[发明专利]动态消融装置

说明书

本申请涉及消融治疗规划。本申请尤其应用于介入射频消融的基于图像的规划和指导。

在射频消融（RFA）技术中，使用包括绝缘引线和暴露电极的射频探头将周围组织加热到50摄氏度以上。在这一温度下，蛋白质被永久变性，细胞功能被破坏，并且能够见到组织损伤。RFA已经在无法手术的中晚期肿瘤的治疗和管理中产生了有前景的结果。通常，探头与射频发生器连接并在预定时间，例如大约15分钟或其他适当的时间段内接收大约460-500kHz的交流功率，其生成大致类似球体或椭球体的消融区。规划的目标体积（PTV）包括肿瘤加上边缘，边缘大致1cm左右。如果PTV大于消融区，那么可以使用多次消融来覆盖PTV。在当前的实践中，外科医生在心中注意到病灶的位置，并在来自基于图像的或其他跟踪方法的引导下插入探头。通常，探头能够被容易地可视化，但目标体积可能始终无法辨别。此外，因为每个探头都非常昂贵，所以常常妨碍外科医生采用具有各种尺寸消融区的多个探头，这样做有利于利用最小数量的探头，通常仅利用一个探头来消融目标体积。

当能够由单个消融区覆盖PTV时，RF消融之后肿瘤复发率与手术处置的肿瘤相当。然而，对于超过单次消融不能成功覆盖的尺寸的更大PTV，RF消融之后的复发率增大。据信这是由于PTV消融不完全导致的，因为留下任何未经处置的部分时常会导致活跃的复发。

利用多次消融覆盖PTV的心智练习是复杂的。例如，是单位消融区尺寸1.7倍的球形PTV需要超过14次消融。每次消融通常要花大约15分钟，并且这不仅增加了手术和麻醉时间和成本，而且给患者带来更大风险。消融附近的紧要结构带来更大风险，因为操作员错误、器官运动、规划不适当等引起的意外损伤可能对患者造成严重损伤。

RF消融流程的成功有赖于向癌性病灶中精确沉积热剂量，同时还避开健康组织，以便使副作用最小化。当外科医生试图在心智上在三维空间中对规划的目标体积进行可视化，同时控制探头以使其精确到达（一个或多个）期望的位置时，会出现困难和潜在的错误。肿瘤形状和尺寸常常是不规则的，并且与探头的球形或椭球形消融区不匹配，于是采用复杂的三维计算和可视化来确定覆盖计划。因为PTV的几何复杂性，完美覆盖PTV不太可能，将探头操纵到精确位置困难，并且消融时间较长。当前的治疗方法严重依赖于近似，治疗不足或过度治疗的可能性并未消除。治疗不足可能导致肿瘤活跃的复发，最终可能导致死亡。过度治疗导致两个问题：附带损伤和长的流程时间。当消融区的尺寸导致健康组织的过度消融时发生附带损伤。当估计的消融次数大时，导致流程时间长，使得流程对于患者而言长得无法容忍，这通常是因为麻醉风险的原因。

本申请提供了新的改进型动态消融系统和方法，其克服了上述问题和其他问题。

根据一个方面，提供了一种用于介入消融治疗规划的方法。生成受试者体内的目标体积的图像表示，从所述图像表示确定要从消融探头接收消融治疗的规划的目标体积。规划的目标体积界定包括受试者的目标体积的区域。生成消融计划以覆盖规划的目标体积。消融计划包括一个或多个消融区，其利用消融治疗覆盖整个规划的目标体积。每个消融区都具有预定义的消融体积，所述预定义的消融体积是通过消融期间移动消融探头界定的。

根据另一方面，提供了一种介入消融治疗规划系统。成像系统生成受试者体内的目标体积的图像表示。分割单元从所述图像表示确定要接收消融治疗的规划的目标体积。规划的目标体积界定包括目标体积的区域。规划处理器生成消融计划。消融计划包括一个或多个消融区，利用消融治疗覆盖整个规划的目标体积。每个消融区都具有预定的消融体积，所述预定的消融体积是通过消融期间移动消融探头界定的。

根据另一方面，提供了一种利用消融探头生成消融区的方法。该方法包括确定消融探头的轨迹；确定所述消融探头沿所确定轨迹的加速度非恒定速度分布图（profile）；以及在消融探头以所确定的非恒定速度分布图沿所确定的轨迹移动的同时，施加消融治疗。

一个优点在于使治疗持续时间最小化。

另一优点在于减少了消融规划的目标体积的消融次数。

另一优点在于在治疗期间识别并避开了紧要区域。

另一优点在于提高了利用消融治疗覆盖规划的目标体积的精确度。

另一优点在于使消融区的交叠最小化。

在阅读和理解下文的详细描述之后，本领域技术人员将认识到本发明的其他优点。

本发明可以采用各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤安排的形式。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应被解释为限制本发明。