處理計劃系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開目的在于一種計劃外科手術(shù)的計劃系統(tǒng)。所述計劃系統(tǒng)包括配置成保存多個圖像的存儲器，和配置成三維地繪制多個圖像的控制器。所述控制器還自動劃分所述多個圖像，以區(qū)分靶標區(qū)域，并根據(jù)靶標區(qū)域，自動確定處理計劃。顯示器被配置成顯示繪制的多個圖像和靶標區(qū)域。
【專利說明】處理計劃系統(tǒng)
[0001] 置量 1.

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本公開涉及計劃外科手術(shù)程序。更具體地，本公開目的在于通過分割患者的多個 圖像來確定處理（Treatment)計劃的計劃系統(tǒng)的使用。 2.

【背景技術(shù)】
[0003] 電外科手術(shù)器械已得到廣泛使用。電外科手術(shù)涉及在手術(shù)程序中，施加熱量和/ 或電能，以切割、解剖、消融、凝結(jié)、燒灼、縫合或以其它方式處理生物組織。電外科手術(shù)一般 是利用手柄進行的，所述手柄包括適合于在電外科手術(shù)期間向組織部位傳送能量的外科手 術(shù)器械（例如，末端執(zhí)行器或者消融探針），能夠進行操作來輸出能量的遠程電外科手術(shù)發(fā) 生器，和操作上將外科手術(shù)器械連接到遠程發(fā)生器的電纜。
[0004] 某些疾病的處理需要破壞惡性組織生長，例如腫瘤。在諸如癌癥之類疾病的處理 中，已發(fā)現(xiàn)某些種類的腫瘤細胞在比通常對健康細胞有害的溫度稍低的高溫下會變性。已 知的處理方法，比如高溫?zé)崽幚?，一般涉及把患病的細胞加熱到高?1°C的溫度，同時維持 相鄰的健康細胞低于發(fā)生不可逆的細胞破壞的溫度。這些方法可以涉及應(yīng)用電磁輻射來加 熱、消融和/或凝結(jié)組織。存在可用于進行消融程序的許多不同種類的電外科手術(shù)設(shè)備。
[0005] 利用二維（2D)術(shù)前計算機斷層掃描（CT)圖像，和一般描述在輸入?yún)?shù)（功率、時 間）的范圍中、消融針在實驗性體外組織中的特性的"消融區(qū)圖"，可以進行對于癌性或良 性腫瘤的微創(chuàng)腫瘤消融程序?？梢允鼓芰縿┝浚üβ?、時間）與特定設(shè)計的消融組織效果 (體積、形狀）關(guān)聯(lián)。能夠通過微波天線設(shè)計，向組織傳遞能量劑量，例如，可以采用天線扼 流圈（chock)向已知位置提供從器械到組織中的微波傳輸。在另一個例子中，介電緩沖能 夠?qū)崿F(xiàn)從器械到組織中的相對恒定的能量傳遞，而不管組織性質(zhì)的不同或變化。
[0006] 在用戶確定應(yīng)使用哪種消融針來實現(xiàn)靶標的處理之后，用戶借助超聲引導(dǎo)進行處 理。一般，把外科手術(shù)器械置于在超聲下識別的靶標中需要較高的技能水平。頭等重要的 是選擇為把器械對準超聲圖像平面（例如，靶標被成像的地方）而需要的角度和進入點的 能力。
[0007] 超聲引導(dǎo)介入涉及利用實時超聲成像（經(jīng)腹、術(shù)中等）精確地把外科手術(shù)器械對 準它們的預(yù)期靶標。這可利用經(jīng)皮應(yīng)用和/或術(shù)中應(yīng)用來實現(xiàn)。在每種情況下，超聲系統(tǒng) 將包括對患者組織成像的換能器，用于識別靶標，和預(yù)見和/或跟隨器械朝向靶標的路徑。
[0008] 目前，超聲引導(dǎo)介入一般用于穿刺活檢程序，以確定檢測到的可疑病變（胸部、肝 臟、腎和其它軟組件）的惡性腫瘤。另外，中心線布置是常見的，以獲得經(jīng)頸靜脈介入和允 許輸送藥物。最后，新應(yīng)用途包括腫瘤消融和器官（肝臟、肺、腎臟等等）的手術(shù)切除。在腫 瘤消融情況下，在實現(xiàn)超聲引導(dǎo)定位后，可利用活檢類針來輸送能量（RF、微波、冰凍等等） 以殺死腫瘤。在器官切除情況下，對于獲得成功的手術(shù)切緣，同時避開致命結(jié)構(gòu)來說，關(guān)鍵 的是解剖期間表層下解剖結(jié)構(gòu)的密切了解，和外科手術(shù)機械相對于該解剖結(jié)構(gòu)的顯示。
