[发明专利]用于优化射频消融疗法的热成像反馈

说明书

本发明的技术领域是用于监测和调节射频消融疗法的方法和系统。

最近出现了用于癌症治疗的新型有疗效的介入疗法。一种该疗法，射频(RF)消融，对于不可切除的肿瘤(如肝组织)的治疗和处理产生了具前景的结果。当肿瘤尺寸有限时(例如直径＜3cm)，RF消融后的肿瘤复发率与由手术治疗的肿瘤复发率相当。然而，对于较大肿瘤，RF消融后的复发率升高，主要是不完全的肿瘤坏死的结果。RF程序的成功依赖于热剂量准确沉积到癌症病灶中而不伤害健康组织以便使副作用最小化。为了使对于较大肿瘤的治疗成功最大化，治疗是彻底的且具有对RF功率的适当控制很重要。

目前，多数商品化RF系统具有控制反馈机构，该机构使用来自一个或多个在RF探针尖端附近嵌入的热电偶的由电阻抗或温度测量给出的输入参数。该反馈机构的主要目的是防止热电偶所位于的特定区域中的组织过热。然而，还不可能使用这些系统来基于组织的实际状态或坏死体积的空间范围的信息作出决定。

近来的研究也显示了热电偶并不是与诸如RF消融的热疗法一起使用的理想装置，因为热电偶是侵入式的且只在预定的传感器位置(其可能不对应于实际的感兴趣组织位置)测量温度。此外，由于热电偶易于损坏且由于它们通常充当不想要的超声波散射体，因此，热电偶并不非常适于高强度超声手术程序(另一类型的热疗法)(R.Seip，ES.Ebbini，IEEETransactions on Biomedical Engineering.第42卷，第8期，第828-839页，1995年)。

因此，本发明的示例性实施方式是用于监测和调节射频(RF)消融疗法的方法，其具有下述步骤：使用成像扫描器提供靶体积和周围组织的图像，并将RF探针插入该靶体积；使用成像数据作为反馈，生成RF电流以加热RF探针的至少一个尖端附近的靶体积；并且响应于传输到RF功率发生器和/或向操作者显示的成像反馈信号，改变下面参数中的至少一个：RF功率、暴露时间，和/或RF探针位置。

在上述方法的相关实施方式中，该扫描器包括超声扫描器。在可替代的相关实施方式中，该扫描器包括磁共振扫描器，或者该扫描器包括超声扫描器和磁共振扫描器这两者。在另一相关实施方式中，该图像是超声实时图像和/或磁共振图像。在又另一相关实施方式中，该图像引导RF探针在靶体积中的插入或调整放置。相关实施方式包括靶体积的边界，其由自动方法或手动方法确定。

在上述方法的相关实施方式中，改变该参数提供计算靶体积中的温度升高。在另一相关实施方式中，温度升高是根据该图像导出的。在又另一相关实施方式中，通过组织成像特性的依赖于温度的变化来测量温度升高。

上述方法的相关实施方式提供通过计算估计的累积热剂量来改变该参数。在另一相关实施方式中，该估计的累积热剂量是根据该图像导出的。

上述方法的另一相关实施方式提供通过估计受到热影响区域的位置和/或体积来改变该参数，以计算估计的凝固体积(ECV)。在另一相关实施方式中，ECV是根据该图像导出的。又另一相关实施方式提供通过比较ECV与靶体积来改变该参数。

本文提供的另一示例性实施方式是用于监测和调节射频(RF)消融疗法的系统，该系统具有：成像扫描器、用于插入到预定靶体积的RF探针、用于向RF探针提供功率的射频功率发生器、反馈机构以及来自该扫描器的反馈信号，其中所述反馈信号启动反馈事件。

在本文提供的系统的相关实施方式中，该成像扫描器是超声扫描器和/或磁共振扫描器。在相关实施方式中，该成像扫描器计算下列中的至少一项以产生从成像扫描器到反馈机构的结果反馈信号：靶体积中的温度升高，靶体积中的累积热剂量以及估计的凝固体积(ECV)。

在该系统的又另一相关实施方式中，反馈机构对ECV与靶体积的比较触发反馈事件。在相关实施方式中，该反馈事件向操作者提供用于操作者批准的信息显示，和/或从包括下列的组中选出的至少一个参数的自动改变：RF功率、暴露时间和RF探针的位置。在另一相关实施方式中，向操作者的信息显示还包括从包括下列的组中选出的至少一个参数：操作结束的指示、需要重新插入的指示以及健康组织受到影响时的警报生成。

图1示出了射频功率发生器、穿透靶体积的射频探针、由超声扫描器和/或磁共振扫描器组成的成像装置或等效成像装置，以及由该成像装置创建的靶体积和周围组织的图像；

图2是流程图，其示出了使用从由超声扫描器和/或磁共振扫描器组成的成像装置或等效成像装置接收的反馈对射频装置参数(功率、暴露时间，和/或位置)的调节。