本申請(qǐng)要求于2014年4月11日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/978196的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及醫(yī)學(xué)儀器，并且更具體地涉及當(dāng)使用光學(xué)代碼傳送針和傳感器布置時(shí)追蹤針(或其他設(shè)備)的端部的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在超聲成像中，歸因于在將射束反射遠(yuǎn)離成像探頭的針表面的鏡面性質(zhì)，針的可視性通常非常差。為了緩解這個(gè)問(wèn)題，一些針制造商已經(jīng)生產(chǎn)出具有特殊回波生成涂層的針，但是對(duì)可視化的改善是有限的。超聲成像系統(tǒng)制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出使用來(lái)自各種角度的多個(gè)成像射束的算法，但是改善是有限的，并且這種策略主要僅適合于線性陣列。當(dāng)針垂直于成像平面插入時(shí)或者針路徑具有相對(duì)于成像平面的小的偏移時(shí)，兩種策略都是沒(méi)有幫助的。

已經(jīng)提出的對(duì)諸如針及導(dǎo)管的介入工具的端部的可視化的一種解決方案是將超聲接收器添加到該工具的端部附近。當(dāng)成像射束掃掠視場(chǎng)時(shí)，來(lái)自傳感器的信號(hào)指示射束到達(dá)傳感器有多近。這種信息被用于以超過(guò)0.5nm的位置精度來(lái)計(jì)算傳感器相對(duì)于超聲圖像的位置，甚至是針在超聲圖像中不可見(jiàn)的狀況下計(jì)算傳感器相對(duì)于超聲圖像的位置。傳感器需要不干擾設(shè)備的功能(例如，不阻塞管腔、不干擾例如用于自動(dòng)活檢設(shè)備的機(jī)器等)。

為了獲得針的取向，需要多個(gè)傳感器。為了獲得端部的位置，需要這些傳感器和端部之間的距離對(duì)于成像系統(tǒng)是已知的。傳感器的數(shù)量及其與端部的相對(duì)位置是取決于用于流程的是什么樣的針而改變的參數(shù)。在具體算法中也可以需要其他的硬件參數(shù)，例如，傳感器聲學(xué)校準(zhǔn)結(jié)果(包括脈沖響應(yīng)、靈敏度和接受角度)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的原理，一種用于自動(dòng)配置檢測(cè)的系統(tǒng)包括：具有傳感器的醫(yī)學(xué)設(shè)備；被編碼到所述醫(yī)學(xué)設(shè)備的部分中的圖案，所述圖案被配置為存儲(chǔ)與所述設(shè)備有關(guān)的相關(guān)信息；讀取器設(shè)備，其被耦合到連接器并被配置為讀取所述圖案以傳送所述相關(guān)信息，從而確定針對(duì)包括所述傳感器的所述醫(yī)學(xué)設(shè)備的使用的狀態(tài)、身份或方式中的一個(gè)。

用于自動(dòng)配置檢測(cè)的另一系統(tǒng)包括：針，其具有被設(shè)置在其上的超聲傳感器；連接器，其被配置為將所述超聲傳感器耦合到超聲成像設(shè)備；圖案，其被編碼到所述針的部分中，并且所述圖案被配置為存儲(chǔ)與所述針有關(guān)的相關(guān)信息；讀取器設(shè)備，其被耦合到所述連接器并被配置為讀取所述圖案以將所述相關(guān)信息傳送到所述成像設(shè)備，所述相關(guān)信息包括所述針和/或所述傳感器的使用的狀態(tài)、身份或方式中的一個(gè)。

一種用于自動(dòng)配置檢測(cè)的方法，包括：將經(jīng)編碼圖案應(yīng)用到醫(yī)學(xué)設(shè)備的部分中，所述圖案被配置為存儲(chǔ)與所述設(shè)備有關(guān)的相關(guān)信息，所述醫(yī)學(xué)設(shè)備包括超聲傳感器；由被耦合到連連接器的讀取器設(shè)備讀取所述圖案以將所述相關(guān)信息傳送到成像設(shè)備，從而確定針對(duì)所述醫(yī)學(xué)設(shè)備和/或所述傳感器的使用的狀態(tài)、身份或方式中的一個(gè)，其中，所述連接器連接到所述傳感器；并且基于所述相關(guān)信息來(lái)觸發(fā)警報(bào)或動(dòng)作。

