准确地向器官的目标区域活体内输送治疗剂的方法技术

在一种用于向有生命对象中的器官的目标区域准确输送治疗剂的方法中，例如用于将干细胞注射到心脏的心肌中，在输送治疗剂之前，获得一３Ｄ图象，其中可以看到目标区域和到目标区域的输送路线。显示该３Ｄ图象，将导管引入到对象内并获得对导管的实时位置的指示并将其结合到显示的图象中，为引导导管到目标区域提供可视支持。当导管在目标区域时，通过导管将治疗剂注入到目标区域中。然后在显示的图象上监视注入的治疗剂相对于目标区域的分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于向有生命对象中的器官的目标区域输送治疗剂的方法，尤其是用于将干细胞准确注射到心脏的心肌的方法。
技术介绍
通过干细胞的注射来治疗心脏的受损的心肌区域是当前生物医学研究中看起来很有希望的一个领域。依靠成年人的干细胞修复受损的心肌区域的优点是，来自患者身体的干细胞可以在培养中增殖，然后重新供应给患者，不需要担心患者自身免疫系统对其的排斥。当前，对于涉及心肌的干细胞的放置存在着两种可能性。一种技术是动脉内注射干细胞到供应受损的心肌区域的冠状动脉中。另一种已知的技术是介入心脏学，其中使用具有鞘或外套的导管干细胞被直接注射到受损的心肌组织中，在上述鞘或外套中插入了注射针。关于介入心脏学的使用的详细资料可以在www.bioheartinc.com上找到。在为此目的使用介入心脏学中所涉及的最重要的难点是精确地引导导管(鞘)到靠近受损心肌组织位置的地方，并随后精确地引导注射针到受损的心肌组织位置上。另一个难点是提供干细胞自身相对于心肌解剖构造的显象。类似的问题存在于任何其中治疗剂必须被准确输送到有生命对象的器官的目标区域内的背景中。对这一领域中的研究的当前状况的概述提供在Lee等人在Review InCardiovascular Medicine的Vol.5，No.2(2004)中“Stem Cell TransplantationIn Myocardial Infarction”中。可以在www.medreviews.com/pdfs/articles/RICM-52-82.pdf中找到另一篇对该领域的研究的当前状况的概述。存在几种已经知晓的技术，其目的在于实现向受损心肌区域准确输送或放置干细胞。一种已知的技术是介入MR(磁共振)，其中干细胞被给予一个MR兼容的“标签”或“标记”。在介入MR成像的监控下，被标记的干细胞通过导管被注射到受损的心肌区域中。另一种技术是手术方法，其中在打开的心脏手术过程中干细胞被直接引入到受损的心肌区域中。另一种已知技术是使用无成像的导航系统。在这一技术中，使用可从Biosense-Webster买到的NOGA导航系统可以在心肌的象征性的3D图象中看到受损的心肌组织。装备有位置传感器的注射针导管可以被引导到梗塞伤处以用于注射干细胞的目的。在已经注射了干细胞以后，存在几种已经知晓的技术用于证实或监视注入的干细胞的位置。如果已经用MR兼容标签标记了干细胞，然后被标记的干细胞可以被磁共振成像。也可以使用PET成像监视移植的细胞。还知道通过定量评估方法从使用各种成像形态例如CT和MR获得的图象中，来承担对心肌活动的功能监视，例如监视射血分数、心壁运动等等。可以通过治疗前/治疗后的比较评估干细胞治疗后在心肌机能的改善(或不足)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于输送治疗剂到有生命对象的器官的目标区域中的方法，其允许将治疗剂准确输送到目标区域，以及允许随后对输送的治疗剂相对于目标区域的分布进行监视。本专利技术的另一目标是提供这样一种方法，其允许干细胞被准确地在活体内输送到心脏的心肌的受损区域上。依照本专利技术用一种方法实现上述目的，在该方法中，在输送治疗剂之前，获得并显示对象的一部分的3D图象，显示的3D图象示出目标区域和到目标区域的输送路线。导管被引入到该对象内并且获得对导管在对象内的实时位置的指示，将导管的实时位置指示并入到显示的3D图象中，用于引导导管沿输送路线到达目标区域。当在目标区域(在导管已经到达目标区域后)导管的位置指示被结合到显示的图象中时，通过导管将治疗剂注入目标区域。由于目标区域包含在3D显示图象中，可以使用显示的3D图象监视治疗剂相对于目标区域的分布。例如，可以使用CT、MR、3D超声波、PET或者SPECT来获得3D图象。在一实施例中，使用指示导管在显示的3D图象中的位置的导航系统来获得导管在对象中的位置指示，使得医师可以观看该显示的3D图象来引导导管沿输送路线到达目标区域。在另一实施例中，可以使用单平面和双平面X射线系统在2D X射线图象中产生导管和对象内的周围环境包括输送路线和目标区域的X射线图象，该2D X射线图象被结合到显示的3D图象中。依照本专利技术，发生了整个注射过程以及其后的监视，下述项以结合的方式显示带有注射针的导管、相关器官的解剖构造(例如心肌的解剖构造)、治疗剂注射的目标区域(例如，结疤的，受损的心肌组织)和治疗剂本身，如干细胞。在其中干细胞作为治疗剂被注射的实施例中，为了在注射期间和在注射的即刻之后追踪注射和其后干细胞的散布，干细胞流体被添加了造影剂，其使得至少一部分注射的干细胞可以在显示的3D图象中被显示出来。注射的是其中成分为干细胞、造影剂和流体介质的“造影剂乳剂”。可以根据所使用的产生用于监视的2D图象的成像模态来选择造影剂，该2D图象被合入到显示的3D图象中。例如X射线或MR可用于此目的。附图说明图1图解示出根据本专利技术原理的，与注射针及/或导管鞘的位置和取向指示一起显示的心脏切片；图2图解示出本专利技术方法的基本要素的框图。具体实施例方式图1图解示出显示的心脏切片，在本例中为轴向切片，根据本专利技术其被用于引导和监视通过导管对治疗剂的给药。导管具有包含注射针的导管鞘，通过该注射针，液体形态或乳剂形态的治疗剂可以被输送到输送点，在本例中为心肌。注射针和鞘其每一个具有一位置传感器，其使得可以使用已知的导航系统来确定鞘和针各自的位置。实际上，显示的心脏切片是使用适当的成像模态获得的3D图象。图1中的对说明目的来说为必然需要的显示的心脏切片的图解表现，在实践中，是其中所有的特征都常规包含在内并可确认的常规的3D医学图象，现在要呈现这样的3D医学图象。图1中所示的3D显示的心脏切片是在开始给予治疗剂的介入过程之前使用医学成像模态(CT、MR、3D超声波、PET或SPECT)获得的，因而在下面被叫做介入前3D曝光。可以获得具有更多图象信息内容的许多介入前3D曝光，在这种情况下，在各个曝光相互对准之后，可以完成对这些多个介入前3D曝光的迭加(图象融合)。已知的技术可以用于这样的图象融合。当一个或更多介入前3D曝光包含了关于输送点的额外信息，例如关于受损的心肌组织区域的信息时，使用由多个介入前3D曝光形成的融合图象是特别有用的。例如可以通过具有晚期增强的PET或MR或CT来获得具有这种额外信息的图象。在其中介入(输送)过程期间没有出现额外成像的本专利技术一实施例中，使用传统的导航系统，依靠上面提到的位置传感器，基于已知的3D位置和取向，导管及/或注射针可以显示在介入前3D图象(图象数据)中。一旦导管鞘位于或者处于目标点(伤处)的区域中，依靠附在针上的针位置传感器以有图象支持的方式，注射针被准确地引导到目标点(即，到受损的心肌组织)，该方式使得可以显象出针在介入前3D图象中的准确位置。当针被准确地定位在目标点处，进行治疗剂的注射，例如将干细胞注射到受损的心肌组织区域中。在输送治疗剂以后，进行对注入的治疗剂例如注入到心肌中的干细胞的分布和积聚的监视。如果介入的执行是使用允许对注入的治疗剂进行成像的成像模态(例如，使用“被标记的”干细胞的介入CT或MR)，治疗剂(干细胞)在相关组织(例如心肌组织)中的分布就可以得到并被迭加在介入前3D图象上。在这种迭加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于准确输送治疗剂到有生命对象的器官的目标区域中的方法，包括步骤：　　　　在输送所述治疗剂之前，获得所述有生命对象内部的一部分的３Ｄ图象并显示所述３Ｄ图象作为显示的图象，所述显示的图象包括所述目标区域和到所述目标区域的输送路线；　　　　引入导管到所述对象中并获得所述导管在所述对象中的实时位置的指示，并将对所述导管的所述实时位置的指示结合到所述显示的图象中并由此引导所述导管沿所述输送路线到所述目标区域；　　　　当所述导管在所述显示的图象中的位置指示显示出所述导管位于所述目标区域处，通过所述导管注射所述治疗剂到所述目标区域中，在所述显示图象中可以看到所述目标区域；及　　　　使注入到治疗剂在所述显示的图象中可见，并监视所述治疗剂在所述显示的图象中相对于所述目标区域的分布。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：简伯斯，马丁克利恩，诺伯特拉恩，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]