[0009] 在每種這些情況下，超聲引導(dǎo)通常提供從施加到患者的換能器的遠端獲取的二維 圖像平面。為了成功地放置器械，對用戶而言頭等重要的是這樣的能力：可視化和表征靶 標，選擇到達靶標的器械角度和進入點，和觀察外科手術(shù)器械及其朝向靶標的運動。目前， 用戶對靶標成像，并利用高水平技能來選擇器械角度和進入點。用戶隨后必須移動超聲換 能器來觀察器械路徑（從而丟失了靶標部位），或者假定路徑是準確的，直到設(shè)備進入圖像 平面中為止。頭等重要的是選擇為把器械對準超聲圖像平面（例如，靶標被成像的地方） 而需要的角度和進入點的能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本說明可利用都指代按照本公開的相同或不同實施例中的一個或多個實施例的 短語"在實施例中"、"在各個實施例中"、"在一些實施例中"、或者"在其它實施例中"。對 本說明來說，"A/B"形式的短語意味A或B。對本說明來說，"A和/或B"形式的短語意味 "（A)、⑶或（A和B) "。對本說明來說，"A、B或C至少之一"形式的短語意味" (A)、（B)、 (C)、（A 和 B)、（A 和 C)、（B 和 C)、或者（A、B 和 C) "。
[0011] 如附圖中所示，以及在整個以下說明中所述，在涉及外科手術(shù)器械上的相對定位 時與傳統(tǒng)一樣，術(shù)語"近側(cè)"指的是設(shè)備更靠近用戶或發(fā)生器的一端，而術(shù)語"遠側(cè)"指的是 設(shè)備遠離用戶或發(fā)生器的一端。術(shù)語"用戶"指的是進行涉及使用這里所述的本公開各個 方面的醫(yī)療程序的任何醫(yī)務(wù)人員（即，醫(yī)生、護士等）。
[0012] 本說明中使用的術(shù)語"外科手術(shù)器械" 一般指的是施加電外科能量以處理組織的 外科手術(shù)工具。外科手術(shù)器械可包括（但不限于）針、探針、導(dǎo)管、內(nèi)窺鏡器械、腹腔鏡器械、 血管閉合設(shè)備、外科縫合器等。術(shù)語"電外科能量"通常指的是何形式的電磁、光、或聲能。
[0013] 電磁（EM)能通常按遞增的頻率或遞減的波長分類為無線電波、微波、紅外線、可 見光、紫外線、X射線和伽馬射線。這里使用的術(shù)語"微波"通常指的是在300兆赫（MHz) (3 X IO8循環(huán)/秒）?300千兆赫（GHz) (3 X IO11循環(huán)/秒）的頻率范圍中的電磁波。這里 使用的術(shù)語"RF"通常指代具有比微波更低頻率的電磁波。如本文所使用的，術(shù)語"超聲"通 常指的是具有頻率高于人類聽力上限的循環(huán)聲壓。
[0014] 本說明中使用的術(shù)語"消融程序"通常指的是任何消融程序，諸如微波消融、射頻 (RF)消融或微波消融輔助切除。本說明中使用的"能量施加器"通常指的是可用于從諸如 微波或RF電外科發(fā)生器之類的能量發(fā)生源，向組織傳輸能量的任何設(shè)備。
[0015] 本說明中使用的術(shù)語"功率源"和"電源"指的是呈適合于操作電子電路的形式的 電力的任意來源（例如，電池）。本說明中使用的"傳輸線路"通常指的是可用于使信號從一 點傳播到另一點的任何傳輸介質(zhì)。本說明中使用的術(shù)語"開關(guān)"或"各個開關(guān)"通常指的是 任意電致動器，機械致動器，機電致動器（可旋轉(zhuǎn)致動器、可樞轉(zhuǎn)致動器、觸發(fā)器類致動器、 按鈕等），光學(xué)致動器，或通常實現(xiàn)連接和斷開電子設(shè)備、或其組件、器械、設(shè)備、輸送線路或 連接線及其附件、或軟件的目的的任何合適設(shè)備。
[0016] 本說明中使用的"電子設(shè)備"通常指的是利用在真空、氣體、或半導(dǎo)體中運動的電 子或離子的特性的設(shè)備或物體。這里使用的"電子電路"通常指的是電子或離子運動的路 徑，以及所述設(shè)備或物體為電子或離子提供的方向。這里使用的"電氣電路"（或者簡單地 "電路"）通常指的是多個電氣設(shè)備和導(dǎo)體的組合，當(dāng)被連接在一起時，它們形成導(dǎo)電路徑， 以實現(xiàn)期望的功能。除了互連之外，電氣電路的任何組成部分可被稱為"電路元件"，它可包 括模擬和/或數(shù)字組件。
[0017] 術(shù)語"發(fā)生器"可指的是能夠提供能量的設(shè)備。這種設(shè)備可包括功率源，和能夠改 變功率源輸出的能量，以輸出具有期望的強度、頻率和/或波形的能量的電氣電路。
