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CN1764849B - 通过广角三维超声成像引导侵入式医疗设备 - Google Patents

通过广角三维超声成像引导侵入式医疗设备 Download PDF

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CN1764849B CN2004800083422A CN200480008342A CN1764849B CN 1764849 B CN1764849 B CN 1764849B CN 2004800083422 A CN2004800083422 A CN 2004800083422A CN 200480008342 A CN200480008342 A CN 200480008342A CN 1764849 B CN1764849 B CN 1764849B
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Abstract

一种三维超声诊断成像系统，用来三维地引导或观察侵入式医疗装置(30)的操作。侵入式医疗装置(30)以详细的超声图像的形式被显示，以及该装置所处在的体积区域(120)的剩余部分以广角的视场的形式被显示。详细的和广角的视场可以分开地或以空间对准方式重叠地被显示在图像显示器(18)上。广角的视场可以以二维或三维方式被显示。量化的显示图可以连同广角的和详细的解剖的显示图一起被显示。详细的视图也可以以放大的或缩放的格式被显示。

Description

通过广角三维超声成像引导侵入式医疗设备
本发明涉及超声诊断成像，以及更具体地涉及使用三维超声诊断成像来引导侵入(介入)式医疗装置在身体中的放置和操作。
超声成像通常用来成像医疗装置和工具在身体内的插入、使用或操作。超声成像的一个这样的共同的用途是进行活组织检查的手术(procedure)。超声探头被用来对诸如受怀疑的肿瘤或囊肿之类的手术的感兴趣的病状进行成像。探头被操纵直至在图像平面上可以看见病状为止。用于探头的活组织检查针状附件然后在图像平面内引导活组织检查针并向病灶插入。临床医师注视该针在超声图像上的行进，小心保持探头稳定以及保持针处在图像平面内，直至针尖到达病灶为止。通过针来提取试样，然后从身体抽出针。超声成像因此用来引导针进入身体的行进，以及观察活组织检查手术的进行。
活组织检查针已被设计成具有它们自己的超声发射器或接收器，它们与成像探头进行互动。这样的超声感应的针允许针和成像探头互相通信，以及使得针和针尖在超声图像平面上能够更加清晰地被识别。超声感应的活组织检查针例如在美国专利5,158,088中被描述。
平面成像技术受到的限制在于它们提供手术的内部位置的有限的单个图像视图。理想的是提供手术的位置的更大的视场，以使得临床医师或外科医师能够更好地引导和进行手术。改进的成像有助于活体组织检查手术，以及也易于实行各种各样的侵入式手术，比如放置支架和插管，血管的扩张或切除，涉及内部组织的加热或冷冻的处理，放置放射性种子或诸如阀门和环之类的修复装置，把线或导管引导通过血管以便放置诸如起搏器、植入式心脏复律器/除纤颤器、电极和导引线之类的装置，放置缝合线、钉合钉和化学/基因传感电极，引导或操作机械手的外科装置，以及引导内窥探镜或最小限度侵入的外科手术。超声引导因此在各式各样的侵入式或介入式临床应用中找到扩展的用途，包括心脏、肺、中枢与周围神经系统手术、肠胃、肌肉骨骼、妇科、产科、泌尿科、眼科和耳鼻喉科手术。
按照本发明的原理，三维超声成像用来引导或监视进行诸如以上列举的那些侵入(介入)式医疗装置的放置和/或使用。在一个实施例中，介入式装置的位置或它的活动被记录在一个合并了来自三维超声成像系统与介入系统的信息的三维超声图像上。合并的图像可以在超声系统、介入系统、或在组合的超声成像和介入装置系统的显示器上被观看。介入装置在详细的超声图像中被显示，以及该装置所处在的体积区域的剩余部分以广角的视场被显示。详细的和广角的视场可以分开地或以空间对准方式重叠地被显示在图像显示器上。广角的视场可以以二维或三维形式被显示。按照本发明的另一个方面，介入式装置的轨迹比周围的体积更详细地被超声扫描，以便以更大的可视精度和更高的帧速率显示介入式装置的引导或使用。
在图上：
图1以框图形式说明使用三维超声成像来引导或监视侵入式工具和手术。
图2说明通过经胸廓换能器探头得到的在心脏中导管的三维超声成像。
图3以框图形式说明适合于在本发明的实施例中使用的三维超声成像系统的功能子系统。
图4以框图形式说明使用三维超声成像来引导或监视侵入式工具和手术的另一个实施例。
图5说明一种用于借助于二维阵列换能器定位在身体内的侵入式医疗装置的方法。
图6说明用于定位在身体内的侵入式医疗装置的第二种方法。
图7说明用比周围图像体积更大的波束密度扫描侵入式装置周围的体积。
图8-11说明感兴趣的体积连同包含感兴趣的体积的更大的体积视场一起的超声显示图。
图12说明介入地点的三维、二维和量化的超声度量的显示图。
图13说明介入式装置的详细三维超声图像连同介入装置的位置的更大体积视场一起的显示图。
图14说明三维超声图像中介入式手术的轨迹的记录。
图15说明从三维超声图像数据得到的在线框模型中的介入式手术的轨迹的记录。
图16说明介入装置的活动的三维图像、记录介入式手术的线框模型和涉及轨迹的ECG波形的同时的视图。
图17-21是说明用于组合来自三维超声成像系统和介入系统的图像和/或位置数据的方法的流程图。
图22以框图形式说明通过三维超声成像辅助的用于进行侵入式手术的合并的系统。
首先参考图1，以部分框图形式示出了使用三维超声成像来引导或监视侵入式工具和手术。图的左面是三维(3D)超声成像系统，它包括具有二维阵列换能器的探头10。换能器阵列在超声采集子系统12的控制下发送超声波束到体积视场120并接收响应于发送波束的回波，所述回波被耦合到采集子系统并被其处理。由换能器阵列的单元接收的回声采集子系统组合成相干回波信号，并且回波信号连同从其接收回波信号的坐标(用于径向发射方向图的r，θ，)一起被耦合到3D图像处理器14。3D图像处理器把回波信号处理成三维超声图像，该图像在显示器18上被显示。超声系统由控制板16进行控制，用户通过该控制板规定要执行的成像的特性。
图1上还显示介入装置系统。介入装置系统包括侵入式(介入式)装置30，它在身体内执行功能。在此图上，介入装置被显示为导管，但它也可以是某一其它工具或器械，例如针，诸如解剖器械或钉合器或支架传递之类的外科工具，电生理或气球导管，诸如高强度超声探头或起搏器或除纤颤器引线之类的治疗装置，诸如IVUS或光导管或传感器之类的诊断或测量装置，或在体内操纵和操作的任何其它装置。介入装置30被引导子系统22操纵，引导子系统22可以以机械方式辅助操控和放置介入装置在体内。介入装置30用来执行它想要的功能，比如在想要的位置处放置物品，或在介入子系统20的控制下测量、照明、加热、冷冻或切割组织。介入子系统20还从介入装置接收关于所执行的手术的信息，比如光的或声的图像信息、温度、电生理或其它测量信息、或通知侵入操作完成的信息。易于处理以便进行显示的信息被耦合到显示处理器26。介入装置也可以具有活动位置传感器32，它用来提供关于工作尖端在体内的位置的信息。活动位置传感器32可以通过发送或接收具有声、光、射频或电磁频谱形式的信号进行工作，并且它的输出被耦合到装置位置测量子系统24。替换地，传感器32可以是无源装置，例如对于由探头10发射的超声能量具有高反射的衍射光栅。当显示处理器26适合于处理或显示有关介入装置在体内的位置的信息时，介入装置的位置信息被耦合到显示处理器26。有关介入装置的功能或操作的信息被显示在显示器28上。介入装置系统由用户通过控制板27进行操作。
在图1的实施例中，侵入式装置30被显示为导管，它正在心脏100的左心室102的壁上执行功能。通过3D超声成像系统的体积视场120的三维超声成像，左心室的内膜壁的全部范围是可见的。介入装置30的工作尖端可包括用于成像或定向心内膜的x射线、射频或超声装置；或生理或热传感器，它用于进行心内膜的诊断测量；或烧蚀装置，它用于处理在心内膜上的伤痕；或例如电极的放置装置。介入装置的尖端被操纵到心壁上的一个点，在这点上通过操作引导子系统22来执行这样的功能。然后由介入子系统20命令介入装置执行它打算的手术，以及由例如在进行手术时接收或发送来自传感器32的信号的装置位置测量子系统24确定执行手术的位置。