根據(jù)要與附圖結(jié)合閱讀的本公開(kāi)內(nèi)容的圖示性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本公開(kāi)內(nèi)容的這些和其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。

附圖說(shuō)明

參考以下附圖，本公開(kāi)內(nèi)容將詳細(xì)地呈現(xiàn)對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理的自動(dòng)配置檢測(cè)系統(tǒng)的方框/流程圖；

圖2是示出根據(jù)圖示性實(shí)施例的具有被顯示在其上的圖案代碼的針和用于讀取圖案的讀取器的示意圖；并且

圖3是示出根據(jù)圖示性實(shí)施例的用于自動(dòng)配置檢測(cè)的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的原理，提供了用于以簡(jiǎn)易有效的方式將設(shè)備參數(shù)傳送到跟蹤系統(tǒng)的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。為了準(zhǔn)確地確定并可視化醫(yī)學(xué)儀器的端部的位置，成像系統(tǒng)需要知道具體的硬件參數(shù)。例如，需要知道跟蹤傳感器相對(duì)于端部的位置。本發(fā)明的原理提供了一種自動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述自動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將來(lái)自針或其他設(shè)備的這種信息傳遞到成像系統(tǒng)，而不需要來(lái)自用戶(hù)的額外動(dòng)作。這使得對(duì)工作流程的負(fù)面影響最小化。

在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種機(jī)器可讀圖案，所述機(jī)器可讀圖案包括在針的集線器上的或在不同設(shè)備的等效位置上的相關(guān)信息。這種圖案隨后由被集成在針連接器中的適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳈z測(cè)到，所述針連接器將針傳感器連接到成像系統(tǒng)。所述信息可以包括型號(hào)、位置矢量、電子文件名稱(chēng)或地址等，所述成像系統(tǒng)能夠使用所述信息來(lái)參考指示傳感器距離設(shè)備端部的確切距離的設(shè)備說(shuō)明書(shū)、查找表或一系列數(shù)字以及諸如接收器校準(zhǔn)結(jié)果的其他參數(shù)。

本發(fā)明的原理減少了工作流程的障礙，并且也使得由于采用設(shè)備引起的工作流程的改變最小化。另外，醫(yī)學(xué)報(bào)告能夠通過(guò)自動(dòng)標(biāo)注具有設(shè)備特定信息的圖像而精簡(jiǎn)化。另外，通過(guò)設(shè)備序列號(hào)跟蹤，能夠防止對(duì)一次性設(shè)備的偶然重復(fù)使用和對(duì)可能具有已受到損害的無(wú)菌性的過(guò)期設(shè)備的使用。

諸如標(biāo)準(zhǔn)活檢針的一些針設(shè)備是低成本但高體積的一次性用品。期望的是將光學(xué)圖案置于設(shè)備的集線器上。例如，標(biāo)準(zhǔn)活檢針具有7mm×10mm邊長(zhǎng)的矩形塑料集線器。圖案能夠直接沉積在面上，或者具有圖案的粘貼物能夠被附著到這樣的位置。圖案能夠利用低成本微型CCD傳感器而被拾取，所述低成本微型CCD傳感器例如為在智能電話(huà)中采用的CCD傳感器(例如，4.5×3.4mm，8Mpix)。在一個(gè)實(shí)施例中，CCD傳感器被使得與圖案的直接接觸，并且發(fā)光二極管(LED)源可以被用于背光照明。利用每英寸(dpi)600點(diǎn)的圖案，這給出高達(dá)8500比特的信息。這對(duì)于采用用于增加的魯棒性的冗余錯(cuò)誤校正編碼方案(例如，在壓縮磁盤(pán)、2D條形碼、空間傳輸?shù)戎兴褂玫睦锏?所羅門(mén)(RS)錯(cuò)誤校正代碼)是綽綽有余的。備選實(shí)施例可以包括，例如，導(dǎo)電墨水圖案和接觸墊陣列型傳感器，利用顏色傳感器的顏色編碼，基于形狀/幾何形狀的設(shè)備標(biāo)記等。

