Контейнер для биопсии - RU2742968C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к контейнеру для биопсии, устройству для биопсии, системе формирования изображения, и способу обработки изображений контейнера для биопсии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В WO 2014/068468 A1 раскрывается устройство для биопсии, содержащее трубчатый элемент, полый стержень и удлиненное волоконное тело. Полый стержень может иметь дистальный конец и стержень, в котором в дистальной части стержня сформирована обращенная вбок выемка. Удлиненное волоконное тело может содержать, по меньшей мере, одно оптическое волокно с дистальным концом. Волоконное тело может перемещаться внутри стержня. Трубчатый элемент может перемещаться относительно стержня, между первым положением, в котором выемка закрыта трубчатым элементом, и вторым положением, в котором выемка не закрыта трубчатым элементом.

Для правильного анализа опухолей и определения подходящего лечения необходима подробная информация об опухоли. Во-первых, наличие и положение потенциальной опухоли необходимо идентифицировать с помощью медицинской визуализации. Затем необходимо взять биопсию для оценки того, является ли поражение доброкачественным или злокачественным вследствие патологии. Кроме того, необходимо провести молекулярный диагностический (MDx) анализ ткани, чтобы определить, какие молекулярные мутации и молекулярный путь (пути) стимулируют рост опухоли, чтобы определить надлежащее лечение.

Надлежащий анализ опухолей все более актуален для неоадъювантной терапии (когда лекарственные средства даются для уменьшения опухоли до операции, особенно в случае большой опухоли), а в случае лечения препаратами направленного действия для того, чтобы определить, какие пути передачи сигнала к мишени приводят к росту опухоли. Таким образом, биопсия является не только оценкой того, есть ли у человека рак, но также используется для возможного полного диагноза, в том числе молекулярного диагностического (MDx) анализа/анализа пути.

Устройство для биопсии опять же может быть улучшено, чтобы сделать возможным увеличение объема информации от образца ткани или биопсии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, может возникнуть необходимость в предоставлении улучшенного контейнера для биопсии, который сделает возможным увеличение объема информации от биопсии.

Задача настоящего изобретения решается объектами независимых пунктов формулы изобретения, причем дополнительные варианты осуществления включены в зависимые пункты формулы изобретения. Следует отметить, что аспекты изобретения, описанные ниже, также относятся к контейнеру для биопсии, устройству для биопсии, системе формирования изображения, и способу обработки изображений контейнера для биопсии.

В соответствии с настоящим изобретением представлен контейнер для биопсии. Контейнер для биопсии содержит метку ориентации контейнера и метку выравнивания. Метка ориентации контейнера выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей меткой ориентации стержня, расположенной на стержне трубки устройства для биопсии, чтобы указывать конкретную ориентацию контейнера для биопсии относительно стержня трубки. Метка выравнивания выполнена для использования при совмещении изображений контейнера для биопсии.

Использование такого контейнера для биопсии положительно влияет на увеличение объема информации от биопсии поскольку этот контейнер для биопсии позволяет совмещать данные изображений контейнера для биопсии, например, с данными других изображений. Совмещение данных различных изображений делает возможной улучшенную и более глубокую оценку данных обоих изображений.

Этот контейнер для биопсии и, в частности, совмещение изображений контейнера для биопсии может дать возможность сопоставить данные изображений биопсии с данными изображений пациента. Данные изображений биопсии могут быть трехмерным анализом биопсии. Данные изображений пациента могут быть данными медицинских изображений, например, части опухоли. Функциональную форму или уравнение, описывающее форму метки выравнивания, можно использовать для обработки изображений. В результате существует возможность совместить данные оптического изображения, полученные из биопсии, например, по картине роста рака, снова с медицинским изображением контейнера для биопсии и, следовательно, с опухолью, из которой была взята биопсия, и, следовательно, также с положением картины роста рака у пациента. Другими словами, существует возможность связать биопсию или структуру ткани с данными медицинского изображения для предоставления комплексных решений в отношении онкологии. Благодаря этой комбинации данных изображения биопсии и данных изображений пациента, возрастает увеличение объема информации от биопсии.

