが、二次元(2D)アレイである場合にはあまり正しくないであろう。後者の場合、超音波プローブ12及び校正針16を比較的移動させるための自動化アプローチを使用して、校正針16が2D超音波面内で最適に位置決めされるときを決定することができる。
図7に示すように、校正針16の位置の最適化は、超音波プローブ及び校正針の複数の異なる相対位置で超音波プローブ12を使用して校正針16の候補位置を決定すること(126)と、候補位置ごとに、候補位置の決定に関連する対応する超音波誘導信号強度を決定すること(128)と、最も高い対応する信号強度を有する候補位置として、超音波画像形成空間内で校正針16の位置を決定すること(130)と、最も高い対応する信号強度を有する候補位置のタイム・スタンプとして、測定時間を決定すること(132)のステップ102を含む。いくつかの例では、126は、超音波プローブ12に対して(又はその逆で)校正針16を移動させて、超音波プローブと校正針の複数の異なる相対位置を横切るように、ロボット装置21を動作させることを含む。他の例では、ロボット装置21は、校正針16(又は超音波プローブ12)を保持するように構成されたホルダ又はクランプ23を含むことができる。適切なアプローチでは、校正針16は、2D超音波面を通って先端32を掃引するのに十分な角度θの範囲にわたって、又は超音波プローブ12に直交する「x」ミリ(mm)だけ直線的に、移動させることができる。
この実施形態では、校正ワークフローは、水タンク内又は組織模倣ファントム内で行うことができる。校正針16及び超音波プローブ12は、校正針16上の超音波センサ40が、高さ方向(例えば、US画像平面の高さ方向の広がりの外側)にUS画像平面の外側に位置するように配置されるべきである。校正針16及び超音波プローブ12は、ホルダ23を使用して所定の位置に保持することができ、あるいは、ユーザが手動で保持することもできる。
次に、校正針16又は超音波プローブ12のいずれかが移動され(他方は動かないで)、校正針16上の超音波センサ40が最初にUS画像平面の仰角範囲(elevational coverage)に入り、次いで、最終的に画像平面から出るようにされる。一例では、校正針16(図8に示す)又は超音波プローブ12(図9に示す)の運動は、適切に位置決めされた単純な1D運動ステージを用いて達成することができる。別の例では、この動作は、ユーザが移動すべき装置を保持して、手動で実行することができる。校正針16は、1D運動ではなく、一定範囲の角度[θ]にわたって回転させることができる。
図10に示すように、例えば、106で説明した時間同期は、適切な同期動作、例えば、補間によって実行することができる。一つの適切な同期アプローチでは、両方のデータ・ストリーム(超音波及びEM)が取得され、コンピュータ20に記憶される。従って、コンピュータ20のクロックを使用して、データを調整/解釈することができる。持続性又は補間は、より低い取得レートで取得されたデータ・ストリームからの欠測データを「埋める(fill in)」ために使用され、次いで、より高いフレームレートで取得されたデータ・ストリームに時間的に適合される。
図10を簡単に参照すると、同期動作を実行するための例示的な補間アプローチが記述されている。図10は、タイム・スタンプ(「時間」とラベル付けされた列)、2Dセンサ位置(「US追跡データ」とラベル付けされた列)、及びEMセンサ位置(「EM追跡データ」とラベル付けされた列)を示す。補間を説明するために、瞬間T4において、針追跡データ及びプローブ追跡データの両方に欠測エントリがあることを考慮する。欠測データは、現在の時点T4の直前及び直後のデータの加重平均を用いて補間することができる。針追跡データについては、(a+b,a+b)のように(X,Y)及び(X,Y)を補間し、ここで、重みa及び重みbの可能な値は、a=(T−T)/(T−T)及びb=(T−T)/(T−T)。同様に、c=(T−T)/(T−T)、d=(T−T)/(T−T)である。この方法は、補間のための欠測エントリの前後のデータを利用するので、ある程度のタイムラグを伴って実装されなければならないことに注意されたい。
図11を簡単に参照すると、同期動作134を実行するための代替の実施形態では、そのストリームの次のデータ点が到着するまで、最新のデータを持続させることができる。この技術は、いかなるタイムラグもなくリアルタイムで実行することができるが、図7の内挿アプローチと比較すると、精度がわずかに低下する弱点がある。
校正針16/超音波プローブ12の動きが発生している間に、校正針EMセンサ26の位置及び向き、超音波プローブEMセンサ36の位置及び向き、及び超音波プローブ超音波センサ40の情報(すなわち、信号/SNR、US画像内の座標、フレーム及びライン・トリガ情報等)が連続的に(又は断続的に、繰り返して、又は他の方法で捕捉される)データ・ストリームが捕捉される。
次に、図12を参照すると、最大信号/SNRに対応するUS画像フレームが選択され、その画像フレーム内のUSセンサ座標が記録される。図12に示すように、超音波トランスデューサ28上の受信信号の大きさが、並進/回転される校正針16/超音波プローブ12のEMセンサ26/36からのEM読み取り値に対して分析される。超音波トランスデューサ28のピーク信号強度(又は相対信号強度、又は他の任意の適切な信号)が識別され、対応する画像フレーム及び校正針16及び超音波プローブ12のEM読みとり値が注目される。
次に、対応する超音波プローブEMセンサ18及び校正針EMセンサ26の座標が、超音波データ・ストリームをEMデータ・ストリームと時間同期させることによって選択される。
校正針16上のEMセンサ26の空間位置は、X線/蛍光透視法を用いて、校正針16上の超音波トランスデューサ28の空間位置と位置合わせされ、それは、一度だけの処理であり得る。この変換は、式1のTNeedleEM→RefEM行列の一部として組み込まれている。US−EM変換(すなわち、所望のプローブ校正、TUS→ProbeEM)は、上記の推定量を用いて線形方程式(式1)から得ることができる。
上述の測定時間はミリ秒以下のオーダーであることが理解されるであろう。一例では、測定時間は、校正針16の超音波処理の正確な時間とすることができる。別の例では、測定時間は、超音波画像の開始のような何らかの近い時間であり得る。