通过使用三维超声系统使得手术的地点(在上述的例子中左心室的壁)直接可见以便监视手术，可以协助侵入式手术。当介入装置30在体内被操纵时，对装置进行操作的三维环境可以以三维形式被显示，从而使得操作者能够预先考虑管口和血管在体内的转动和弯曲以及将介入装置的工作尖端精确地放置在想要的手术地点。为了对粗略的导航提供足够详细的分辨率以引导在侵入式装置的邻近区域内介入，必须看见大的视场。操作者可以操纵和重新放置探头10，以恒定地保持介入装置30在探头的体积视场中。由于在优选实施例中探头10具有快速发送和接收电子操控的波束的二维阵列而不是机械扫描的换能器，所以可以执行实时三维超声成像以及可以以三维形式连续地和精确地观看介入装置及其手术。
按照本发明的第一实施例的另一个方面，信号路径42连接超声系统的超声采集子系统12和介入装置系统的装置位置测量子系统24，以允许成像系统与介入装置的同步。这个同步允许图像采集和介入装置操作以不同的时间交替间隔来完成，如果一个装置的操作干扰另一个装置的话。例如，如果介入装置30正在执行心脏或血管壁的声成像，则希望在它们没有被来自3D成像探头10的声发送中断时出现这些声音时间间隔。当介入装置正在发送用于烧蚀或某些其它将干扰来自探头10的成像信号的手术的高能量信号时，可能希望中止成像。当超声系统正在产生一个具有以3D超声图像形式显示的介入装置的位置的增强表示的3D超声图像时，该同步也使得超声系统能够请求和接收来自介入装置的位置信息。当超声系统正在记录由介入装置执行的手术的位置以用于进一步参考时，超声系统也可请求和接收来自介入装置的位置信息，正如下面将更加全面地讨论的。
按照本发明的此第一实施例的另一方面，图像数据可以通过信号路径44在超声系统的3D图像处理器14与介入装置系统的显示处理器26之间进行交换，以用于形成包含来自两个系统的信息的3D图像。这使得能够显示由介入装置系统产生的介入装置30的图像以作为由超声系统产生的3D超声图像的一部分。两个系统的成像能力的这样的融合，更好地使得内科医师能够通过由超声系统提供的大范围的三维视场和由介入装置系统产生的装置图像数据的协助来引导和利用介入装置。
图2说明在所使用的三维超声探头是经胸廓的(transthoracic)探头10时的本发明的实施。在本例中，以部分轮廓显示在肋骨骨架110、112后面的心脏100位于肋骨骨架左侧的后面。在心脏内概略显示心脏100的左心室并用交叉阴影线表示。对于成年病人通过在肋骨110、112之间扫描心脏以及对于某些儿科病人通过从最低的肋骨112的下面向上扫描，左心室可被选取以用于超声成像。探头10从心脏顶端104出发扫描心脏，正如由探头10扫描的体积视场的轮廓120所表示的。如图2所示，左心室102可以被从肋骨骨架110、112之间指向的体积视场充分地包括和扫描。
虽然本实施例说明以圆锥视场的形式进行体积区域120的相控阵扫描，但本领域技术人员将会认识到，也可以采用其它扫描格式，比如扫描矩形或六边形的棱椎的视场。也将会看到，除了经胸廓探头以外的探头可用于三维扫描，例如经食道探头、诸如阴道或直肠探头之类的内腔探头、以及诸如安装在导管上的换能器探头之类的血管间探头。虽然电子扫描的二维阵列换能器是优选的，但机械扫描阵列对于诸如腹部手术之类的某些应用也可以是优选的。
图3更详细地说明图1的3D超声系统的某些部件。二维阵列换能器50的元件被耦合到多个微波束成形器62。微波束成形器通过阵列换能器50的单元来控制超声的发射以及对返回到单元组的回波进行部分地波束成形。微波束成形器62优选地以集成电路的形式制成，并且位于探头10的外壳内靠近阵列换能器。微波束成形器或正如通常称呼的子阵列波束成形器在美国专利6,375,617和5,997,479中更全面地被描述。探头10也可以包括位置传感器52，它把表示探头10的位置的信号提供给换能器位置检测器54。传感器52可以是磁、电磁、射频、红外或其它类型的传感器，比如发送由电压阻抗电路检测的信号的传感器。当对于形成包含来自超声系统与介入装置系统的信息的空间协调的图像有用时，由检测器54产生的换能器位置信号56可被超声系统使用或被耦合到介入装置系统。
由微波束成形器62产生的部分波束成形的信号被耦合到波束成形器64，在其中完成波束成形过程。最终得到的沿着波束的相干回波信号通过由信号处理器66进行的滤波、幅度检测、多普勒信号检测和其它过程而被处理。回波信号然后由图像处理器68处理成在探头的坐标系统(例如r，θ，)中的图像信号。图像信号被扫描变换器70变换成想要的图像格式(例如笛卡尔坐标x、y、z)。三维图像数据被耦合到体积呈现器72，它呈现体积区域120的三维图，正如从选择的观看方向看到的。体积呈现在现有技术上是熟知的并且在美国专利5,474,073中被描述。对于还没有被扫描变换的图像数据也可以执行体积呈现，正如在由Alistair Dow和Paul Detmer在2001年12月19日提交的美国专利申请序列号10/026,996中描述的。在二维成像期间，图像平面数据绕过体积呈现器并被直接耦合到视频处理器76，它产生与显示器18的要求相兼容的视频驱动信号。体积呈现的3D图像也被耦合到视频处理器76以用于显示。系统可以显示各个单独的体积呈现图像或一系列体积呈现图像，其表示正被实时成像的解剖组织的动态流和运动。另外，两个体积呈现可以由来自稍微偏移的观看方向的体积数据组作出，并且两个呈现同时被显示在立体显示器上，正如在由JonathanZiel在2002年12月3日提交的和标题为“Method and Apparatus toDisplay 3D Rendered Ultrasound Data on an Ultrasound Cart inStereovision”的美国专利申请序列号60/43,096(代理人档案020478)中描述的。图形处理器74接收来自扫描变换器70的扫描变换的图像数据或来自图像处理器68的未扫描变换的图像数据，以用于分析和生成图形，例如对介入装置的尖端的可见强调或器官在图像区域内的边界的检测。可见的强调可以例如由增强的或独特的亮度、色彩、或用于对装置的尖端成像的体积呈现过程提供。最终得到的图形被耦合到视频处理器，在其中图形与用于显示的图像相协调和重叠。
图4说明本发明的另一个实施例。这个实施例与图1的不同之处在于，从探头10到介入装置系统的装置位置测量子系统存在连接46。在本实施例中，探头10包括位置传感器52。不是由超声系统中的换能器位置检测器54处理探头位置信号，而是由用于处理来自介入装置30的位置信号的同一个子系统处理该信号。两个位置信号允许介入装置的位置与由介入装置系统执行并用于两个系统的协调成像的探头的位置的直接相关。
图5说明探头10检测介入装置30的位置的一种技术。在图上，位于介入装置30上的换能器32发送声脉冲，该声脉冲被换能器阵列50的三个单元51、51’和51”接收。单元51和51’与单元51”间隔开已知的距离a和b。通过测量脉冲从介入装置到达三个单元的时间，可以通过三角测量计算换能器32相对于阵列换能器50的位置。这可以通过计算以下量而被完成：
Figure G2004800083422D00071
Figure G2004800083422D00072
其中t0是脉冲传到单元51”的时间，ta是传到单元51的时间，以及tb是传到单元51’的时间，以及v是声音在体内的速度(约1550米/秒)。
图6说明用于定位介入装置的位置的技术，其中来自成像探头10的超声脉冲被介入装置30上的换能器32接收。换能器32收听来自探头10的脉冲。具有最强信号或飞到换能器32的最短时间的发射波束对应于换能器31相对于换能器阵列50的方向。在探头10与换能器32之间的距离R由发送脉冲的飞行时间确定。在本实施例中，连接46或同步线42将用来在超声系统与介入装置系统之间交换发送和/或接收信息的时间。
带有其自身的超声换能器的介入装置可用来提供其它位置信息。例如，如果介入装置具有能够从装置的远端进行发送和接收的超声换能器，则换能器可用来定向、发出脉冲和接收来自目标组织或组织交界面的回波，以及由此根据发送-接收时间间隔的飞行时间来监视或测量或显示在装置的远端部分与附近解剖组织之间的距离。在这样的装置的一个实施例中，操作者可以在三维图像上可视地观看接近感兴趣的组织的装置，以及也可以观看在装置与组织之间的距离的测量值。距离测量值例如可以以厘米来用数值显示，或可以在诸如M模式显示器之类的量化显示器中被显示，其中可以在一个时间间隔上看到装置逐步被组织包围。
如果想要的话，介入装置的位置也可以通过超声系统中的信号和/或图像处理技术来检测。例如，如在美国专利4,401,124中所示的在介入装置30上的诸如衍射光栅之类的高反射元件的使用可用来产生从介入装置返回的明显可识别的回波。替换地，如果介入装置具有过分的镜面反射特性，则可能希望使用提供更好地散射和/或吸收超声能量的装置，例如具有粗糙或吸收表面的装置。这将增加系统增益，以便在3D图像上更好地规定组织结构，而同时介入装置没有用明亮的强的反射回波淹没图像。另一个替换例是通过诸如在图像上尖端的自动边界检测之类的图像处理识别介入装置尖端的形状。又一个方法是使得介入装置的尖端振动，以便使得它产生多普勒反射，正如在美国专利5,095,910中描述的。使用介入装置上的换能器的其它实施例可以在美国专利5,158,088和5,259,837中找到。可以采用用于侵入式装置的诸如磁场线圈之类的其它传感器类型，正如在美国专利6,332,089中描述的。
