经皮治疗计划和治疗监测系统和方法技术方案

本教导涉及外科手术辅助。在一个示例中，接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像。基于第一图像产生治疗计划。治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息。接收在外科手术开始之后捕获的患者的第二图像。基于从第二图像识别的一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态来动态地调整治疗计划。接收基于调整的治疗计划的由至少一个手术器械治疗的病变之后捕获的患者的第三图像。基于第三图像确定是否需要对病变的进一步治疗。在确定需要进一步治疗时，基于第三图像动态地产生更新的治疗计划。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年5月9日提交的名称为“SystemandMethodsforPercutaneousTreatmentPlanningandTreatmentMonitoring”的美国临时申请61/991,308，以及于2015年5月8日提交的名称为“SystemandMethodsforPercutaneousTreatmentPlanningandTreatmentMonitoring”的美国非临时专利申请14/707,692号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。背景
本教导涉及外科手术辅助。更具体地，本教导涉及用于外科手术的经皮治疗计划和治疗监测。技术背景的讨论在介入手术中，可以将一个或多个探针置于肿瘤中。通过消融装置的适当设置，例如微波消融装置中的电压和持续时间，通过加热或冷冻来杀死肿瘤组织。这样的介入治疗程序需要良好的治疗规划方法，其可以确保具有安全边际的适当的肿瘤覆盖，并且同时避免关键器官的损伤。规划方法可以提供对于肿瘤可能需要多少消融探针以及每个探针可以如何定位的估计。但在实际治疗中，规划可能无法完全遵循。然而，缺乏用于有效和高效地治疗规划和监测介入程序的系统和方法。因此，需要提供一种改进的解决方案以解决上述问题。
技术实现思路
本教导涉及外科手术辅助。更具体地，本教导涉及用于外科手术的经皮治疗计划和治疗监测。在一个示例中，公开了在具有至少一个处理器，存储器和连接到网络的通信平台的计算设备上实现的用于外科手术辅助的方法。接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像。基于第一图像产生治疗计划。治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息。接收在外科手术开始之后捕获的患者的第二图像。基于从第二图像识别的一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态来动态地调整治疗计划。接收在基于调整的治疗计划的一个或多个外科手术器械中的至少一个治疗病变之后捕获的患者的第三图像。基于第三图像确定是否需要对病变的进一步治疗。在确定需要进一步治疗时，基于第三图像动态地产生更新的治疗计划。在不同的示例中，公开了一种用于外科手术辅助的系统。该系统包括术前计划单元，术中治疗计划调整单元，治疗区域量化单元和治疗计划补充单元。所述术前计划单元被配置为接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像，并基于所述第一图像产生治疗计划。治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息。所述术中治疗计划调整单元被配置为接收在所述外科手术已经开始之后所捕获的所述患者的第二图像，并且基于从所述第二图像识别的所述一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态来动态地调整所述治疗计划。治疗区域量化单元被配置成接收在由一个或多个手术器械中的至少一个基于调整的治疗计划治疗病变之后捕获的患者的第三图像，并且基于第三图像确定是否需要对病变的进一步治疗。治疗计划补充单元被配置为在确定需要进一步治疗时，基于第三图像动态地生成更新的治疗计划。其他概念涉及用于实施关于外科手术辅助的本教导的软件。根据该概念的软件产品包括至少一个非暂时性机器可读介质和由介质承载的信息。由介质携带的信息可以是可执行程序代码数据，与可执行程序代码相关联的参数，和/或与用户相关的信息，请求，内容或与社交群组相关的信息等。在一个示例中，公开了其上记录有用于外科手术辅助的信息的非暂时性机器可读介质。记录的信息在被机器读取时使机器执行一系列处理。接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像。基于第一图像产生治疗计划。治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息。接收在外科手术开始之后捕获的患者的第二图像。基于从第二图像识别的一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态来动态地调整治疗计划。在基于调整的治疗计划对病变进行一个或多个外科手术器械中的至少一个治疗之后捕获患者的第三图像。基于第三图像确定是否需要对病变的进一步治疗。在确定需要进一步治疗时，基于第三图像动态地产生更新的治疗计划。另外的特征将在下面的描述中部分地阐述，并且在研究了以下和附图之后，其部分将对本领域技术人员变得显而易见，或者可以通过实施例的生产或操作来了解。本教导的特征可以通过实践或使用下面讨论的详细示例中阐述的方法，工具和组合的各个方面来实现和获得。附图说明本文描述的方法，系统和/或编程根据示例性实施例进一步描述。参考附图详细描述这些示例性实施例。这些实施例是非限制性示例性实施例，其中在附图的若干视图中，相同的附图标记表示类似的结构，并且其中：图1示出了根据本教导的一个实施例的用于治疗计划和治疗监测的示例性系统图；图2A-2B示出了根据本教导的一个实施例的治疗计划和治疗监测的示例性流程图；图3示出了根据本教导的一个实施例的治疗分析的示例性流程图；图4A示出根据本教导的一个实施例的计算“最大的最小距离”的示例性治疗区域；图4B示出了根据本教导的一个实施例的计算“最小的最小距离”的示例性治疗区域；和图5描绘了可用于实现结合本教导的专用系统的计算机的架构。具体实施方式在下面的详细描述中，通过示例阐述了许多具体细节，以便提供对相关教导的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本教导可以在没有这些细节的情况下实施。在其它情况下，已经以相对高级别而没有详细地描述了公知的方法，过程，系统，组件和/或电路，以避免不必要地模糊本教导的方面。本教导针对用于在外科手术期间进行经皮治疗计划，治疗计划调整和治疗监测的方法，系统和程序设计。