Кроме того, контейнер для биопсии и, в частности, совмещение изображений контейнера для биопсии может служить для согласования данных изображения, полученных от биопсии, с другими данными медицинских изображений, которые могут быть доступны в отношении опухоли. Существует возможность связать трехмерное местоположение биопсии с местоположением согласно другим методам визуализации, что важно для комбинированного анализа патологии, и данные MDx с данными других методов визуализации как, например, МРТ, рентгеновская, ультразвуковая и т.д. Пространственное совмещение различных источников информации способствует увеличению объема информации от биопсии и имеет важное значение для комплексных решений в отношении онкологии.

Кроме того, совмещение изображений контейнера для биопсии может служить для согласования данных изображений, полученных из биопсии, с данными оптических изображений контейнера для биопсии, сделанными под разными углами трубки для биопсии. В результате метка выравнивания может дать возможность пространственного совмещения изображений, сделанных под разными углами. Тем самым это положительно сказывается на 3D-анализе и визуализации, и увеличении объема информации от биопсии.

Контейнер для биопсии выполнен с возможностью приема ткани, которая рассматривается как биопсия. Контейнер для биопсии может обеспечить возможность прямого заключения биопсии (образца) в контейнер, что облегчает удаление биопсии из стержня или иглы с биопсией, и имеет преимущество в сохранении целостности биопсии. Контейнер для биопсии может иметь произвольную форму и поперечное сечение. Для примера, контейнер для биопсии имеет круглое или наклонное поперечное сечение. Для примера, контейнер для биопсии представляет собой трубку для биопсии.

Этот контейнер для биопсии и, в частности, метка ориентации контейнера указывает конкретную ориентацию контейнера для биопсии относительно стержня трубки, так что контейнер для биопсии можно вставить в устройство для биопсии только одним предопределенным образом. В одном из примеров метка ориентации контейнера является визуальной меткой. В одном из примеров метка ориентации контейнера является механической меткой. В одном из примеров либо метка ориентации контейнера, либо метка ориентации стержня содержит выступ (например, кромку), а другая - вырез (например, паз), соответствующий выступу. Выступ или вырез, образующий механическую метку ориентации контейнера, может визуально указывать конкретную ориентацию вращения контейнера для биопсии относительно стержня трубки.

Метка ориентации контейнера не является существенной для настоящего изобретения. Метка ориентации контейнера и метка выравнивания могут быть разными метками, что означает наличие, по меньшей мере, двух меток. Метка ориентации контейнера и метка выравнивания также могут быть одной и той же меткой, что означает, что имеется только одна метка. Другими словами, метка ориентации контейнера также может быть сформирована меткой выравнивания, в то время как метка ориентации стержня также может быть сформирована меткой стержня, обсуждаемой ниже.

Метка выравнивания может иметь заданную функциональную форму, что означает, что метка выравнивания может быть маленькой и/или достаточно тонкой, чтобы не перекрывать важные признаки на изображениях, может быть легко распознана в стеке изображений и/или выделена из него, и/или может обеспечить однозначное определение пространственной ориентации и преобразование серии микроскопических срезов по оси Z с высокой точностью. Серия срезов по оси Z содержит данные изображений, полученных в нескольких положениях с помощью стереоскопического микроскопа, который захватывает, например, наклонные участки образца на каждом этапе сканирования, чтобы получить трехмерное изображение. С помощью метки выравнивания эти данные изображения могут автоматически регистрироваться в пространстве в одной из систем координат. Это также относится к случаю создания двух серий срезов при сканировании по оси Z, каждая из которых соответствует своей ориентации контейнера для биопсии и последующего совмещения обоих серий срезов при сканировании по оси Z в общей системе координат на основе анализа того, где обнаружена метка выравнивания в обоих сериях срезов по оси Z.

Вышеизложенные требования к функциональной форме метки выравнивания могут приводить к тому, что метка выравнивания будет содержать, например непрозрачную, тонкую, прямую линию вдоль контейнера для биопсии. Такая линия не закрывает одну большую структуру, она может быть легко распознана в стеке изображений и/или выделена из него, и она хороша для высокоточной оценки пространственной ориентации и преобразования. Поскольку 3D-объем может вращаться вокруг этой прямой линии в трехмерном пространстве, метка выравнивания может дополнительно содержать вторую линию, расположенную вдоль контейнера для биопсии. Кроме того, в начале каждой линии можно разместить круглую точечную отметку. Точечные отметки определяют начало своей уникальной системы координат контейнера для биопсии, в то время как конкретное размещение (поворот на 90° вокруг контейнера для биопсии) определяет направленность этой системы координат. В результате достигается гибкость в размещении контейнера для биопсии при любой ориентации и при сканировании контейнера для биопсии со всех сторон.

