用于包括核心肿瘤、边缘和健康组织覆盖的肿瘤消融处置规划的系统和方法技术方案

一种用于消融规划和处置的系统包括：描绘模块(124)，其被配置为区分图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区。处置规划模块(140)被配置为在代价函数中应用加权来对包括核心组织和边缘区的组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性。图形用户界面(122)在显示器上被绘制以指示所述核心组织、所述边缘区、所述消融复合并允许用户选择一种或多种处置方法。

Systems and methods used for tumor ablation planning including core tumor, edge and healthy tissue coverage

A system for ablation planning and disposal includes: description module (124), which is configured to distinguish tissue types in the image, and the organization type includes at least the core organization and the edge area of the core organization wrapped. The disposal planning module (140) is configured to prioritize the ablation coverage of the tissue types including the core tissue and the edge area by weighting the cost function, so as to determine the ablation characteristics of the ablation based on user preferences. The graphical user interface (122) is drawn on the display to indicate the core organization, the edge area and the ablation complex, and allows the user to choose one or more disposal methods.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包括核心肿瘤、边缘和健康组织覆盖的肿瘤消融处置规划的系统和方法
本公开涉及医疗仪器，并且更具体而言，涉及一种消融处置规划系统和方法，其针对围绕肿瘤的边缘区域定制覆盖的程度，在所述边缘区域肿瘤细胞的存在根据用于描绘核心肿瘤区的诊断成像扫描不明显。
技术介绍
诸如射频消融(RFA)之类的介入手术已被执行作为对更具侵入性的手术流程的替代方案。在RFA期间，将具有非绝缘端部的电极插入要在成像引导下被消融的肿瘤或病变。当电极被放置时，射频电流被施加到所述端部，当组织温度超过60摄氏度时，其产生组织加热和细胞死亡。为了破坏比在单次消融中被加热和破坏的针端部周围的体积更大的肿瘤，需要用部分交叠的消融区反复地重新定位针端部以消融肿瘤的不同部分。这个过程需要被重复，直到整个肿瘤被一组消融“覆盖”，也被称为“复合消融”。也可以通过冷冻消融，微波，激光，聚焦超声等来创建消融。这些是将能量递送到组织中的不同方法，并且能量递送的每种模态具有从业者已知的各自的优点或缺点。针对消融处置的介入流程为患者提供益处；然而，针对消融流程观察到的一个限制是与肿瘤的手术切除术(切除)相比，针对大的(>3cm)肿瘤的消融相对差的结果。这可能是由于对较大肿瘤的不完全覆盖。较大的肿瘤需要更多次数的消融以确保完全覆盖。临床医生通常对需要多少次消融具有不精确的知识，并且关于将消融相对于在诊断成像扫描中看到肿瘤置于何处使用脑力规划方法。所有个体消融的最佳三维(3D)位置难以手动地/没有计算机辅助地规划，其中“最佳”通常是指使用最大限度地覆盖肿瘤的最小数量的交叠的消融，并且对于给定数量的消融，消融的精确放置破坏最小体积的健康组织。针对与计算机辅助的介入有关的不良结果的另一个重要原因是在流程执行期间缺乏准确的消融放置。这个问题可以借助于流程内仪器定位来解决，例如嵌入在针头，探针，导引器等中的电磁跟踪传感器。在计算机工作站上使用完全手动，半自动或全自动分割方法来描绘肿瘤。这种描绘是在诊断成像扫描上进行的，例如计算机断层摄影(CT)，正电子发射断层摄影(PET)-CT，磁共振成像(MRI)等。只有核心肿瘤被描绘，因为它在成像扫描中是可区分的。
技术实现思路
根据本原理，一种用于消融规划和处置的系统包括：描绘模块，其被配置为区分图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区。处置规划模块被配置为在代价函数中应用加权来对包括所述核心组织和所述边缘区的所述组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性。图形用户界面在显示器上被绘制以指示所述核心组织，所述边缘区，所述消融复合，并允许用户选择处置方法。用于消融规划和处置的另一系统包括：描绘模块，其被配置为区分图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区，所述边缘区包括在所述核心组织之外的多个壳(shell)或环绕区域。处置规划模块被配置为在代价函数中应用加权来对包括所述核心组织和所述边缘区的组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性。图形用户界面在显示器上被绘制以指示所述核心组织，所述边缘区，所述消融复合，并允许用户选择一种或多种处置方法，其中，所述一种或多种处置方法包括不同的权重，并且根据消融处置计划的目标在图形用户界面上选择。一种用于消融规划和处置的方法包括：描绘图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区；在代价函数中应用加权来对包括所述核心组织和所述边缘区的所述组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性。并且在显示器上绘制图形用户界面以指示所述核心组织，所述边缘区和所述消融复合。根据以下对本公开的说明性实施例的详细描述，本公开的这些及其他目标、特征以及优点将变得显而易见，本公开的说明性实施例要结合附图进行阅读。附图说明本公开将参考下图而详细地呈现下面的优选的实施例的描述，其中：图1是示出根据一个实施例的采用边缘区来评估消融实现度的消融规划和处置系统的方框/流程图；图2是示出根据一个实施例的核心组织(肿瘤)和相关联的边缘壳的图解；图3是示出根据另一实施例的核心组织(肿瘤)和相关联的边缘区的图解；图4示出了根据说明性实施例的说明性图形用户界面，其示出具有组织区域的图像；图5是示出根据一个实施例的用于比较消融方法的消融度量的表；图6是描绘了根据一个实施例的用于比较消融方法的消融度量的图表；并且图7是示出根据说明性实施例的用于消融规划和处置的方法的流程图。