当进行介入装置的3D超声成像时的一个难处是，通常需要宽的或深的体积视场，以便在其行进路径附近和手术中充分地成像该装置。这意味着必须发送和接收大量波束，以便以想要的分辨率充分地扫描体积视场而没有空间混淆(aliasing)。而且，视场的深度需要发送脉冲和接收的回波行进很多次。这些特性不能被避免，因为它们受到控制声音在体内的速度的物理学定律的支配。因此，为了得到完全的三维图像，需要大量时间，并且显示器的帧速率常常低于想要的。图7说明这个难题的一个解决方案，它在介入装置30的附近使用与在宽视场的外面范围所采用的不同的扫描方法。在所说明的例子中，介入装置的位置由以上讨论的一个技术确定。这个信息被传送到超声采集子系统12，然后它在包围介入装置30的体积区域122中发送更大的波束密度。在体积视场120的其余部分，采用更宽间隔的发送波束。如果想要的话，在更宽间隔的发送波束之间的空间可以通过插入合成的回波信号来填充。通过这个技术，包围介入探头的体积区域122将以更高的清晰度和分辨率被显示，从而使得内科医师能够在手术地点精确地引导和使用装置。其余的体积空间将以较低的但使得介入装置和手术在周围的组织中足以适应的清晰度被显示。在介入装置的体积区域内的波束密度可以均匀地高，而周围空间以均匀的较低的波束密度被扫描。替换地，在装置传感器32附近可以采用最高波束密度，波束密度随着离介入装置距离的增大而降低。通过连续跟踪介入装置30的位置，体积区域122不断地按需要进行重新规定，以便在空间上相应于介入装置30的位置。
可以采用的波束密度的另一个变例是在介入装置附近和在周围的体积中使用不同数量级的接收的多线。多线数量级和发射波束密度的变化可以合在一起使用或单独地使用。例如，在全部扫描体积中可以使用相同的空间发射波束密度，但在介入装置附近使用比周围体积更高数量级的多线(对于每个发送波束的更多数目的不同操纵的接收线)以产生介入装置的区域的更详细的图像。作为第二个例子，在周围体积中比在介入装置附近使用更少数目的空间发送波束密度。较高数量级的多线然后在周围体积中被使用来填充在发射波束轴之间具有相对较大数目的接收的多线的空间，以及较低数量级的多线在介入装置附近被使用来填充在发射波束轴之间具有对于每个发送波束的相对较小数目的接收的多线的较小的空间。后者的方法将减小在其中希望更详细的视图的介入装置附近作为每个接收的多线离发送波束轴的距离的函数的回波强度变化的多线人工产物。
图8-13说明用于对付3D帧速率下降的这个问题的其它技术的显示图99。在图8上，介入装置30的3D轨迹82以高的波束密度和/或帧速率扫描。体积区域82以更宽的平面视场80被显示在同一个显示图99上。平面80可以比装置30的体积区域82更不经常地或以更小的波束密度进行扫描。也可以采用不同数量级的多线接收。用更小的波束密度扫描区域80意味着，可以用与对于扫描更多的波束密度体积82所需要的相同数目的发送-接收周期扫描更大的体积或区域。因此，可以用较小的波束密度扫描更宽的视场，以及在图8上显示的全部图像的帧速率增加。轮廓图82’描绘介入装置体积82相对于图像平面80的位置。在图9上，3D图像84以比分开的介入装置体积82更小的波束密度和/或帧速率提供更宽的视场。介入装置体积82相对于更大的体积图像84的位置由轮廓图82’表示。在图10上，介入装置体积82被显示在它的相对于图像平面80的正确的空间位置。在图11上，介入装置体积82被显示在被较不紧密地采样的体积84中在它的正确的空间位置，该方法显示于图7。
图12说明血管404、406的系统的三维超声图像400的显示图99。诸如放置支架那样的介入手术在位置410执行，该位置被记录在图像上。位置410是通过在设定支架时检测介入装置的位置被标记的，以及此后不断显示它在体内的记录的空间位置。三维图像400提供支架的轨迹的全面的视图，并以比体积区域400的平面402更低的波束密度和/或帧速率被产生。平面402的图像被显示在靠近体积视场，以及包含位置标记410。通过用更大的波束密度和/或更高的帧速率扫描这个图像平面402，内科医师能够更好地观察介入手术的结果。另外，对于手术地点位置410特定的图像408被显示在显示器上。这典型地将是基于时间的显示，例如EKG轨迹、多普勒频谱显示、M模式显示、或彩色M模式显示，所有这些显示提供作为时间的函数的生理信息。
图13说明采用图9和11上显示的技术的显示图99。在这个显示图上，以较小的波束密度和/或帧速率扫描的宽视场的三维六边形图像300揭示了血管系统12的扩展。在血管中一个点上执行手术的介入装置12被显示在更高分辨率的体积区域306中。介入装置体积306也以缩放的视图308的形式被分开显示在同一显示图中，其中手术点被更详细地显示。这个实施例组合早先的实施例的几个特性。其它变例对于本领域技术人员也将容易进行。
图14说明本发明的实施例，其中侵入式处理方式的结果以三维超声图像的形式被记录。这个图说明具有工作尖端的导管30，该工作尖端烧蚀心脏壁上的损伤。当处理每个损伤时，通过使用位置传感器32或以上讨论的介入装置检测技术之一来标记处理的位置。用于检测导管的位置的另一个技术是把不同电压的电极施加到身体的两侧以在身体上建立空间电压梯度。传感器32检测在梯度场中它的位置处的阻抗，这相应于导管工作尖端的空间位置。通过在不同的时间和在身体的不同的地方使用多个电极，可以以三维方式感知工作尖端的位置。这些处理的位置被存储在存储器中，并且可用来映射其中进行处理的总的区域，比如心脏壁。按照本发明的另一个方面，把处理位置信息与三维超声图像数据合并，以便可视地标记出在心脏内膜壁上的处理位置，正如图14上圆圈标记92、94显示的。记录实时三维超声图像的序列不仅记录介入装置的活动性，而且记录治疗过程的进展和历史。
图15说明其中治疗过程的进展和历史被记录在所处理的解剖组织的模型上的实施例，所述解剖组织的模型在本例中是线框模型130。这个线框模型130是左心室的心脏壁的模型，以及可以通过对三维数据组的边界检测来形成，正如在美国专利6,491,636(Chenal等人)或在美国专利5,601,084(Sheehan等人)或公布的欧洲专利技术说明书EP0961135B1(Mumm等人)中描述的。当处理过程在心脏壁的特定点上进行时，通过使用传感器32或以上讨论的介入装置检测技术之一检测这些位置。然后，这些位置132、134、136被记录在3D线框模型130的恰当的空间位置，在其中它们可以以独特的色彩或强度呈现。线框模型可以是活动的实时模型，它与运动的心脏相一致地移动，或它可以是在收缩末期和舒张末期的心脏的形状和尺寸的中间的心脏的表示，或者它可以是在舒张末期在心脏最大扩张时心脏的线框模型。
图16说明一个以三种方式显示心脏信息的显示屏幕99：心脏和介入装置30的活动的三维图像100，经受治疗的心室的线框模型130，以及在由介入装置30指定的心脏的点处取的多个ECO轨迹140。分开的ECG轨迹可以被加标签、加彩色或以某一其它方式可见地指定，以显示与从其中得到这些轨迹的位置的相应关系，这些位置也可以用标记来显示在三维超声图像100、线框模型130或二者上。这样的显示能够可见地监视实况的手术、进行的手术的可视记录以及在手术的地点得到的测量数据。
图17-21是说明其中由超声系统得到的三维超声图像数据可以与介入装置的诸如位置或图像数据之类的基于空间的数据进行合并的几种方式的流程图。在图17的过程中，在步骤202，采集的3D超声数据由超声系统进行体积呈现，以形成3D超声图像。在步骤204，标识阵列换能器50或探头10的位置的体积呈现的超声图像和数据被发送到介入系统。在步骤206，3D超声图像被变换成介入系统的数据的参考帧。这可包括重新缩放3D超声图像的坐标数据，以便与介入系统数据的坐标缩放相匹配。一旦超声图像数据被变换，则通过使用探头和介入装置坐标信息，超声图像和介入装置数据被对准(步骤208)，并且被组合以形成用于显示器28的合并的三维图像(步骤210)，所述合并的三维图像包含关于介入装置和/或它的手术的空间上精确的信息。
在图18的过程中没有3D超声图像数据的初始体积呈现。代之以在步骤212开始该过程，对于3D超声图像数据进行扫描变换，以形成笛卡尔坐标参考3D数据组。在步骤214，扫描变换的3D数据组和探头或阵列换能器位置信息被发送到介入系统。在步骤216，3D超声图像数据被变换成介入系统的数据的参考帧。另外，这可以通过重新缩放3D超声图像的坐标数据以便与介入系统数据的坐标缩放相匹配而完成。在步骤218，3D图像数据组和介入装置数据根据它们的共同的参考帧被组合。然后，在步骤220，合并的数据组被介入系统进行体积呈现，以产生包含关于介入装置和/或它的手术的空间上精确的信息的复合的三维超声图像。