Эта структура метки выравнивания может устранить все неоднозначности, так как соответствующее поперечное сечение контейнера для биопсии с этими двумя линиями и их темные точечные отметки начала показывает систему координат, которая однозначно определяет трехмерную конфигурацию контейнера для биопсии. Каждое изображение в фокальном z-стеке тогда может содержать только часть, которая является четкой. После или до сканирования изображения можно начать процедуру калибровки, сначала найдя изображение, которое отображает начальные точечные отметки как можно более четко. Используя это изображение в качестве стартовой точки, можно пройти в цикле по изображениям и следовать за каждой линией через изображения путем поиска значений пикселей, которые являются темными (поглощающими свет) и четкими. На каждом изображении локально можно искать пиксель, который является самым четким и удовлетворяет условию темного цвета. После сегментирования двух линий можно определить линейные уравнения в системе координат сбора изображений, после чего результаты анализа изображения могут быть отображены в системе координат контейнера для биопсии.

В одном из примеров метка выравнивания содержит линию. В одном из примеров линия является непрерывной, например, прямой линией. Для примера, линия является прерывистой, например, пунктирной или штриховой линией, или их комбинациями.

В одном из примеров метка выравнивания содержит кривую. Для примера, кривая является непрерывной, например, спиралью. Для примера, кривая является прерывистой, например, пунктирной или штриховой спиралью или их комбинациями.

В одном из примеров метка выравнивания содержит две линии или кривые. То, что их количество равно двум может помочь уменьшить ориентационные неоднозначности, так как соответствующее поперечное сечение контейнера для биопсии с этими двумя линиями или кривыми, показывает систему координат, которая определяет ориентировочную трехмерную конфигурацию контейнера для биопсии. В одном из примеров две линии или кривые расположены параллельно друг другу. В другом примере две линии или кривые расположены в разных частях контейнера для биопсии. Для примера, две линии или кривые расположены на разных концах контейнера для биопсии. Для примера, метка выравнивания состоит из трех линий или кривых. Для примера, метка выравнивания содержит комбинацию, по меньшей мере, линии и кривой.

В одном из примеров начальная точка метки выравнивания снабжена начальным символом. Для примера, стартовый символ является начальной точечной отметкой, заполненным кругом, имеет форму алмаза или тому подобное. Начальная точка может помочь устранить любую оставшуюся неопределенность, а также помочь разработать алгоритм обнаружения.

Метка выравнивания, например в виде линий или кривых, может проходить, по существу, по длине контейнера для биопсии. Метка выравнивания может также проходить по всей длине контейнера для биопсии. Наличие по существу продольной метки выравнивания с известной геометрией позволяет обнаруживать метку выравнивания, а также калибровку изображений и тем самым позволяет перемещать датчик камеры сканирования, а также вращать контейнер для биопсии, для отображения контейнера для биопсии со всех сторон. Кроме того, такое, по существу, продольное выравнивание имеет то преимущество, что множество z-стеков, взятых в нескольких положениях и/или с несколькими ориентациями, могут автоматически совмещаться в пространстве в одной общей системе координат.

Метка выравнивания также может иметь только небольшую протяженность и, например точечную отметку, крест, X, звездочку, букву, несколько букв, число, несколько чисел и/или тому подобное.

В одном из примеров метка выравнивания обнаруживается блоком формирования изображения. Блок формирования изображения может быть блоком формирования оптического изображения. Это позволяет обнаруживать метку выравнивания также (оптическим) блоком формирования изображения. Таким образом, метка выравнивания может быть изготовлена из чернил, содержащих магнитные частицы. Таким образом, метка выравнивания может быть видимой, как например, в сканере для оптической микроскопии патологии, так и посредством магнитных частиц, обнаруживаемых, например, при МРТ. Как будет объяснено ниже, блок формирования изображения может также обнаруживать метку стержня, предусмотренную на стержне трубки.

В одном из примеров метка выравнивания предоставляется на поверхности контейнера для биопсии. В другом примере метка выравнивания встроена или вмонтирована в поверхность контейнера для биопсии. Контейнер для биопсии может быть изготовлен из стекла, а метка выравнивания может быть врезана в стекло.

