一种对光纤的作用进行建模的装置、用于规划通过光动力学治疗对患者的处置的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种辅助方法（200），所述辅助方法（200）用于针对患者的使用光动力治疗进行的处置的规划，在所述光动力治疗期间，预定的光敏物质必须被施予给所述患者并且之后通过若干光纤接受预定波长的光照，所述光纤能够根据相对于短程疗法网格的位置、在插入长度上引入到所述处置区域。所述方法通过体积重建执行处置区域的体积的测量（230），所述体积重建通过直接输入到处置区域的一系列数字图像上的轮廓的数字处理进行；然后通过计算确定（250）使用的光纤的数量、光纤相对于短程治疗网格的位置和和它们的插入长度，这优化了使用所测量的检测区域体积计算的总理论作用体积的相应性，所述总理论作用体积是基于每条光纤的位置、以及与圆柱体积相对应的光纤的基础理论作用体积来计算的，所述圆柱具有预定作用半径R和与光纤的插入长度相对应的高度。本发明专利技术也涉及一种光纤的作用半径的建模方法（100），所述建模方法（100）使用以下两者之间的关联：根据对患者临的多个床实验的实际坏死区域的测得体积，从与在临床实验中使用的同样的参数集和光纤的基础理论作用体积计算的不同理论体积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对光纤的作用进行建模的方法，所述光纤用于对通过光动力治疗的患者进行处置，以及一种规划这样的处置的辅助程序。
技术介绍
光动力治疗,或PDT是这样的一种治疗:其包括施予光敏物质,所述光敏物质优先地结合到组织，例如肿瘤细胞，并且之后使用具有合适的波长、能够激活所述光敏物质的光源照射所述组织，所述光敏物质因而在原位释放纯态氧或自由基，所述纯态氧或自由基是高反应性的并且快速氧化邻近组织，从而通过细胞凋亡(程序性细胞死亡)或通过令供给肿瘤细胞的血管缺血(瞄准血管的光动力治疗技术或VTP)令癌细胞死亡。这样产生的氧自由基种类通常具有低的覆盖和很短的存在时间，这使得它们的毒性效应是非常局域化的。TOT技术能够处置如特定癌症或AMD (老年黄斑变性)的疾病。最近，几项研究表明，PDT是一种用于通过将光敏物质与特定激光器及专用光纤组合来处置前列腺癌的有效备选。因此，本申请公司已经研究了多种光敏剂，特别是wst-09，或Tookacl ，以及更近期的WST-1I，在专利申请WO 2004045492和EP 1137411中进行了描述，其已经被证明特别适于处置前列腺癌。在前列腺癌的情况中，所述光敏产品首先通过静脉注射施予给患者以供由癌细胞捕获。在这一阶段，药品保持非激活状态，直到将它暴露于适当波长的光。之后，通过为 在超声指导下定位的若干光纤供给的激光器，施加所述光。因此，将能够由激光供能的若干光纤引入前列腺中。用在短程治疗中的类型的外部网格允许外科医生在前列腺内准确地并且相对于彼此定位为多种光纤。更准确地说，这样的网格包括根据具有已知间隔的若干行和若干列的矩阵布置在单个平面上的多个孔。例如，在图1中示出的短程治疗网格I包括以0.5mm的间隔分开的十三行和十三列的矩阵，其具有位于行和列的每个交叉点处的交叉孔，例如孔2位于列“F”和行“5”的交叉点处。将每个光纤(没有在图1中示出)通过孔垂直于外部网格引入，直到它进入待处置的前列腺的区域。使用连接到控制监视器的探头的超声引导允许外科医生在监视器的屏幕上观察前列腺并且以给定的穿透深度将每个光纤引入。为了有效的处置，使用的光纤的数量、它们在短程治疗网格的特定孔中的位置和每个光纤在处置区域中的引入长度必须针对每个患者准确地确定。特别在前列腺处置的情况中，个体处置规划是必要的，因为构成光纤数量、它们的位置和引入长度的不同参数，会根据前列腺的性质，癌症肿瘤的位置和治疗选项(焦点处置，半消融等)，在不同患者之间明显不同。特别是从文献“Treatment and planning and dose analysis for interstitialphotodynamic therapy of prostate cancer，，，Sean RH Davidson et al, Phys.Med.Biol.54 (2009) 2293-2313，已知一种软件产品，所述软件产品用于实现针对规划通过前列腺的光动力学治疗的处置的辅助程序，以确保患者接收对于靶区域或处置区域的充足的照射剂量，同时将由周围非靶区域接收的照射剂量最小化。