[发明专利]规划和执行穿刺程序的系统及方法

说明书

发明领域和背景

本发明涉及穿刺程序，特别地，涉及规划和执行这种程序的系统和方法。

众所周知，执行一系列程序，采用针穿过皮肤（即皮）到达体内的某一位置。所有这些程序被称为“穿刺程序”。这些程序可能是治疗或诊断，并且可能采用携带一些工具或有效载荷的针。

介入放射学（IR）采用一个或以上的成像方式以方便规划和/或执行穿刺程序的针的导航。在规划阶段具有特别重要意义的是容积成像技术，如计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI），他们提供了一个三维容积成像数据集，其中每个值与身体的“像素”（立体像素）相关。这些图像可以被医生使用，以确定身体内的目标位置，并且选择一个切入点，这个切入点使他或她在对身体损伤最小并且没有被如骨骼等机械障碍物阻挡的情况下到达目标位置。

在技术领域中有许多熟知的计算机指导系统，这些系统可能被用于引导针在预先获得的立体图像如CT图像的基础上到达体内目标。一个首选的例子描述在吉尔博亚的国际专利申请WO2007/113815中，它完全纳入本参考。在这个系统中，容积成像数据集在DICOM格式导入系统，并显示在屏幕上。通过记录图像空间到物理空间，并通过跟踪在这个空间的针，医生可以瞄准和引导针指向显示在屏幕上的目标。

规划针到达体内靶标的路线的方法和系统描述在国际专利申请WO2008/107874中，吉尔博亚的题为“规划图像引导下穿刺程序的方法和设备”，它完全纳入本参考。

在一些程序中，目标是确定其解剖形状，针尖必须定向到目标。这种程序的一个例子是细针穿刺（FNA），长针直接指向病变并抽取样品细胞。对于这样的程序，上述规划系统联合上述在执行程序中的计算机辅助引导通常是非常有效的。

但是有其他的一些程序，医疗行为发生在相对针的位置定义的有效治疗体积，并且通常在偏移针尖位置的地方。在这种情况下，针的最佳位置与可识别解剖特征并不吻合，所以在实践中针应该被引导到空间的任意点。这种程序的一个例子是热消融肿瘤，消融区应该包围肿瘤，所以针应该被放置在一个有病灶的确切的点，病灶不可能仅凭观察病变的交叉部分就轻易估计出来。更复杂的是肿瘤的消融使用两个或更多的针（或单针按序放置在多个点），在这种情况下，针可能需要被放置在肿瘤附近而不是肿瘤的中心。

还有一个好处是联合使用WO2008/107874所述的规划方案和WO2007/113815所述的引导方案。然而，每一个都需要自己独立的三维图像。此外，临床过程需要同时引导多个针，每个针需要自身的标签，将用过的针头数量乘以所需的扫描数量。

因此，提供一个新的设备和方法用于引导一个或多个针而仅需单一的扫描时联合WO2008/107874所需的三维扫描和WO2007/113815所需的数据是可取的。这将节省时间并且在使用电离辐射的情况下减少有害辐射。

因此，有需要系统规划和执行穿刺程序，这将有利于容积治疗中正确定位一个或多个针的最佳位置与可识别解剖特征不配合的情况。更有利的一点是，提供规划和执行穿刺程序的系统和方法使得人体重复扫描的总数保持在最低限度，从而减少人体所需的辐射暴露。

发明概要

本发明涉及穿刺程序，特别地，涉及规划和执行这种程序的系统和方法。

根据本发明提供的实施例，规划容积治疗的方法包括以下步骤：（a）获得对象的容积图像数据集，包括一个需要治疗的可识别区域；（b）定义针对至少一针携带治疗涂药的有效治疗体积，有效治疗体积相对针的位置定义；（c）定义一个或多个建议插入针的位置，这样相对一个或多个建议插入针位置的有效治疗体积提供了所述需要治疗的区域范围；和（d）根据导航中使用的容积图像数据集的参考框架定义一个或多个插入点和相应的虚拟目标，导航中至少有一根针对应相应的建议插入针的位置。

根据本发明实施例进一步的特点，还包括在多个图像代表来自容积图像数据集的数据的背景下，图形展示代表有效治疗体积的范围，使得用户核查相对于一个或多个建议插入针位置的有效治疗体积提供的需要治疗区域覆盖范围。

根据本发明实施例进一步的特点，其中所述图形代表有效治疗体积的范围至少部分通过改变位于所述有效治疗体积的所述图像区域的视觉特性来提供。

根据本发明实施例进一步的特点，一个或多个建议插入针的位置由用户通过在图形用户界面调整建议插入针的位置来定义，包括：（a）显示一幅代表来自容积图像数据集的数据的图像，从而呈现需要治疗的区域；和（b）一幅代表针的有效治疗体积的图像，图像在建议插入针位置显示的图像的背景下显示。