В другом важном примере контейнер для биопсии содержит только метку выравнивания, выполненную для использования при совмещении изображений контейнера для биопсии. Там нет метки ориентации контейнера. Там нет функции взаимодействия с соответствующей меткой ориентации стержня, расположенной на стержне трубки устройства для биопсии, чтобы указать конкретную ориентацию контейнера для биопсии относительно стержня трубки.

Метка выравнивания позволяет совмещать данные изображения контейнера для биопсии, например, с другими данными изображения. Совмещение данных различных изображений делает возможной улучшенную и более глубокую оценку обоих данных изображения.

Все сказанное выше в связи с меткой выравнивания в комбинации с меткой ориентации контейнера также распространяется на случай без метки ориентации контейнера. В частности, метка выравнивания может содержать заданную функциональную форму, например, по меньшей мере, линию, по меньшей мере, кривую, по меньшей мере, начальную точку и т. д. Она может проходить, по существу, по всей длине контейнера для биопсии. Метка выравнивания также может иметь только небольшую протяженность и, например точечную отметку, крест и/или тому подобное. Она может визуально обнаруживаться, например, блоком формирования изображения. Метка выравнивания может быть нанесена на поверхность контейнера для биопсии или встроена в нее.

Метка выравнивания может работать как знак метка ориентации контейнера. Таким образом, метка выравнивания может быть выполнена с возможностью взаимодействия с меткой ориентации стержня на стержне трубки, чтобы указать конкретную ориентацию контейнера для биопсии относительно стержня трубки. Другими словами, метка ориентации контейнера формируется меткой выравнивания, тогда как метка ориентации стержня формируется меткой стержня, обсуждаемой ниже.

В соответствии с настоящим изобретением представлено также устройство для биопсии. Устройство для биопсии содержит контейнер для биопсии, как описано выше, и стержень трубки. Метка ориентации контейнера в контейнере для биопсии выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей меткой ориентации стержня на стержне трубки, чтобы указать конкретную ориентацию контейнера для биопсии относительно стержня трубки.

В одном из примеров либо метка ориентации контейнера, либо метка ориентации стержня содержит выступ, а другая - вырез, соответствующий выступу.

Устройство для биопсии позволяет записать результаты анализа биопсии обратно в данные изображения исходной ткани, например, опухоли, которая была взята на биопсию. Таким образом, контейнер для биопсии содержит метку выравнивания. В одном из примеров метка выравнивания имеет заданную функциональную форму, например, по меньшей мере, одну линию или кривую.

В одном из примеров стержень трубки снабжен меткой стержня, выполненной с возможностью выравнивания с меткой выравнивания контейнера для биопсии. Метка стержня может использоваться в указанном выше процессе совмещения, но может дать знать патологу, как смонтировать, выровнять и зафиксировать контейнер для биопсии в стержне трубки. Кроме того, метку стержня можно использовать для того, чтобы патолог знал, как контейнер для биопсии расположен внутри стержня трубки, что удобно для обращения к данным изображения пациента. Другими словами, метку стержня можно использовать, чтобы помочь патологу выровнять и узнать ориентацию стержня трубки и контейнера для биопсии относительно друг друга.

Метка стержня может быть одним из: точечной отметкой, крестом, линией или тому подобным, соответствующим одному из: точечной отметке, кресту, линии или тому подобному на контейнере для биопсии, которые человек, вставляющий контейнер для биопсии, должен с другим так, чтобы они были расположены рядом друг с другом. Например, крест и линию можно использовать при условии, что часть креста может быть расположена на одной линии с продолжением линии. Таким образом, пользователь может видеть, что выравнивание трубки для биопсии в игле для биопсии является правильным.

В одном из примеров метка стержня обнаруживается блоком формирования изображения. Этот блок формирования изображения может быть первым блоком формирования изображения, что подразумевает блок, описанный выше для обнаружения метки выравнивания, или другой, вторым блоком формирования изображения. Блоки формирования изображения могут быть блоками медицинской визуализации, например, МРТ, КТ или рентгеновской системой. В одном из примеров метка стержня может быть визуально и/или оптически обнаружена, например, патологом и/или инструментом.