應(yīng)當(dāng)理解，將在醫(yī)學(xué)儀器的方面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述；然而，本發(fā)明的教導(dǎo)是更為廣泛的，其適用于能夠接受光學(xué)代碼的任何儀器。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的原理被用在跟蹤或分析復(fù)雜的生物系統(tǒng)或機(jī)械系統(tǒng)中。尤其地，本發(fā)明的原理適用于生物系統(tǒng)的內(nèi)部跟蹤流程，并且適用于在諸如肺、胃-腸道、排泄器官、血管等身體的所有區(qū)中的流程。在附圖中描繪的元件可以以硬件和軟件的各種組合來(lái)實(shí)施，并且提供可在單個(gè)元件或多個(gè)元件中組合的功能。

如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員鑒于本文中提供的教導(dǎo)將意識(shí)到的，本公開(kāi)內(nèi)容/說(shuō)明書(shū)中描述的和/或在附圖中描繪的特征、元件、部件等均可以被實(shí)施在硬件與軟件的各種組合中，并提供可以被組合在單個(gè)元件或多個(gè)元件中的功能。例如，能夠通過(guò)使用專(zhuān)用硬件以及能夠運(yùn)行與適當(dāng)?shù)能浖嚓P(guān)聯(lián)的軟件的硬件來(lái)提供在附圖中示出/圖示/描繪的各個(gè)特征、元件、部件等的功能。當(dāng)由處理器提供時(shí)，所述功能能夠由單個(gè)專(zhuān)用處理器、由單個(gè)共享處理器或由多個(gè)個(gè)體處理器(它們中的一些能夠被共享和/或多路復(fù)用)來(lái)提供。此外，對(duì)術(shù)語(yǔ)“處理器”或“控制器”的明確使用不應(yīng)被解釋為專(zhuān)指能夠運(yùn)行軟件的硬件，并且能夠隱含地包括而不限于數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、存儲(chǔ)器(例如，用于儲(chǔ)存軟件的只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)、非易失性?xún)?chǔ)存器等)，以及實(shí)質(zhì)上能夠(和/或可配置為)執(zhí)行和/或控制過(guò)程的任意單元和/或機(jī)器(包括硬件、軟件、固件、它們的組合等)。

此外，本文中記載本發(fā)明的原理、各方面和實(shí)施例以及其特定范例的所有陳述，旨在涵蓋其結(jié)構(gòu)和功能上的等價(jià)物。額外地，這樣的等價(jià)物旨在包括當(dāng)前已知的等價(jià)物以及未來(lái)發(fā)展的等價(jià)物(即，能夠執(zhí)行相同或基本上相似的功能的所發(fā)展的任何元件而無(wú)論其結(jié)構(gòu)如何)。因此，例如，鑒于本文中提供的教導(dǎo)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，本文中呈現(xiàn)的任何方框圖能夠表示實(shí)施本發(fā)明的原理的圖示性系統(tǒng)部件和/或電路的概念視圖。類(lèi)似地，鑒于本文中提供的教導(dǎo)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，任意流程圖表、流程圖等均能夠表示各種過(guò)程，所述各種過(guò)程基本上能被表示在計(jì)算機(jī)可讀儲(chǔ)存媒介中，并由具有處理能力的計(jì)算機(jī)、處理器或其他設(shè)備如此運(yùn)行，而無(wú)論是否明確示出這樣的計(jì)算機(jī)或處理器。

此外，本發(fā)明的示范性實(shí)施例能夠采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可從計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存取，所述計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)提供用于由例如計(jì)算機(jī)或任何指令運(yùn)行系統(tǒng)使用或者與例如計(jì)算機(jī)或任何指令運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)合使用的程序代碼和/或指令。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容，計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)能夠是能夠例如包括、存儲(chǔ)、通信、傳播或輸送用于由指令運(yùn)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與指令運(yùn)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備結(jié)合使用的程序的任何裝置。這樣的示范性介質(zhì)能夠是例如電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范例包括例如半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移動(dòng)計(jì)算機(jī)軟盤(pán)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃盤(pán)(驅(qū)動(dòng)器)、硬磁盤(pán)以及光盤(pán)。光盤(pán)的當(dāng)前范例包括壓縮盤(pán)-只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、壓縮盤(pán)-讀/寫(xiě)(CD-R/W)以及DVD。另外，應(yīng)當(dāng)理解，以后可能發(fā)展出的任何新的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也均應(yīng)被視為根據(jù)本發(fā)明和公開(kāi)內(nèi)容的示范性實(shí)施例可以使用或涉及到的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)諸如層、區(qū)域或材料的元件被提及是在另一元件“上”或“之上”時(shí)，其能夠是直接在另一元件上或者也可能存在中間元件。相反，當(dāng)元件被提及是“直接在另一元件上”或“直接在另一元件之上”時(shí)，不存在中間元件。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)元件被提及是“被連接”或“被耦合”到另一元件時(shí)，其能夠是被直接連接或被直接耦合到另一元件或者也可能存在中間元件。相反，當(dāng)元件被提及為是“被直接連接”或“被直接耦合”到另一元件時(shí)，不存在中間元件。