本教导的方法和系统可以自动地计划针路径，在外科手术期间估计覆盖区域，并且监控治疗效果以实现安全和有效的治疗。本教导的方法和系统能够在手术期间自动调整计划，使得可以在消融开始之前估计对应于实际探针位置的治疗区。在该过程之后，本教导的方法和系统可以自动地将预测的治疗区域与实际治疗区域进行比较，以评估治疗效果。在存在未充分治疗的肿瘤区域的情况下，可以放置另外的探针用于进一步治疗。对于新放置的探针，可以自动估计组合治疗区。本实施例中的系统100包括术前计划单元104，计划变换单元108，术中探查识别单元110，术中治疗计划调整单元114，治疗区域量化单元118和治疗计划补充单元120。治疗计划单元104获取术前计划图像102以生成患者的解剖结构的2D和/或3D模型。模型还可以包括病变和相对于病变的安全裕度。可以通过治疗计划单元104产生治疗计划。这可以包括与探针和病变相关的信息。例如，信息可以包括治疗探针的数量，每个探针的计划治疗区，每个探针的计划设置(例如，消融持续时间和消融探针的功率)，每个探针的计划路径，计划姿态(位置和取向)，病变的计划覆盖区域等。规划变换单元108可以将术前计划变换到在外科手术期间(例如在手术室中)手术中获取的术中图像106。术中探针识别单元110识别术中图像112中的探针。基于手术中图像112中识别的探针，治疗计划调整单元114基于从术中图像112识别的实际探针姿态来调整治疗计划。区域量化单元118可以根据术中确认图像116来量化实际治疗区域。基于量化结果，治疗计划补充单元120可以计划额外的探针放置以进一步处理未治疗的病变区域。应当理解，尽管在本教导中描述了“探针”，但是本教导中公开的系统和方法可以应用于在介入过程中使用的任何合适的外科器械，例如但不限于探针，针，刀，导管，等等。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有至少一个处理器，存储器和能够连接到网络以用于外科手术辅助的通信平台的计算设备上实现的方法，包括：接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像；基于所述第一图像产生治疗计划，其中所述治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息；接收在所述外科手术已经开始之后捕获的所述患者的第二图像；基于从所述第二图像识别的所述一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态动态地调节所述治疗计划；接收由所述一个或多个外科器械中的至少一个处理病变之后所捕获的所述患者的第三图像；基于所述第三图像确定是否需要对所述病变进行进一步治疗；和在确定需要进一步治疗时，基于所述第三图像动态地生成更新的治疗计划。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.09 US 61/991,308;2015.05.08 US 14/707,6921.一种在具有至少一个处理器，存储器和能够连接到网络以用于外科手术辅助的通信平台的计算设备上实现的方法，包括：接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像；基于所述第一图像产生治疗计划，其中所述治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息；接收在所述外科手术已经开始之后捕获的所述患者的第二图像；基于从所述第二图像识别的所述一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态动态地调节所述治疗计划；接收由所述一个或多个外科器械中的至少一个处理病变之后所捕获的所述患者的第三图像；基于所述第三图像确定是否需要对所述病变进行进一步治疗；和在确定需要进一步治疗时，基于所述第三图像动态地生成更新的治疗计划。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括：自动量化与病变相关的实际治疗区。3.根据权利要求2所述的方法，其中自动量化实际治疗区还包括：从所述第三图像分割所述实际治疗区；基于所述分割的实际治疗区和所述病变计算重叠率；和确定是否需要基于所述重叠率对所述病变进行进一步治疗。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述病变内的所述实际治疗区的表面与所述病变的表面之间的距离计算第一距离；或者基于所述实际治疗区上的三维像素与所述病变的表面之间的距离来计算第二距离。5.根据权利要求3所述的方法，其中通过将所述分割的实际治疗区域和所述病变之间的重叠区域的体积除以所述病变的体积来计算所述重叠率。6.根据权利要求1所述的方法，其中生成治疗计划包括：从所述第一图像分割所述病变和解剖结构；确定相对于所述病变的安全裕度；和基于所述病变，解剖结构和安全裕度生成模型。7.根据权利要求1所述的方法，其中与所述一个或多个外科器械相关的信息包括以下中的至少一个：所述一个或多个外科器械的数量；所述一个或多个外科器械中的任一个的计划姿态；所述一个或多个外科器械中的任一个的计划路径；所述一个或多个外科器械中的任一个的计划的治疗区；和所述一个或多个外科器械中的任一个的计划设置。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：接收在所述一个或多个外科器械在所述外科手术期间被放置到所述患者体内之前捕获的所述患者的第四图像；通过使所述第一图像与所述第四图像对准，将所述治疗计划变换为所述第四图像的空间；和基于所述第一和第四图像调整所述变换的治疗计划。9.根据权利要求1所述的方法，其中动态地调整所述治疗计划包括基于从所述第二图像识别的所述对应的外科器械的姿态来调整以下中的至少一个：所述一个或多个外科器械中的任一个的计划姿态；所述一个或多个外科器械中的任一个的计划路径；所述一个或多个外科器械中的任一个的计划的治疗区；和所述一个或多个外科器械中的任一个的计划设置。10.根据权利要求4所述的方法，还包括：提供与以下中的至少一个重叠的第三图像：实际治疗区，计划治疗区，和第一距离和/或第二距离的指示。11.一种用于外科手术辅助的系统，包括：其被配置为接收在外科手术之前捕获的患者的第一图像，并基于所述第一图像产生治疗计划，其中所述治疗计划包括与一个或多个外科器械相关的信息；术中治疗计划调整单元，被配置为接收在所述外科手术已经被启动之后所捕获的所述患者的第二图像，并且基于从所述第二图像识别的所述一个或多个外科手术器械中的任一个的姿态来动态地调整所述治...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏国庆，梁正中，范黎，钱建中，曾小兰，
申请(专利权)人：美国医软科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US