介入処置における校正されたプローブの使用例
一例では、介入処置は追跡生検処置であり、解剖学的標的は処置前のMR画像データセット上で定義され、実際の介入(生検)は2D US下で行われる。以下の式は、EM、US、及びMRデータ・ストリームがすべて一緒に位置合わせされる方法を示している。
NeedleEM→RefEM×pNeedleEM(x,y,z) [ライブ針ストリーム用]…(式2)
ProbeEM→RefEM×TUS→ProbeEM×pUS(x,y,0) [ライブ2D USストリーム用]…(式3)
各処置の開始時に、超音波プローブ12は、複数の2D画像を取得し、解剖学的関心領域の3D USデータセットを形成するために、一連の角度[θ]にわたって「掃引され(swept)」又は「回転される(rotated)」。この3Dデータセット内の各2D US画像は、追跡装置14の基準EMセンサ24(式3)にインデックス付けされるので、3D USデータセットは、「RefEM」の基準フレーム内で直接得られる。
従って、p3DUS=pRefEM(すなわち、3D US データセットの点はすでに「RefEM」空間にある)
MR→3DUS×pMR(x,y,z) [3D MRデータセットの場合]...(式4)
MR→3DUSは、例えば、MRとUSの両方で識別可能な特徴を用いて、画像ベースの位置合わせ方法を用いて得られる。このようにして、USプローブ校正(TUS→ProbeEM)は、US及びMR画像データ・ストリームをEM座標空間に変換するために使用される。
装置10の例示的な計算、データ処理又はデータ・インターフェース構成要素は、開示された動作を実行するために電子プロセッサ(例えば、プロセッサ50)によって実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体として具体化することができることが理解されよう。例えば、ハード・ディスク・ドライブ、RAID、又は他の磁気記憶媒体;ソリッド・ステート・ドライブ、フラッシュ・ドライブ、電子的消去可能なリードオンリー・メモリ(EEROM)、又は他の電子メモリ;光ディスク又は他の光記憶装置;それらの種々の組み合わせ;などを、非一時的記憶媒体は、含んでもよい。
本開示は、好ましい実施形態を参照して記載された。前述の詳細な説明を読んで理解することによって、修正及び変更は、他のものに生じることがあり得る。添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限りにおいて、すべてのそのような修正及び変更を含むように本開示は構成されることが意図される。

Claims (20)

  1. 関連する超音波プローブの電磁(EM)追跡を校正するための装置であって、
    EM符号化空間内にEM場を生成するように構成された場発生器を含むEM追跡装置と、
    前記超音波プローブ上に配置されたEMセンサと、
    校正針と、
    前記校正針上に配置されたEMセンサと、
    少なくとも1つのプロセッサと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、
    前記超音波プローブを使用して測定時間における超音波画像形成空間における前記校正針の位置を決定することと、
    前記校正針上に配置された前記EMセンサの前記EM追跡装置によるEM追跡から前記測定時間における前記校正針のEM追跡位置を決定することと、
    前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置と、前記測定時間における前記校正針の前記EM追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、
    を含むEM追跡校正方法を実行するための非一時的記憶媒体と、
    を含む、装置。
  2. 前記EM追跡校正方法は、
    前記生成された位置合わせを使用して、前記超音波画像形成空間内の共通座標系における少なくとも1つの超音波画像の位置を決定すること、
    をさらに含む、請求項1に記載の装置。
  3. 前記校正針上に配置された少なくとも1つの超音波トランスデューサをさらに含み、
    前記超音波プローブを使用した前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の前記位置の決定は、
    前記超音波プローブを使用して超音波掃引を行うことと、
    前記測定時間が検出された信号のタイム・スタンプである前記超音波プローブによって放射された超音波ビームによって超音波処理されたことに応答して前記超音波トランスデューサによって放射された信号を検出することと、
    前記超音波ビームの向きから前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定し、前記測定時間を前記超音波ビームのトリガ時間と比較することと、
    を含む、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波プローブを使用して超音波掃引を行うことと、
    前記測定時間が検出された超音波反射のタイム・スタンプである前記超音波掃引に応答して、前記校正針からの超音波伝送を検出することと、
    前記超音波伝送を生じさせた前記超音波掃引の超音波ビームの向きから前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定し、前記測定時間を前記超音波伝送を生じさせた前記超音波掃引の前記超音波ビームのトリガ時間と比較することと、
    を含む、請求項1又は2に記載の装置。
  5. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波画像形成空間における超音波画像を取得することと、
    前記超音波画像における前記校正針の画像を検出することによって、前記超音波画像における前記校正針の前記位置を決定することであって、前記測定時間は、前記超音波画像における前記校正針の前記画像の取得タイム・スタンプである、決定することと、