Для примера, трубка для биопсии и стержень трубки вместе подвижно размещены в полом главном стержне. Для примера, трубку для биопсии можно вставить в стержень трубки. Для примера, проксимальный конец трубки для биопсии может быть прикреплен с возможностью отсоединения к дистальному концу стержня трубки.

В соответствии с настоящим изобретением представлена также система формирования изображения. Система формирования изображения содержит блок формирования изображения, блок обработки и контейнер для биопсии, как описано выше. Блок формирования изображения выполнен с возможностью предоставления изображений контейнера для биопсии. Блок обработки выполнен с возможностью совмещения изображений контейнера для биопсии. Блок обработки обрабатывает информацию о том, как различные изображения контейнера для биопсии совмещаются друг с другом на основе метки выравнивания, видимой на этих изображениях, для трехмерной реконструкции биопсии. Эта информация объединяется с информацией о том, как биопсия была ориентирована в контейнере для биопсии на основе, например, медицинского изображения, которое является вспомогательным при взятии биопсии. Это объединение информации позволяет узнать, как ткань или трехмерная реконструкция биопсии были ориентированы в теле пациента.

В соответствии с настоящим изобретением также представлен способ формирования изображения. Он содержит следующие этапы, не обязательно в этом порядке:

a) предоставление изображений контейнера для биопсии как описано выше,

b) обнаружение метки выравнивания контейнера для биопсии на изображениях,

c) определение ориентации контейнера для биопсии на изображениях, и

d) выполнение совмещения изображений с помощью метки выравнивания.

В одном из примеров, совмещение выполняется в одной общей системе координат с известным отношением к системе координат стержня трубки.

Нужно понимать, что контейнер для биопсии, устройство для биопсии, система формирования изображения и способ обработки изображений контейнера для биопсии в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения имеют сходные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, в частности, как определено в зависимых пунктах формулы изобретения. Нужно понимать еще, что предпочтительные варианты осуществления изобретения также могут представлять собой любые комбинации зависимых пунктов формулы изобретения с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны и пояснены со ссылкой на описанные ниже варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Примерные варианты осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи:

На Фиг. 1 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления системы формирования изображения в соответствии с изобретением.

На Фиг. 2 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления устройства для биопсии в соответствии с изобретением.

На Фиг. 3 показана последовательность этапов взятия биопсии с помощью устройства для биопсии в соответствии с изобретением.

На Фиг. 4 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления устройства для биопсии в соответствии с изобретением.

На Фиг. 5 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления контейнера для биопсии с меткой выравнивания в соответствии с изобретением.

На Фиг. 6 показано схематическое изображение этапов способа формирования изображения в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг. 1 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления системы 1 формирования изображения в соответствии с изобретением. Система 1 формирования изображения содержит блок 2 формирования изображения, блок 3 обработки и контейнер 20 для биопсии. Контейнер 20 для биопсии содержит метку выравнивания. Блок 2 формирования изображения выполнен с возможностью предоставления изображений контейнера 20 для биопсии. Блок 2 формирования изображения здесь представляет собой блок формирования оптического изображения, например, оптический или конфокальный микроскоп, или двухфотонное устройство формирования изображения. Блок 3 обработки выполнен с возможностью совмещения изображений контейнера 20 для биопсии. Блок 3 обработки обрабатывает информацию о том, как различные изображения контейнера 20 для биопсии совмещаются друг с другом на основе метки выравнивания, видимой на этих изображениях, для трехмерной реконструкции биопсии. Эта информация объединяется с информацией о том, как биопсия была ориентирована в контейнере 20 для биопсии на основании, например, медицинского изображения, которое является вспомогательным при взятии биопсии. Это объединение информации позволяет узнать, какую ориентацию в теле пациента имела ткань или трехмерная реконструкция биопсии.

Далее описываются контейнер 20 для биопсии и совмещение изображений контейнера 20 для биопсии.

Система 1 формирования изображения может представлять собой систему цифровой патологии, содержащую оптический сканер в качестве блока 2 формирования изображения и систему управления изображением в качестве блока 3 обработки для обеспечения возможности оцифровывать, хранить, извлекать и обрабатывать изображения ткани, предпочтительно изображения окрашивания тканей, считывать информацию, хранящуюся в контейнере блока памяти, и интегрировать эту информацию с оцифрованным набором данных об окрашивании, который должен быть представлен патологу.

