NIR图像引导的靶向制造技术

一种用于治疗的方法。该方法包括对患者的区域执行治疗中光学扫描，其中治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源。该方法还包括根据光学扫描检测多个被检测信号。该方法还包括从多个被检测信号滤除皮肤特性。该方法还包括根据被过滤的多个信号确定与区域关联的骨骼解剖结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】NIR图像引导的靶向相关申请的交叉引用本申请在35U.S.C§ 119(e)下要求2012年10月26日提交的、题为“NIRIMAGE⑶IDED TARGETING”的、代理人案号为VAR-12-049-US-P的美国临时专利申请第61/719，301号的优先权和权益。本申请还在35U.S.C § 119(e)下要求2013年3月15日提交的、题为“APPARATUS AND MEHTOD FOR REAL-TIME TRACKING OF BONY STRUCTURES”的、代理人案号为VAR-13-016-US-P的美国临时专利申请第61/798，066号的优先权和权益。本申请要求2013年10月2日提交的、题为“NIR IMAGE⑶IDED TARGETING”的、代理人案号为VAR-12-049-US的美国专利申请第14/040，604号的优先权和权益。本申请要求2013年9月 27 日提交的、题为“APPARATUS AND MEHTOD FOR REAL-TIME TRACKING OF BONYSTRUCTURES”的、代理人案号为VAR-13-016-US的美国专利申请第14/040，609号的优先权和权益。
技术介绍
图像引导的革巴向(image-guided targeting)在大量医疗过程中扮演着越来越重要的角色。本质上来说，图像引导涉及将接近实时的成像与历史三维(3D)体积数据进行计算机相关以确定患者解剖结构的空间位置。也就是，图像引导的靶向包括用以创建人体图像的技术和过程。用于图像引导的靶向的3D体积数据的典型示例包括计算机断层(CT)或者磁共振成像(MRI)。已经针对使用投射X射线或者锥面波束CT在3D空间中对患者骨骼解剖结构精确定位来对这一图像引导的靶向的使用进行了充分描述。作为大多数图像引导的基础的默许假设为:骨骼解剖结构可以提供对附近的软组织的可靠参考。然而，亚毫米靶向精度在这样的技术的情况下是可能的，从而甚至实现要在图像引导下执行的最精确的外科手术过程。图像引导中的X射线的主要角色是定义用于图像相关的骨骼解剖结构的3D位置。它们渗透皮肤的相对能力是X射线的使得它们能够用于成像的主要特征。相比之下，图像引导中所使用的千伏能量X射线的特征在于要从骨头发散的非常大的倾向性以及因此被阻止传输通过正在被成像的组织的更大的可能性。虽然使用X射线的成像很鲁棒，然而使用电离辐射的挑战加重了这一方法的负担，因为电离X射线对于患者和医疗团队而言可能有害。正因如此，几乎不连续地进行当前使用电离X射线用于图像引导的技术。例如，一般仅在若干分钟到若干小时的过程的开始处产生锥面波束CT扫描，而仅每20到60秒生成用于图像相关的投射X射线。这样的“实时”成像的罕见意味着不检测瞬时患者移动，并且将导致治疗的不准确。另外，在放射外科和放射治疗中，使用辐射波束来破坏肿瘤。比如，已经提出了如下方法:其中使用机械龙门(gantry)来移动波束源。使用两个x射线成像相机来计算患者的颅骨在治疗期间的位置。每分钟将这一 X射线成像重复若干次。然而，本上下文中的X射线成像具有若干限制。首先，如先前所讨论的，X射线成像需要电离辐射，并且因此对于患者和操作团队具有侵略性。射频外科手术过程可以持续高达I小时。在整个治疗期间连续地采用X射线会将患者暴露到单独来自X射线成像的大量的辐射剂量。其次，在X射线成像中，X射线源必须在患者的一侧，并且X射线检测器在患者的另一侧。因此需要足够的空间用于放置单独的源和检测器单元。所需要的是可以与3D患者解剖结构相关的真正实时的成像形式。
技术实现思路