    を含む、請求項1又は2に記載の装置。
  6. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波プローブ及び前記校正針の複数の異なる相対位置で前記超音波プローブを使用して前記校正針の候補位置を決定し、前記候補位置ごとに、前記候補位置の前記決定に関連する対応する超音波誘導信号強度を決定することと、
    最も高い対応する信号強度を有する前記候補位置として、前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することと、
    前記最も高い対応する信号強度を有する前記候補位置のタイム・スタンプとして前記測定時間を決定することと、
    を含む、請求項1乃至5のいずれか1項記載の装置。
  7. 前記校正針及び前記超音波プローブの少なくとも一方を前記校正針及び前記超音波プローブの他方に対して移動させるように構成されたロボット装置を、さらに含み、
    前記候補位置を決定することは、前記超音波プローブに対して前記校正針を移動させて、前記超音波プローブ及び前記校正針の前記複数の異なる相対位置を横断するように、前記ロボット装置を動作させることを含む、請求項6に記載の装置。
  8. 関連する超音波プローブの追跡を校正するための装置であって、
    追跡空間内で追跡センサを位置決めするように構成された追跡装置と、
    前記超音波プローブ上に配置された超音波プローブ追跡センサと、
    校正針と、
    前記校正針上に配置された校正針追跡センサと、
    少なくとも1つのプロセッサと、
    前記少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、
    前記超音波プローブを使用して測定時間における超音波画像形成空間における前記校正針の位置を決定することと、
    前記校正針上に配置された前記校正針追跡センサの前記追跡装置による追跡から前記測定時間における前記校正針の追跡位置を決定することと、
    前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の位置と、前記測定時間における前記校正針の前記追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、
    を含む追跡校正方法を実行する、非一時的記憶媒体と、
    を含む、装置。
  9. 前記追跡校正方法は、
    前記生成された位置合わせを使用して、前記超音波画像形成空間内の共通座標系における少なくとも1つの超音波画像の位置を決定すること、
    をさらに含む、請求項8に記載の装置。
  10. 前記校正針上に配置された少なくとも1つの超音波トランスデューサ、
    をさらに含み、
    前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の位置の決定は、
    前記超音波プローブを使用して超音波掃引を行うことと、
    前記測定時間が検出された信号のタイム・スタンプである前記超音波プローブによって放射された超音波ビームによって超音波処理されたことに応答して前記超音波トランスデューサによって放射された信号を検出することと、
    前記超音波ビームの向きから前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定し、前記測定時間を前記超音波ビームのトリガ時間と比較することと、
    を含む、請求項8及び9のいずれか1項記載の装置。
  11. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波プローブを使用して超音波掃引を行うことと、
    前記測定時間が検出された超音波反射のタイム・スタンプである前記超音波掃引に応答して、前記校正針からの超音波伝送を検出することと、
    前記超音波伝送を生じた前記超音波掃引の超音波ビームの向きから前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定し、前記測定時間を前記超音波伝送を生じさせた前記超音波掃引の前記超音波ビームのトリガ時間と比較することと、
    を含む、請求項8又は9に記載の装置。
  12. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波画像形成空間における超音波画像の取得することと、
    前記超音波画像における前記校正針の画像を検出することによって、前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することであって、前記測定時間は、前記超音波画像における前記校正針の前記画像の取得タイム・スタンプである、検出することと、
    を含む、請求項8及び9のいずれか1項記載の装置。
  13. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波プローブ及び前記校正針の複数の異なる相対位置で前記超音波プローブを使用して前記校正針の候補位置を決定し、候補位置ごとに、前記候補位置の前記決定に関連する対応する超音波誘導信号強度を決定することと、
    最も高い対応する信号強度を有する前記候補位置として、前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することと、
    最も高い対応する信号強度を有する前記候補位置のタイム・スタンプとして前記測定時間を決定することと、
    を含む、請求項8乃至12のいずれか1項記載の装置。
  14. 前記校正針及び前記超音波プローブの少なくとも一方を前記校正針及び前記超音波プローブの他方に対して移動させるように構成されたロボット装置をさらに含み、
    前記候補位置を決定することは、前記超音波プローブに対して前記校正針を移動させて、前記超音波プローブ及び前記校正針の前記複数の異なる相対位置を横断するように、前記ロボット装置を動作させることを含む、請求項13に記載の装置。
  15. 関連する超音波プローブの追跡を校正するための装置であって、