說(shuō)明書(shū)中提到的本發(fā)明的原理的“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”以及它們的其它變型意指結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、特性等被包括在本發(fā)明的原理的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，在不同位置出現(xiàn)的“在一實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”的短語(yǔ)以及任何其他變型不一定全部指同一實(shí)施例。

應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，任何以下的“/”、“和/或”以及“至少一個(gè)”的使用，例如，在“A/B”、“A和/或B”以及“A和B中的至少一個(gè)”旨在涵蓋僅選擇第一個(gè)列出的選項(xiàng)(A)、或者僅選擇第二個(gè)列出的選項(xiàng)(B)、或者選擇兩個(gè)選項(xiàng)(A和B)。作為另外的范例，在“A、B和/或C”和“A、B、C中的至少一個(gè)”的情況下，這種短語(yǔ)旨在涵蓋僅選擇第一個(gè)列出的選項(xiàng)(A)、或者僅選擇第二個(gè)列出的選項(xiàng)(B)、或者僅選擇第三個(gè)列出的選項(xiàng)(C)、或者僅選擇第一個(gè)列出的選項(xiàng)和第二列出的選項(xiàng)(A和B)、或者僅選擇第一個(gè)列出的選項(xiàng)和第三個(gè)列出的選項(xiàng)(A和C)、或者僅選擇第二個(gè)列出的選項(xiàng)和第三個(gè)列出的選項(xiàng)(B和C)、或者選擇所有三個(gè)選項(xiàng)(A和B和C)。如本領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易想到的，這可以針對(duì)所列出的許多項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。

現(xiàn)在參考附圖，在附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件，并且首先參考圖1，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例圖示性地示出了用于從醫(yī)學(xué)設(shè)備讀取和處理經(jīng)編碼的信息的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可以包括工作站或控制臺(tái)112，從所述工作站或控制臺(tái)112中監(jiān)督和/或管理流程。工作站112優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)處理器114和用于存儲(chǔ)程序和應(yīng)用的存儲(chǔ)器116。存儲(chǔ)器116可以存儲(chǔ)被配置為解讀與醫(yī)學(xué)設(shè)備102相關(guān)聯(lián)的圖案識(shí)別引擎130或其他應(yīng)用。存儲(chǔ)器116也可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)132，例如，查找表、電子文件等。醫(yī)學(xué)設(shè)備或儀器102可以包括針、導(dǎo)管、導(dǎo)絲、探頭、內(nèi)窺鏡、機(jī)器人、電極、過(guò)濾設(shè)備、氣囊設(shè)備或其它醫(yī)學(xué)部件。

工作站112可以被耦合到用于讀取設(shè)備102上的圖案136的讀取器134。讀取器134可以包括光學(xué)掃描器、光學(xué)傳感器、條形碼讀取器(1D或2D)、或其他取決于圖案136的形式的輸入設(shè)備。讀取器134優(yōu)選以無(wú)線方式讀取圖案136。

成像系統(tǒng)110被耦合到工作站112(或者工作站112可以被集成到成像系統(tǒng)110中，或者反之亦然)。成像系統(tǒng)110可以包括超聲系統(tǒng)，盡管成像系統(tǒng)110也可以包括其他成像模態(tài)，例如，計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)、熒光透視、磁共振等。在一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)儀器或設(shè)備102在流程期間使用來(lái)自成像設(shè)備110的圖像而被引導(dǎo)。在將設(shè)備102連接到工作站112或成像設(shè)備110之前，圖案136由讀取器134讀取并由圖案識(shí)別引擎130解讀。所識(shí)別的圖案136可以提供與設(shè)備102有關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)或者提供存儲(chǔ)與設(shè)備102有關(guān)的相關(guān)數(shù)據(jù)的(例如，在結(jié)構(gòu)132中的)存儲(chǔ)器位置。

