【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、神经胶质瘤可能起源于脑部或脊柱的神经胶质细胞。通常会执行外科程序、更具体为肿瘤切除术来切除肿瘤。肿瘤切除外科程序的目标是实现全切除(gtr)。一种非常具有侵袭性的神经胶质瘤是胶质母细胞瘤。对于患有胶质母细胞瘤的患者，gtr已被证明可以延长患者的生命。例如，一项研究显示，gtr患者的切除后生存期为16个月，但仅切除60％肿瘤的患者切除后生存期仅为10个月，导致切除后生存期增加60％。
2、在切除程序之前，可以通过磁共振成像(mri)系统捕获患者的术前图像。医疗保健专业人员可以使用术前图像来规划切除程序。然而，在切除程序期间可能发生脑移位(即脑变形)。脑移位可能由多种因素引起，例如重力、头部位置、流体引流、脑组织肿胀、组织操作、组织大小以及肿瘤组织切除或开颅手术引起的颅内压变化。在一些情况下，可以在切除程序开始时捕获术中磁共振图像(imri)，以考虑执行开颅术后发生的脑移位。通过捕获imri，可以捕获并考虑开颅术引起的脑移位。后续的术中imri可在整个程序过程中进行捕获，例如在医护人员已经完成该切除程序的一部分后，以确保在切除肿瘤组织期间不会发生额外的脑移位，以及在医护人员已经完成切除程序后，以确认医护人员已实现gtr。然而，imri系统可能非常昂贵，并且捕获每个mri可能需要30分钟到1小时的时间，这使得在切除程序期间捕获多个imri非常麻烦。作为执行imri的替代，还可以捕获肿瘤组织的超声图像，然后将其与术前图像进行关联以考虑脑移位。这种超声系统可能有助于考虑脑移位，但不提供任何其他有用信息，例如与肿
3、对于高级别胶质瘤患者，可以使用荧光引导手术。荧光引导手术提高了实现gtr的机会。通常在手术前几个小时给患者施用5-氨基乙酰丙酸(5-ala)。5-ala是血红蛋白合成途径中天然存在的化合物。在癌细胞中，血红蛋白合成受到干扰，并且该途径在一种名为原卟啉ix(ppix)的中间化合物处停滞。在手术过程中，医疗保健专业人员可以用外科显微镜发出的激发光(即蓝光)照亮脑组织区域。手术可以在黑暗或昏暗的手术室环境中进行。含有ppix的高级别肿瘤细胞吸收激发光并发射具有特定光学特征的荧光(即红色荧光)。医疗保健专业人员可以从外科显微镜观察该荧光。
4、荧光引导手术增加了高级别肿瘤(例如胶质母细胞瘤)进行gtr的机会。目前，低级别肿瘤的gtr相对较低，因为很难找到边缘。5-ala不能用于改善低级别肿瘤切除的结果，因为肿瘤细胞仅发射低水平的荧光，并且即使使用外科显微镜，人眼也不足以检测到如此低水平的荧光。与脑部特定部分相关联的细胞发射的不同荧光提供了有关肿瘤组织细胞的丰富的生化/细胞信息。然而，目前的系统并没有将收集的荧光与在外科导航显示器上显示的mri图像联系起来。因此，需要有将荧光水平与mri图像关联起来的系统和方法，以考虑脑移位、确认gtr并提供有关与肿瘤组织相关联的细胞的生化/细胞信息。
5、此处提供的背景描述是为了总体呈现本公开内容的背景。目前指定d专利技术人的工作(就在本背景部分中描述的范围而言)以及本说明中在提交时可能不符合现有技术的方面，既不明确也不隐含地被承认为违反本公开的现有技术。
技术实现思路
1、在一特征中，描述了一种在切除程序期间确定肿瘤的切除状态的神经外科方法。该方法包括获取包括被分割的肿瘤的人体器官的至少一个医学图像。该方法包括基于导航跟踪器确定包括至少一根光纤和导航跟踪器的抽吸工具的姿态。该方法包括产生激发光使所述至少一根光纤利用其激发人体器官的目标区域。目标区域包括肿瘤和肿瘤周围的边缘区域。该方法包括从至少一根光纤接收所收集的从目标区域发射的荧光。该方法包括基于在抽吸工具的姿态下收集的荧光确定目标区域中的组织是否与肿瘤相对应。该方法包括基于对组织是否对应于肿瘤的确定以及抽吸工具的姿态相对于至少一个医学图像显示目标区域的切除状态。