На Фиг. 2 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления устройства 40 для биопсии в соответствии с изобретением. Устройство 40 для биопсии содержит контейнер 20 для биопсии и стержень 30 трубки. Контейнер 20 для биопсии выполнен с возможностью приема ткани, которая рассматривается как биопсия. Здесь контейнер 20 для биопсии представляет собой трубку для биопсии, по существу, выполненую как полый цилиндр, по существу, с круглым наружным поперечным сечением. Здесь контейнер 20 для биопсии содержит метку 24 выравнивания в виде двух прямых линий, проходящих, по существу, по всей длине контейнера 20 для биопсии с отмеченной начальной точкой. Метка 24 выравнивания будет подробно объяснена на Фиг. 4 и 5.

Устройство 40 для биопсии содержит внешнюю втулку 50, в которой размещен полый главный стержень 10 с дистальным концом или кончиком 14, образующим при необходимости наклонную поверхность, причем наклонная поверхность может иметь овальную форму, если полый стержень 10 имеет круглое поперечное сечение.

Структура устройства 40 для биопсии, описанная ниже, является только вариантом. В стержне 30 трубки сформирован боковой вырез или выемка 16, причем выемка 16, по существу, образована боковым отверстием и сечением отверстия, проходящим через стержень 30 трубки в продольном направлении. На Фиг. 2 также показано, как контейнер 20 для биопсии может быть вставлен в выемку 16 полого стержня 10 устройства 40 для биопсии, чтобы быть прикрепленным на дальнем конце 33 стержня 30 трубки.

Например, контейнер 20 для биопсии может быть вставлен в наклонной ориентации и проксимальным концом 22 вначале. Это может иметь то преимущество, что прикреплением контейнера 20 для биопсии к дистальному концу 33 стержня трубки 30 лучше управлять вручную. Вид движения на этом примере обозначается полужирной стрелкой на Фиг. 2.

Альтернативно, контейнер 20 для биопсии может быть вставлен в выемку 16 главного стержня 10 с параллельной ориентацией продольной оси контейнера 20 для биопсии и продольной оси полого главного стержня 10. В этом случае стержень 30 трубки может быть вытащен на несколько миллиметров назад, то есть проксимально, чтобы дать контейнеру 20 для биопсии достаточное пространство для вставки в выемку 16. Затем стержень 30 трубки может быть выдвинут вперед, то есть дистально, так что дистальный конец 33 уменьшенного диаметра может зацепляться с контейнером 20 для биопсии, чтобы прикрепить контейнер 20 для биопсии к стержню 30 трубки.

Показанный контейнер 20 для биопсии позволяет непосредственно встраивать биопсию в контейнер 20 для биопсии, который облегчает удаление биопсии из стержня 30 трубки и имеет преимущество в сохранении целостности биопсии.

На Фиг. 3 показана последовательность этапов взятия биопсии с помощью устройства 40 для биопсии, включающего в себя, помимо прочего, контейнер 20 для биопсии для приема ткани. Во-первых, с выемкой 16 полого стержня 10, закрытой внешней втулкой 50, устройство 40 для биопсии вставляется в ткань. Во-вторых, полый стержень 10 выдвигается вперед, пока выемка 16 в полом главном стержне 10 больше не будет закрыта, так что ткань может зацепиться за выемку 16. В-третьих, внешняя втулка 50, которая снабжена острой дистальной кромкой толкается вперед, чтобы разрезать ткань, а стержень 30 трубки с помощью трубки 20 для биопсии толкается вперед, чтобы принять отрезанную ткань. Следует отметить, что внешняя втулка 50 также может иметь тупую дистальную кромку, то есть не острую дистальную кромку, и что контейнер 20 для биопсии может быть снабжен острой дистальной кромкой, так что ткань, которая присутствует в выемке 16 полого стержня 10 можно разрезать с помощью контейнера 20 для биопсии.

В этом примере метка 24 выравнивания показана в виде спирали, проходящей, по существу, по всей длине контейнера 20 для биопсии с обозначенной начальной точкой. Метка 24 выравнивания будет подробно объяснена на Фиг. 4 и 5.