在图19的过程中，在步骤230，由介入装置采集的诸如位置或图像数据之类的数据被发送到超声系统。在步骤232，介入装置数据通过重新缩放数据而被变换成超声探头或换能器的参考帧。在步骤234，介入装置数据与3D扫描变换的超声图像数据相组合。在步骤236，对组合的数据进行体积呈现，以呈现包含来自介入系统的空间相关的信息的复合的三维超声图像。这样产生的图像被显示在超声系统显示器18上。
在图20的过程中，在步骤240，由介入系统产生的体积呈现视频数据被发送到超声系统。在步骤242，三维超声图像数据被重新缩放并调整以与介入系统数据的参考帧相匹配。在步骤244，然后根据在呈现介入系统数据时使用的参考帧或透视图，呈现三维超声图像数据。在步骤246，现在被呈现为相同的参考帧的介入系统视频数据和3D超声图像数据现在可被组合，以形成合并的三维图像。
在图21的过程中，在步骤250，体积呈现的3D超声视频数据被发送到介入系统。在步骤252，介入系统图像数据被重新缩放和适应3D超声呈现的参考帧。在步骤254，介入系统图像数据被呈现为与3D超声图像相同的参考帧。在步骤256，共同参考的介入系统视频数据与3D超声视频数据被组合成合并的图像。
对于本领域技术人员来说明显的是，在三维超声数据与介入装置位置数据之间的三种坐标变换是可能的。介入装置数据可被变换成3D超声图像的坐标系统，或者3D超声图像数据可被变换成介入装置数据的坐标系统，或者二者的数据组可被变换成用户选择的比例或参考帧。
前述数据组合过程的原理可被应用到图22的实施例中，这是组合的3D超声成像和介入装置系统。在这个实施例中，介入装置30由引导系统22操控，并用来在介入子系统20的控制下执行它的手术。在由介入子系统或超声采集子系统通知时，装置位置测量子系统24采集成像探头10、介入装置30或二者的位置信息。由探头10和超声采集子系统12采集的3D超声图像数据和由介入子系统采集的介入数据以及探头10、介入装置30或二者的位置数据，然后被处理以由3D图像处理器14形成合并的3D超声图像。包含介入装置和/或手术信息的3D图像然后被显示在显示器18上。整个成像和介入系统由用户控制板29控制。
正如这里使用的，术语“外科区域”“外科引导”和“外科”包括为了医疗目的把医疗工具或装置引入到身体中的任何医疗手术。

Claims (19)

1.一种用于超声显示侵入式医疗装置(30)和该装置处于其中的身体内的体积区域(122)的方法，包括：
用由超声阵列换能器(10)发射的波束扫描该体积区域(122)；
接收来自该体积区域(122)和来自位于该区域中的侵入式医疗装置(30)的回波信号；
处理回波信号，以产生该体积区域(122)的广角视场(120)；
处理回波信号，以产生该侵入式医疗装置(30)处于其中的体积区域(122)中的部分的详细视图；以及
在图像显示器(18)上以空间对准的方式在公共图像中显示该体积区域(122)的广角视场(120)和该侵入式医疗装置(30)处于其中的体积区域(122)中的这部分的详细视图。
2.如权利要求1所述的方法，其中处理回波信号以产生广角视场(120)包括处理回波信号以产生广角视场二维图像；以及
其中处理回波信号以产生详细视图包括产生体积区域(122)的一部分的体积呈现。
3.如权利要求2所述的方法，还包括指定该体积呈现在该二维图像中的空间位置。
4.如权利要求2所述的方法，其中该显示还包括显示该广角视场二维图像，并让该体积呈现与该广角视场二维图像空间对准并且包含在该广角视场二维图像中。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述处理回波信号以产生广角视场包括体积呈现该回波信号以产生广角视场三维图像；以及
其中所述处理回波信号以产生详细视图包括产生体积区域的一部分的体积呈现。
6.如权利要求5所述的方法，还包括指定该体积区域的这部分的体积呈现在该广角视场三维图像中的空间位置。
7.如权利要求5所述的方法，其中显示还包括显示该广角视场的三维图像，并让该体积区域的这部分的该体积呈现与该广角视场三维图像空间对准并且包含在该广角视场三维图像中。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述显示还包括以分开的放大或缩放视图的形式来显示该体积区域(122)的这部分的体积呈现。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述显示还包括以分开的放大或缩放视图的形式来显示该体积区域的这部分的详细视图。
10.如权利要求1所述的方法，还包括处理回波信号以产生基于时间的显示；以及
其中所述显示还包括在图像显示器(18)上显示所述基于时间的显示。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述处理回波信号以产生基于时间的显示还包括处理回波信号以产生多普勒频谱显示、M模式显示或彩色M模式显示。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述扫描还包括在体积区域(122)中发射相对较低的波束密度，而在侵入式医疗装置(30)处于其中的体积区域(122)的部分中发射相对较高的波束密度。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述处理回波信号以产生广角视场(120)还包括处理从所述体积区域(122)的低波束密度区域接收的回波信号；以及
其中所述处理回波信号以产生详细视图还包括处理从所述体积区域(122)的高波束密度区域接收的回波信号。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述显示还包括以显示器的不同帧频显示该体积区域的广角视场和该体积区域中的这部分的详细视图。
15.一种超声外科引导成像系统，它用来引导放置侵入式医疗装置(30)或观察该侵入式医疗装置(30)的操作，该系统包括：
包括阵列换能器的超声探头(10)，它在包括侵入式医疗装置(30)的体积外科区域(120)上操控超声波束；
耦合到该阵列换能器的发送波束成形器，它用来控制在体积区域(120)中由该阵列换能器发送的波束的空间波束密度；
接收波束成形器，耦合到该阵列换能器并响应于来自阵列单元的回波信号，用于产生在侵入式医疗装置(30)的附近和在体积区域(120)中除去该侵入式医疗装置位置的位置处的接收扫描线；
图像处理器(68)，响应于该接收扫描线，用于产生该体积外科区域(120)的广角视场图像和在该外科区域的子区域中的侵入式医疗装置(30)的详细三维视图；以及
耦合到该图像处理器(68)的显示器(18)，显示该体积外科区域(120)的广角视场图像，并让该侵入式医疗装置(30)的子区域的详细三维视图与该广角视场图像空间配准并且包含在该广角视场图像中。
16.如权利要求15所述的超声外科引导成像系统，其中发送波束成形器用来把由阵列换能器发送的波束的空间波束密度控制成在侵入式医疗装置(30)的附近和在体积区域(120)中除去该侵入式医疗装置位置的位置处是不同的。
17.如权利要求15所述的超声外科引导成像系统，其中接收波束成形器包括多线接收波束成形器。
18.如权利要求17所述的超声外科引导成像系统，其中该多线接收波束成形器用来对于每个发送波束在侵入式医疗装置(30)的附近产生与在体积区域(120)中除去该侵入式医疗装置位置的位置处所产生的接收多线的数目不同的接收多线。
19.如权利要求15所述的超声外科引导成像系统，其中所述图像处理器(68)还进行操作来以不同的显示帧频来产生该广角视场图像和该详细三维视图。
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Families Citing this family (95)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090156935A1 (en) * 2004-10-08 2009-06-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Three Dimensional Diagnostic Ultrasound Imaging System with Image Reversal and Inversion
US7604601B2 (en) 2005-04-26 2009-10-20 Biosense Webster, Inc. Display of catheter tip with beam direction for ultrasound system
US7569015B2 (en) * 2005-07-15 2009-08-04 General Electric Company Integrated physiology and imaging workstation
US20070043596A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 General Electric Company Physiology network and workstation for use therewith
US8471866B2 (en) * 2006-05-05 2013-06-25 General Electric Company User interface and method for identifying related information displayed in an ultrasound system
US7612773B2 (en) * 2006-05-22 2009-11-03 Magnin Paul A Apparatus and method for rendering for display forward-looking image data
JP4996141B2 (ja) * 2006-06-12 2012-08-08 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置
US7874991B2 (en) * 2006-06-23 2011-01-25 Teratech Corporation Ultrasound 3D imaging system
DE602007008726D1 (de) * 2006-06-23 2010-10-07 Koninkl Philips Electronics Nv Verfahren, vorrichtung und computerprogramm zur dreidimensionalen ultraschallabbildung
RU2009107926A (ru) * 2006-08-09 2010-09-20 Конинклейке Филипс Электроник Н.В. (Nl) Ультразвуковая система формирования изображений
JP4987503B2 (ja) * 2007-02-06 2012-07-25 株式会社東芝 超音波診断装置、画像データ表示装置及び画像データ表示用制御プログラム
US20080287783A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 General Electric Company System and method of tracking delivery of an imaging probe
US8428690B2 (en) * 2007-05-16 2013-04-23 General Electric Company Intracardiac echocardiography image reconstruction in combination with position tracking system
US8989842B2 (en) * 2007-05-16 2015-03-24 General Electric Company System and method to register a tracking system with intracardiac echocardiography (ICE) imaging system
US8527032B2 (en) * 2007-05-16 2013-09-03 General Electric Company Imaging system and method of delivery of an instrument to an imaged subject
US8364242B2 (en) * 2007-05-17 2013-01-29 General Electric Company System and method of combining ultrasound image acquisition with fluoroscopic image acquisition
WO2009022247A1 (en) * 2007-08-15 2009-02-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Volumetric stress echocardiography slice view
US10299753B2 (en) 2007-11-29 2019-05-28 Biosense Webster, Inc. Flashlight view of an anatomical structure
US20090149755A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Medison Co., Ltd. Ultrasound system and method of forming an ultrasound image
JP5380121B2 (ja) * 2008-06-09 2014-01-08 株式会社東芝 超音波診断装置
WO2009156894A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method and system for cardiac resynchronization therapy
US20100063400A1 (en) 2008-09-05 2010-03-11 Anne Lindsay Hall Method and apparatus for catheter guidance using a combination of ultrasound and x-ray imaging
US12102479B2 (en) 2008-09-15 2024-10-01 Teratech Corporation Ultrasound 3D imaging system
US10080544B2 (en) * 2008-09-15 2018-09-25 Teratech Corporation Ultrasound 3D imaging system
US20120179044A1 (en) 2009-09-30 2012-07-12 Alice Chiang Ultrasound 3d imaging system
US9826959B2 (en) 2008-11-04 2017-11-28 Fujifilm Corporation Ultrasonic diagnostic device
US9795442B2 (en) 2008-11-11 2017-10-24 Shifamed Holdings, Llc Ablation catheters
PL2370015T3 (pl) * 2008-11-11 2017-07-31 Shifamed Holdings, Llc Niskoprofilowy zespół elektrodowy
WO2010057315A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 The University Of British Columbia Apparatus and method for imaging a medical instrument
JP5693471B2 (ja) 2009-02-11 2015-04-01 ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッドＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ． 絶縁された切除カテーテルデバイスおよびその使用法
US8724874B2 (en) * 2009-05-12 2014-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Fusion of 3D volumes with CT reconstruction
US10039527B2 (en) * 2009-05-20 2018-08-07 Analogic Canada Corporation Ultrasound systems incorporating spatial position sensors and associated methods
US9895135B2 (en) * 2009-05-20 2018-02-20 Analogic Canada Corporation Freehand ultrasound imaging systems and methods providing position quality feedback
EP2445568B1 (en) * 2009-06-24 2020-09-23 Kalila Medical, Inc. Steerable medical delivery devices
EP2448510B1 (en) 2009-06-30 2016-08-31 Boston Scientific Scimed, Inc. Map and ablate open irrigated hybrid catheter
US20110160585A1 (en) * 2009-07-01 2011-06-30 Medicinelodge, Inc. Dba Imds Co-Innovation Ultrasound for navigation through psoas muscle
US8663110B2 (en) 2009-11-17 2014-03-04 Samsung Medison Co., Ltd. Providing an optimal ultrasound image for interventional treatment in a medical system
US20110118603A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-19 Sean Suh Spinous Navigation System and Associated Methods
US9019262B2 (en) * 2009-11-27 2015-04-28 Hologic, Inc. Systems and methods for tracking positions between imaging modalities and transforming a displayed three-dimensional image corresponding to a position and orientation of a probe
US9486162B2 (en) 2010-01-08 2016-11-08 Ultrasonix Medical Corporation Spatial needle guidance system and associated methods
US20110184284A1 (en) * 2010-01-28 2011-07-28 Warsaw Orthopedic, Inc. Non-invasive devices and methods to diagnose pain generators
CA2793737A1 (en) 2010-03-24 2011-09-29 Shifamed Holdings, Llc Intravascular tissue disruption
US8861822B2 (en) 2010-04-07 2014-10-14 Fujifilm Sonosite, Inc. Systems and methods for enhanced imaging of objects within an image
US8582865B2 (en) * 2010-04-28 2013-11-12 General Electric Company Ultrasound imaging with ray casting and software-based image reconstruction
JP5792802B2 (ja) 2010-05-12 2015-10-14 シファメド・ホールディングス・エルエルシー 低い外形の電極組立体
US9655677B2 (en) 2010-05-12 2017-05-23 Shifamed Holdings, Llc Ablation catheters including a balloon and electrodes
EP2454996A1 (en) * 2010-11-17 2012-05-23 Samsung Medison Co., Ltd. Providing an optimal ultrasound image for interventional treatment in a medical system
CN103327905B (zh) * 2010-11-19 2015-12-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 手术器械的三维超声引导
US10624607B2 (en) 2010-11-19 2020-04-21 Koninklijke Philips N.V. Method for guiding the insertion of a surgical instrument with three dimensional ultrasonic imaging
FR2968923B1 (fr) 2010-12-17 2012-12-21 Gen Electric Synchronisation de systemes d'imagerie medicaux
US9089340B2 (en) 2010-12-30 2015-07-28 Boston Scientific Scimed, Inc. Ultrasound guided tissue ablation
WO2012151396A2 (en) 2011-05-03 2012-11-08 Shifamed Holdings, Llc Steerable delivery sheaths
JP2014516723A (ja) 2011-06-01 2014-07-17 ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッド 超音波映像性能を備えた切除プローブ
CA2847846A1 (en) 2011-09-14 2013-03-21 Boston Scientific Scimed, Inc. Ablation device with multiple ablation modes
AU2012308464B2 (en) 2011-09-14 2016-10-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Ablation device with ionically conductive balloon
CN103946717B (zh) * 2011-11-10 2016-12-21 皇家飞利浦有限公司 稳定帧速率体积超声成像
WO2013102072A1 (en) 2011-12-28 2013-07-04 Boston Scientific Scimed, Inc. Ablation probe with ultrasonic imaging capability
EP2802282A1 (en) 2012-01-10 2014-11-19 Boston Scientific Scimed, Inc. Electrophysiology system
US9295449B2 (en) 2012-01-23 2016-03-29 Ultrasonix Medical Corporation Landmarks for ultrasound imaging
EP2809253B8 (en) 2012-01-31 2016-09-21 Boston Scientific Scimed, Inc. Ablation probe with fluid-based acoustic coupling for ultrasonic tissue imaging
US8961550B2 (en) 2012-04-17 2015-02-24 Indian Wells Medical, Inc. Steerable endoluminal punch
