消融监测系统和方法技术方案

提出了一种系统和方法，用于使用冷冻消融术治疗目标组织。导引器套管和冷冻探针插入目标组织。冷冻探针冷却并形成冰球。在冰球仍处于冷冻时移除冷冻探针，并插入超声导管。在冰球内生成的超声用于确定从超声导管到冰球外缘的距离。以不同的角度重复上述步骤以模拟冰球的切片。超声导管径向移动，并且重复该过程以创建冰球的至少一部分的模型。冰球模型可以显示在表示目标组织的一组配准图像上，以确保组织位于冰球的治疗区域内。组织位于冰球的治疗区域内。组织位于冰球的治疗区域内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】消融监测系统和方法


[0001]提出了一种医疗设备超声导管系统和方法，以允许在冷冻手术中确定冰球的大小、形状和定位。类似的系统和方法可用于测量热消融组织的大小、形状和定位。

技术介绍

[0002]冷冻手术或冷冻消融术是通过冷冻过程破坏异常组织或目标组织的手术。组织细胞的冷冻导致细胞或细胞内的细胞器破裂。冷冻手术过程需要将设备(“冷冻探针”)插入异常组织，然后冷却设备。在大多数情况下，冷冻探针的冷却是通过使高压气体(例如氩气)通过设备来完成的。以这种方式冷却冷冻探针会产生冷冻组织的“冰球”，“冰球”大致位于冷冻探针的远端的中心。
[0003]重要的是要准确确定冰球的大小、形状和位置，以使手术成功。如果冰球比需要的大，则目标组织周围的健康组织将受到不必要的损伤。如果冰球太小，则通过该过程将被杀死的异常组织将存活下来。
[0004]传统上，冰球的大小和定位是通过超声技术确定的。超声能量穿过正常组织，然后撞击冰球的外表面。由于冰球的特性，超声能量通常会从冰球反弹。这种大反射允许超声成像技术对最靠近超声能量源的冰球的表面进行成像。遗憾的是，由于这种表面反射投射的“阴影”，超声能量无法穿透冰球，且无法显示冰球的真实三维大小和形状。本质上，现有的方法允许用户找到冰球的最近表面的大致位置，但不能找到它的真实大小、形状或位置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个实施例提出了一种使用冷冻消融术治疗肿瘤或其他目标组织的方法。该方法首先例如通过执行术前CT成像来识别目标组织的位置。创建的图像可以组合成3
‑
D图像，或组合成患者或患者器官的3
‑
D模型。在手术过程中，将包含在诱导套管内的超声导管插入目标组织。在一个实施例中，超声导管和套管是经皮插入的。一旦定位，超声导管就可被用于对目标组织进行成像并确保导管和套管的正确定位。超声导管可以能够对组织进行QUS分析。
[0006]一旦确认了超声导管和套管的位置，就将超声导管从套管中移除，并将冷冻探针插入套管位置。可替换地，冷冻探针和套管可以直接被经皮插入目标组织，而不使用超声导管。在该可替代的实施例中，冷冻探针通过外部超声辅助定位，以确保冷冻探针的尖端正确定位在目标组织内。在某些情况下，有必要将多个冷冻探针插入目标组织，以便对冷冻消融术过程产生的冰球的大小和形状提供一些控制。
[0007]然后将冷冻探针冷却，以便在患者体内形成冰球。理想情况下，冰球将大到足以完全包围目标组织。为了增加冰球杀死目标组织的有效性，冰球将被频繁地生成，允许冰球解冻，然后通过第二次冷却冷冻探针来再生冰球。
[0008]然后在冰球仍处于冷冻状态时移除导引器套管中的冷冻探针。将超声导管插入套管并插入因移除冷冻探针而留下的冰球中的通道。使用脉冲回波技术和波束成形，从超声
导管末端的超声换能器在单个径向方向上发射强信号。然后针对从冰球外围反射的超声能量监测相同方向。使用超声信号返回所花费的时间，以及在冷冻组织中的已知超声速度，从超声换能器到所选方向上的冰球边缘的径向距离是已知的。类似的信号在其他方向上被发射和接收，以便生成足以模拟具有与刚刚被超声波束检查的冰球的一部分相同形状和大小的切片的信息。然后可以将超声导管在套管内稍微移动已知距离，并重复该过程以创建第二切片。当这个过程已经被重复了足够的次数来计算整个冰球的切片时，切片会组合成示出冰球的大小和形状的单个模型。
[0009]在一个实施例中，超声导管在其尖端处包含EM传感器。使用EM导航系统，可以为每个创建的冰球模型切片确定超声导管的位置和取向。假设EM导航系统与术前CT图像或模型配准，则可以将创建的冰球模型叠加在CT图像上。由于CT图像识别目标组织的大小和位置，因此生成的冰球是否将目标组织完全纳入其有效治疗区域内将是显而易见的。在一些实施例中，软件将目标组织的已知大小、形状和位置与生成的冰球的确定大小、形状和位置进行比较，并且如果目标区域不在冰球的治疗区内，则软件提供警告。如有必要，可以创建一个新的冰球来治疗目标区域的缺失部分，并且可以生成这个新冰球的另一个模型，以确保治疗的有效性。
[0010]冷冻消融术只是一种消融技术，其实施例可用于确定消融组织的大小、形状和位置。类似的系统和方法可以与热消融(例如微波或射频消融)一起使用。将超声导管插入热消融组织中，并且脉冲回波技术可用于创建消融组织的模型切片。然后可以将多个切片组合成一个完整的消融组织模型，该模型可以在目标组织的3
‑
D图像上显示，以确定消融的有效性。
附图说明
[0011]图1是在超声引导下经皮插入冷冻探针的侧面透视图。