На Фиг. 4 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления устройства для биопсии в соответствии с изобретением. Устройство 40 для биопсии содержит контейнер 20 для биопсии и стержень 30 трубки. Контейнер 20 для биопсии содержит метку 23 ориентации контейнера и метку 24 выравнивания. Метка 23 ориентации контейнера выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей меткой 31 ориентации стержня, расположенной на стержне 30 трубки, чтобы указать конкретную ориентацию контейнера 20 для биопсии относительно стержня 30 трубки, так что контейнер 20 для биопсии может быть вставлен в устройство 40 для биопсии только одним определенным образом. Касательно метки 23 ориентации контейнера, контейнер 20 для биопсии здесь снабжен вырезом или канавкой на первом конце 22 контейнера 20 для биопсии. Канавка выполнена с возможностью взаимодействия с выступом или краем в качестве метки 31 ориентации стержня, который сформирован на первом конце 32 стержня 30 трубки. Канавка выполнена с возможностью взаимодействия с выступом или краем в качестве знака 31 ориентации вала, который сформирован на первом конце 32 вала 30 трубки. Метка 23 ориентации контейнера и метка 31 ориентации стержня полезны для идентификации вращательной ориентации образца биопсии во время последующей обработки и анализа. Здесь канавка на конце контейнера 20 для биопсии образует метку 23 ориентации контейнера. Это в особенности делает возможным визуально указывать конкретную вращательную ориентацию контейнера 20 для биопсии относительно стержня 30 трубки.

Метка 24 выравнивания контейнера 20 для биопсии выполнена для использования при совмещении изображений контейнера 20 для биопсии. Метка 24 выравнивания обнаруживается блоком 2 формирования изображения и предоставляется на поверхности контейнера 20 для биопсии. Здесь метка 24 выравнивания представляет собой одну штриховую линию, проходящую, по существу, по длине, предпочтительно по всей длине контейнера 20 для биопсии.

Совмещение изображений контейнера 20 для биопсии дает возможность сопоставить данные изображения биопсии с данными изображения пациента. Это можно сделать следующим образом:

- С помощью метки 24 выравнивания, различные изображения могут быть выровнены друг с другом для формирования трехмерного изображения биопсии.

- Поскольку известно, как выравнен контейнер 20 для биопсии в стержне 30 трубки или иглы для биопсии, также известно положение контейнера 20 для биопсии по отношению стержню 30 трубки.

- Из взятия под визуальным контролем биопсии, известно положение стержня 30 трубки по отношению к пациенту.

- Тот факт, что метка 24 выравнивания может быть обнаружена с помощью методов медицинской визуализации, обеспечивает контроль ее положения у пациента.

В результате можно совместить данные оптического изображения, полученные из биопсии, например, по картине роста рака, снова с медицинским изображением контейнера 20 для биопсии и, следовательно, с опухолью, из которой была взята биопсия, и, следовательно, также с положением картины роста рака у пациента. Другими словами, можно связать архитектуру биопсии с данными медицинского изображения для предоставления комплексных решений в отношении онкологии.

Кроме того, совмещение изображений контейнера 20 для биопсии служит для согласования данных изображения, полученных из биопсии, с другими данными медицинских изображений, которые могут быть доступны в отношении опухоли. Существует возможность связать трехмерное местоположение биопсии с местом из других методов визуализации, что важно для комбинированного анализа патологии, и данные MDx с данными других методов визуализации как, например, рентгеновской, ультразвуковой и т.д.

Совмещение изображений контейнера 20 для биопсии также служит для согласования данных изображения, полученных из биопсии, с данными оптических изображений контейнера 20 для биопсии, сделанными под разными углами контейнера 20 для биопсии. В результате метка 24 выравнивания может дать возможность пространственного совмещения изображений, сделанных под разными углами. Тем самым улучшаются 3D-анализ и визуализация.

На Фиг. 5 схематично и примерно показан один из вариантов осуществления контейнера 20 для биопсии с меткой 24 выравнивания в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. С левой стороны показан контейнер 20 для биопсии, а с правой стороны показано увеличенное поперечное сечение контейнера 20 для биопсии. Метка 24 выравнивания содержит здесь две непрозрачные, тонкие непрерывные прямые линии, расположенные параллельно друг другу вдоль контейнера 20 для биопсии. Кроме того, в начале каждой линии размещается круглая точечная отметка. Точечные отметки определяют начало собственной уникальной системы координат контейнера 20 для биопсии, в то время как конкретное размещение (поворот на 90° вокруг контейнера 20 для биопсии) определяет направленность этой системы координат. В результате может быть выполнено совмещение в одной общей системе координат контейнера 20 для биопсии с известным отношением к системе координат стержня 30 трубки.