用于設(shè)備102的經(jīng)編碼的圖案136的相關(guān)數(shù)據(jù)可以包括，例如，與針端部位置有關(guān)的信息或者用于確定針端部位置的信息，例如，特定于正被跟蹤的針設(shè)備的針長(zhǎng)度、標(biāo)準(zhǔn)尺度、傳感器位置，或其他幾何形狀信息。經(jīng)編碼的圖案136的相關(guān)數(shù)據(jù)可以包括其它傳感器/設(shè)備幾何形狀、聲學(xué)校準(zhǔn)(用于超聲成像系統(tǒng))、有效期、序列號(hào)等。在其它實(shí)施例中，圖案136的相關(guān)數(shù)據(jù)可以包括所存儲(chǔ)的使用信息，例如，一次性設(shè)備可以具有其序列號(hào)或被登記到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)132中的其他信息，并且在使用前核查序列號(hào)以確定設(shè)備102是否在先前已被使用過(guò)(在先前已經(jīng)被登記)。相關(guān)數(shù)據(jù)可以被傳遞到工作站112和/或成像系統(tǒng)110，使得相關(guān)數(shù)據(jù)可以被提供在圖像中，被用于向用戶(hù)提供警告或傳達(dá)其他信息。

在一個(gè)實(shí)施例中，讀取器134被包括在用于連接到設(shè)備102的連接器140(例如，連接纜線或電線)上(以向設(shè)備102發(fā)送信號(hào)或從設(shè)備102接收信號(hào)，向設(shè)備102提供功率。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備102包括具有被集成在其上的超聲換能器104的針。換能器功率和輸入/輸出信號(hào)可以使用連接器140來(lái)承載。對(duì)于具有嵌入式傳感器/換能器104的針設(shè)備102的連接器可以包括用于檢測(cè)圖案136的讀取器130。由于連接器140已經(jīng)連接到成像系統(tǒng)110(和/或工作站112)，因此連接器140提供用于將圖案136中的信息傳遞到成像系統(tǒng)110(或工作站112)的方法。

信息到成像系統(tǒng)110的傳遞可以由被附著到設(shè)備102的連接器140來(lái)提供，所述設(shè)備102將來(lái)自其的嵌入式傳感器104的信息傳送到成像系統(tǒng)110?？梢圆捎梦锢砭€纜，例如，具有相機(jī)、微型網(wǎng)絡(luò)攝像頭組件的標(biāo)準(zhǔn)通用串行總線(USB)等。備選地，連接器140可以包括小型可充電電池并且以無(wú)線方式(例如，小型無(wú)線相機(jī))發(fā)送信息?？梢圆捎没诘耐ㄐ磐ǖ?。

設(shè)備類(lèi)型/型號(hào)信息可以用于將成像系統(tǒng)110置于預(yù)先配置的模式中，所述預(yù)先配置的模式適合于該特定設(shè)備102通常所用于的流程的類(lèi)型。備選地，成像系統(tǒng)110可以保持跟蹤利用該設(shè)備/型號(hào)在過(guò)去已經(jīng)執(zhí)行的流程的成像設(shè)定以及基于設(shè)備102的歷史使用的預(yù)先配置的成像設(shè)定。

工作站112包括用于查看對(duì)象(患者)或體積131的內(nèi)部圖像的顯示器118。顯示器118能夠顯示體積131的圖像144或者在體積131的另一繪制之上的重疊圖像。顯示器118也可以準(zhǔn)許用戶(hù)與工作站112及其部件和功能、成像設(shè)備110、或系統(tǒng)100內(nèi)的任何其他元件進(jìn)行交互。這通過(guò)接口120來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)，所述接口120可以包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、操縱桿、觸覺(jué)設(shè)備或任何其他外圍設(shè)備或控件。