[0018] 本說明中使用的"用戶接口"通常指的是向用戶或其他實體提供信息和/或從用 戶或其他實體接收信息的任何視覺、圖形、觸覺、聽覺、感官或其他機構(gòu)。這里使用的術(shù)語 "用戶接口"可指的是人類用戶（或操作者）與一個或多個設(shè)備之間的接口，以使得能夠在 用戶和一個或多個設(shè)備之間通信。可在本公開的各個實施例中采用的用戶接口的例子包括 (但不限于）開關(guān)、電位計、按鈕、撥號盤、滑動器、鼠標、指示設(shè)備、鍵盤、小鍵盤、操縱桿、軌 跡球、顯示屏、各種類型的圖形用戶界面（GUI)、觸摸屏、麥克風(fēng)、以及可接收人類產(chǎn)生的某 種形式的刺激并響應(yīng)所述刺激生成信號的其它各類的傳感器或設(shè)備。這里使用的"計算機" 通常指的是有目的地變換信息的任何事物。
[0019] 這里說明的系統(tǒng)也可利用一個或多個控制器接收各種信息并變換接收的信息，從 而產(chǎn)生輸出。控制器可包括任何種類的計算設(shè)備、計算電路、或者能夠執(zhí)行保存在存儲器中 的一系列指令的任何種類的處理器或處理電路。控制器可包括多個處理器和/或多核中央 處理器（CPU)，可包括任何種類的處理器，比如微處理器、數(shù)字信號處理器、微控制器等?？?制器還可包括保存數(shù)據(jù)和/或算法，以進行一系列指令的存儲器。
[0020] 這里說明的任何方法、程序、算法或代碼可被轉(zhuǎn)化為編程語言或計算機程序、或用 編程語言或計算機程序表達。"編程語言"和"計算機程序"是用于向計算機指定指令的任何 語言，并包括（但不限于）這些語言和它們的派生：Assembler、Basic、批處理文件、BCPL、C、 C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、機器代碼、操作系統(tǒng)命令語言、Pascal、Perl、 PL1、腳本語言、Visual Basic、自身指定程序的元語言、以及所有的第一、第二、第三、第四 及第五代計算機語言。還包括數(shù)據(jù)庫和其它數(shù)據(jù)模型、以及任意其它元語言。對本定義來 說，在被解釋、編譯，或者利用編譯和解翻譯兩種方法的語言之間沒有區(qū)別。對本定義來說， 在程序的編譯版和源版本之間沒有區(qū)別。因此，當(dāng)編程語言能夠以不止一種狀態(tài)（比如源、 編譯、對象、或鏈接語言）存在時，對于程序的引用是對任何和所有狀態(tài)的引用。所述定義 還包括實際指令和這些指令的意圖。
[0021] 這里說明的方法、程序、算法或代碼任意之一可被包含在一個或多個機器可讀介 質(zhì)或存儲器上。術(shù)語"存儲器"可包括以機器（比如處理器、計算機或數(shù)字處理設(shè)備）可讀 形式提供（例如，存儲和/或傳輸）信息的機構(gòu)。例如，存儲器可包括只讀存儲器（ROM)、隨 機存取存儲器（RAM)、磁盤存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)、閃存設(shè)備、或任何其它易失性或非易失性 存儲器存儲設(shè)備。包含在它們之上的代碼或指令可利用載波信號、紅外信號、數(shù)字信號和利 用其它類似信號來表達。
[0022] 本說明中使用的短語"處理計劃"指的是實現(xiàn)靶標的處理的所選消融針、能量級和 /或處理持續(xù)時間。術(shù)語"靶標"指的是待處理的組織區(qū)域，可包括（但不限于）腫瘤、纖維 瘤和待消融的其它組織。短語"消融區(qū)"指的是將被消融的組織的區(qū)域和/或體積。
[0023] 本說明中使用的短語"計算機斷層掃描"（CT)或"計算機軸向斷層掃描"（CAT)指 的是采用利用計算機處理產(chǎn)生的斷層掃描的醫(yī)學(xué)成像方法。數(shù)字幾何處理用于從繞單一旋 轉(zhuǎn)軸采集的大量二維X射線圖像，生成對象內(nèi)部的三維圖像。
[0024] 本說明中使用的術(shù)語磁共振成像（MRI)、核磁共振成像（NMRI)或磁共振斷層掃描 (MRT)指的是在放射學(xué)中使用的使內(nèi)部細節(jié)結(jié)構(gòu)可視化的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。MRI利用核磁共 振（NMR)的特性對體內(nèi)的原子核成像。MRI機器使用強力磁場排列體內(nèi)的一些原子核的磁 化，同時使用射頻場系統(tǒng)地改變該磁化的排列。這使原子核產(chǎn)生可由掃描儀檢測的旋轉(zhuǎn)磁 場，該信息被記錄，以構(gòu)建身體的被所掃描區(qū)的圖像。
[0025] 本說明中使用的術(shù)語"三維超聲"或"3D超聲"指的是提供三維圖像的醫(yī)學(xué)超聲技 術(shù)。
[0026] 本說明中使用的短語"醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信"(DTC0M)指的是處理、存儲、打印和傳 送與醫(yī)學(xué)成像有關(guān)的信息的標準。它包括文件格式定義和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。通信協(xié)議是利用 TCP/IP在各系統(tǒng)之間通信的應(yīng)用協(xié)議。在能夠接收DICOM格式的圖像和患者數(shù)據(jù)的兩個實 體之間，可以交換DI COM文件。
[0027] 這里說明的任意系統(tǒng)和方法可通過有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、點對點通信協(xié)議、DICOM 通信協(xié)議、傳輸線路、可拆卸存儲介質(zhì)等，在其間傳送數(shù)據(jù)。
[0028] 這里說明的系統(tǒng)可利用配置成檢測組織和/或周圍環(huán)境的一個或多個性質(zhì)一個 或多個傳感器。所述性質(zhì)包括（但不限于）：組織阻抗、組織類型、組織透明度、組織順應(yīng)性、 組織或頜骨的溫度、組織中的水含量、頜開口角度、組織中的水可動性、能量輸送、以及頜閉 合壓。
[0029] 在本公開的一個方面，提供一種計劃系統(tǒng)。所述計劃系統(tǒng)包括配置成保存多個圖 像的存儲器。所述計劃系統(tǒng)還包括控制器，其被配置成三維地繪制多個圖像，自動劃分所述 多個圖像以區(qū)分靶標區(qū)域，和根據(jù)靶標區(qū)域，自動確定處理計劃。提供顯示器，以顯示繪制 的多個圖像和靶標區(qū)域。
[0030] 在所述計劃系統(tǒng)中，控制器進行體積分析，以確定處理計劃。計劃系統(tǒng)還包括配置 成調(diào)整處理計劃的輸入設(shè)備。顯示器提供圖形用戶界面。
[0031] 控制器還可劃分至少一條血管，并根據(jù)血管與靶標的接近度調(diào)整處理計劃，或者 控制器可劃分至少一個器官，并根據(jù)靶標相對于器官的位置調(diào)整處理計劃。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 結(jié)合附圖，參考以下詳細說明，本公開的以上和其它方面、特征和優(yōu)點將變得更明 顯，附圖中：
[0033] 圖1是按照本公開的實施例的計劃和導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)方框圖；
[0034] 圖2A和圖2B是按照本公開的實施例的消融針的示意圖；
[0035] 圖3是圖2A和圖2B的消融針的輻射圖的示意圖；
[0036] 圖4是按照本公開的實施例的計劃系統(tǒng)的示意圖；
[0037] 圖5是描述按照本公開的實施例的計劃系統(tǒng)的整個操作的流程圖；
[0038] 圖6和圖7是在按照本公開的實施例的計劃系統(tǒng)中使用的圖形用戶界面的示意 圖；
[0039] 圖8是描述按照本公開的實施例的圖像劃分和逆向計劃的算法的流程圖；
[0040] 圖9是說明按照本公開的實施例的劃分結(jié)節(jié)的算法的流程圖；
[0041] 圖IOA-圖IOB是消融區(qū)和能量輸送之間的關(guān)系的圖形表示；
[0042] 圖IlA是按照本公開另一個實施例的血管和靶標之間的關(guān)系的示意圖；
[0043] 圖IlB是按照本公開的另一個實施例的替代劑量曲線的圖形表示；
[0044] 圖12A-圖12C是按照本公開的另一個實施例的計劃方法的示意圖；
[0045] 圖13是按照本公開的實施例的導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；
[0046] 圖14A和圖14B是在圖13的導(dǎo)航系統(tǒng)中使用的圖形用戶界面的示意圖；
[0047] 圖15是說明按照本公開的實施例的金標追蹤算法的流程圖；
[0048] 圖16A和圖16B分別描繪了利用攝影機獲得的圖像以及該圖像的校正版本；
[0049] 圖17是描述按照本公開的實施例的用于找出白色圓圈的算法的流程圖；
[0050] 圖18A-圖18C描繪了圖17中描述的算法的中間圖像結(jié)果；
[0051] 圖19是描述按照本公開的實施例的用于找出黑色圓圈和黑色區(qū)域的算法的流程 圖；
[0052] 圖20A-圖20D描繪了圖19中描述的算法的中間圖像結(jié)果；
[0053] 圖21A是說明按照本公開的實施例的匹配算法的流程圖；
[0054] 圖21B是描繪按照本公開的實施例的施加拓撲約束的算法的流程圖；
[0055] 圖22A-圖22D是在圖21A的算法中使用的金標模型的示意圖；
[0056] 圖23是按照本公開的再一個實施例的一體化計劃和導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；
[0057] 圖24是按照本公開的另一個實施例的一體化計劃和導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；
[0058] 圖25A和圖25B是適合于與圖24的系統(tǒng)一起使用的導(dǎo)航系統(tǒng)的示意圖；
[0059] 圖26-圖29是按照本公開的各個實施例，在圖24的系統(tǒng)中使用的圖形用戶界面 的示意圖。

【具體實施方式】
[0060] 下面參考附圖，說明本公開的具體實施例；不過，應(yīng)明白的是，公開的實施例僅是 本公開的例子，可以用各種形式體現(xiàn)。沒有詳細描述公知的功能或構(gòu)造，以避免用不必要的 細節(jié)模糊本公開。于是，這里公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋成對本公開的限制， 而僅僅作為權(quán)利要求書的基礎(chǔ)，以及作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以實際上任何合適的細節(jié)結(jié) 構(gòu)，不同地利用本公開的代表性基礎(chǔ)。在附圖的整個說明中，相同的附圖標記指代相似或相 同的元件。
[0061] 參見附圖，圖1描繪了按照本公開的各個實施例的計劃和導(dǎo)航系統(tǒng)的概況。如圖1 中所示，如圖1所示，通過圖像捕捉設(shè)備10獲取患者"P"的術(shù)前圖像15。圖像捕捉設(shè)備10 可包括（但不限于）獲得二維（2D)或三維（3D)圖像的MRI設(shè)備、CAT設(shè)備或超聲設(shè)備。圖 像捕捉設(shè)備10保存?zhèn)魉徒o計劃系統(tǒng)100的術(shù)前圖像15。通過把圖像15上傳到網(wǎng)絡(luò)，借助 無線通信裝置把圖像15傳送給計劃系統(tǒng)100,和/或把圖像15保存在插入計劃系統(tǒng)100中 的可拆卸存儲器中，可把術(shù)前圖像15傳送給計劃系統(tǒng)100。在本公開的實施例中，按DICOM 格式保存術(shù)前圖像15。在一些實施例中，圖像捕捉設(shè)備10和計劃系統(tǒng)100可被并入獨立單 元中。
[0062] 下面更詳細說明的計劃系統(tǒng)100接收術(shù)前圖像15,并確定靶標的大小。根據(jù)靶標 大小和選擇的外科手術(shù)器械，計劃系統(tǒng)100確定實現(xiàn)靶標的處理的設(shè)定，包括能量級和處 理持續(xù)時間。
[0063] 下面更詳細說明的導(dǎo)航系統(tǒng)200利用置于醫(yī)學(xué)成像設(shè)備（例如，超聲成像設(shè)備） 上的金標圖案，確定外科手術(shù)器械的體內(nèi)位置。相對于利用醫(yī)學(xué)成像設(shè)備獲得的圖像，在顯 示設(shè)備上顯示外科手術(shù)器械的體內(nèi)位置。一旦外科手術(shù)器械被置于靶標附近，用戶就可根 據(jù)計劃系統(tǒng)確定的處理區(qū)設(shè)定，實現(xiàn)靶標的處理。
