用于处理活检样本的系统和方法
【技术领域】
[0001]在一些实施例中，本发明涉及活检样本领域，并且更具体地，但不排他的，涉及用于获得活检样本以及操作和处理这样的活检样本的系统和方法。
[0002]发明背景
[0003]活检是用于从活体器官获得生物组织的样本进行实验室检验的常规程序。通常情况下，在执行这样的程序时，外科手术医生由支撑系统辅助。例如，活检样本可从身体的内部器官获得，内部器官从身体的外部是不可见的并且因此对外科医生不是直接可见的。在这种情况下，如超声、MRI或X射线系统的成像器械可以用于向外科医生提供活检样本要从其被获得的身体内部的区域的图像。在一些情况下，这样的图像也可以用于识别被怀疑为异常并且因此是用于从其获得活检样本的候选的部位。在某些情况下，这样的图像，尤其是如果连续地以实时视频流的形式提供给外科医生，可以给外科医生成像器官或器官的边界线，且还可以在活检针被向前移向所需的活检部位时成像活检针。
[0004]跟踪系统也可以用于向外科医生提供治疗工具的基本上连续的位置数据流，从而有助于将治疗工具导航到所需部位。此外，由这样的跟踪系统提供的、诸如超声便携式成像探头的便携式成像器械的位置数据可以被利用来将图像位置数据指定给由成像器械获得的图像数据，例如通过为在每个图像中的基本上每个像素指定沿预定的坐标系的位置。
[0005]于2011年6月23日提交的国际专利申请公开号W0/2011/161684(下文命名为‘684)，以及于2013年I月24日提交的国际专利申请号PCT/IL2013/050065 (下文命名为‘065)，描述了并入来自跟踪系统和来自成像器械的数据的集成系统以便于治疗程序的各种实施例，上述两个专利申请都通过引用并入本文。具体而言，在一些实施例中，这样的系统可以便于从内部器官中的所需部位获得活检样本，内部器官从身体的外部不直接可见。根据一些实施例，器官，例如男性的前列腺的一系列二维(2D)图像被获得，并且每个图像被如上所述指定有图像位置数据。彼此之间足够小的空间间隔获得的一组基本上平行的图像可以适当地布置以及组合，以获得成像的器官的三维(3D)图像。此外，通过识别成像的器官的边界线，例如通过计算机化图像识别或通过对图像人工检查以及虚拟地标出成像的器官的边界线的方法，该器官的虚拟3D模型可以被生成并被存储在计算机的存储器中。
[0006]通过连续地跟踪治疗工具的位置，以及进一步通过识别特定的治疗事件的时间，该治疗实际上被施加到的治疗部位的定位，可以用预定的3D坐标系统，例如与跟踪系统相关联的预定坐标系来进行记录。例如，通过如上所述利用跟踪系统连续地跟踪活检针的位置，可连续地记录相对于将从中获得活检的目标器官的位置的针的位置。通过记录获得活检样本的时刻，从其获得活检样本的准确定位可用3D坐标系来进行记录。在一些实施例中，从其获得活检样本的定位可因此标记在器官的虚拟3D模型上，并且可以稍后用于将治疗工具导航到相同的部位。
【发明内容】
[0007]在本发明的一些实施例中，本发明的各方面涉及用于获得活检样本以及操作并处理这样的活检样本的系统和方法。更具体地，在本发明的一些实施例中，本发明的各方面涉及用于成像获得的活检样本的系统和方法。
[0008]如上述讨论，当前的系统，尤其是包括成像器械和/或跟踪系统的这些，可以辅助外科医生在治疗程序期间将治疗工具导航到对外科医生不直接可见的治疗部位。可使用一种或多种技术来提供这种辅助。例如，通过基本上实时地给外科医生呈现相对于相同的参考系(例如，相同的3D坐标系)的治疗工具的定位和要被治疗的目标定位，给外科医生提供了在治疗工具和治疗部位之间的相对距离和方向的反馈，从而辅助外科医生将治疗工具导航到所需的治疗部位。作为另一实例，治疗工具，或指示治疗工具的定位的合成标记，可与待治疗的器官的图像或器官的虚拟3D模型一起被实时显示在屏幕上，根据身体中的器官的真实3D位置被定位在屏幕上，因为该位置被例如从器官的图像显露。通过在同一屏幕上显不治疗工具和治疗部位的实时定位，外科医生被提供关于在治疗工具和治疗部位之间的相对距离和方向的反馈。