    追跡空間内で追跡センサを位置決めするように構成された追跡装置と、
    前記超音波プローブ上に配置された超音波プローブ追跡センサと、
    校正針と、
    前記校正針上に配置された校正針追跡センサと、
    前記校正針上に配置された超音波トランスデューサと、
    少なくとも1つのプロセッサと、
    少なくとも1つのプロセッサによって読み取り可能で実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、
    前記超音波プローブによって異なる向きに放射された複数の超音波ビームを含む超音波掃引を行うことと、
    前記超音波掃引中の前記超音波トランスデューサの超音波処理に応答して前記超音波トランスデューサによって生成されたトランスデューサ信号を検出することと、
    前記検出されたトランスデューサ信号のタイム・スタンプとしての測定時間の決定することと、
    前記超音波トランスデューサを超音波処理した前記超音波ビームの向きから前記測定時間における超音波画像形成空間における前記校正針の位置を決定し、測定時間を前記超音波トランスデューサを超音波処理した前記超音波ビームのトリガ時間及び前記超音波ビームに沿った飛行時間と比較することと、
    前記校正針上に配置された前記校正針追跡センサの追跡装置による追跡から前記測定時間における校正針の追跡位置を決定することと、
    前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置と、前記測定時間における前記校正針の前記追跡位置とを関連付ける位置合わせを生成することと、
    を含む追跡校正方法を実行する、非一時的記憶媒体と、
    を含む、装置。
  16. 前記追跡校正方法は、
    前記生成された位置合わせを使用して、前記超音波画像形成空間内の共通座標系における少なくとも1つの超音波画像の位置を決定すること、
    をさらに含む、請求項15に記載の装置。
  17. 前記校正針上に配置された少なくとも1つの超音波トランスデューサを、さらに含み、
    前記超音波プローブを使用した前記測定時間における前記超音波画像形成空間内で前記校正針の前記位置の決定は、
    前記超音波プローブを使用して超音波掃引を行うことと、
    前記測定時間が前記検出された信号のタイム・スタンプである前記超音波プローブによって放射された超音波ビームによって超音波処理されたことに応答して前記超音波トランスデューサによって放射された信号を検出することと、
    前記超音波ビームの向きから前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定し、前記測定時間を前記超音波ビームのトリガ時間と比較することと、
    を含む、請求項15及び16のいずれか1項記載の装置。
  18. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波画像形成空間において超音波画像の取得することと、
    前記超音波画像における前記校正針の画像を検出することによって、前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することであって、前記測定時間は、前記超音波画像における前記校正針の前記画像の取得タイム・スタンプである、検出することと、
    を含む、請求項15及び16のいずれか1項記載の装置。
  19. 前記超音波プローブを使用して前記測定時間における前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することは、
    前記超音波プローブ及び前記校正針の複数の異なる相対位置で前記超音波プローブを使用して前記校正針の候補位置を決定し、候補位置ごとに、前記候補位置の前記決定に関連する対応する超音波誘導信号強度を決定することと、
    最も高い対応する信号強度を有する前記候補位置として、前記超音波画像形成空間における前記校正針の前記位置を決定することと、
    最も高い対応する信号強度を有する前記候補位置のタイム・スタンプとして前記測定時間を決定することと、
    を含む、請求項15乃至18のいずれか1項記載の装置。
  20. 前記校正針及び前記超音波プローブの少なくとも一方を前記校正針及び前記超音波プローブの他方に対して移動させるように構成されたロボット装置をさらに含み、
    前記候補位置を決定することは、前記超音波プローブに対して前記校正針を移動させて、前記超音波プローブ及び前記校正針の前記複数の異なる相対位置を横断するように、前記ロボット装置を動作させることを含む、請求項19に記載の装置。
JP2019533382A 2016-12-21 2017-12-18 高速且つ自動化された超音波プローブ校正のためのシステム及び方法 Active JP7089521B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662437284P 2016-12-21 2016-12-21
US62/437,284 2016-12-21
PCT/IB2017/058037 WO2018116114A1 (en) 2016-12-21 2017-12-18 System and method for fast and automated ultrasound probe calibration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020501769A true JP2020501769A (ja) 2020-01-23
JP7089521B2 JP7089521B2 (ja) 2022-06-22

Family

ID=61003293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019533382A Active JP7089521B2 (ja) 2016-12-21 2017-12-18 高速且つ自動化された超音波プローブ校正のためのシステム及び方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11103222B2 (ja)
