[发明专利]用于定位身体结构的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于定位身体结构的方法和系统。

背景技术

前列腺癌是美国男性中最常见的器官恶性肿瘤。已经针对处置前列腺癌提出了若干处置。其中一种是前列腺近距离放射治疗，其指的是利用通过会阴的插入将永久放射性粒子(seed)或临时放射性源(在空心导管内)放置在前列腺里面。通常，处置规划和针或导管的放置依赖于对经直肠超声成像(TRUS)的集中使用。

用于处置前列腺癌的近距离放射治疗的一个主要弊端，在于几乎所有的患者都出现某种程度的泌尿症状。尿道刺激性和尿道梗阻是现代近距离放射治疗技术的经确切记录的短期并发症。这可能主要由于在近距离放射治疗流程中偶然的不期望的剂量被递送到尿道，这是由于对尿道的形状和姿态的不充分和不准确的了解。

因此，识别并保持身体结构(如前列腺尿道)在避免这样的处置后作用中是重要的。为了识别并定位前列腺尿道，已经提出了不同的方法，例如诸如对比计算机断层摄影(CT)或磁共振成像(MRI)的基于图像的方法，或者在尿道的里面使用超声可见导管。然而，这样的方法强加额外的临床工作负担并增加患者经济负担，或者其他的益处可能由于患者运动以及由患者的生理变化引起的图像失真而减少。

因此，在许多临床实践中，尿道可能因难以识别其精确位置而不被列为危及器官，或者可能被假设为在具有估计的统一边界(例如1cm)的标准位置处。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于识别并定位诸如前列腺尿道或其他关键身体结构的身体结构的新方法。

该目的是通过根据权利要求1所述的系统、通过根据权利要求13所述的医学工具、通过根据权利要求14所述的方法以及根据权利要求书15所述的计算机程序产品来实现的。

因此，所提出的定位或跟踪方法基于体现在在超声引导的流程期间使用的医学工具上的至少一个超声传感器(或接收器)。当所述医学工具和所述超声传感器进入超声视场时，所述超声传感器接收当其(一个或多个)波束扫视视场时来自超声探头的超声信号。所述超声传感器的位置接着能够在所述超声探头的参照系(即视场)中被确定并跟踪，并且能够基于所述超声传感器的所确定的位置来描画待定位的所述关键身体结构的迹线(course)。这实现了对所述关键身体结构(例如前列腺尿道)的迹线或形状的精确描绘。

此外，所提出的定位还允许在处置期间连续实时地跟踪所述关键身体结构，由此实现自适应处置规划和剂量递送，以得到更好的临床结果(例如较少的尿道伤害相关的并发症)。

一般地，所提出的解决方案实现对关键身体结构的高度准确的定位和分割，而不强加更多的临床工作负担和成本。

根据第一方面，所述控制器可以适于分割并跟踪所述身体结构的所描画的迹线，并且适于基于所述跟踪和所述分割来计算要被递送到目标组织或器官的辐射剂量。这种分割和跟踪实现了对辐射剂量规划的实时调节，以使对所述人体结构的不利影响最小化。

根据能够与以上的第一方面组合的第二方面，缩回单元可以被提供用于缩回所述医学工具，所述缩回单元由所述控制器控制。由此，能够基于(一个或多个)所述超声传感器的输出信号来控制嵌入的(一个或多个)超声传感器的位置，以将(一个或多个)传感器位置维持在所述超声探头的超声场内。

根据能够与以上第一方面或第二方面组合的第三方面，其中，所述医学工具可以是导管。有利地，导管的柔性形状允许插到细长结构中并适于细长结构，使得能够实现所估计的描画与真实形状的紧密匹配。

在所述第三方面的第一具体范例中，所述导管可以包括在距彼此固定距离处被安装的多个所述超声传感器。该措施允许将所述导管固定到所述身体结构或固定在所述身体结构中，这是因为能够基于等距超声传感器的所述输出信号来对所述身体结构的迹线或形状进行插值。

在所述第三方面的第二具体范例中，所述导管可以包括导丝，所述超声传感器被附接到所述导丝，并且所述导丝能够滑进并滑出所述导管。该措施还允许将所述导管固定到所述身体结构或固定在所述身体结构中，这是因为现在能够通过在基于所述超声传感器的输出信号的闭环控制下将所述超声传感器滑动通过所述导管来确定所述身体结构的迹线或形状。