US9636083B2 (en) 2012-07-17 2017-05-02 The Johns Hopkins University High quality closed-loop ultrasound imaging system
US9076246B2 (en) * 2012-08-09 2015-07-07 Hologic, Inc. System and method of overlaying images of different modalities
JP6453298B2 (ja) 2013-03-15 2019-01-16 ホロジック, インコーポレイテッドHologic, Inc. 細胞診標本を観察および解析するためのシステムおよび方法
US10098694B2 (en) 2013-04-08 2018-10-16 Apama Medical, Inc. Tissue ablation and monitoring thereof
AU2014251039B2 (en) 2013-04-08 2018-12-06 Apama Medical, Inc. Cardiac ablation catheters and methods of use thereof
US10349824B2 (en) 2013-04-08 2019-07-16 Apama Medical, Inc. Tissue mapping and visualization systems
CN105407808B (zh) * 2013-07-24 2018-12-04 皇家飞利浦有限公司 用于对齐血管的超声数据的空间不同的子体积的方法
JP2016531713A (ja) * 2013-09-30 2016-10-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． ユーザが規定可能な関心領域を含む画像ガイダンスシステム
WO2015099253A1 (ko) * 2013-12-26 2015-07-02 노슨주식회사 초음파 또는 광음향 프로브와 이를 이용한 초음파 진단 시스템, 초음파 치료 시스템, 초음파 진단 및 치료 시스템, 및 초음파 또는 광음향 시스템
EP3095001B1 (en) * 2014-01-17 2023-04-26 The Trustees of Columbia University in the City of New York Systems and methods for three-dimensional imaging
US10061111B2 (en) 2014-01-17 2018-08-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for three dimensional imaging
WO2016061002A1 (en) 2014-10-13 2016-04-21 Boston Scientific Scimed Inc. Tissue diagnosis and treatment using mini-electrodes
WO2016065337A1 (en) 2014-10-24 2016-04-28 Boston Scientific Scimed Inc. Medical devices with a flexible electrode assembly coupled to an ablation tip
CN106999080B (zh) 2014-12-18 2020-08-18 波士顿科学医学有限公司 针对病变评估的实时形态分析
US10420537B2 (en) 2015-03-27 2019-09-24 Shifamed Holdings, Llc Steerable medical devices, systems, and methods of use
CN107708785B (zh) 2015-04-24 2021-08-20 卡里拉医疗股份有限公司 可转向医疗装置、系统和使用方法
CN108027437B (zh) * 2015-09-10 2022-07-05 皇家飞利浦有限公司 具有宽深度和详细查看的超声系统
EP3371624B1 (en) 2015-11-02 2019-06-19 Koninklijke Philips N.V. An ultrasound system for providing ultrasound images at variable frequencies of a volumetric region comprising an interferer analyzer
CA3003045A1 (en) 2015-11-09 2017-05-18 Shifamed Holdings, Llc Steering assemblies for medical devices, and methods of use
EP3376936B1 (en) 2015-11-16 2024-01-03 Boston Scientific Scimed, Inc. Energy delivery devices
WO2017100139A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 Mark Pierce Tracked imagery optical biopsy system
JP7076369B2 (ja) * 2015-12-31 2022-05-27 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 介入音響撮像のためのシステム及び方法
US20190090842A1 (en) * 2016-04-19 2019-03-28 Koninklijke Philips N.V. Acoustic registration of internal and external ultrasound probes
WO2018013489A1 (en) 2016-07-10 2018-01-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Three-dimensional imaging using swept, confocally aligned planar excitation with an image relay
US10932749B2 (en) * 2016-11-09 2021-03-02 Fujifilm Sonosite, Inc. Ultrasound system for enhanced instrument visualization
JP2020506749A (ja) 2017-01-19 2020-03-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 介入デバイスを撮像及び追跡するシステム並びに方法
US10712545B2 (en) * 2017-03-07 2020-07-14 The United States Of America As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Systems and methods for conducting contact-free thickness and refractive-index measurements of intraocular lenses using a self-calibrating dual confocal microscopy system
US11937887B2 (en) 2019-05-17 2024-03-26 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound system and method for tracking movement of an object
EP4013310B1 (en) 2019-08-15 2023-01-04 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound-based device localization
EP3808280A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-21 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound-based device localization
EP4033987B1 (en) 2019-09-26 2025-02-26 Koninklijke Philips N.V. Automatic closed-loop ultrasound plane steering for target localization in ultrasound imaging and associated devices and systems
WO2024215790A1 (en) * 2023-04-13 2024-10-17 Medtronic, Inc. System and method for positioning a member relative to a subject
WO2024215791A1 (en) * 2023-04-13 2024-10-17 Medtronic, Inc. System and method for positioning a member relative to a subject
CN116458925B (zh) * 2023-06-15 2023-09-01 山东百多安医疗器械股份有限公司 一种便携式无盲区多模态超声心电系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5873830A (en) * 1997-08-22 1999-02-23 Acuson Corporation Ultrasound imaging system and method for improving resolution and operation
US5957844A (en) * 1996-12-03 1999-09-28 Surgical Navigation Specialist Inc. Apparatus and method for visualizing ultrasonic images
US6221016B1 (en) * 1997-07-15 2001-04-24 Fujitsu Limited Ultrasonic diagnostic apparatus
US6375617B1 (en) * 2000-08-24 2002-04-23 Atl Ultrasound Ultrasonic diagnostic imaging system with dynamic microbeamforming
US20020049375A1 (en) * 1999-05-18 2002-04-25 Mediguide Ltd. Method and apparatus for real time quantitative three-dimensional image reconstruction of a moving organ and intra-body navigation

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3308655B2 (ja) * 1993-07-02 2002-07-29 株式会社日立製作所 超音波信号処理装置
US6019724A (en) * 1995-02-22 2000-02-01 Gronningsaeter; Aage Method for ultrasound guidance during clinical procedures
US5817022A (en) * 1995-03-28 1998-10-06 Sonometrics Corporation System for displaying a 2-D ultrasound image within a 3-D viewing environment
US6248073B1 (en) * 1995-06-29 2001-06-19 Teratech Corporation Ultrasound scan conversion with spatial dithering
US6256529B1 (en) * 1995-07-26 2001-07-03 Burdette Medical Systems, Inc. Virtual reality 3D visualization for surgical procedures
US6556695B1 (en) * 1999-02-05 2003-04-29 Mayo Foundation For Medical Education And Research Method for producing high resolution real-time images, of structure and function during medical procedures
US6398736B1 (en) * 1999-03-31 2002-06-04 Mayo Foundation For Medical Education And Research Parametric imaging ultrasound catheter
US6515657B1 (en) * 2000-02-11 2003-02-04 Claudio I. Zanelli Ultrasonic imager
US6485425B2 (en) * 2000-03-02 2002-11-26 Mayo Foundation For Medical Education And Research Apparatus and method of holding and manipulating small ultrasound transducers
US6821256B2 (en) * 2001-02-01 2004-11-23 Mayo Foundation For Medical Education And Research Non-alternating beat-to-beat fluctuations in T wave morphology
DE10115341A1 (de) 2001-03-28 2002-10-02 Philips Corp Intellectual Pty Verfahren und bildgebendes Ultraschallsystem zur Besimmung der Position eines Katheters
US7599730B2 (en) * 2002-11-19 2009-10-06 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system for cardiac therapies

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5957844A (en) * 1996-12-03 1999-09-28 Surgical Navigation Specialist Inc. Apparatus and method for visualizing ultrasonic images
US6221016B1 (en) * 1997-07-15 2001-04-24 Fujitsu Limited Ultrasonic diagnostic apparatus
US5873830A (en) * 1997-08-22 1999-02-23 Acuson Corporation Ultrasound imaging system and method for improving resolution and operation
US20020049375A1 (en) * 1999-05-18 2002-04-25 Mediguide Ltd. Method and apparatus for real time quantitative three-dimensional image reconstruction of a moving organ and intra-body navigation
US6375617B1 (en) * 2000-08-24 2002-04-23 Atl Ultrasound Ultrasonic diagnostic imaging system with dynamic microbeamforming

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004086082A1 (en) 2004-10-07
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