經(jīng)皮治療計劃和治療監(jiān)測系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本教導(dǎo)涉及外科手術(shù)輔助。在一個示例中，接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像。基于第一圖像產(chǎn)生治療計劃。治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息。接收在外科手術(shù)開始之后捕獲的患者的第二圖像。基于從第二圖像識別的一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)來動態(tài)地調(diào)整治療計劃。接收基于調(diào)整的治療計劃的由至少一個手術(shù)器械治療的病變之后捕獲的患者的第三圖像。基于第三圖像確定是否需要對病變的進(jìn)一步治療。在確定需要進(jìn)一步治療時，基于第三圖像動態(tài)地產(chǎn)生更新的治療計劃。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2014年5月9日提交的名稱為“SystemandMethodsforPercutaneousTreatmentPlanningandTreatmentMonitoring”的美國臨時申請61/991,308，以及于2015年5月8日提交的名稱為“SystemandMethodsforPercutaneousTreatmentPlanningandTreatmentMonitoring”的美國非臨時專利申請14/707,692號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。背景
本教導(dǎo)涉及外科手術(shù)輔助。更具體地，本教導(dǎo)涉及用于外科手術(shù)的經(jīng)皮治療計劃和治療監(jiān)測。技術(shù)背景的討論在介入手術(shù)中，可以將一個或多個探針置于腫瘤中。通過消融裝置的適當(dāng)設(shè)置，例如微波消融裝置中的電壓和持續(xù)時間，通過加熱或冷凍來殺死腫瘤組織。這樣的介入治療程序需要良好的治療規(guī)劃方法，其可以確保具有安全邊際的適當(dāng)?shù)哪[瘤覆蓋，并且同時避免關(guān)鍵器官的損傷。規(guī)劃方法可以提供對于腫瘤可能需要多少消融探針以及每個探針可以如何定位的估計。但在實際治療中，規(guī)劃可能無法完全遵循。然而，缺乏用于有效和高效地治療規(guī)劃和監(jiān)測介入程序的系統(tǒng)和方法。因此，需要提供一種改進(jìn)的解決方案以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本教導(dǎo)涉及外科手術(shù)輔助。更具體地，本教導(dǎo)涉及用于外科手術(shù)的經(jīng)皮治療計劃和治療監(jiān)測。在一個示例中，公開了在具有至少一個處理器，存儲器和連接到網(wǎng)絡(luò)的通信平臺的計算設(shè)備上實現(xiàn)的用于外科手術(shù)輔助的方法。接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像。基于第一圖像產(chǎn)生治療計劃。治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息。接收在外科手術(shù)開始之后捕獲的患者的第二圖像。基于從第二圖像識別的一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)來動態(tài)地調(diào)整治療計劃。接收在基于調(diào)整的治療計劃的一個或多個外科手術(shù)器械中的至少一個治療病變之后捕獲的患者的第三圖像。基于第三圖像確定是否需要對病變的進(jìn)一步治療。在確定需要進(jìn)一步治療時，基于第三圖像動態(tài)地產(chǎn)生更新的治療計劃。在不同的示例中，公開了一種用于外科手術(shù)輔助的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括術(shù)前計劃單元，術(shù)中治療計劃調(diào)整單元，治療區(qū)域量化單元和治療計劃補(bǔ)充單元。所述術(shù)前計劃單元被配置為接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像，并基于所述第一圖像產(chǎn)生治療計劃。治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息。所述術(shù)中治療計劃調(diào)整單元被配置為接收在所述外科手術(shù)已經(jīng)開始之后所捕獲的所述患者的第二圖像，并且基于從所述第二圖像識別的所述一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)來動態(tài)地調(diào)整所述治療計劃。治療區(qū)域量化單元被配置成接收在由一個或多個手術(shù)器械中的至少一個基于調(diào)整的治療計劃治療病變之后捕獲的患者的第三圖像，并且基于第三圖像確定是否需要對病變的進(jìn)一步治療。治療計劃補(bǔ)充單元被配置為在確定需要進(jìn)一步治療時，基于第三圖像動態(tài)地生成更新的治療計劃。其他概念涉及用于實施關(guān)于外科手術(shù)輔助的本教導(dǎo)的軟件。根據(jù)該概念的軟件產(chǎn)品包括至少一個非暫時性機(jī)器可讀介質(zhì)和由介質(zhì)承載的信息。由介質(zhì)攜帶的信息可以是可執(zhí)行程序代碼數(shù)據(jù)，與可執(zhí)行程序代碼相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，和/或與用戶相關(guān)的信息，請求，內(nèi)容或與社交群組相關(guān)的信息等。在一個示例中，公開了其上記錄有用于外科手術(shù)輔助的信息的非暫時性機(jī)器可讀介質(zhì)。記錄的信息在被機(jī)器讀取時使機(jī)器執(zhí)行一系列處理。接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像。基于第一圖像產(chǎn)生治療計劃。治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息。接收在外科手術(shù)開始之后捕獲的患者的第二圖像。基于從第二圖像識別的一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)來動態(tài)地調(diào)整治療計劃。在基于調(diào)整的治療計劃對病變進(jìn)行一個或多個外科手術(shù)器械中的至少一個治療之后捕獲患者的第三圖像。基于第三圖像確定是否需要對病變的進(jìn)一步治療。在確定需要進(jìn)一步治療時，基于第三圖像動態(tài)地產(chǎn)生更新的治療計劃。另外的特征將在下面的描述中部分地闡述，并且在研究了以下和附圖之后，其部分將對本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見，或者可以通過實施例的生產(chǎn)或操作來了解。本教導(dǎo)的特征可以通過實踐或使用下面討論的詳細(xì)示例中闡述的方法，工具和組合的各個方面來實現(xiàn)和獲得。附圖說明本文描述的方法，系統(tǒng)和/或編程根據(jù)示例性實施例進(jìn)一步描述。參考附圖詳細(xì)描述這些示例性實施例。這些實施例是非限制性示例性實施例，其中在附圖的若干視圖中，相同的附圖標(biāo)記表示類似的結(jié)構(gòu)，并且其中：圖1示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一個實施例的用于治療計劃和治療監(jiān)測的示例性系統(tǒng)圖；圖2A-2B示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一個實施例的治療計劃和治療監(jiān)測的示例性流程圖；圖3示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一個實施例的治療分析的示例性流程圖；圖4A示出根據(jù)本教導(dǎo)的一個實施例的計算“最大的最小距離”的示例性治療區(qū)域；圖4B示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一個實施例的計算“最小的最小距離”的示例性治療區(qū)域；和圖5描繪了可用于實現(xiàn)結(jié)合本教導(dǎo)的專用系統(tǒng)的計算機(jī)的架構(gòu)。具體實施方式在下面的詳細(xì)描述中，通過示例闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對相關(guān)教導(dǎo)的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本教導(dǎo)可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實施。在其它情況下，已經(jīng)以相對高級別而沒有詳細(xì)地描述了公知的方法，過程，系統(tǒng)，組件和/或電路，以避免不必要地模糊本教導(dǎo)的方面。本教導(dǎo)針對用于在外科手術(shù)期間進(jìn)行經(jīng)皮治療計劃，治療計劃調(diào)整和治療監(jiān)測的方法，系統(tǒng)和程序設(shè)計。本教導(dǎo)的方法和系統(tǒng)可以自動地計劃針路徑，在外科手術(shù)期間估計覆蓋區(qū)域，并且監(jiān)控治療效果以實現(xiàn)安全和有效的治療。本教導(dǎo)的方法和系統(tǒng)能夠在手術(shù)期間自動調(diào)整計劃，使得可以在消融開始之前估計對應(yīng)于實際探針位置的治療區(qū)。在該過程之后，本教導(dǎo)的方法和系統(tǒng)可以自動地將預(yù)測的治療區(qū)域與實際治療區(qū)域進(jìn)行比較，以評估治療效果。在存在未充分治療的腫瘤區(qū)域的情況下，可以放置另外的探針用于進(jìn)一步治療。對于新放置的探針，可以自動估計組合治療區(qū)。本實施例中的系統(tǒng)100包括術(shù)前計劃單元104，計劃變換單元108，術(shù)中探查識別單元110，術(shù)中治療計劃調(diào)整單元114，治療區(qū)域量化單元118和治療計劃補(bǔ)充單元120。治療計劃單元104獲取術(shù)前計劃圖像102以生成患者的解剖結(jié)構(gòu)的2D和/或3D模型。模型還可以包括病變和相對于病變的安全裕度。可以通過治療計劃單元104產(chǎn)生治療計劃。這可以包括與探針和病變相關(guān)的信息。例如，信息可以包括治療探針的數(shù)量，每個探針的計劃治療區(qū)，每個探針的計劃設(shè)置(例如，消融持續(xù)時間和消融探針的功率)，每個探針的計劃路徑，計劃姿態(tài)(位置和取向)，病變的計劃覆蓋區(qū)域等。規(guī)劃變換單元108可以將術(shù)前計劃變換到在外科手術(shù)期間(例如在手術(shù)室中)手術(shù)中獲取的術(shù)中圖像106。術(shù)中探針識別單元110識別術(shù)中圖像112中的探針。基于手術(shù)中圖像112中識別的探針，治療計劃調(diào)整單元114基于從術(shù)中圖像112識別的實際探針姿態(tài)來調(diào)整治療計劃。區(qū)域量化單元118可以根據(jù)術(shù)中確認(rèn)圖像116來量化實際治療區(qū)域。基于量化結(jié)果，治療計劃補(bǔ)充單元120可以計劃額外的探針放置以進(jìn)一步處理未治療的病變區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本教導(dǎo)中描述了“探針”，但是本教導(dǎo)中公開的系統(tǒng)和方法可以應(yīng)用于在介入過程中使用的任何合適的外科器械，例如但不限于探針，針，刀，導(dǎo)管，等等。圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種在具有至少一個處理器，存儲器和能夠連接到網(wǎng)絡(luò)以用于外科手術(shù)輔助的通信平臺的計算設(shè)備上實現(xiàn)的方法，包括：接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像；基于所述第一圖像產(chǎn)生治療計劃，其中所述治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息；接收在所述外科手術(shù)已經(jīng)開始之后捕獲的所述患者的第二圖像；基于從所述第二圖像識別的所述一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)動態(tài)地調(diào)節(jié)所述治療計劃；接收由所述一個或多個外科器械中的至少一個處理病變之后所捕獲的所述患者的第三圖像；基于所述第三圖像確定是否需要對所述病變進(jìn)行進(jìn)一步治療；和在確定需要進(jìn)一步治療時，基于所述第三圖像動態(tài)地生成更新的治療計劃。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.05.09 US 61/991,308;2015.05.08 US 14/707,6921.一種在具有至少一個處理器，存儲器和能夠連接到網(wǎng)絡(luò)以用于外科手術(shù)輔助的通信平臺的計算設(shè)備上實現(xiàn)的方法，包括：接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像；基于所述第一圖像產(chǎn)生治療計劃，其中所述治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息；接收在所述外科手術(shù)已經(jīng)開始之后捕獲的所述患者的第二圖像；基于從所述第二圖像識別的所述一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)動態(tài)地調(diào)節(jié)所述治療計劃；接收由所述一個或多個外科器械中的至少一個處理病變之后所捕獲的所述患者的第三圖像；基于所述第三圖像確定是否需要對所述病變進(jìn)行進(jìn)一步治療；和在確定需要進(jìn)一步治療時，基于所述第三圖像動態(tài)地生成更新的治療計劃。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括：自動量化與病變相關(guān)的實際治療區(qū)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中自動量化實際治療區(qū)還包括：從所述第三圖像分割所述實際治療區(qū)；基于所述分割的實際治療區(qū)和所述病變計算重疊率；和確定是否需要基于所述重疊率對所述病變進(jìn)行進(jìn)一步治療。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括：基于所述病變內(nèi)的所述實際治療區(qū)的表面與所述病變的表面之間的距離計算第一距離；或者基于所述實際治療區(qū)上的三維像素與所述病變的表面之間的距離來計算第二距離。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中通過將所述分割的實際治療區(qū)域和所述病變之間的重疊區(qū)域的體積除以所述病變的體積來計算所述重疊率。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成治療計劃包括：從所述第一圖像分割所述病變和解剖結(jié)構(gòu)；確定相對于所述病變的安全裕度；和基于所述病變，解剖結(jié)構(gòu)和安全裕度生成模型。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中與所述一個或多個外科器械相關(guān)的信息包括以下中的至少一個：所述一個或多個外科器械的數(shù)量；所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃姿態(tài)；所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃路徑；所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃的治療區(qū)；和所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：接收在所述一個或多個外科器械在所述外科手術(shù)期間被放置到所述患者體內(nèi)之前捕獲的所述患者的第四圖像；通過使所述第一圖像與所述第四圖像對準(zhǔn)，將所述治療計劃變換為所述第四圖像的空間；和基于所述第一和第四圖像調(diào)整所述變換的治療計劃。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中動態(tài)地調(diào)整所述治療計劃包括基于從所述第二圖像識別的所述對應(yīng)的外科器械的姿態(tài)來調(diào)整以下中的至少一個：所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃姿態(tài)；所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃路徑；所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃的治療區(qū)；和所述一個或多個外科器械中的任一個的計劃設(shè)置。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括：提供與以下中的至少一個重疊的第三圖像：實際治療區(qū)，計劃治療區(qū)，和第一距離和/或第二距離的指示。11.一種用于外科手術(shù)輔助的系統(tǒng)，包括：其被配置為接收在外科手術(shù)之前捕獲的患者的第一圖像，并基于所述第一圖像產(chǎn)生治療計劃，其中所述治療計劃包括與一個或多個外科器械相關(guān)的信息；術(shù)中治療計劃調(diào)整單元，被配置為接收在所述外科手術(shù)已經(jīng)被啟動之后所捕獲的所述患者的第二圖像，并且基于從所述第二圖像識別的所述一個或多個外科手術(shù)器械中的任一個的姿態(tài)來動態(tài)地調(diào)整所述治...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏國慶，梁正中，范黎，錢建中，曾小蘭，
申請(專利權(quán))人：美國醫(yī)軟科技公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US