体积成像制造技术

本公开的各方面包括用于规划和/或执行消融术的系统和方法。可以对包括针(诸如有形消融针或虚拟针)的体积影像数据进行分析，以便在该体积内部划分出针。可以生成并显示示出第一平面的所述体积的第一截面二维视，由针限定的轴线所位于该第一平面。可以操控该视图以显示所生成的该体积的第二截面二维视图，该二维视图示出经过所述体积的第二平面，虚拟针所限定的纵向轴线位于该第二平面，第二平面不同于第一平面。可将其他划分出的特征诸如在影像数据中的病灶、治疗区域、等温线等包括在视图中以便从包括针的多个视图中进行分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】体积成像
技术介绍
可提供多种手术消融模式。这些手术消融模式包括例如特别是冷冻消融、微波消融、射频消融和电穿孔模式。在冷冻消融中，将冷冻探针或冷冻针置于要将被消融的组织中或附近，使探针尖端的温度降低至冷冻温度从而使靶组织冻结。组织冻结与解冻的一次或多次循环导致组织的消融。冷冻手术系统包括连接到一个或多个冷冻流体源的一个或多个冷冻探针。这种系统描述于共同转让的美国专利第8,066,697号中并且描述于公开申请即美国专利申请公开第2010/0256620Al号中，这些专利文件的全部公开内容以参考的方式并入本文中。在这种冷冻手术系统中，可以将冷冻流体从冷冻流体源输送至一个或多个冷冻探针。由于冷冻流体的膨胀可以使冷冻探针冷却，由此使在冷冻探针尖端附近的组织冻结。一些的这种系统包括位于各冷冻探针的探针轴的内部的电加热器(采用高电阻丝的形式)，用以在冻结后使组织解冻从而便于冷冻探针的移除。微波消融系统通常包括微波探针，该探针具有通常靠近探针尖端的微波天线。输送至天线的能量被用于加热组织以引起消融。这种系统通常包括微波能量发生器、和用来执行消融的一个或多个微波针或探针。在射频消融(RFA)中，利用由在两个电极之间通过组织的交流电流所产生的热使组织消融。通常将这些电极中的至少一个电极载置于被置于要被消融的组织中或附近的针或其他探针上；针附近的组织被所产生的热消融。在电穿孔消融模式中，将探针置于靶组织中或附近，并且在探针之间产生脉冲电场。这使细胞膜变得可渗透，从而导致细胞死亡。可提供经皮的方法以及基于导管的方法，并且该技术已被广泛地用于消融癌症治疗中的特别是肿瘤组织、心脏组织(以控制心律失常)、和神经组织(以控制疼痛)等。患者组织的体积成像(例如CT扫描)是以多个平行截面切片的方式而执行。通常，在用于治疗计划和分析的扫描的可视化期间，对紧邻感兴趣区域(例如，患者病灶)的几个感兴趣切片进行观察。可以观察这种切片，例如以帮助医生将治疗装置插入患者中和/或观察治疗的效果。然而，因为各切片通常呈现平行的平面，所以影像中的以一个角度与这些平面相交的物体(诸如以相对于各平面的角度被插入组织中的治疗针)可能难以进行观察。例如，可在截面切片中对一部分的针进行观察，但可能难以判定针的取向(例如，它是否相对于平面向上或向下倾斜)。类似地，当依赖于不能方便地确定方位的影像的平行平面时，可能难以对治疗装置和/或治疗区域的位置进行分析和解释。
技术实现思路
本公开的各方面总体上涉及用于计划和/或执行手术(如消融术)的系统和方法。通常，这种手术牵涉到至少一个消融探针或者针的使用。在一些实例中，各方法可以包括接收代表一定体积的患者组织的体积影像数据，其中该体积影像数据是由患者组织的一系列二维影像所构成并且包括虚拟针。该虚拟针可以例如由系统用户进行定位。所述方法可以包括在体积影像数据内部划分出虚拟针，使得虚拟针限定延伸经过该体积并生成该体积的第一截面二维视图的纵向轴线，该第一截面二维视图示出了经过其中由虚拟针所限定的轴线所位于的体积的第一平面。可以将该第一截面二维视图显示于显示器上。类似地，所述方法可以包括生成并显示第二截面二维视图，该第二截面二维视图示出了经过其中由虚拟针所限定的纵向轴线所位于的体积的第二平面，该第二平面不同于第一平面。因此，在一些实例中，第一和第二截面二维视图可以包括针轴线。在一些实例中，在第一截面二维视图与第二截面二维视图之间的转变可以是所接收命令的结果，以使该体积围绕由虚拟针所限定的纵向轴线而旋转从而调整该体积的视景。本公开的各方面可以包括用于在执行牵涉到插入该体积中的针的消融术之前计划消融术的方法。一些这种方法可以包括：接收包括针在该体积中的位置的代表的数据在内的体积影像数据；和在体积影像数据中划分出针，包括确定针在该体积中的位置。该方法可以包括：生成并显示该体积的第一截面二维视图，该第一截面视图中示出了经过其中针所位于的体积的第一平面；和，生成并显示该体积的第二截面二维视图。该第二截面视图可以示出经过其中针所位于的体积的第二平面，并且第二平面可以不同于第一平面。本公开的各方面也可以包括用于在将消融针插入一定体积的患者组织中之后执行消融术的方法。一些这种方法可以包括接收代表包括消融针的患者组织的体积的体积影像数据；和，在体积影像数据中划分出消融针。该划分出可以包括确定消融针在该体积中的位置，并且消融针可以限定延伸经过该体积的轴线。所述方法可以进一步包括生成并显示该体积的第一截面视图，该第一截面视图中示出了经过其中由消融针所限定的轴线所位于的体积的第一平面；和，生成并显示该体积的第二截面视图。该第二截面视图可以示出经过其中由消融针所限定的轴线所位于的体积的第二平面，其中第二平面不同于第一平面。在各种这种方法中，可以类似地对其他特征，诸如经确认的病灶、治疗体积(例如，消融组织和冰球的体积)、模拟的治疗体积、等温线、模拟的等温线、器官边界等进行划分并且显示于各种截面视图中。本公开的一些方面包括非瞬时计算机可读介质，该介质包含用于导致一个或多个可编程处理器执行一个或多个这种方法的可执行指令。本公开的一些方面包括系统(诸如包括消融针或其他消融探针的消融系统)，并且包括成像系统、显示器、和处理系统。该处理系统可以构造成接收患者组织的多个二维影像，并且基于所接收的多个二维影像而生成患者组织的体积影像数据。该处理系统可以进一步在患者组织的体积影像数据内部划分出消融针。在消融过程期间，处理系统可以构造成预测紧邻消融针的患者组织的温度曲线(temperatureprofile)，并且基于预测的温度曲线来确认一个或多个体积等温线边界。在一些这种系统中，处理系统可以构造成将体积影像数据的截面影像显示于显示器上，该截面影像示出了包括由消融针所限定轴线的平面，并且包括针和一个或多个经确认的一个或多个体积等温线边界。在本公开中，尽管将冷冻消融用作消融模式的一个示例，但本专利技术同样地适用于其中将一定体积的组织消融的任何消融模式。这种模式包括：热消融模式(其中升高组织温度以便执行消融，诸如射频消融、微波消融和冷冻消融)、及其他模式(包括电穿孔模式，诸如基于不可逆电穿孔和超声的模式，如高强度聚焦超声消融)。尽管在整个的本说明书中提及了“针”，但本专利技术局限于此，也可使用其他消融探针。这种探针可以是钝端的或者适合于穿透组织，诸如通过具有尖锐的顶端。附图说明图1A是根据一个非限制性示例性实施方案的体积成像引导冷冻手术系统10的示意图。图1B示出了在处理系统与其他系统部件之间的示意性通信接口。图2是示例性冷冻探针的主视图。图3是图2的冷冻探针的剖视主视图。图4是显示示例性体积成像过程的简单几何草图。图5A示出了患者和插入患者中的针(例如，冷冻针)的示例性截面影像。图5B示出了用于方便观察的图5A的反转颜色版本。图6是显示类似于图4的示例性体积的简单几何图示。图7A和图7B示出了在可以由延伸经过其中的轴线所限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在执行消融术之前规划消融术的方法，所述方法包括：/n接收代表患者组织的体积的体积影像数据，所述体积影像数据由所述患者组织的一系列二维影像所构成并且包括虚拟针；/n在所述体积影像数据内划分出所述虚拟针，使得所述虚拟针限定延伸经过所述体积的纵向轴线；/n生成所述体积的第一截面二维视图，所述第一截面二维视图示出通过所述体积的第一平面，其中由所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第一平面；和/n将所述第一截面二维视图显示于显示器上；和/n生成并显示所述体积的第二截面二维视图，所述第二截面二维视图示出通过所述体积的第二平面，其中由所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第二平面，所述第二平面不同于所述第一平面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180223 US 62/634,5811.一种用于在执行消融术之前规划消融术的方法，所述方法包括：
接收代表患者组织的体积的体积影像数据，所述体积影像数据由所述患者组织的一系列二维影像所构成并且包括虚拟针；
在所述体积影像数据内划分出所述虚拟针，使得所述虚拟针限定延伸经过所述体积的纵向轴线；
生成所述体积的第一截面二维视图，所述第一截面二维视图示出通过所述体积的第一平面，其中由所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第一平面；和
将所述第一截面二维视图显示于显示器上；和
生成并显示所述体积的第二截面二维视图，所述第二截面二维视图示出通过所述体积的第二平面，其中由所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第二平面，所述第二平面不同于所述第一平面。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一截面二维视图和所述第二截面二维视图分别包括所述第一平面和所述第二平面的透视图。


3.根据权利要求1或其他前述权利要求所述的方法，其中
所述第一截面二维视图包括多个像素；
所述第二截面二维视图包括多个像素；并且
所述第一截面二维视图中对应所述虚拟针的像素也对应所述第二截面二维视图中的所述虚拟针。


4.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，其中生成所述第二截面二维视图包括使所述体积影像数据围绕由所述虚拟针所限定的所述纵向轴线旋转。


5.根据权利要求4所述的方法，其中响应于经通过用户界面所接收的命令而使所述体积影像数据围绕所述纵向轴线旋转。


6.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，进一步包括接收所述虚拟针在所述体积内部的位置的步骤。


7.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，其中所述显示的第一截面二维视图和/或所述显示的第二截面二维视图包括所述虚拟针在所述体积内部的位置的显示的指示。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述显示的指示包括所述虚拟针的尖端的显示位置。


9.根据权利要求7或8中任一项所述的方法，其中所述显示的指示包括所述针的纵向轴线的显示位置。


10.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，进一步包括从所述体积影像数据中划分出病灶的步骤。


11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图包括所述病灶的截面轮廓。


12.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，进一步包括如下步骤：
接收用于消融术的一个或多个输入参数；和
基于接收的一个或多个输入参数来确定治疗体积。


13.根据权利要求12所述的方法，其中所述一个或多个输入参数包括消融功率和/或消融持续时间。


14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图包括所述治疗体积的截面轮廓。


15.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，进一步包括：
从所述体积影像数据中划分出病灶；
接收用于消融术的一个或多个输入参数；
基于所接收的一个或多个输入参数来确定治疗体积；和
将所确定的治疗体积与所述病灶的体积进行比较。


16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图包括所述治疗体积和/或所述病灶的截面轮廓。


17.根据权利要求15或16中任一项所述的方法，进一步包括确定并显示与所述治疗体积和病灶体积相关的治疗边缘。


18.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，进一步包括：
调整所述虚拟针在所述体积中的位置；
在经调整的位置中划分出所述虚拟针；和
在所述显示器上生成第三截面二维视图，其示出通过所述体积的第三平面，其中由在经调整位置的所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第三平面。


19.根据权利要求18所述的方法，其中调整所述虚拟针的位置包括使所述虚拟针沿由其限定的所述纵向轴线行进，使得所述第三平面是与在前面的截面二维视图中示出的平面相同的平面。


20.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的方法，其中所述虚拟针包括第一虚拟针，并且进一步包括将第二虚拟针加入到所述体积中并且划分出所述第二虚拟针使得所述第二虚拟针限定延伸经过所述体积的纵向轴线的步骤。


21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括在所述显示上生成第四截面二维视图，所述第四截面二维视图示出通过所述体积的第四平面，其中由所述第二虚拟针所限定的所述纵向轴线位于该第四平面。


22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括经由用户界面接收将所述第一虚拟针和第二虚拟针中的哪个包括在截面二维视图中的选择的步骤。


23.根据权利要求1或其他前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：
接收期望的治疗体积的选择；
确定建议的针位置和/或一个或多个建议的消融参数以实现所期望的治疗体积；和
生成所述体积的第五截面二维视图，所述第五截面二维视图示出通过所述体积的第五平面，其中在所述建议的针位置的所述虚拟针限定的纵向轴线位于该第五平面。


24.一种用于在执行消融术之前规划消融术的方法，所述方法包括：
接收代表患者组织的体积的体积影像数据，所述体积影像数据是由所述患者组织的一系列二维影像所形成并且包括虚拟针；
在所述体积影像数据内划分出所述虚拟针，使得所述虚拟针限定延伸经过所述体积的纵向轴线；
生成所述体积的第一截面二维视图，所述第一截面二维视图示出通过所述体积的第一平面，其中由所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第一平面；和
将所述第一截面二维视显示于显示器上；
接收来自用户界面的命令以使所述体积围绕由所述虚拟针限定的所述纵向轴线旋转，从而调整所述体积的视图；和
生成并显示所述体积的第二截面二维视图，所述第二截面二维视图示出通过所述体积的第二平面，其中由所述虚拟针限定的所述纵向轴线位于该第二平面，所述第二平面不同于所述第一平面。


25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一截面二维视图和所述第二截面二维视图分别包括所述第一平面和第二平面的透视图。


26.根据权利要求24或权利要求24至25中任一项所述的方法，其中
所述第一截面二维视图包括多个像素；
所述第二截面二维视图包括多个像素；并且
与所述虚拟针相对应的在所述第一截面二维视图中的所述像素也与所述第二截面二维视图中的所述虚拟针相对应。


27.根据权利要求24或权利要求24至26中任一项所述的方法，进一步包括接收所述虚拟针在所述体积内部的位置的步骤。


28.根据权利要求24或权利要求24至27中任一项所述的方法，其中所述显示的第一截面二维视图和/或所述显示的第二截面二维视图包括所述虚拟针在所述体积内部的位置的显示的指示。


29.根据权利要求28所述的方法，其中所述显示的指示包括所述虚拟针的尖端的显示位置。


30.根据权利要求28或29所述的方法，其中所述显示的指示包括所述虚拟针的纵向轴线的显示位置。


31.根据权利要求24或权利要求24至30中任一项所述的方法，进一步包括从所述体积影像数据中划分出病灶的步骤。


32.根据权利要求31所述的方法，其中所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图包括所述病灶的截面轮廓。


33.根据权利要求24或权利要求24至32中任一项所述的方法，进一步包括如下步骤：
接收用于消融术的一个或多个输入参数；和
基于所述接收的一个或多个输入参数来确定治疗体积。


34.根据权利要求33所述的方法，其中所述一个或多个输入参数包括消融功率和/或消融持续时间。


35.根据权利要求33或34中任一项所述的方法，其中所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图包括所述治疗体积的截面轮廓。


36.根据权利要求24或权利要求24至35中任一项所述的方法，进一步包括：
从所述体积影像数据中划分出病灶；
接收用于消融术的一个或多个输入参数；
基于所述接收的一个或多个输入参数而确定治疗体积；和
将所述确定的治疗体积与所述病灶体积进行比较。


37.根据权利要求36所述的方法，其中所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图包括所述治疗体积和/或所述病灶的截面轮廓。


38.根据权利要求36或37中任一项所述的方法，进一步包括确定并显示与所述治疗体积和所述病灶体积相关的治疗边缘。


39.根据权利要求24或权利要求24至38中任一项所述的方法，进一步包括：
调整所述虚拟针在所述体积中的位置；
在所述调整位置中划分出所述虚拟针；和
在所述显示器上生成第三截面二维视图，其示出通过所述体积的第三平面，其中在经调整位置的所述虚拟针限定的纵向轴线位于该第三平面。


40.根据权利要求39所述的方法，其中调整所述虚拟针的位置包括使所述虚拟针沿由其限定的轴线行进，使得所述第三平面是与前面的截面二维视图示出的平面相同的平面。


41.权利要求24或权利要求24至40中任一项所述的方法，其中所述虚拟针包括第一虚拟针，并且进一步包括将第二虚拟针加入到所述体积中并且划分出所述第二虚拟针使得所述第二虚拟针限定延伸经过所述体积的纵向轴线的步骤。


42.根据权利要求41所述的方法，进一步包括在所述显示器上生成第四截面二维视图，其示出通过所述体积的第四平面，其中由所述第二虚拟针限定的纵向轴线位于该第四平面。


43.根据权利要求42所述的方法，进一步包括经由用户界面接收将所述第一虚拟针和第二虚拟针中的哪个包括在截面二维视图中的选择的步骤。


44.根据权利要求24或权利要求24至43中任一项所述的方法，进一步包括：
接收期望治疗体积的选择；
确定建议的针位置和/或一个或多个建议的消融参数，以实现所述期望的治疗体积；和
生成所述体积的第五截面二维视图，所述第五截面二维视图示出经过所述体积的第五平面，其中由在所述建议的针位置的所述虚拟针限定的纵向轴线位于该第五平面。


45.一种用于在执行所述消融术之前规划消融术的方法，所述方法涉及插入体积中的针，并且包括：
接收体积影像数据，其包括代表所述针在所述体积中的位置的数据；
在所述体积影像数据中划分出所述针，所述划分出包括确定所述针在所述体积中的位置；
生成并显示所述体积的第一截面二维视图，所述第一截面视图示出经过所述体积的第一平面，其中所述针位于该第一平面；和
生成并显示所述体积的第二截面二维视图，所述第二截面视图示出通过所述体积的第二平面，其中所述针位于该第二平面，所述第二平面不同于所述第一平面。


46.根据权利要求45所述的方法，进一步包括：
接收与消融术有关的一个或多个输入；
基于所接收的一个或多个输入确定受影响的体积；和
在所述第一截面二维视图和/或所述第二截面二维视图上显示所述确定的受影响体积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·布朗，
申请(专利权)人：生物相容英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB