[發明專利]用于介入流程的網格校準系統

在審

• 申請號: 201580038326.6
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN106659477A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: C·M-f·孔;S·巴拉特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B8/12
• 分類號: A61B8/12;A61N5/10;A61B34/20;A61B17/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 李光穎,王英

技術領域

本發明總體上涉及被并入在介入流程(例如，前列腺近距離治療流程)內的網格校準系統。本發明具體地涉及用于在介入流程期間相對于超聲探頭的成像平面在感興趣解剖區域內支撐和引導介入工具(例如，導管、針等)的網格(也被已知為模板)的校準。

背景技術

前列腺癌是最常見的非皮膚相關的癌癥，是美國男性中因癌癥死亡的第二大原因。影響六(6)分之一的男性，在2013年將診斷出估計238000例新的前列腺癌病例，其中30000例將是致命的。利用高劑量率(“HDR”)和低劑量率(“LDR”)流程的近距離治療是用于處置前列腺癌的常見放射治療。通常，HDR前列腺近距離治療涉及將十(10)-二十(20)個導管經會陰插入前列腺，然后使用遠程后置裝置(afterloader)將放射源臨時序列地插入到這些導管中的每個中。相比之下，LDR前列腺近距離治療涉及通過插入在前列腺中的多個針遞送的近似100個放射性粒源在前列腺內的永久植入。對于HDR和LDR兩者，前列腺近距離治療流程以及其他前列腺流程(例如，經會陰前列腺活檢)，導管或針通常通過對著會陰定位的網格/模板來插入，以一旦導管或針被插入到前列腺中就提供用于對導管或針的均勻分布和固定的支撐和引導。

例如，圖1圖示了涉及導管/針23的典型前列腺近距離治療裝置設置20。具體地，示范性前列腺近距離治療流程在使用經直腸超聲(“TRUS”)探頭24的超聲引導下來實施，所述經直腸超聲探頭與網格/模板22一起被定位在步進器21上，以用于在網格/模板22被保持就位并且TRUS探頭24被允許在大致垂直于網格/模板22的軸向方向上和關于所述方向平移和旋轉時提供針對整個設置20的穩定性。導管/針23根據預定計劃來定位，或者在超聲圖像中與前列腺10和周圍器官的分割一起回溯地識別，由此，導管/針23與器官分割之間的相對幾何結構被用于確定(一個或多個)放射性粒源(例如，放射性粒源11)的劑量分布和具體處置計劃。

經由超聲圖像中的回聲閃爍對導管/針23的手動識別由于諸如差的圖像質量、模糊結構和操作者經驗的因素而傾于出錯。最近已經提出了用于HDR和LDR前列腺近距離治療流程的跟蹤系統30(例如，電磁(“EM”)跟蹤系統或光學跟蹤系統)來克服這些限制并改進整體準確性。更具體地，當與EM跟蹤系統有關時，EM傳感器(未示出)被集成到導管/針23和TRUS探頭24兩者中，以用于導管/針23和TRUS探頭24關于前列腺10和周圍感興趣解剖區域在EM坐標系內的準確空間定位。盡管網格/模板22也可以與跟蹤傳感器集成，但是在其中網格/模板22未與跟蹤傳感器集成的情況下，在EM坐標系內定位網格/模板22的備選方法可以涉及被執行的EM網格校準，其中，所跟蹤的導管/針23被插入到孔矩陣的各個位置中，以創建整個網格/模板22的映射。網格/模板22的孔矩陣在EM坐標系內的這種定位被已知為“EM網格”。

在前列腺近距離治療流程期間，超聲掃描器的特定模型被裝備有將“虛擬網格”交疊在來自TRUS探頭24的超聲圖像上的特征以提供用于網格/模板22的孔矩陣的對準的視覺幫助，例如，在如圖2所示的超聲圖像25上的白點的虛擬網格的交疊。這意味著用作網格/模板22的孔矩陣在TRUS探頭24的圖像平面(未示出)上的投影。如在圖2中示范性示出的，虛擬網格簡單地是到等于或等價于網格/模板22的孔矩陣的MxN個孔和間距的具有選定的間距(通常為5mm或10mm)的M×N個網格點的超聲圖像25上的交疊。為了準確跟蹤的目的，孔矩陣網格/模板22到虛擬網格的對準由操作者手動執行。針對設置20的該校準通常將通過將導管/針通過網格/模板22的孔矩陣插入水箱中并根據需要調節網格/模板22的物理位置來偶爾(例如，每天/每周/每月)完成，使得虛擬網格交疊最高可能程度地符合網格/模板22的孔矩陣，如由TRUS探頭24的圖像平面內的工具的回聲閃爍表示的。圖3示出了對應于表示網格/模板22的孔矩陣到虛擬網格的真實對準的超聲圖像26中的C3和E5位置的兩個(2)超聲回聲。然而，在實踐中，這種真實對準在許多前列腺近距離治療流程的過程中很少實現和/或維持。

當前，對準網格/模板22的孔矩陣與超聲虛擬網格的網格校準的過程是手動完成的并且涉及由操作者對對準的主觀視覺確認。更具體地，網格/模板22在垂直方向和/或水平方向上的平移以及TRUS探頭24的旋轉在“試錯法”的基礎上被調節，這能夠是耗時的并且受操作者間可變性影響。因此，本領域中的問題是在以下中的困難：確定網格/模板22和TRUS探頭24相對于步進器21的準確定位所需的(一個或多個)網格平移和/或探頭旋轉的最佳組合，從而將網格模板22的孔矩陣與虛擬網格交疊對準，如圖3所示。