EP (1) EP3558132A1 (ja)
JP (1) JP7089521B2 (ja)
CN (1) CN110167447B (ja)
WO (1) WO2018116114A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020030546A1 (en) * 2018-08-08 2020-02-13 Koninklijke Philips N.V. Interventional device with pvdf ultrasound detector
US20210251602A1 (en) * 2018-08-22 2021-08-19 Koninklijke Philips N.V. System, device and method for constraining sensor tracking estimates in interventional acoustic imaging
CN109580786B (zh) * 2018-12-04 2020-07-24 广州三瑞医疗器械有限公司 一种超声探头校准方法
US11464485B2 (en) 2018-12-27 2022-10-11 Avent, Inc. Transducer-mounted needle assembly with improved electrical connection to power source
US11647980B2 (en) 2018-12-27 2023-05-16 Avent, Inc. Methods for needle identification on an ultrasound display screen by determining a meta-frame rate of the data signals
CN113905671A (zh) * 2019-05-30 2022-01-07 皇家飞利浦有限公司 编码的同步的医学介入图像信号和传感器信号
EP3771434A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-03 Koninklijke Philips N.V. Encoded synchronized medical intervention image signals and sensor signals
CN112033519A (zh) * 2020-08-18 2020-12-04 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种基于插值和拟合的水听器灵敏度标定系统和方法
CN113180608A (zh) * 2021-05-08 2021-07-30 上海科技大学 基于电磁场空间定位的光声成像系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015522389A (ja) * 2012-07-27 2015-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波画像から追跡システムへの正確で迅速な点マッピング

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2029012A2 (en) * 2006-05-26 2009-03-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Improved calibration method for catheter tracking system using medical imaging data
US7735349B2 (en) * 2007-01-31 2010-06-15 Biosense Websters, Inc. Correlation of ultrasound images and gated position measurements
US20110184684A1 (en) * 2009-07-21 2011-07-28 Eigen, Inc. 3-d self-correcting freehand ultrasound tracking system
US8564447B2 (en) * 2011-03-18 2013-10-22 Medtronic Minimed, Inc. Battery life indication techniques for an electronic device
US10188325B2 (en) * 2012-03-09 2019-01-29 Rinat O. Esenaliev Wearable, noninvasive glucose sensing methods and systems
US9119550B2 (en) * 2012-03-30 2015-09-01 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Magnetic resonance and ultrasound parametric image fusion
JP6450328B2 (ja) * 2013-03-15 2019-01-09 コナヴィ メディカル インコーポレーテッド 超音波を用いる低侵襲デバイスの能動的位置特定及び視覚化
GB201307551D0 (en) * 2013-04-26 2013-06-12 Ucl Business Plc A method and apparatus for determining the location of a medical instrument with respect to ultrasound imaging and a medical instrument
US20180132821A1 (en) * 2013-12-18 2018-05-17 Koninklijke Philips N.V. Electromagnetic tracker based ultrasound probe calibration