公开了一种用于治疗患者的方法。该方法包括确定患者的区域中的皮肤特性。该方法包括对患者的区域执行治疗中(in-treatment)光学扫描，其中治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源。该方法包括根据光学扫描检测多个被检测信号。该方法包括从多个被检测信号滤除皮肤特性。该方法包括根据被过滤的多个信号确定与区域关联的骨骼解剖结构。在另一实施例中，公开了另一种用于治疗的方法。该方法包括执行基础扫描以获得目标在患者的骨骼解剖结构内的相对3D (三维)定位。该方法还包括对患者执行治疗中光学扫描以确定骨骼解剖结构在治疗系统内的3D定位，其中治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源。另外，执行治疗中光学扫描的操作包括:根据光学扫描检测多个被检测信号；以及从多个被检测信号滤除患者的皮肤的信令特性，以获得与骨骼解剖结构相关的信号并且确定骨骼解剖结构的3D定位。该方法还包括配准(register)来自治疗中光学扫描的骨骼解剖结构的3D定位以及根据基础扫描确定的骨骼解剖结构的3D定位，以确定目标在治疗系统内的相对定位。在另一实施例中，公开了一种用于提供治疗的系统。该系统包括用于确定患者的区域中的皮肤特性的皮肤检测器。该系统还包括用于对患者的区域执行治疗中光学扫描的治疗中近红外(NIR)光学扫描仪，其中治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源。该系统包括用于根据光学扫描检测多个被检测信号的至少一个检测器。该系统包括用于从多个被检测信号滤除皮肤特性的过滤器。比如，过滤机制包括一种算法，该算法基于使用统计信息的测量以及根据进一步的红外测量(例如平均皮肤氧饱和度、色调等)执行的每患者校准来计算皮肤属性。该系统还包括用于根据被过滤的多个信号确定与区域关联的骨骼解剖结构的建模模块。在另一实施例中，公开了一种用于测量皮肤厚度的方法。该方法包括在患者的外表面上的第一 3D点处，将第一点暴露到来自近红外(NIR)源的NIR能量。该方法包括测量在第一 3D点或者波束入射点附近发出的反射能量。该方法包括基于与反射能量中心的距离来确定反射能量的图案，其中中心由第一 3D点来近似。该方法包括基于图案来确定皮肤厚度测量。另外，该方法考虑入射的激光波束与皮肤表面之间的角度以补偿测量误差。根据周围3D点的3D信息来确定角度。另外，还可以根据NIR信息的完整数据集来计算或者从其他源获得与特定患者有关的统计信息(例如皮肤类型、颜色)。在又另一实施例中，公开了一种用于治疗的方法，该方法涉及使用NIR成像来生成患者的骨骼解剖结构的3D结构。该方法包括执行基础扫描以获得对象的骨骼解剖结构的相对3D定位。该方法还包括对对象执行治疗中光学扫描以确定对象的表面的3D定位，其中治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源。该方法还包括基于由治疗中光学扫描引起的反射能量的图案来确定皮肤厚度，其中针对对象的表面上的每个测量点或者点的子集来确定皮肤厚度。该方法还包括补偿对应的皮肤厚度以确定与对应的测量点关联的并且位于对应的测量点下面的骨骼定位，针对对象的表面上的每个测量点来执行补偿。该方法包括确定从治疗中光学扫描得出的骨骼解剖结构的3D定位。在另一实施例中，公开了一种用于提供治疗的系统。该系统包括用于将患者的外表面上的第一点暴露到近红外(NIR)能量的治疗中NIR光学扫描仪。该系统包括用于测量和/或检测在第一 3D点附近发出的反射能量的至少一个检测器。该系统还包括用于基于与反射能量中心的距离来确定反射能量的图案的图案生成器，其中中心由第一 3D点来近似。该系统还包括用于基于图案来确定皮肤厚度测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于治疗的方法，包括：对患者的区域执行治疗中光学扫描，其中所述治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源；根据所述光学扫描检测多个被检测信号；从所述多个被检测信号滤除皮肤特性；以及根据被过滤的所述多个信号确定与所述区域关联的骨骼解剖结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·小阿德勒，R·布鲁德，F·恩斯特，A·施韦卡德，A·沙达，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US