[0009]增强操作期间提供给外科医生的实时反馈可以进一步简化该操作并提高其质量。具体地，给外科医生提供获得的活检样本的图像可以显著提高外科医生关于下一个样本将从其被获得的定位以及关于在当前活检时期内还要从器官获得的样本数目的决策。例如，获得的活检样本的图像可能向外科医生指示该样本被截断，成碎片或破碎，导致从基本上相同的部位获得下一样本以避免降低检测概率的决策。另外，活检样本的图像可以被存储在计算机存储器中以备以后使用或检查。更进一步地，通过对活检样本的图像利用图像处理和图像识别技术，空间特征一例如样本的长度一可以被自动地获得。
[0010]当采用能够实时地并在活检时期将被检查器官的虚拟3D模型呈现给外科医生，并且还能够给模型增加指示活检样本从其被获得的定位的合成标记的系统，通过显示其长度与成像的样本的长度成比例的合成标记，成像的样本的实际长度可以以图形方式显示。此外，通过成像在活检针上的活检样本，在活检针上的样本的准确定位可以被测量。例如，在活检针的缺口上的样本的定位可以被检测或样本距离活检针的界标(如远端尖头)的距离可以被测量。对距离的这样的测量可以例如使用图像识别技术自动地，或者由用户手动地，或由它们的任意组合来实现。
[0011]当采用并入如上所述的成像器械和/或跟踪系统的系统时，并且进一步当活检针的瞬时位置在获取活检样本的时刻用3D坐标系进行记录时，样本从其被获得部位的准确定位可以被记录。此准确的定位然后可以为外科医生而被实时地显示在例如器官的虚拟3D模型上，使得外科医生可以判定被检查的器官中的、下一活检样本应从其被获得的位置。这种准确定位可以进一步被存储供以后使用，例如当外科医生考虑获得更多的活检样本时或当外科医生考虑对特定的治疗部位采用局部的和集中的治疗时，在下一个治疗时期被显示在该器官的虚拟3D模型上。
[0012]因此，根据一些实施例的方面，提供了一种用于便于从患者的身体获得活检样本的系统，其包括用于显示图像给用户的显示器。该系统还包括功能上与显示器相关联的处理单元，其中该处理单元包括图像处理模块。该系统还包括在功能上与处理单元相关联用于将图像从相机传输至处理单元并被配置成获得从患者的身体获得的活检样本的图像的相机。该处理单元被配置成从成像器械接收图像数据，成像器械能够获得从患者的身体的外部不是直接可见的内部身体部分的图像，并在显示器上向用户显示与图像数据相关的图像。该处理单元被进一步配置成从活检样本中的至少一个图像并使用图像处理模块生成与活检样本相关的已处理图像，并在显示器上显示该已处理图像。
[0013]根据一些实施例，成像器械包括超声波检查模块，其能够获得内部身体部分的超声图像。根据一些实施例，成像器械包括磁共振成像(MRI)模块，其能够获得内部身体部分的MRI图像。根据一些实施例，成像器械包括能够获得内部身体部分的X射线图像的X射线成像模块。
[0014]根据一些实施例，该图像处理模块被配置成从接收自相机的活检样本的图像生成活检样本的地图。根据一些实施例，该图像处理模块被配置成识别接收自相机的活检样本的图像上的活检样本的边界。根据一些实施例，该图像处理模块被配置成从活检样本的图像生成基本上勾画了图像上活检样本的边界的轮廓。根据一些实施例，该图像处理模块被配置成从破碎成片的活检样本的图像生成众多的单独的轮廓，其中，每一个这样的轮廓基本上勾画了图像上的一片活检样本的边界。
[0015]用于操作和处理活检样本的当前方法可包括验证活检样本的来源以在报告实验室测试结果的同时避免发生错误的步骤。检验方法的例子包括:识别样本中的DNA或DNA相关遗传材料，并将与样本相关联的DNA简档与被认为已从其获取样本的人的DNA的简档进行比较。例如，样本可以在病理学检查(例如在显微镜下)之前或不久之后从活检样本被获得，并且该样本被进行DNA分析。仅当与样本相关联的DNA被发现与被认为已从其获取样本的人的DNA —致，病理测试结果被报告给该人。
[0016]DNA分析是一种昂贵的测试，需要大量的设备、训练有素的人员和时间的资源。因此，需要一种优于现有技术的方法的、通过使用更简单的方法证实或证伪活检样本的身份的、便于对活检样本的来源验证的方法。
[0017]通过如本文所述的利用从患者的身体获得的活检样本的成像，验证活检样本的来源可以实现。因此，提供一种处理活检样本的方法，包括:提供从患者的身体获得的活检样本；获得活检样本的第一图像；获得活检样本的第二图像，并将从第一图像获得的图像数据与从第二图像获得的图像数据进行比较，从而证实或证伪活检样本的身份。
[0018]根据一些实施例，该方法还包括，在获得第一图像之后且在获得第二图像之前进行的、以化学方法处理活检样本的步骤。根据一些实施例，该方法还包括在获得第一图像之后且在获得第二图像之前进行的对活检样本分段的步骤。根据一些实施例，获得第一图像和第二图像中的至少一个是使用成像设备来执行。根据一些实施例，成像设备是相机。根据一些实施例，该方法还包括在进行获得活检样本的第一图像的步骤之前对活检样本染色的步骤。
[0019]根据一些实施例，该方法还包括处理第一图像和第二图像以从每个图像的图像数据生成地图，其中，该比较步骤包括将从第一图像获得的地图与从第二图像获得的地图进行比较。根据一些实施例，地图表示活检样本的地形变化。根据一些实施例，地图表示活检样本的材料变化。
[0020]本发明单独提供一种可用于在从身体获得活检样本不久之后显示活检样本的已处理图像的系统。
[0021]本发明单独提供一种可用于显示活检样本的地图的系统，该地图表示样本的地形变化和/或材料变化。
[0022]本发明单独提供一种可用于提供从样本的图像中提取的活检样本的空间尺寸的系统。
[0023]本发明单独提供一种可用于显示包括活检样本的已处理图像和从身体的外部不可见的内部身体部分的图像的组合图像的系统。
[0024]本发明单独提供一种可用于显示组合图像的系统，组合图像包括从身体的外部不可见的内部身体部分的图像，或这样的内部身体部分的虚拟模型和活检样本的已处理图像、或表示在内部身体部分中的从其处获得活检样本的定位对应的定位处位于组合图像上的这种活检样本的合成标记。
[0025]本发明单独提供一种可用于从自身体的外部不直接可见的内部身体部分中的期望的定位获得活检样本的方法。
[0026]本发明单独提供一种可用于在将关于样本的检验结果发送到被认为已从其获取样本的人之前证实或证伪活检样本的身份的方法。
[0027]本发明的某些实施例可包括上述的所有或一些优点或不包括上述的优点。从本文中包括的附图、描述和权利要求书，另外的优点可以对本领域技术人员是明显的。本发明的方面以及实施例在下文的说明书中以及在所附的权利要求中进一步描述。
[0028]除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与由本发明所属技术领域的普通技术人员之一通常理解的相同的含义。在冲突的情况下，以本专利说明书(包括定义)为准。如本文所使用的，不定冠词“一(a)”和“一(an)”的意思是“至少一个”或“一个或多个”，除非上下文另有明确说明。
[0029]本发明的方法和/或设备的实施例可涉及手动地，自动地或以它们的组合进行或完成所选择的任务。本发明的一些实施例使用包括硬件、软件、固件或它们的组合的组件来实现。在一些实施例中，某些组件是通用组件，如通用计算机或示波器。在一些实施例中，某些组件是专用或定制的组件，如电路，集成电路或软件。
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