[0012]图2是图1的冷冻探针穿透目标组织并生成冰球的示意图。
[0013]图3是所生成的冰球的示意图，其中示出三个等温线。
[0014]图4是第二次冷冻后的图3的所生成的冰球的示意图。
[0015]图5是使用三个冷冻探针生成的不规则冰球的示意图。
[0016]图6是通过标准超声技术看到的图5的不规则冰球的示意图。
[0017]图7是一个冷冻探针被移除的图5的不规则冰球的示意图。
[0018]图8是插入超声探针以代替移除的冷冻探针的图5的不规则冰球的示意图。
[0019]图9是在导引器套管内的超声探针的一个实施例的远端尖端的平面图。
[0020]图10是示出反射超声信号与时间的第一曲线图。
[0021]图11是示出反射超声信号与时间的第二曲线图。
[0022]图12是冰球单片切片的计算尺寸的示意图。
[0023]图13是包括多片切片的冰球的计算尺寸的示意图。
[0024]图14是示出用于实施本专利技术一个实施例的方法的流程图。
[0025]图15是使用热消融消融的消融组织的不规则形状区域的示意图。
[0026]图16是导引器套管内的超声探针的第二实施例的远端尖端的平面图。
[0027]图17是通过电动步进电机旋转的超声探针的经皮插入的侧面透视图。
具体实施方式
[0028]冰球形成
[0029]冷冻消融术通常用于杀死在手术前已在患者身上发现的异常组织。在大多数情况下，异常组织的确切位置是通过使用传统技术(如CT或MRI成像)成像来识别的。在确定冷冻消融术适合于异常组织后，患者做好准备并在开始手术之前重新定位异常组织。在图1中，外部超声设备100用于识别目标组织的位置。然后使用相同的超声设备来监测冷冻探针110的尖端插入患者120中的情况。冷冻探针110的尖端可以专门设计以提高尖端在超声下的可识别性，例如通过应用对超声能量高度可见的凹槽或其他物理畸变来提高尖端在超声下的可识别性。以这种方式，冷冻探针110的尖端经皮地指向目标组织。如以下结合图14所解释的，还可以使用插入的超声导管识别目标组织的位置并定位冷冻探针110。
[0030]图1中未示出计算机系统，该计算机系统确定向超声设备100和冷冻探针110发送哪些信号和多少功率，向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷冻消融术的方法，包括：a)通过导引器套管将冷冻探针插入患者的目标组织；b)通过冷却所述冷冻探针的远端尖端在所述冷冻探针的远端尖端处生成冰球；c)从所述导引器套管中移除所述冷冻探针；d)将超声导管插入所述导引器套管中，所述超声导管在远端具有超声换能器；e)使用所述超声换能器从所述冰球内发射定向超声信号，并监测所述超声换能器从所述冰球的表面的超声反射；f)基于接收所述超声反射所用的时间和在冷冻组织中的超声速度计算从所述超声导管到所述冰球的表面的距离；g)在不同方向上重复步骤e)和步骤f)以生成足以对所述冰球的切片建模的信息；h)在所述套管内移动所述超声导管已知距离；i)重复步骤e)至步骤h)以计算所述冰球的至少一部分的切片；以及j)使用计算机将所述切片组合成示出所述冰球的部分的大小和形状的冰球模型。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：k)使用所述计算机确定所述冰球的有效治疗区域；l)使用所述计算机将所述冰球模型与所述目标组织的已知大小和形状进行比较，以识别在所述冰球的有效治疗区域之外的所述目标组织的部分。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：m)在所述冰球的有效治疗区域之外的所述目标组织的部分上重复步骤a)到步骤j)。4.一种用于治疗患者的方法，包括：a)通过导引器套管将消融导管插入患者的目标组织；b)使用所述消融导管消融所述目标组织以创建消融组织区域，其中所述消融组织区域具有与未消融组织中的正常超声传输速度不同的已知超声传输速度；c)移除所述消融导管并将超声导管插入所述导引器套管中，使得所述超声导管的远端上的至少一个超声换能器定位在消融组织内；d)在所述消融组织内沿径向远离所述超声导管，从所述超声导管发射多个定向超声脉冲，其中所述多个定向超声脉冲：i)分别从所述超声导管的特定径向方向定向，并从所述特定径向方向接收；ii)在多个径向上共同发射；iii)用定位在相对于所述导引器套管的多个不同平移位置的所述超声导管共同发射；e)使用计算机，通过使用每个脉冲的发射和接收之间的时间以及通过使用所述消融组织区域中超声传输的已知速度来确定从所述超声导管到所述消融组织区域的边缘的多个距离；以及f)使用所述计算机，使用径向方向上所确定的距离和每个脉冲的所述平移位置创建所述消融组织区域的模型。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：g)使用所述计算机，在患者的示出所述目标组织的三维图像上显示所述消融组织区域的模型。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
h)在所述计算机上，将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：特洛伊，
申请(专利权)人：维兰医疗技术公司，
类型：发明
国别省市：