2、在一特征中，描述了一种用于确定目标区域的肿瘤组织的切除状态的神经外科系统。该神经外科系统包括抽吸工具、导航追踪器、光纤、激发源、光学器械、和外科导航系统等。该抽吸工具被配置为对患者的脑组织施加吸力。抽吸工具包括限定管腔的抽吸套管。导航追踪器被联接到抽吸工具。光纤被联接到抽吸套管。光纤被配置为传输脑组织发射的荧光。激发源被配置为发射波长用于诱发肿瘤组织的荧光的激发光。光学器械联接到光纤。该光学器械被配置用于将脑组织发射的并且通过光纤传输的荧光转换成电信号。外科导航系统被配置为接收包括被分割的肿瘤的人体器官的至少一个医学图像。外科导航系统还配置为基于导航跟踪器确定抽吸工具的姿态。外科导航系统还配置为根据在抽吸工具的该状态下收集的荧光确定目标区域中的组织是否对应于肿瘤组织。外科导航系统还被配置为基于对目标区域中的组织是否对应于肿瘤组织的确定以及抽吸工具的姿态来相对于至少一个医学图像显示至少一个指示标志。
3、在一特征中，描述了一种用于确定切除程序期间的人体器官肿瘤的切除状态的神经外科方法。该神经外科方法包括在人体器官内将包括导航追踪器的抽吸工具导航到与至少一个医学图像的被分割肿瘤相对应的目标区域。该方法包括根据导航跟踪器确定抽吸工具的姿态。该方法包括利用联接到抽吸工具的光纤将激发光施加到目标区域，该光纤联接到激发源。该方法包括使用抽吸工具从目标区域去除组织，同时使用联接到光学器械的光纤从目标区域收集荧光，目标区域包括肿瘤组织和肿瘤组织周围的边缘区域。该方法包括：响应于与光学器械连接的外科导航系统确定组织对应于肿瘤，而观察基于抽吸工具的姿态覆盖在包括被分割目标区域的人体器官的至少一个医学图像上的至少一个虚拟指示标志。该方法包括将所述至少一个虚拟指示标志与被分割的目标区域的形状进行比较，以确定是否剩余任何残留肿瘤。
4、在一特征中，描述了一种用于确定从人体器官去除的肿瘤物质的范围的神经外科方法。该神经外科方法包括获取包括被分割的肿瘤的人体器官的至少一个医学图像。该方法包括导航外科工具，该外科工具包括在人体器官内将包括导航跟踪器和至少一根光纤的外科工具导航到与至少一个图像的被分割的肿瘤相对应的目标区域。该方法包括根据导航跟踪器确定外科工具的姿态。该方法包括基于从组织发射的荧光来确定在所确定的外科工具的姿态下目标区域的组织是否是肿瘤。该方法包括利用外科导航系统(i)响应于确定组织是肿瘤的步骤而基于外科工具的姿态显示覆盖在人体器官的至少一个医学图像上的第一指示标志；以及(ii)响应于确定组织不是肿瘤的步骤而基于外科工具的姿态显示覆盖在人体器官的至少一个医学图像上的第二指示标志。
5、在一特征中，描述了一种用于确定从人体器官去除的肿瘤物质的范围的神经外科系统。神经外科系统包括外科工具、光学系统和外科导航系统。该外科工具系统包括外科工具，其中导航追踪器设置在外科工具上。该外科工具被配置用于从人体器官的目标区域去除组织。该光学系统包括至少一根光纤，该至少一根光纤联接到外科工具，该至少一根光纤被配置为在目标区域处照射激发光并收集从目标区域发射的荧光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定肿瘤切除程序期间的切除状态的神经外科方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的神经外科方法，其中，显示所述切除状态包括警告医疗保健专业人员注意肿瘤的任何残留部分。
3.根据权利要求1或2所述的神经外科方法，其中，显示所述切除状态包括：响应于确定组织对应于肿瘤而基于抽吸工具的姿态将第一指示标志覆盖到人体器官的所述至少一个医学图像上，以及，响应于确定组织与肿瘤不对应而基于抽吸工具的姿态将第二指示标志覆盖到人体器官的所述至少一个医学图像上。
4.根据权利要求3所述的神经外科方法，还包括生成脑部的3D模型，其中第一指示标志和第二指示标志被显示为相对于3D模型的点云模型。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的神经外科方法，还包括将抽吸工具的姿态以及对组织是否为肿瘤的相关联确定存储为切除数据。
6.根据权利要求5所述的神经外科方法，还包括基于所述切除数据计算下述中的至少一个：剩余的对应于肿瘤的组织的体积，和已切除的对应于肿瘤的组织的体积。
7.根据权利要求6所述的神经外科方法，还包括基于剩余的对应于肿
8.根据权利要求1-7中任一项所述的神经外科方法，还包括将下述存储为切除数据：在所存储的抽吸工具相对于目标区域的多个姿态中的每一个姿态下所收集的从目标区域发射的荧光的特性，和与该存储的姿态相关联的组织是否对应于肿瘤的相关联确定。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的神经外科方法，其中，所述人体器官是脑部，所述方法还包括考虑在切除程序期间发生的脑部的至少一部分的移位。
10.根据权利要求9所述的神经外科方法，其中，考虑脑部的至少一部分的移位包括基于指示下述的切除数据相对于所述至少一个医学图像预测肿瘤的姿态：在所存储的抽吸工具相对于目标区域的多个姿态中的每一个姿态下，基于所收集的从组织发射的荧光进行的对与该存储的姿态相关联的目标区域的组织是否对应于肿瘤的相关联确定。
11.根据权利要求10所述的神经外科方法，其中，预测肿瘤的姿态包括：
12.一种用于确定肿瘤切除程序期间的切除状态的神经外科系统，所述神经外科系统包括：
13.根据权利要求12所述的神经外科系统，其中，所述至少一个指示标志警告医疗保健专业人员注意肿瘤组织的任何残留部分。
14.根据权利要求12所述的神经外科系统，其中，所述外科导航系统被配置为响应于确定组织对应于肿瘤组织而基于抽吸工具的姿态将第一指示标志覆盖到人体器官的所述至少一个医学图像上，并且响应于确定组织与肿瘤组织不对应而基于抽吸工具的姿态将第二指示标志覆盖到人体器官的所述至少一个医学图像上。
15.根据权利要求14所述的神经外科系统，其中，所述第一指示标志和第二指示标志被显示为相对于人体器官的3D模型的点云模型。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的神经外科系统，其中，所述外科导航系统被配置为将抽吸工具的姿态以及对与抽吸工具的姿态相关联的组织是否为肿瘤的相关联确定存储为切除数据。
17.根据权利要求16所述的神经外科系统，其中，所述外科导航系统被配置为基于切除数据计算剩余的对应于肿瘤组织的组织的体积和已切除的对应于肿瘤组织的组织的体积中的至少一个。
18.根据权利要求17所述的神经外科系统，其中，所述外科导航系统被配置为基于剩余的对应于肿瘤组织的组织的体积和已切除的对应于肿瘤组织的组织的体积中的所述至少一个来计算切除程度。
19.根据权利要求12-18中任一项所述的神经外科系统，其中，所述人体器官是脑部，并且所述外科导航系统被配置为考虑在切除程序期间发生的脑部的至少一部分的移位。
20.根据权利要求19所述的神经外科系统，其中，所述外科导航系统被配置为通过基于指示下述的切除数据相对于所述至少一个医学图像预测肿瘤组织的姿态来考虑脑部的至少一部分的移位：在所存储的抽吸工具的多个姿态中的每一个姿态下，基于所收集的从组织发射的荧光进行的对与该存储的姿态相关联的组织是否对应于肿瘤组织的相关联确定。
21.根据权利要求20所述的神经外科系统，其中，预测肿瘤组织的姿态包括：
22.一种用于确定肿瘤切除程序期间的切除状态的神经外科方法，包括：
23.一种用于确定肿瘤目标区域的切除状态的神经外科方法，所述方法包括：
24.一种用于确定从人体器官去除的肿瘤物质的范围的神经外科方法，所述方法包括：
25.一种用于确定从人体器官去除的肿瘤物质的范围的神经外科系统...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定肿瘤切除程序期间的切除状态的神经外科方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的神经外科方法，其中，显示所述切除状态包括警告医疗保健专业人员注意肿瘤的任何残留部分。
3.根据权利要求1或2所述的神经外科方法，其中，显示所述切除状态包括：响应于确定组织对应于肿瘤而基于抽吸工具的姿态将第一指示标志覆盖到人体器官的所述至少一个医学图像上，以及，响应于确定组织与肿瘤不对应而基于抽吸工具的姿态将第二指示标志覆盖到人体器官的所述至少一个医学图像上。
4.根据权利要求3所述的神经外科方法，还包括生成脑部的3d模型，其中第一指示标志和第二指示标志被显示为相对于3d模型的点云模型。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的神经外科方法，还包括将抽吸工具的姿态以及对组织是否为肿瘤的相关联确定存储为切除数据。
6.根据权利要求5所述的神经外科方法，还包括基于所述切除数据计算下述中的至少一个：剩余的对应于肿瘤的组织的体积，和已切除的对应于肿瘤的组织的体积。
7.根据权利要求6所述的神经外科方法，还包括基于剩余的对应于肿瘤的组织的体积和已切除的对应于肿瘤的组织的体积中的至少一个来计算切除程度。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的神经外科方法，还包括将下述存储为切除数据：在所存储的抽吸工具相对于目标区域的多个姿态中的每一个姿态下所收集的从目标区域发射的荧光的特性，和与该存储的姿态相关联的组织是否对应于肿瘤的相关联确定。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的神经外科方法，其中，所述人体器官是脑部，所述方法还包括考虑在切除程序期间发生的脑部的至少一部分的移位。
10.根据权利要求9所述的神经外科方法，其中，考虑脑部的至少一部分的移位包括基于指示下述的切除数据相对于所述至少一个医学图像预测肿瘤的姿态：在所存储的抽吸工具相对于目标区域的多个姿态中的每一个姿态下，基于所收集的从组织发射的荧光进行的对与该存储的姿态相关联的目标区域的组织是否对应于肿瘤的相关联确定。
11.根据权利要求10所述的神经外科方法，其中，预测肿瘤的姿态包括：
12.一种用于确定肿瘤切除程序期间的切除状态的神经外科系统，所述神经外科系统包括：
13.根据权利要求12所述的神经外科系统，其中，所述至少一个指示标志警告医疗保健专业人员注意肿瘤组织的任何残留部分。
14.根据权利要求12所述的神经外科系统，其中，所述外科导航系统被配置为响应于确定组织对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·巴克利，D·厄斯塔斯，S·福尔，G·W·努南，
申请(专利权)人：史赛克欧洲运营有限公司，
类型：发明
国别省市：
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