參考圖2，示范性實(shí)施例示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的針設(shè)備202上的經(jīng)編碼的圖案236。盡管圖案236被示意性地描繪為2D條碼或點(diǎn)圖案，但是存在許多方式來(lái)將圖案物理地應(yīng)用到針設(shè)備202。光學(xué)圖案236可以被應(yīng)用到針集線器208的平坦表面上，例如通過(guò)將小的粘貼物或其它涂層應(yīng)用為應(yīng)用的方法。

代替光學(xué)圖案，也可以采用導(dǎo)電油墨圖案(236)。這種導(dǎo)電圖案可以使用反射光而被光學(xué)掃描或者使用電荷或電流(例如，線圈或其他電路部件)而被電掃描。在另一實(shí)施例中，圖案可以通過(guò)改變?cè)O(shè)備的幾何形狀來(lái)形成，例如，通過(guò)增加不同尺寸的小凹點(diǎn)的陣列或附著小的鑰匙狀結(jié)構(gòu)等來(lái)形成。這些也可以使用光電二極管或激光器(例如，類(lèi)似于壓縮盤(pán)的讀取器)來(lái)讀取。在另一實(shí)施例中，可以采用顏色編碼方案。例如，彩色代碼可以被讀取，其跟隨類(lèi)似于用于指示電阻器的幅值所采用的方案。顏色可以表示設(shè)備202的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、形狀或其他特性。顏色和它們的相對(duì)位置可以通過(guò)使用讀取器234(例如，相機(jī)或其它類(lèi)型的傳感器)來(lái)讀取。在這種情況下，讀取器234包括被安裝在基板242(例如，印刷電路板等)上的CCD相機(jī)240。相機(jī)240可以是連接到工作站或成像設(shè)備的纜線或連接器244(例如，帶狀纜線)的部分。相機(jī)240可以是連接到諸如智能電話(huà)或其他手持式圖案讀取設(shè)備的設(shè)備的部分。在一個(gè)實(shí)施例中，被安裝在針250(或其他醫(yī)學(xué)儀器)上的超聲傳感器246可以通過(guò)纜線248被連接到讀取器234。

經(jīng)編碼的圖案236可以被配置為保持足夠量的信息來(lái)編碼所有傳感器相對(duì)于針202的端部的位置、聲學(xué)校準(zhǔn)結(jié)果以及諸如設(shè)備類(lèi)型/型號(hào)、序列號(hào)和有效期的額外信息。以這種方式，當(dāng)新的設(shè)備可用時(shí)，成像系統(tǒng)(110，圖1)不需要依靠需要被更新的查找表來(lái)可視化端部的位置。設(shè)備類(lèi)型/型號(hào)信息可以用于將成像系統(tǒng)(110，圖1)置于預(yù)先配置的模式中，所述預(yù)先配置的模式適合于針設(shè)備202通常所用于的流程的類(lèi)型。備選地，成像系統(tǒng)可以保持跟蹤利用該設(shè)備/型號(hào)在過(guò)去已經(jīng)執(zhí)行的流程的成像設(shè)定以及基于設(shè)備202的歷史使用的預(yù)先配置的成像設(shè)定。

序列號(hào)能夠用于檢測(cè)一次性設(shè)備是否被意外地重復(fù)使用。另外，序列號(hào)跟蹤能夠被用于發(fā)起自動(dòng)重新進(jìn)貨請(qǐng)求或強(qiáng)制執(zhí)行某些設(shè)備使用策略(針的批次僅能夠在某些醫(yī)院中使用，以防止轉(zhuǎn)售或失竊)。有效期信息能夠被用于確保設(shè)備的無(wú)菌性。如果接收器/換能器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(或者通過(guò)直接編碼或者通過(guò)參照查找表)被包括在圖案中，人們能夠驗(yàn)證設(shè)備202是否仍然與其離開(kāi)工廠時(shí)是同樣地性能，或者是否已經(jīng)發(fā)生了一些性能退化。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括在明確定義狀況下的聲學(xué)性能，而且還可以包括非聲學(xué)參數(shù)，例如，傳感器電容或電阻、不存在超聲信號(hào)時(shí)的噪聲行為等。退化能夠或者是由于針的儲(chǔ)存狀況引起的，或者是由于在正在使用的特定超聲系統(tǒng)的電子器件的故障引起的。

