消融治疗规划系统技术方案

本发明专利技术的目的是在热消融期间提高患者安全性。该目的通过一种消融治疗规划系统得以实现，所述消融治疗规划系统被配置为执行以下步骤：接收患者的医学图像并接收输入，所述输入定义针对一个或多个热施加器相对于皮肤位置的预期处置位置以及一个或多个预期处置参数；以及确定所述患者的皮肤的位置；以及估计因所述预期处置位置和所述一个或多个预期处置参数引起的所述皮肤位置处的温度或热剂量；以及如果计算出的所述皮肤位置处的温度或热剂量高于或低于某个阈值，则发出警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】消融治疗规划系统
本专利技术涉及热消融领域。
技术介绍
经皮热消融是一种介入性癌症处置选项，在过去十年中的采用情况显著增加。能够使用各种消融模态来递送热消融，包括射频(RF)、微波(MW)、高强度聚焦超声(HIFU)、聚焦激光消融(FLA)、不可逆电穿孔(IRE)、冷冻消融等。在临床实践中，这些消融流程包括在图像引导的帮助下在目标区域内部或附近放置一个或多个消融施加器。通常，临床医生会基于制造商提供的信息、临床试验结果和个人经验，在检查实时超声或介入放射图像(CT/MR)时放置这些针状施加器。与近距离放射治疗流程中使用的辐射治疗规划系统(RTPS)相似，使用更先进的消融治疗规划系统(ATPS)来规划消融和引导针的放置也因为可用性有限而未能得到广泛应用。临床热消融处置非常复杂，它依赖于众多临床流程的组合，所有这些临床流程都需要密切监控以保证最优处置结果。与放置消融施加器和执行消融相关的操作包括：术中(实时)成像，为患者麻醉，放置温度探头，放置尿道导管，放置加热器/冷却器以保护危及器官(OAR)，执行水/气分离以保护OAR。US2016/0335413A1描述了用于微创热消融处置规划的系统和方法。所描述的系统被配置用于分析热剂量分布以确定处置效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是在热消融期间提高患者安全性。该目的通过根据权利要求1所述的消融治疗规划系统来实现。由于临床医生在执行热消融处置时需要分散他们的注意力以监控处置的所有方面，因此有时很晚才发现不良影响，甚至在流程完成后都完全没有觉察到不良影响。这些不良影响可能是由于不正确的定位或者选择不正确的处置参数而引起的。另外，监视施加器定位如何变化好像很复杂，并且处置部位处的消融参数会影响皮肤处的温度。因此，据报道，皮肤刺激和/或皮肤灼伤是热消融流程的不良事件。通过应用热模型，能够在施加消融之前预测皮肤位置处的温度。通过在预计皮肤温度变得过热(例如在加热目标时)或变得过冷(例如在冷却皮肤时)时发出警报，可以防止皮肤不良影响并且可以提高患者安全性。可以直接根据医学图像(例如在使用分割时)导出皮肤位置。然而，并不是在所有成像模态的所有图像中，皮肤都是可见的。例如，当使用直肠内超声探头时，在超声图像中就很可能看不到皮肤位置。在这些情况下，可以通过将医学图像与同一患者和目标的第二医学图像执行图像配准来确定皮肤位置，其中，第二医学图像是通过与医学图像不同的成像模态来采集的。该第二医学图像可以例如是CT图像或MRI图像。这是有利的，因为在许多情况下无论如何都要采集患者的CT图像或MRI图像以确定目标的位置。例如，仅借助于超声图像很难对前列腺癌进行定位。因此，可以为此目的采集MRI图像和/或(对比度增强的)CT图像。当能够根据第二医学图像导出皮肤的位置时，与超声图像的图像配准将第二医学图像中的皮肤的坐标变换到超声图像空间中的坐标。替代地或额外地，可以借助于相对于皮肤位置具有已知位置的设备来确定皮肤的位置。该设备可以例如被放置在皮肤上，但是也可以例如相对于皮肤具有固定位置。能够借助于跟踪来确定设备的位置，并且/或者可以通过流程前校准来确定设备的位置，在该过程中，确定皮肤相对于目标的坐标的位置。根据本专利技术的实施例，消融治疗规划系统被配置用于计算等温线或等剂量线，其中，消融治疗规划系统被配置用于在预定义的等温线或等剂量线与皮肤位置相交或者距离皮肤位置在预定义的距离内时发出警报。热剂量反映出随时间积分的温度并且例如能够以在42℃或43℃下的等效分钟数来表示。在一些情况下，热剂量可能比温度更好地预测皮肤损伤。根据本专利技术的实施例，处置参数是用于编码不同的消融区、等温线或等剂量线的一组固定的参数配置，该消融区、等温线或等剂量线用于估计皮肤位置处的温度或热剂量。这些配置可以描述消融区或不同的等温线或等剂量线的大小和形状。该实施例是有利的，特别是在处置期间是有利的，因为它能够减少计算时间。替代地，能够使用热模型来估计皮肤的位置处的热剂量的温度。这样的模型能够基于文献或针对组织参数的平均值。能够通过基于例如年龄、性别和/或特定的医学状况对患者分组进行分层来提高该值。而且，可以借助于医学成像(例如，MRI)对个体患者测量一些参数的值。这样的医学图像可以例如提供关于血管密度的信息。根据本专利技术的实施例，警报的设置能由用户进行配置。例如，用户可以选择发出警报时的皮肤温度或与等剂量线或等温线的距离。该实施例是有利的，因为它不仅提高了系统适应不同处置类型的灵活性，而且还提高了系统适应用户偏好或关于温度引发的皮肤毒性的最新科学见解的灵活性。根据本专利技术的实施例的消融治疗规划系统能够在处置规划阶段期间使用。在该阶段期间，基于目标的位置和大小以及危及器官附近的位置，为患者创建处置计划。这样的计划可以包括要在处置期间使用的一个或多个经皮热施加器的预期处置目标位置。根据本专利技术的实施例的消融治疗规划系统能够在该规划阶段中使用以在运行计算出的处置计划时警告用户潜在的皮肤损伤。替代地或额外地，可以在实际的消融处置期间(即，在包括施加器定位和处置递送的步骤以及在其之间的步骤中的任何步骤期间)使用消融治疗规划系统。在临床医生已经插入处置设备之后，可以通过消融治疗规划系统(半)自动检测热施加器的位置，但是也可以由用户将热施加器的位置插入系统。基于该位置，当结合使用当前的热施加器位置并结合预期处置参数时，消融治疗规划系统可以执行温度计算并预测皮肤处的温度。这些温度计算可以包括先前插入的施加器的位置和处置参数，并且还可以包括针对仍然必须插入的热施加器的预期位置和处置参数(如果这些信息可获得的话)。如果计算出的皮肤位置处的温度高于或低于某个阈值，则会发出警报。在实际的消融处置期间使用消融治疗规划系统可以提供额外的安全措施，以防止意外发生错误的施加器放置而造成皮肤损伤。然而，这也可能在流程期间有所帮助，其中，临床医生在流程期间决定偏离计划。当偏离计划时，用户可能并不总是意识到潜在的皮肤影响。因此，发出警报可以提高安全性。当可以获得经批准的处置计划时，在处置期间插入施加器时可能不一定总是需要执行温度计算，因为众所周知，如果根据计划进行处置，就不会出现安全问题。然而，如果情况与规划阶段相比已经发生变化，就不是上述情况了。例如，患者的解剖结构可能已经改变，但是(一个或多个)施加器的定位可能还不如假设的那么准确。因此，根据本专利技术的实施例，仅当一个或多个热施加器的位置或一个或多个处置参数被改变超过预定值时才执行皮肤温度计算。该实施例是有利的，因为在处置期间的计算可能会减慢处置过程。参考下文描述的实施例，本专利技术的这些方面和其他方面将变得显而易见并且得到阐明。附图说明图1示意性地示出了能够使用本专利技术的实施例的临床工作流程，并且图2示意性地示出了根据本专利技术的实施例的消融治疗规划系统，并且图3示意性地示出了冷冻消融针和对应的等温线，并且图4示意性地图示了将不会发出警报和将会发出警报的情况，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消融治疗规划系统，包括程序代码单元，所述程序代码单元用于使所述消融治疗规划系统执行以下步骤：/n接收患者的医学图像并接收输入，所述输入定义针对一个或多个热施加器相对于皮肤位置的预期处置位置以及一个或多个预期处置参数；以及/n确定所述患者的皮肤的位置；以及/n估计因所述预期处置位置和所述一个或多个预期处置参数引起的所述皮肤位置处的温度或热剂量；以及/n如果计算出的所述皮肤位置处的温度或热剂量高于或低于某个阈值，则发出警报。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 EP 18197435.31.一种消融治疗规划系统，包括程序代码单元，所述程序代码单元用于使所述消融治疗规划系统执行以下步骤：
接收患者的医学图像并接收输入，所述输入定义针对一个或多个热施加器相对于皮肤位置的预期处置位置以及一个或多个预期处置参数；以及
确定所述患者的皮肤的位置；以及
估计因所述预期处置位置和所述一个或多个预期处置参数引起的所述皮肤位置处的温度或热剂量；以及
如果计算出的所述皮肤位置处的温度或热剂量高于或低于某个阈值，则发出警报。


2.根据权利要求1所述的消融治疗规划系统，其中，所述处置参数是用于编码不同的消融区、等温线或等剂量线的一组固定的参数配置。


3.根据权利要求2所述的消融治疗规划系统，其中，所述消融治疗规划系统被配置用于当预定义的等温线或等剂量线与所述皮肤位置相交或者距离所述皮肤位置在预定义的距离内时发出警报。


4.根据权利要求1所述的消融治疗规划系统，其中，所述皮肤处的所述温度是借助于热模型来估计的。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的消融...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·L·T·F·豪特瓦斯特，
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