图像引导治疗器械以及准备图像引导治疗器械以处理组织的方法
【专利说明】图像弓I导治疗器械以及准备图像弓I导治疗器械以处理组织的方法
技术领域
[0001]本发明涉及根据独立权利要求的图像引导治疗器械以及准备图像引导治疗器械以处理组织的方法。
【背景技术】
[0002]通常已知的是，通过高强度聚焦超声(HIFU)或射频消融(RFA)系统或通过冷疗设备或通过激光或通过微波，无创或微创地处理组织。临床过程通常与成像过程相结合进行，以在向组织施加治疗或消融水平的能量之前实现处理安排。
[0003]在US 2012/0150035中，公开了一种选择性处理组织的方法和器械。在实际处理之前，提供处理区域的图像，并将组织分片为各组分。取决于组织组分，对区域进行处理或不进行处理。这种系统不能合适地处理在感兴趣图像的区域中的所有区域。尤其是，HIFU处理效果可能小于预期。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目标是避免现有技术的缺点，具体而言，创造一种能够在感兴趣处理的组织区域中实现优化处理安排的器械和方法。
[0005]该目标通过根据独立权利要求的器械和方法实现。
[0006]具体而言，该目标通过一种图像引导治疗器械实现，该器械包括用于处理组织的处理设备，优选地HIFU-换能器，以及用于引导处理的至少一个成像设备。进一步，该器械包括用于提供待处理区域的图像的装置和用于显示该图像的显示器。另外，该器械包括用于安排处理的安排装置，其中该安排装置适合用于在该图像上形成将在组织中形成的损伤的虚拟损伤图示，并且将所述损伤图示覆盖在所述图像上。损伤图示的特征例如损伤图示的大小和/或形状和/或位置是可变的，尤其是取决于组织的特征。
[0007]这种器械能够使损伤图示适合于组织的特征，并因此优化地处理不同区域或类型的组织。因此，该器械变得更有效和安全。
[0008]显示器上的图像可以通过成像设备提供，例如用于引导处理的成像设备，或通过在所述安排之前使用的任何成像设备提供。
[0009]根据本发明的损伤图示是将通过处理设备形成的损伤的虚拟光学图示。
[0010]安排装置可包括人工调节单元，其可由操作人员用于改变损伤图示的特征。
[0011]人工调节单元使得操作人员能够基于图像和操作人员的经验和/或知识改变损伤图示的特征，比如大小和/或形状和/或位置。从而处理被优化，并适合于待处理的实际区域。具体而言，可以形成健康和患癌骨组织之间或者不同类型组织之间的处理区别。
[0012]安排装置也可以包括自动图像分析单元，用于限定和/或改变和/或适合于处理的损伤图示，优选地HIFU-处理，优选地取决于组织的特征。
[0013]自动图像分析单元能够取决于图像内的组织快速和可靠地确定损伤图示。自动图像分析单元可包括图像分析软件，并且优选地还包括预存储的所检测组织的数据。
[0014]图像分析单元可确定组织的位置及其特征，例如其可能的能量吸收，诸如声音吸收系数或导热率。组织特征也可包括其硬度，其可通过弹性成像评估。组织特征也可包括血管的存在，其可提供多普勒成像或通过超声造影(CEUS)评估。这些值用于使损伤图示的大小和位置与预测的损伤尽可能接近，从而帮助优化处理。可使用阈函数确定图像的具体区域对应于具体组织类型例如骨或血管。
[0015]器械还可设计用于允许对组织分片。
[0016]组织的分片是将需要的图像分为代表具体组织类型或器官的图像区域，例如骨、皮肤、血液或血管或腺组织或健康和患癌组织。通过这种分片，将组织特征清楚分配至具体图像区域和和不同区域的具体损伤图示变得可能。基于具体的损伤图示，这些不同区域的具体处理也变得可能。
[0017]该器械可适合于将安排装置形成的损伤图示与处理特征相联系，其中处理特征包括以下至少一种:
[0018]-功率
[0019]-脉冲长度
[0020]-声音频率(在声音处理例如HIFU的情况)
[0021]-重复率
[0022]-脉冲之间的距离和脉冲的位置
[0023]上述处理特征的采用能够基于损伤图示优化处理参数。
[0024]组织的特征可包括以下至少一种:
[0025]-热特征
[0026]-血流
[0027]-能量吸收系数
[0028]-组织类型
[0029]-容积血液灌注
[0030]热特征可包括例如导热率或比热。能量吸收系数包括例如在HIFU处理情况下的声音吸收系数或在射频消融系统情况下的电阻或阻抗。
[0031]组织的这些特征的使用导致优化的处理结果。
[0032]成像设备可选自:
[0033]-超声换能器，其可能包括多普勒或弹性成像法
[0034]-MRI (磁共振成像)
[0035]-X射线扫描仪
[0036]-光学成像设备
[0037]这种成像设备传送精确治疗所需的组织和组织类型上的精确信息。
[0038]处理设备可选自:
[0039]-HIFU (高强度聚焦超声)换能器
[0040]-RFA (射频消融系统)
[0041]-冷疗设备
[0042]-激光
[0043]-微波消融系统
[0044]成像设备和/或提供的图像可设计用于提供包含感兴趣组织的特征的图像，例如其硬度、其血压、溶解气体或微泡的存在。
[0045]成像设备和/或提供的图像可设计用于提供包含感兴趣区域的三维数据的图像。
[0046]三维图像的评估导致处理的更好精确性。
[0047]进一步通过准备图像引导治疗器械以处理组织的方法实现所述目标，优选地使用前述的器械，包括以下步骤:
[0048]-提供感兴趣区域的图像，
[0049]-在显示器上显示该图像，
[0050]-分析该图像，优选地在显示器上，以探测感兴趣区域中组织的特征，
[0051]-将损伤图示覆盖在所述图像上，
[0052]-调整所述器械内所述损伤图示的特征，特别是基于所分析图像的组织的所探测特征。
[0053]这种特征的探测和图像的分析可以作为基于计算机的分析自动进行、作为计算机辅助分析半自动进行、或者由操作人员人工进行。
[0054]这种方法导致更精确的安排或处理，其更好地适合于待处理的组织，并且通过这种方法，导致更好的处理结果。
[0055]可将调整的损伤图示与处理特征相联系，处理特征包括以下至少一种:功率和脉冲长度以及声音频率和重复率，以及脉冲之间的距离和脉冲位置，优选地HIFU脉冲。
[0056]调整的损伤图示和处理特征之间的联系导致在作为损伤实际处理中精确重复的损伤图示。
[0057]组织的特征可包括以下至少一种:
[0058]-热特征
[0059]-血流
[0060]-能量吸收系数
[0061]-组织类型
[0062]-容积血液灌注
[0063]-处理区域的位置
[0064]-温度
[0065]-硬度
[0066]-溶解的气体或微泡含量
[0067]基于上述组织特征采用损伤图示导致更精确和安全的处理。
[0068]感兴趣区域的图像可在处理之前获得和/或在处理期间获得进一步的图像。尤其可能使用成像方法，例如诸如PET、闪烁扫描法、弹性成像法，或者使用图像融合，其结合不同成像方法的图像推出待处理组织的特征。
[0069]组织的特征影响形成的损伤。因此基于组织选择损伤图示，例如以最优地符合实际形成的损伤。
[0070]在处理之前获得的图像能够实现精确安排。在处理期间获得的图像能够引导处理，但也可允许甚至在处理期间采用或不断优化处理的安排。
[0071]可基于来自器械的存储器的预存数据确定组织特征。
[0072]组织特征例如物理值可被作为基于感兴趣区域中的图像的数据预存并且可从器械的存储器取出。这导致精确的安排和安全的处理。
[0073]可通过图像分析程序自动分析感兴趣区域的图像，以便可以自动确定组织的特征。
[0074]采用图像分析程序和自动确定组织特征可导致可重复的和精确的损伤图示并因此导致安全和有效的处理。
[0075]将产生的损伤的程度和位置可通过基于组织特征和处理特征模拟来确定，以使损伤图示的特征可优选地自动适合于模拟结果。
[0076]基于处理的模拟的损伤图示导致更安全和更有效的处理。
[0077]可通过热和/或声音模拟程序进行模拟，所述程序从已知参数例如组织特征和处理特征计算损伤图示的大小和形状。
[0078]可三维地确定组织的位置。
[0079]组织的三维确定实现了更精确的损伤图示并导致更安全的处理。
[0080]可在第一步基于组织的特征调整处理设备形成的损伤图示的大小以及优选地在第二步调整损伤图示的位置。
[0081]基于组织特征调整损伤图示导致更精确的损伤图示以及更安全和更有效的处理。进一步调整位置增强了处理的安全性。
[0082]设备操作人员可在损伤图示的帮助下调整处理。具体而言，处理特征例如操作处理致动器的功率或处理致动器传送至组织的能量或致动器的位置可被调整。
[0083]这种处理更加有效并对患者更安全，并且导致处理的更好的重复性。
【附图说明】
[0084]在下面通过附图描述本发明的实施方式。其显示在下面图中。
[0085]图1图像引导治疗器械的示意总图
[0086]图2感兴趣区域的超声图像
[0087]图3脉冲定位的示意图
[0088]图4a所形成损伤的体积的可变性的总图
[0089]图4b