在该文献中，所述规划是基于在前列腺和周围区域中光分布的预测的，并且更具体而言，是基于通过使用有限元的求解方法解光散射的方程的。由于与这样建模的光敏物质相关联的光纤的作用，所述规划包括寻找建模这样的配置(特别是光纤的数量和光纤相对于短程治疗网格的位置):对于所述配置，所建模的光分布最适合患者处置。这种规划方法的主要缺点在于建模中涉及的复杂的数学计算。因而，基于配置的参数，获得规划结果的总时间可以超过几个小时。由从业者(放射科医生或外科医生)做出的调整必须迭代地手动执行，直到获得与期望相符的光分布。这种方法在应用时存在显著的困难:在前列腺内探头的引入，之后光纤的引入，显著改变了前列腺的形状和体积，并且影响规划、模型的一致性，所述模型支持光纤相对于目标(处置区域)的相对位置。因为计算所需的时间，对在处置(通过超声探头)时实际记录的参数进行调整是不现实的。因此，尚没有已知的这样的对光纤的作用建模和辅助PDT处置的规划中的方法:其简单到差不多自动地递送针对每个患者的在PDT处置中使用的参数的优化的配置，并且几乎不需要从业者干预。
技术实现思路
本专利技术具体地意欲通过提出，一方面，由计算机实现的、基于简单计算的建模工具，以及另一方面，也由计算机实现的规划工具，来克服已知方法的缺点，所述规划工具对于从业者是易于使用的，并且能够快速地，通常在几分钟内递送为每个患者量身定做的，为从业者优化使用的光纤数 量和光纤的长度和位置(相对于像在短程治疗中使用的外部网格)的规划。为了这一目的，本专利技术涉及一种计算机实现的、光纤的作用的建模方法，所述光纤要在通过光动力学治疗的患者处置中使用从而以预先定义的波长在处置区域内光纤的；上照射所述处置区域，从而激活施予给所述患者并且出现在那个处置区域中的之前定义的光敏物质，所述方法的特征在于:其包括通过圆柱的基础理论作用体积对所述光纤的基础理论作用体积建模，所述圆柱具有作用半径R和与所述插入长度相对应的长度L，以及确定与实际坏死区域的测得体积相关的所述作用半径R，所述确定根据使用与至少一个光纤相关联的所述光敏物质执行在不同患者上的多个临床试验进行，每个临床试验与对应于所述临床试验的实际条件的参数集相关联，所述参数集至少包括使用的光纤的数目、它们相对于短程治疗网格的位置以及在所述处置区域中的每个光纤的插入长度，其中，从相同的参数集以及所述基础理论作用体积计算理论作用体积。所述建模方法优选地包括下列步骤:-通过针对每个患者在数据库中存储第一数字文件、第二数字文件以及与临床试验的实际情况相对应的参数集，根据所述临床试验构建计算机数据库，所述第一数字文件与所述临床试验前的所述处置区域的系列数字图像相对应，所述第二数字文件与所述临床试验后的所述处置区域的系列数字图像相对应；-根据所述第一数字文件和第二数字文件针对所述数据库中的每个患者，测量所述临床试验期间的实际坏死区域的体积；-针对所述数据库中的每个患者，根据所述参数集和光纤的基础理论作用体积计算总理论作用体积；-通过将针对所述数据库中的每个患者计算的总理论作用体积与所述实际坏死区域的测量的体积相关，确定光纤的作用半径R。所述第一数字文件和第二数字文件的数字图像的系列分别与处置前和处置后的所述区域的横截面图像相对应。所述数字图像为，例如，磁共振图像或超声图像。在优选的实现方式中，测量所述坏死区域的体积的步骤实际包括以下步骤:-在显示于计算机屏幕上的计算机图形用户接口上加载和显示第二计算机文件的系列图像；-通过在显示于所述计算机屏幕上的所述系列的每个图像上直接输入，对所述实际坏死区域进行轮廓绘制；-通过体积重建，测量所述实际坏死区域的体积，所述体积重建是根据输入轮廓的数字处理的。本专利技术也涉及在通过光动力学治疗对患者的处置的规划中的一种辅助方法，所述光动力学治疗使用与上述建模方法相同的原则。更具体而言，一种计算机实现辅助方法，其用于对通过光动力学治疗进行的患者处置的规划，在所述光动力学治疗中，预定的光敏物质必须被施予给患者并且之后通过若干光纤接受在预定波长的照射，所述若干光纤被设计用于根据相对于短程治本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·贝特鲁尼，J·哈代，S·布克里斯，
申请(专利权)人：施泰巴马奥尔股份公司，
类型：
国别省市：