Эта структура метки 24 выравнивания устраняет все неоднозначности, так как соответствующее поперечное сечение контейнера 20 для биопсии с этими двумя линиями и их темные точечные отметки начала показывает систему координат, которая однозначно определяет трехмерную геометрию контейнера 20 для биопсии. Каждое изображение в фокальном z-стеке тогда может содержать только часть, которая является четкой. Серия срезов по оси Z содержит данные изображений, полученных в нескольких положениях с помощью стереоскопического микроскопа, который захватывает наклонные участки образца на каждом этапе сканирования, чтобы получить трехмерное изображение. После сканирования изображения можно начать процедуру калибровки, сначала найдя изображение, которое отображает начальные точечные отметки как можно более четко. Используя это изображение в качестве стартовой точки, можно пройти в цикле по изображениям и следовать за каждой линией через изображения путем поиска значений пикселей, которые являются темными и четкими. На каждом изображении локально можно искать пиксель, который является самым четким и удовлетворяет условию темного цвета. После сегментирования двух линий можно определить линейные уравнения в системе координат сбора изображений, после чего результаты анализа изображения могут быть отображены в системе координат контейнера для биопсии.

Стержень 30 трубки снабжен меткой 34 стержня, выполненной с возможностью выравнивания с меткой 24 выравнивания контейнера 20 для биопсии. Метка 34 стержня может использоваться в указанном выше процессе совмещения, но также может использоваться, чтобы знать, как контейнер 20 для биопсии расположен внутри стержня 30 трубки, что удобно для обращения к данным изображения пациента.

На Фиг. 6 показано схематическое изображение этапов способа формирования изображения в соответствии с изобретением. Способ формирования изображения включает в себя следующие этапы, не обязательно в этом порядке:

- На первом этапе S1, предоставление изображений контейнера 20 для биопсии как описано выше.

- На втором этапе S2, обнаружение метки 24 выравнивания контейнера 20 для биопсии на изображениях.

- На третьем этапе S3, определение ориентации контейнера 20 для биопсии на изображениях.

- На четвертом этапе S4, выполнение совмещения изображений с помощью метки 24 выравнивания.

Следует отметить, что варианты осуществления изобретения описаны в отношении различных объектов изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления описаны в отношении пунктов формулы изобретения, описывающих способы, тогда как другие варианты осуществления описаны в отношении пунктов формулы изобретения, описывающих устройства. Однако профессионал в данной области поймет из приведенного выше и нижеследующего описания, что, пока не указано иное, в дополнение к любому сочетанию признаков, принадлежащих объекту изобретения одного рода, любое сочетание признаков, относящихся к различным объектам изобретения, также полагается раскрытым в этой заявке. Тем не менее, все признаки могут быть объединены, обеспечивая синергетический эффект, который больше, чем простое суммирование признаков.

Хотя изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и предшествующем описании, такие иллюстрации и описание должны рассматриваться как иллюстративные или приведенные в качестве примера, а не ограничивающие. Изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Изучив чертежи, раскрытие и приложенную формулу изобретения, специалисты в данной области смогут понять и осуществить при практической реализации заявленного изобретения другие вариации показанных вариантов осуществления.

В формуле изобретения слово «содержит» не исключает других элементов или этапов, и формы единственного числа не исключают множественного числа. Один процессор или другой блок может выполнить функции нескольких пунктов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные меры перечислены во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер нельзя использовать с пользой. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться в качестве ограничения объема.

Реферат

Группа изобретений относится к техническим решениям для биопсии. Представлен контейнер (20) для биопсии, содержащий метку ориентации контейнера, и метку выравнивания, причем метка ориентации контейнера выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей меткой ориентации стержня, расположенной на стержне трубки устройства для биопсии, чтобы указывать конкретную ориентацию контейнера для биопсии относительно стержня трубки, и где метка (выравнивания выполнена для использования при совмещении изображений контейнера (20) для биопсии. При этом либо метка ориентации контейнера, либо метка ориентации стержня содержит выступ, а другая - вырез, соответствующий выступу. Также описаны устройство для биопсии, система формирования изображения и способ обработки изображений контейнера для биопсии. Достигается повышение информативности и надежности. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула