一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置的製作方法

2023-11-07 04:08:37 1

專利名稱：一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及圖像配準領域，具體地說，是一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置。
背景技術：
在前列腺核磁共振成像(MRI)和經直腸超聲成像(TRUS)的圖像配準融合以引導前列腺穿刺活檢過程中，現有圖像配準技術主要包括1、以前列腺短距離放射治療植入前列腺內的放射性粒子作為圖像配準標記物；2、以前列腺自身輪廓特徵和像素特徵、前列腺內的鈣化、尿道內口等解剖標誌、前列腺及其移行區的邊緣輪廓或前列腺內的有關病灶為圖像配準內部標記物；3、由磁場發生器、集成有跟蹤感受器的超聲探頭以及擁有相關軟體的工作站組成的電磁示蹤定位系統進行圖像配準融合。然而，現有圖像配準技術存在諸多不足1、以前列腺短距離放射治療植入前列腺內的放射性粒子作為圖像配準標記物，要通過侵入性技術在成像之前先行放置，對患者會造成不同程度的損傷，且適用人群局限於前列腺癌接受短距離放射治療的患者，不利於大規模的臨床運用；2、以前列腺自身輪廓特徵和像素特徵、前列腺內的鈣化、尿道內口等解剖標誌、前列腺及其移行區的邊緣輪廓或前列腺內的有關病灶為圖像配準內部標記物，需要操作者對這些標誌進行準確的識別，人為主觀因素影響較大；另外，由於不同充盈程度的膀胱和直腸形成的壓力、患者體位、直腸超聲探頭和核磁共振(MR)直腸線圈的內徑不一致以及介入過程中活檢針的插入所形成的壓力，這些因素都會導致前列腺產生不同程度的位移和形變， 此時依賴前列腺幾何形態及局部點、線、面、表明輪廓特徵等進行配準的方法誤差就很大。3、電磁示蹤定位系統進行圖像配準融合需要標記物在起始點層面配準(初始化) 的前提下進行融合，起始點層面配準所需標記物同樣存在上述1和2所述的不足之處。中國專利申請CN 201578259U，
公開日為2010年9月15日，實用新型名稱為一種多模圖像配準輔助裝置，該實用新型提供了一種多模圖像配準輔助裝置，包括底板具有容納空間的第一容納體、第二容納體和第三容納體；所述第一容納體、第二容納體和第三容納體均固定設置於所述底板的表面，且突出於所述底板的表面。該實用新型結構複雜，且只能對體外圖像進行配準處理，使用範圍有限，不能對前列腺癌等進行準確穿刺活檢。由於經直腸超聲引導的前列腺穿刺活檢術及病理診斷是臨床術前診斷前列腺癌的金標準，因此，亟需要一種可以對常規超聲檢查無目標但其它影像學檢查(如核磁共振成像)有明確目標的前列腺癌病灶進行準確穿刺活檢的圖像融合配準裝置，但是關於這種裝置，目前還未見報導。
發明內容本實用新型的目的是，提供一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準直ο 為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案是一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，設有載體、支架、調節裝置和底座，所述的載體設於支架上，支架通過調節裝置與底座連接，所述的載體內設有標記物。所述的載體成空心圓柱狀，載體設有粘合部位和超聲掃描窗口部位。所述的超聲掃描窗口部位設有盲圓柱孔。所述的盲圓柱孔設有3-9行，行圓心距為2 20mm，盲圓柱孔沿載體圓柱面長軸方向平行分布。所述的盲圓柱孔直徑為1-5毫米，盲圓柱孔孔深1-5毫米，孔底厚0. 1-5毫米。所述的支架成空心圓柱狀，支架設有頭部和尾部，支架頭部連接載體，支架尾部上設有刻度。所述的支架頭部和尾部內直徑為5-20毫米，外直徑為6-25毫米。所述的支架尾部與調節裝置連接，調節裝置設於底座上，底座上設有固定螺母。所述的載體上設有薄封套，薄封套厚度0. l_2mm。所述的調節裝置為角度和高度調節裝置。本實用新型優點在於1、本實用新型在前列腺經直腸超聲和核磁共振圖像配準上簡便、準確、快速，只需將兩種成像模式下含有相同數目標記物的層面進行配準即可；2、本實用新型對病人無損傷，不需在病人體內植入標記物，避免由此帶來的損傷和使用局限性；3、本實用新型可反覆多次使用，每次只需更換標記物，且標記物選擇多樣，可依據條件選擇，使用範圍廣泛；4、本實用新型體積小巧，與常規經直腸超聲探頭直徑相當，患者耐受性好、認可度
尚ο

附圖1是本實用新型一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置結構示意圖。附圖2是本實用新型一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置載體和直接結構示意圖。附圖3是沿圖2A-A線的剖面示意圖。附圖4是沿圖2B-B線的剖面示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例並參照附圖對本實用新型作進一步描述。附圖中涉及的附圖標記和組成部分如下所示1.載體11.粘合部位12.超聲掃描窗口部位121.盲圓柱孔13.薄封套2.支架[0037]21.頭部22.尾部3.調節裝置4.底座5.固定螺母實施例1請參照圖1，圖1是本實用新型一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置結構示意圖，所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置設有支架2，支架2為空心圓柱體，支架2分為頭部21和尾部22，頭部21橫斷面內外圓直徑與尾部22內外直徑一致，所述的頭部21外面設有載體1，所述的載體1上設有薄封套13，薄封套13可套於載體1上。請參照圖2，圖2是本實用新型一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置載體和支架結構示意圖，載體1分為粘合部位11和超聲掃描窗口部位12，粘合部位11為載體1與支架2頭部21的粘合處，粘合部位11位於超聲掃描窗口部位12兩端。請參照圖3，圖3是沿圖2A-A線的剖面示意圖，所述的載體1包裹在支架2的頭部21上，支架2頭部21內直徑為5-20毫米，外直徑為6-25毫米。所述的超聲掃描窗口部位12上設有盲圓柱孔121，所述的盲圓柱孔121設有3-9行，行圓心距為2 20mm，盲圓柱孔121沿載體1圓柱面長軸方向平行分布，每行盲圓柱孔121數目不一，其排列方向與核磁共振和經直腸超聲掃描方向一致。請參照圖4，圖4是沿圖2B-B線的剖面示意圖，所述的盲圓柱孔121直徑為1-5毫米，盲圓柱孔121孔深1-5毫米，孔底厚0. 1-5毫米，載體1包裹於支架2的頭部21上，所述的支架2頭部21直徑為5-20毫米。請再參照圖1，所述的支架2尾部22連接調節裝置3，調節裝置3為角度和高度調節裝置，調節裝置3設於底座4 上，底座4上還設有固定螺母5。所述的標記物的製備材料和方法如下一、標記物製備材料四氧化三鐵粉末，瓊脂，蒸餾水二、標記物製備方法分別稱取四氧化三鐵0. 05g與瓊脂IOOg(質量比為1:2000)加入蒸餾水製成500ml 混合溶液，將混合溶液加熱呈液態凝膠狀態時，充分混勻，然後趁熱將混合均勻的標記物注入盲圓柱孔121內塑形，等其冷卻凝固，備用。實施例2一、標記物製備材料四氧化三鐵粉末，瓊脂，蒸餾水二、標記物製備方法分別稱取四氧化三鐵0. Ig與瓊脂IOOg(質量比為1 1000)加入蒸餾水製成500ml 混合溶液，將混合溶液加熱呈液態凝膠狀態時，充分混勻，然後趁熱將混合均勻的標記物注入盲圓柱孔121內塑形，等其冷卻凝固，備用。實施例3一、標記物製備材料四氧化三鐵粉末，瓊脂，蒸餾水二、標記物製備方法分別稱取四氧化三鐵0. 2g與瓊脂IOOg (質量比為1:500)加入蒸餾水製成500ml 混合溶液，將混合溶液加熱呈液態凝膠狀態時，充分混勻，然後趁熱將混合均勻的標記物注入盲圓柱孔121內塑形，等其冷卻凝固，備用。 實施例4一、標記物製備材料四氧化三鐵液態製劑，瓊脂，蒸餾水二、標記物製備方法依據四氧化三鐵液態製劑中四氧化三鐵的濃度，取適量與瓊脂IOOg及蒸餾水製成500ml四氧化三鐵濃度為10 400mg/L的混合溶液，將混合溶液加熱呈液態凝膠狀態時，充分混勻，然後趁熱將混合均勻的標記物注入盲圓柱孔121內塑形，等其冷卻凝固，備用。需要說明的是，所述的載體1採用矽膠材料製成，載體1部分為放置標記物的載體材料，該材料需要滿足以下特徵①無毒，具有一定彈性和可塑性；②導聲性能好，用超聲掃描時，內部呈均質無回聲，無聲衰減及幹擾偽像；③無磁性，可在核磁共振掃描下成像，且核磁共振信號均勻；④耐熱性好，100°c以下穩定。因此，本實用新型載體1部分採用矽膠材料製成，但是其他滿足以上特性的材料亦可使用。所述的載體1包裹在支架2的頭部21 上，支架2的尾部22上設有刻度，通過尾部22上的刻度，可以調節載體插入患者直腸內的深度，尾部22與調節裝置3連接，調節裝置3為角度和高度調節裝置，調節裝置3設於底座 4上，通過調節底座4上的固定螺母5可調整支架2的高度和與水平面形成的角度，便於本實用新型的使用。所述的標記物是將能在超聲和核磁共振下都顯像的物質與凝固劑按一定比例混合而成，實施例選用四氧化三鐵粉末與瓊脂的水溶液混合和四氧化三鐵液體製劑與瓊脂的水溶液混合，在實施例所示的比例範圍內製備的標記物具有以下特性⑴該標記物在核磁共振成像上產生與周圍組織有明確對比的信號；⑵該標記物在超聲掃描下亦產生與周圍組織有明確對比的回聲；⑶兩種成份混合均勻，水浴加熱至一定溫度時呈液態，冷卻至常溫時呈固態凝膠狀。其中以四氧化三鐵0.2g與瓊脂IOOg (質量比為1:500)加入蒸餾水製成 500ml混合溶液所得標記物核磁共振成像上產生的信號與周圍組織對比最明確，在超聲掃描下產生的回聲也與周圍組織對比最明確。標記物裝入載體1時，在凝固劑加熱呈液態情況下置入盲圓柱孔121內，待凝固劑冷卻凝固後，於載體1表面充分塗抹超聲檢查用耦合劑將盲圓柱孔121填滿並排除空氣泡，再在載體1表面套上與載體1同種材質製成尺寸一致的薄封套13，薄封套13可以防止盲圓柱孔121內標記物脫落，起固定標記物作用。採用與載體1部分同種材料可以保證薄封套與載體1之間無聲阻抗的差別，從而不產生影響超聲檢查的偽像或幹擾。套上薄封套13之後，本實用新型便可使用。本實用新型的使用方法如下將本實用新型載體1套上專用薄封套13之後，插入患者直腸內至一定深度，通過觀察支架2的尾部22上的刻度，可調節插入深度，通過調整底座4上的固定螺母5可調整調節裝置3，可以控制載體插入的角度和高度，便於達到合適的位置進行核磁共振，獲取患者前列腺的核磁共振圖像；進行經直腸超聲引導的前列腺穿刺活檢時，在本實用新型插入直腸內深度、插入角度及高度與核磁共振檢查時一致前提下，將經直腸超聲探頭從支架2的管道中插入，於載體1的超聲掃描窗口部位12內進行前列腺超聲掃描，依據核磁共振和經直腸超聲圖像某層面上含相同標記物數目即為同一層面進行兩種圖像配準，從而實現依靠核磁共振發現、定位的目標，使無目標的系統穿刺轉為靶向的穿刺，提高前列腺癌穿刺結果的陽性率，同時減少不必要的穿刺點數。本實用新型一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置載體1採用矽膠材料製成，矽膠材料製成的載體1具有無毒、導聲性能好、無磁性、耐熱性好等優點， 這些優點能夠保證最終成像結果的穩定性和可靠性；本實用新型結構簡單，使用簡便、快速，只需將兩種成像模式下含有相同數目標記物的層面進行配準即可，使用特殊標記物，能使成像結果更準確；本實用新型對病人無損傷，不需在病人體內植入標記物，避免由此帶來的損傷和使用局限性；本實用新型可反覆多次使用，每次只需更換標記物，且標記物選擇多樣，可依據條件選擇，使用範圍廣泛；本實用新型體積小巧，與常規經直腸超聲探頭直徑相當，患者耐受性好、認可度高。另外，使用本實用新型進行經直腸超聲引導的前列腺穿刺， 能更好的發揮多模態影像診斷方法的優勢，依靠核磁共振(MR)發現、定位常規經直腸超聲 (TRUS)上陰性的目標，通過與實時經直腸超聲(TRUS)融合引導穿刺，使傳統的無目標的系統穿刺轉為靶向的穿刺，可提高前列腺癌穿刺結果的陽性率，減少患者接受前列腺重複穿刺的機率，進而減輕患者的經濟負擔並節約醫療資源；由於使用該裝置能實現靶向穿刺，能顯著減少不必要的穿刺點數，減少對患者的損傷及穿刺術後併發症的發生率。近年，隨著我國前列腺癌發病率的逐年增高和居民健康保健意識的提高，經直腸超聲引導下的前列腺穿刺活檢在全國範圍內廣泛開展，目前經直腸超聲引導的前列腺穿刺活檢術及病理診斷是臨床術前診斷前列腺癌的金標準，如將本實用新型廣泛應用於臨床， 一方面可節省廣大患者個人經濟負擔和國家醫療保險開支，另一方面兄弟單位廣泛使用使其具有一定的市場規模，可取得一定的經濟效益和社會效益。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，設有載體、支架、調節裝置和底座，其特徵在於，所述的載體設於支架上，支架通過調節裝置與底座連接，所述的載體內設有標記物。
2.根據權利要求1所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的載體成空心圓柱狀，載體設有粘合部位和超聲掃描窗口部位。
3.根據權利要求2所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的超聲掃描窗口部位設有盲圓柱孔。
4.根據權利要求1所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的盲圓柱孔設有3-9行，行圓心距為2 20mm，盲圓柱孔沿載體圓柱面長軸方向平行分布。
5.根據權利要求4所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的盲圓柱孔直徑為1-5毫米，盲圓柱孔孔深1-5毫米，孔底厚0. 1-5毫米。
6.根據權利要求1所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的支架成空心圓柱狀，支架設有頭部和尾部，支架頭部連接載體，支架尾部上設有刻度。
7.根據權利要求6所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的支架頭部和尾部內直徑為5-20毫米，外直徑為6-25毫米。
8.根據權利要求1所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的支架尾部與調節裝置連接，調節裝置設於底座上，底座上設有固定螺母。
9.根據權利要求1所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的載體上設有薄封套，薄封套厚度0. l_2mm。
10.根據權利要求1所述的前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，其特徵在於，所述的調節裝置為角度和高度調節裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種前列腺經直腸超聲與核磁共振圖像融合腔內配準裝置，設有載體、支架、調節裝置和底座，所述的載體設於支架上，支架通過調節裝置與底座連接，所述的載體內設有標記物。本實用新型優點在於本實用新型在前列腺經直腸超聲和核磁共振圖像配準上簡便、準確、快速，只需將兩種成像模式下含有相同數目標記物的層面進行配準即可；本實用新型對病人無損傷，不需在病人體內植入標記物，避免由此帶來的損傷和使用局限性；本實用新型可反覆多次使用，每次只需更換標記物，且標記物選擇多樣，可依據條件選擇，使用範圍廣泛；本實用新型體積小巧，與常規經直腸超聲探頭直徑相當，患者耐受性好、認可度高。
文檔編號A61B5/055GK202060796SQ20112014982
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日
發明者戚庭月, 陳亞青 申請人:上海交通大學醫學院附屬新華醫院