[0064] 在一些實施例中，用戶利用計劃系統(tǒng)100,確定處理區(qū)設(shè)定，并在利用導(dǎo)航系統(tǒng) 200實現(xiàn)處理時，利用處理區(qū)設(shè)定。在其它實施例中，當(dāng)外科手術(shù)器械位于靶標附近時，計 劃系統(tǒng)100向?qū)Ш较到y(tǒng)200傳送處理區(qū)設(shè)置，以自動實現(xiàn)靶目的處理。另外，在一些實施例 中，計劃系統(tǒng)100和導(dǎo)航系統(tǒng)200被結(jié)合為單個獨立系統(tǒng)。例如，單個處理器和單個用戶接 口可用于計劃系統(tǒng)100和導(dǎo)航系統(tǒng)200,單個處理器或多個用戶接口可用于計劃系統(tǒng)100和 導(dǎo)航系統(tǒng)200,或者多個處理器和單個用戶接口可用于計劃系統(tǒng)100和導(dǎo)航系統(tǒng)200。
[0065] 圖2A表示按照本公開的實施例的外科手術(shù)器械的例子。具體地，圖2A表示具有 扼流圈72的消融針60的變形的側(cè)視圖，圖2B表示沿圖2A的2B-2B的剖面?zhèn)纫晥D。消融 針60表示通過饋線（或軸）64電連接到近側(cè)定位的耦合器66的輻射部分62。輻射部分 62被表示為具有涂覆在節(jié)段62上的密封層68。扼流圈72被表示成部分置于饋線64的遠 側(cè)節(jié)段上，以形成扼流部分70,它位于輻射部分62近側(cè)。
[0066] 為了改善消融針60的能量聚焦，電扼流圈72用于把場傳播或輻射圖案包含在消 融針60的遠端。通常，扼流圈72布置在消融針60上靠近輻射節(jié)段之處。扼流圈72被放 置在介電材料上，所述介電材料被置于消融針60上。扼流圈72是導(dǎo)電層，它可被管路或涂 層覆蓋，以迫使所述導(dǎo)電層與在下面的消融針60相符，從而形成更加遠側(cè)，從而更接近輻 射部分62的電連接（或短路）。扼流圈72和下面的消融針60之間的電連接也可通過其 它連接方法，比如軟焊、焊接、銅焊、壓接、使用導(dǎo)電粘合劑等實現(xiàn)。消融針60電耦接至發(fā)生 器，所述發(fā)生器向消融針60提供電外科能量。
[0067] 圖3是按照本公開的消融針60的實施例的剖面圖，示出了發(fā)射輻射圖的圖形表 /Jn 〇
[0068] 圖4-圖12C說明按照本公開的各個實施例的計劃系統(tǒng)100的操作。參見圖4,計 劃系統(tǒng)100包括接收器102、存儲器104、控制器106、輸入設(shè)備108 (例如，鼠標、鍵盤、觸控 板、觸摸屏等）和顯示器110。在計劃系統(tǒng)100的操作期間，接收器102接收呈DICOM格式 的術(shù)前圖像15,并把圖像保存在存儲器104中。控制器106隨后處理圖像15 (下面更詳細 地說明），并把處理后的圖像顯示在顯示器110上。利用輸入設(shè)備108,用戶能夠?qū)Ш酱┻^圖 像15,從圖像15中選擇圖像之一，在選擇的圖像上選擇種子點，選擇消融針，調(diào)整通量級， 和調(diào)整處理持續(xù)時間。輸入設(shè)備108提供的輸入被顯示在顯示器110上。
[0069] 圖5描述由計劃系統(tǒng)100用于確定處理計劃的算法的總體概鑒。如圖5中所示，在 步驟120,通過無線連接、網(wǎng)絡(luò)、或者通過從可拆卸存儲介質(zhì)下載圖像，獲得DICOM格式的圖 像，并保存在存儲器104中?？刂破?06隨后執(zhí)行圖像15的自動三維（3D)繪制，并在步驟 122中顯示3D繪制圖像（如圖6中所示）。在步驟124,執(zhí)行圖像劃分，以區(qū)分特定的感興 趣區(qū)域，并計算感興趣區(qū)域的體積。如下所述，劃分可以是用戶驅(qū)動的或者自動的。在步驟 126,控制器執(zhí)行還將在下面更詳細說明的逆向計劃操作，從而確定處理感興趣區(qū)域的處理 算法。所述處理算法可包括外科手術(shù)器械、能量級和/或處理持續(xù)時間的選擇。另一方面， 用戶可以選擇外科手術(shù)器械、能量級和/或處理持續(xù)時間，以滿足處理醫(yī)生的意愿，它應(yīng)包 括以便處理靶標和周圍組織的邊際部分（margin)的"邊際值"。
[0070] 圖6和圖7描繪了可顯示在顯示器110上的圖形用戶界面（⑶I)。如圖6和圖7 中所示，每個⑶I被分成多個區(qū)域（例如，區(qū)域132、134和136)，以顯示繪制的DICOM圖像。 例如，區(qū)域132顯示患者"P"沿橫剖面的圖像，區(qū)域134顯示患者"P"沿冠狀剖面的圖像。 區(qū)域136描繪了患者"P"的3D繪制。在其它實施例中，徑向截面也可被顯示在⑶I上。⑶I 允許用戶在下拉菜單131中選擇不同的消融針。⑶I還允許用戶分別在區(qū)域133和135中， 調(diào)整功率和時間設(shè)定。此外，⑶I在區(qū)域137中具有多個附加工具，包括（但不限于）啟動 種子點選擇的計劃工具、對比工具、縮放工具、拖動工具、滾動穿過DICOM圖像的滾動工具、 和顯示DICOM數(shù)據(jù)集的體積繪制的3D繪制工具。
[0071] 圖8的流程圖描述用于進行圖像劃分步驟124和逆向計劃步驟126的基本算法。 如圖8中所示，在步驟140,用戶選擇種子點（參見圖6,其中十字線以區(qū)域132和134中的 靶標"T"為中心）。在手動選擇種子點后，在步驟142,計劃系統(tǒng)100劃分結(jié)節(jié)，以區(qū)分感興 趣的體積。在其它實施例中，可以根據(jù)像素的強度值，自動檢測種子點。
[0072] 圖9描述用于劃分結(jié)節(jié)的算法的流程圖。如圖9中所示，一旦在步驟151中識別 了種子點，所述算法就在步驟152中創(chuàng)建感興趣區(qū)域（ROI)。例如，ROI可包括4cm3的體積。 在步驟153,連接的閾值濾波器應(yīng)用閾值，并在保存于存儲器104中的DICOM圖像中，找出連 接到種子點的所有像素。例如，在劃分肺結(jié)節(jié)時，閾值可以始于-400H0undSfield單位（HU)， 止于100HU。
[0073] 在步驟154,控制器106應(yīng)用幾何濾波器，以計算對象的尺寸和形狀。幾何濾波器 使得能夠測量標示體積中所有對象的幾何特征。所述標示體積能夠表示例如劃分成不同解 剖結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)圖像。這些對象的各個幾何特征的測量結(jié)果能夠提供對圖像的其它深入了 解。
[0074] 所述算法在步驟155判定是否檢測到預(yù)定形狀。如果未檢測到預(yù)定形狀，那么算 法進入步驟156,在步驟156,所述閾值被增大預(yù)定值。所述算法重復(fù)步驟153-155,直到檢 測到預(yù)定對象為止。
[0075] -旦檢測到預(yù)定對象，就在步驟157終止所述算法，計劃系統(tǒng)100進入步驟144,以 進行體積分析。在體積分析期間，控制器106可計算球形對象的下述性質(zhì)：最小直徑；最大 直徑；平均直徑；體積；球形度；最小密度；最大密度；和平均密度。計算的性質(zhì)可被顯示在 顯示器110上，如圖7的區(qū)域139中所示。體積分析可使用幾何濾波器來確定最小直徑、最 大直徑、體積、延伸率、表面積和/或球形度。在步驟144,圖像強度統(tǒng)計濾波器還可與幾何 濾波器結(jié)合使用。圖像強度統(tǒng)計濾波器計算最小密度、最大密度以及平均密度。
[0076] 在步驟146,針對區(qū)分的靶標計算功率和時間設(shè)定。圖10描述對于給定時間段，沉 積到組織中的能量和作為結(jié)果的消融區(qū)之間的關(guān)系的各個曲線圖。所述關(guān)系通過考慮靶標 組織（即，腫瘤、纖維瘤等）的維度和特性以及特定消融針的能量劑量/天線設(shè)計，允許逆 向計劃。下表1表示了消融針的消融體積、功率和時間之間的關(guān)系的例子。
[0077] 表 1
[0078]

【權(quán)利要求】
1. 一種計劃系統(tǒng)，包括： 接收器，配置成接收多個圖像； 存儲器，配置成保存所述多個圖像； 控制器，配置成三維地繪制所述多個圖像，劃分所述多個圖像以區(qū)分靶標區(qū)域，和進行 體積分析以根據(jù)靶標區(qū)域確定處理計劃； 輸入設(shè)備，配置成調(diào)整處理計劃；和 顯示器，配置成顯示繪制的所述多個圖像和靶標區(qū)域。
2. 按照權(quán)利要求1所述的計劃系統(tǒng)，其中顯示器提供圖形用戶界面。
3. 按照權(quán)利要求1所述的計劃系統(tǒng)，其中控制器劃分至少一條血管，并根據(jù)所述至少 一條血管與靶標的接近度，調(diào)整處理計劃。
4. 按照權(quán)利要求1所述的計劃系統(tǒng)，其中控制器劃分至少一個器官，并根據(jù)靶標相對 于所述至少一個器官的位置，調(diào)整處理計劃。