可以期望的是具有帶有顯著冗余的編碼的圖案236。這準(zhǔn)許使用魯棒的錯(cuò)誤校正編碼。例如，里德-所羅門(mén)(RS)編碼能夠是甚至在長(zhǎng)序列的受損數(shù)據(jù)存在時(shí)也是非常魯棒的，并且被使用在從CD數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到深空通信的應(yīng)用范圍內(nèi)以及2D條形碼讀取器中。

當(dāng)針對(duì)圖案236的位置可以是在針集線器208上時(shí)，圖案可以被放置在針本身上，而不是附加到針集線器208上。如果在配備有傳感器的針的制造過(guò)程中，被用于將材料沉積在針上的裝備也能夠應(yīng)用經(jīng)編碼的圖案(靠近集線器端)或者在針本身上，這可以是適當(dāng)?shù)摹?/p>

用于圖案讀取的嵌入式傳感器或相機(jī)240可以以多種方式來(lái)實(shí)施。例如，讀取傳感器240的實(shí)施方式取決于圖案的類(lèi)型。在一個(gè)實(shí)施例中，2D光學(xué)條形碼讀取器或CCD相機(jī)傳感器可以用于讀取器或傳感器240。這種傳感器是大量生產(chǎn)的，具有非常高的性能，是非常小的并且是非常便宜的。例如，可以采用在智能電話(huà)中所采用的相機(jī)傳感器(240)，其具有例如大約4.5mm乘以3.4mm的活性區(qū)和5M的像素。這種傳感器240能夠被使得與光學(xué)圖案236直接接觸，同時(shí)提供來(lái)自針集線器208(例如，針對(duì)半透明或部分半透明的集線器208)的相反側(cè)(未示出)的基于LED的背光照明。如果光學(xué)圖案236例如在適度的600dpi的黑白打印分辨率上被應(yīng)用，則這提供大約8500比特的信息。這對(duì)于編碼具有非常高程度的冗余的所有相關(guān)設(shè)備參數(shù)是綽綽有余的。

信息到成像系統(tǒng)的傳遞可以通過(guò)連接到連接器244的CCD相機(jī)240來(lái)提供。連接器244還(通過(guò)纜線248)向設(shè)備202傳遞信號(hào)/或傳遞來(lái)自設(shè)備202的信號(hào)，這將來(lái)自其的嵌入式傳感器(US傳感器或換能器)的信息傳送到成像系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以采用(一根或多根)物理纜線244、248，盡管也可以采用無(wú)線連接。

如果使用導(dǎo)電圖案，則接觸電極的陣列(基于例如具有導(dǎo)電硅復(fù)合材料的斑紋狀連接器)能夠被用于通過(guò)與圖案236(其可以包括導(dǎo)電油墨等)直接接觸來(lái)進(jìn)行讀取。幾何形狀編碼的信息能夠或者通過(guò)光學(xué)器件(相機(jī))或者通過(guò)機(jī)械接觸感測(cè)方法來(lái)讀出。

本發(fā)明的原理可以用于任何醫(yī)學(xué)設(shè)備，包括但不限于針，例如，任何可插入到體內(nèi)的儀器，尤其是在超聲引導(dǎo)下。這包括針流程(例如，活檢、消融、麻醉、疼痛管理、膿腫引流等)和導(dǎo)管流程(例如，心臟修復(fù)、電生理等)。在柔性導(dǎo)管的情況下，可以采用(接近于端部的)傳感器或(沿著導(dǎo)管的)多個(gè)傳感器。對(duì)于導(dǎo)管，將設(shè)備的機(jī)械靈活性限制編碼在圖案中對(duì)于輔助設(shè)備的形狀擬合于所檢測(cè)的傳感器位置可以是有用的。

參考圖3，圖示性滴示出了用于自動(dòng)配置檢測(cè)的方法。在方框302中，圖案或代碼被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)設(shè)備的部分上。圖案被配置為存儲(chǔ)與設(shè)備有關(guān)的相關(guān)信息。醫(yī)學(xué)設(shè)備包括傳感器或其他設(shè)備。例如，傳感器可以包括超聲傳感器。醫(yī)學(xué)設(shè)備可以包括例如針(或?qū)Ч?，并且圖案被定位于的醫(yī)學(xué)設(shè)備的部分可以包括集線器，在針的桿上或者在設(shè)備上的(一個(gè)或多個(gè))任何其他方便的位置。

在方框304中，圖案通過(guò)被耦合到連接器的讀取器設(shè)備被讀取。連接器將傳感器連接到成像設(shè)備(和/或工作站)以將相關(guān)信息傳送到成像設(shè)備，以確定針對(duì)醫(yī)學(xué)設(shè)備和/或傳感器的使用的狀態(tài)、身份或方式中的一個(gè)。讀取圖案可以包括利用相機(jī)或掃描器的一次或多次讀取圖案，并且圖案包括條形碼；利用相機(jī)讀取圖案，并且圖案包括顏色編碼方案；利用電引線讀取圖案，并且圖案包括能由電引線接觸的導(dǎo)電材料；或者利用光學(xué)傳感器或機(jī)械探頭讀取圖案，并且圖案包括機(jī)械特征。也預(yù)期其它讀取方法和圖案類(lèi)型。

針對(duì)醫(yī)學(xué)設(shè)備的使用的狀態(tài)、身份或方式可以包括設(shè)備的類(lèi)型、設(shè)備的序列號(hào)、設(shè)備的幾何形狀配置、設(shè)備的有效期、與設(shè)備一起使用的成像模式或用于傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)。也可以針對(duì)醫(yī)學(xué)設(shè)備存儲(chǔ)其他參數(shù)。

在方框306中，基于相關(guān)信息來(lái)觸發(fā)警報(bào)或動(dòng)作。在方框308中，針對(duì)設(shè)備的重復(fù)使用信息、針對(duì)設(shè)備的圖像設(shè)定、與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等中的至少一個(gè)可以被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。一旦識(shí)別出設(shè)備，就觸發(fā)警報(bào)或動(dòng)作。例如，設(shè)備已經(jīng)被使用過(guò)或設(shè)備過(guò)期的警報(bào)可以在顯示器上被傳送給用戶(hù)。在另一范例中，對(duì)該型號(hào)或序列號(hào)設(shè)備進(jìn)行重新進(jìn)貨的請(qǐng)求可以被觸發(fā)。當(dāng)由圖案?jìng)魉蜁r(shí)，成像設(shè)定或成像模式可以基于的設(shè)備的型號(hào)或配置針對(duì)成像設(shè)備而被設(shè)定。校準(zhǔn)信息可以被存儲(chǔ)和被比較，以確定設(shè)備是否被正確地校準(zhǔn)或校準(zhǔn)是否已經(jīng)改變。也預(yù)期其他警報(bào)或操作。

在方框310中，圖案可以包括用于被配置為提供圖案的錯(cuò)誤校正的錯(cuò)誤代碼校正的冗余數(shù)據(jù)，例如，RS代碼等。

在解讀權(quán)利要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解：

a)詞語(yǔ)“包括”不排除在給定的權(quán)利要求中列出的元件或動(dòng)作之外的其他元件或動(dòng)作；

b)元件前的詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件；

c)權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不限制其范圍；

d)若干“單元”可以由相同的項(xiàng)目或硬件或?qū)嵤┙Y(jié)構(gòu)或功能的軟件來(lái)表示；并且

e)除非明確指示，否則并不旨在要求動(dòng)作的特定順序。

已經(jīng)描述了用于針對(duì)配備有傳感器的針的自動(dòng)配置檢測(cè)的優(yōu)選實(shí)施例(所述優(yōu)選實(shí)施例旨在是說(shuō)明性的而不是限制性的)，應(yīng)當(dāng)注意，本領(lǐng)域技術(shù)人員在以上教導(dǎo)的啟示下能夠做出修改和變型。因此應(yīng)當(dāng)理解，可以在本文中如權(quán)利要求書(shū)概括的那樣的公開(kāi)的實(shí)施例的范圍內(nèi)，對(duì)所公開(kāi)的公開(kāi)內(nèi)容的特定實(shí)施例做出改變。因此已經(jīng)描述了專(zhuān)利法所要求的細(xì)節(jié)和特性，在權(quán)利要求書(shū)中闡述了由專(zhuān)利證書(shū)所要求并期望保護(hù)的內(nèi)容。