JP6545184B2 (ja) * 2014-03-24 2019-07-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 電磁追跡システムの品質保証及びデータ連携
CA2919901A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-04 Hossein Sadjadi Methods and apparatus for improved electromagnetic tracking and localization
JP6664517B2 (ja) * 2016-05-10 2020-03-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 追跡デバイス
CN110088728A (zh) 2016-12-20 2019-08-02 皇家飞利浦有限公司 用于编码加法的计算设备

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015522389A (ja) * 2012-07-27 2015-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波画像から追跡システムへの正確で迅速な点マッピング

Also Published As

Publication number Publication date
CN110167447B (zh) 2023-02-03
EP3558132A1 (en) 2019-10-30
CN110167447A (zh) 2019-08-23
US20200085413A1 (en) 2020-03-19
US11103222B2 (en) 2021-08-31
JP7089521B2 (ja) 2022-06-22
WO2018116114A1 (en) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7089521B2 (ja) 高速且つ自動化された超音波プローブ校正のためのシステム及び方法
US11116582B2 (en) Apparatus for determining a motion relation
US11653893B2 (en) 3D tracking of an interventional instrument in 2D ultrasound guided interventions
Boctor et al. Rapid calibration method for registration and 3D tracking of ultrasound images using spatial localizer
US20160007970A1 (en) Segmentation of large objects from multiple three-dimensional views
US9778359B2 (en) Method and system for the hand-guided ultrasound check of a test object
US20170215841A1 (en) Position correlated ultrasonic imaging
US20190142374A1 (en) Intertial device tracking system and method of operation thereof
JP6253787B2 (ja) 介入ツールの音響3dトラッキング
JP2019514598A5 (ja) 追跡デバイス
US20190219693A1 (en) 3-D US Volume From 2-D Images From Freehand Rotation and/or Translation of Ultrasound Probe
WO2016041395A1 (zh) 影像引导型弹性检测系统及其检测方法
CN106456084A (zh) 超声成像装置
EP3968861A1 (en) Ultrasound system and method for tracking movement of an object
JP2014124319A (ja) 超音波キャリブレーションシステム及び超音波キャリブレーション方法
US20170281135A1 (en) Image Registration Fiducials
US20190209130A1 (en) Real-Time Sagittal Plane Navigation in Ultrasound Imaging
US20160345937A1 (en) System and method for imaging using ultrasound
Baumann et al. 3-D ultrasound probe calibration for computer-guided diagnosis and therapy
JP7507792B2 (ja) 受動超音波センサの相対位置の判定
WO2019048284A1 (en) INTRA-PROCEDURE CALIBRATION FOR TRACKING BASED ON IMAGES
EP3771432A1 (en) Relative location determining for passive ultrasound sensors
CN113905669A (zh) 被动超声传感器的相对位置确定
US20110098567A1 (en) Three dimensional pulsed wave spectrum ultrasonic diagnostic apparatus and three dimensional pulsed wave spectrum data generation method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190821

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7089521

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150