5. -種確定處理計劃的方法，包括： 獲得多個圖像； 三維地繪制所述多個圖像； 劃分所述多個圖像，以區(qū)分靶標區(qū)域；和 根據(jù)靶標區(qū)域，自動確定處理計劃。
6. 按照權(quán)利要求5所述的方法，其中自動劃分所述多個圖像還包括： 選擇種子點； 圍繞種子點，創(chuàng)建感興趣區(qū)域； 將感興趣區(qū)域中的第一多個像素與預(yù)定閾值相比較； 從所述第一多個像素中，選擇第二多個像素，其中所述第二多個像素被連接到種子點， 并且小于預(yù)定閾值；和 對所述第二多個像素應(yīng)用幾何濾波器。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，還包括： 判定所述第二多個像素是否形成預(yù)定對象， 其中如果所述第二多個像素未形成預(yù)定對象，那么增大預(yù)定閾值，并重復(fù)比較所述第 一多個像素、選擇所述第二多個像素、應(yīng)用幾何濾波器、和判定所述第二多個像素是否形成 預(yù)定對象的步驟。
8. 按照權(quán)利要求5所述的方法，其中自動確定處理計劃還包括： 對靶標區(qū)域進行體積分析； 選擇外科手術(shù)器械；和 根據(jù)靶標區(qū)域和選擇的外科手術(shù)器械，計算能量級和處理持續(xù)時間。
9. 按照權(quán)利要求5所述的方法，還包括： 顯示繪制的所述多個圖像； 顯示靶標區(qū)域；和 顯示處理計劃。
10. 按照權(quán)利要求5所述的方法，還包括： 自動劃分至少一條血管； 根據(jù)所述至少一條血管與靶標的接近度，調(diào)整處理計劃；和 顯示處理計劃。
11. 按照權(quán)利要求5所述的方法，還包括： 自動劃分至少一個器官； 根據(jù)靶標相對于所述至少一個器官的位置，調(diào)整處理計劃；和 顯示處理計劃。
12. -種外科手術(shù)計劃系統(tǒng)，包括： 配置成保存多個CT圖像的存儲器； 配置成三維地繪制所述多個CT圖像，劃分所述多個CT圖像以區(qū)分靶標區(qū)域，和進行體 積分析以根據(jù)靶標區(qū)域確定處理計劃的控制器；和 配置成通過圖形用戶界面，顯示繪制的所述多個CT圖像和靶標區(qū)域的顯示器，所述圖 形用戶界面被配置成允許選擇外科手術(shù)器械，所述控制器被配置成根據(jù)靶標區(qū)域和選擇的 外科手術(shù)器械，計算能量級和處理持續(xù)時間。
13. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，還包括配置成接收所述多個CT圖像的接收器。
14. 按照權(quán)利要求13所述的計劃系統(tǒng)，其中所述多個CT圖像由接收器通過無線網(wǎng)絡(luò)接 收。
15. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，其中所述多個CT圖像為DICOM格式。
16. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，其中通過圖形用戶界面，可選擇能量級和處理 持續(xù)時間中的至少一者。
17. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，其中圖形用戶界面包括多個區(qū)域，每個區(qū)域被 配置成顯示繪制的所述多個CT圖像的剖面。
18. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，其中通過圖形用戶界面，可選擇所述多個CT圖 像至少之一，以便顯示在顯示器上。
19. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，其中控制器劃分至少一條血管，并根據(jù)所述至 少一條血管與靶標區(qū)域的接近度，調(diào)整處理計劃。
20. 按照權(quán)利要求12所述的計劃系統(tǒng)，其中控制器劃分至少一個器官，并根據(jù)靶標相 對于所述至少一個器官的位置，調(diào)整處理計劃。
【文檔編號】A61B19/00GK104349740SQ201380026544
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】K·J·弗蘭克, J·A·卡塞, C·M·拉德特考 申請人:柯惠有限合伙公司