具体实施方式根据本原理，提供了一种计算机辅助的肿瘤消融处置规划系统，其创建用于微创消融流程的流程前或流程内处置计划。优化处置计划以最大限度地覆盖可在诊断成像扫描(例如CT，PET-CT，MRI3D体积数据集等)中进行分割或描绘的核心肿瘤区域。此外，处置计划被同时优化以不覆盖或最小限度地覆盖明显位于肿瘤区域之外的任何关键结构或健康组织。临床医生具有不同的偏好和需要并且需要针对个体患者的需要来调整处置计划，例如集中在对小核心的完全覆盖上，或者最大化超出核心的体积覆盖度。本原理包括处置规划系统和方法，其定制中间区域(例如边缘区或围绕肿瘤的区，其中肿瘤细胞的存在根据用于描绘核心肿瘤区的诊断成像扫描是不明显的)的覆盖程度。提供消融处置规划方法和用户界面，以针对用户的需要来调整边缘区的覆盖范围。除了肿瘤外，临床医生还可能希望消融核心肿瘤周围的边缘区。合理的边缘的定义取决于临床医生，例如在肿瘤周围几毫米至1厘米之间。根据本原理的计算机辅助的肿瘤消融处置规划系统提供了在描绘内包括边缘区的特征。利用这种系统生成的处置计划不仅反映了对作为相关感兴趣区域的肿瘤和健康组织的覆盖，而且反映了对边缘区或边缘区的一部分的覆盖。如本文所述的处置规划系统通过对不同于核心肿瘤的边缘应用一定的优先性或加权，在对优化的消融位置的计算中明确考虑肿瘤的边缘区。该处置规划系统的一个目标是以所需数量的消融最大限度地或完全覆盖核心肿瘤区域，并提供加权函数的选项来覆盖肿瘤周围的边缘区，以基于处置规划系统的用户的需要来调整边缘的覆盖范围。与边缘区相关联的相对于核心肿瘤的优先性/权重的程度决定了消融在三维空间中如何被放置并影响处置计划度量。该处置计划包括针对处置计划度量的额外的属性。所述额外的属性反映了边缘区的覆盖。例如，如果边缘区被描述为与肿瘤相邻的1mm厚的壳的集合，则所述额外的属性将是每个壳的覆盖的百分比。作为另一个例子，如果边缘区被描述为与肿瘤相邻的一组独立的空间分布区域，则所述额外的属性将是每个区域的覆盖百分比。生成的处置计划使用单独的权重来对核心肿瘤区域和用户定义的每个边缘壳/区域的覆盖进行优先排序。这些权重可以被预先定义为针对给定规划方法的参数。应当理解，本专利技术将关于医疗仪器来描述；然而，本专利技术的教导更广泛并且适用于组合多个处置区域的任何规划系统或工具。在一些实施例中，在跟踪或分析复杂生物或机械系统中采用本原理。具体而言，本原理适用于生物系统的内部跟踪或分析流程，包括身体中所有区域(例如肺、胃肠道、排泄器官、血管等)中的流程。附图中描绘的元件可以实现于硬件和软件的各种组合中并提供可以在单个元件或多个元件中进行组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于消融规划和处置的系统，包括：描绘模块(124)，其被配置为区分图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区；处置规划模块(140)，其被配置为在代价函数中应用加权来对包括所述核心组织和所述边缘区的所述组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性；以及图形用户界面(122)，其在显示器上被绘制以指示所述核心组织、所述边缘区、所述消融复合并允许用户选择一种或多种处置方法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.26 US 62/138,4251.一种用于消融规划和处置的系统，包括：描绘模块(124)，其被配置为区分图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区；处置规划模块(140)，其被配置为在代价函数中应用加权来对包括所述核心组织和所述边缘区的所述组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性；以及图形用户界面(122)，其在显示器上被绘制以指示所述核心组织、所述边缘区、所述消融复合并允许用户选择一种或多种处置方法。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述边缘区(130)包括多个壳(128)，每个壳与其它壳间隔开并且存在于所述核心组织的外部。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个壳(128)包括能够被自动地选择的预定义配置或用户提供的配置。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述边缘区(130)包括与所述核心组织相邻并且围绕所述核心组织的多个区域(160)，每个区域存在于所述核心组织的外部。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述组织类型还包括关键结构和围绕所述核心组织的健康组织(132)。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一种或多种处置方法包括均一处置计划、对数处置计划和最大边缘处置计划中的至少一种。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一种或多种处置方法包括不同的加权并且根据所述消融处置计划的目标而被选择。8.根据权利要求1所述的系统，其中，针对所述一种或多种处置方法，以表(300)、图表(330、332、334、336)或数字中的一种或多种呈现的度量来指示对所述边缘区的覆盖，以用于确定针对规划的消融流程的覆盖。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一种或多种处置方法包括定制处置计划。10.一种用于消融规划和处置的系统，包括：描绘模块(124)，其被配置为区分图像中的组织类型，所述组织类型至少包括核心组织和包裹所述核心组织的边缘区，所述边缘区包括在所述核心组织外部的多个壳或环绕区域；处置规划模块(140)，其被配置为在代价函数中应用加权来对包括所述核心组织和所述边缘区的所述组织类型的消融覆盖进行优先排序，以确定实现根据用户偏好的消融复合的消融特性；以及图形用户界面(122)，其在显示器上被绘制以指示所述核心组织、所述边缘区、所述消融复合并允许用户选择一种或多种处置方法，其中，所述一种或多种处置方法包括不同的加权，并且根据消融处置计划的目标而在所述图形用户界面上被选择。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述核心组织的外部的所述多个壳(128)或所述环绕区域包括能够被自动地选择的预定义配置或用户提供的配...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·达拉尔，J·克吕克尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL