成像熱測(cè)量的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] W下總體設(shè)及成像熱測(cè)量，并且利用與介入過(guò)程相結(jié)合的對(duì)計(jì)算機(jī)斷層攝影（CT) 的具體應(yīng)用來(lái)進(jìn)行描述，在所述介入過(guò)程中，對(duì)正在被處置的組織的溫度監(jiān)測(cè)是感興趣的。 W下也接受其他成像，例如X射線(xiàn)、巧光透視和/或與該樣的介入過(guò)程結(jié)合使用的其他成 像。
【背景技術(shù)】
[0002] -些像消融的介入過(guò)程的限制是歸因于消融不足或不充足的安全裕量的高復(fù)發(fā) 率。此外，一些并發(fā)癥由可能損傷鄰近的健康組織的過(guò)度消融導(dǎo)致。實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)可W有 助于減輕該樣的問(wèn)題，并且允許用于防止消融不足、過(guò)度處置和/對(duì)鄰近組織的潛在損傷 的重復(fù)的介入過(guò)程計(jì)劃調(diào)節(jié)。
[0003] 磁共振（MR)成像能夠用于在消融和/或其他過(guò)程期間監(jiān)測(cè)組織中的溫度變化。利 用MR成像，溫度中的變化引起磁場(chǎng)之內(nèi)的質(zhì)子的共振頻率的線(xiàn)性成比例的變化，并且因此 是使用被稱(chēng)為"質(zhì)子共振頻率移位（PRF巧"的相位敏感脈沖序列掃描可探測(cè)的溫度變化。 利用PRFS，在兩個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)處獲得兩幅圖像，并且兩幅圖像之間的相位差用于計(jì)算在 每個(gè)像素處的溫度差。PRR5成像引起與圖像像素的密度相等的體積的溫度采樣密度。該數(shù) 據(jù)用于規(guī)劃和遞送W及組織損傷的處置后評(píng)價(jià)。
[0004] 然而，消融通常利用超聲或CT引導(dǎo)來(lái)執(zhí)行；由于有限的MR兼容器材和/或MR掃 描器使用，因此在消融期間很少使用MR引導(dǎo)。遺憾的是，實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)目前不可能利用CT， 并且由制造商提供的預(yù)定的消融區(qū)未考慮組織屬性、腫瘤組織的異質(zhì)性、熱量同步或患者 運(yùn)動(dòng)。許多因素影響消融區(qū)，其包括患者特性、腫瘤組織結(jié)構(gòu)和定位W及用于消融的能量的 類(lèi)型。此外，計(jì)算模型能夠是耗時(shí)的并且依賴(lài)于繁重的數(shù)學(xué)計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本文描述的各個(gè)方面解決上述問(wèn)題和其他問(wèn)題。
[0006] 在一方面中，一種計(jì)算設(shè)備包括；熱圖生成器，所述熱圖生成器基于熱測(cè)量圖像數(shù) 據(jù)和對(duì)于溫度查找表的體素值或像素值的預(yù)定變化來(lái)生成針對(duì)表示對(duì)象的感興趣體積或 區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)體素或像素的熱圖，所述熱測(cè)量圖像數(shù)據(jù)包括指示所述感興趣體積或區(qū)域 中的溫度變化的體素或像素；W及顯示器，其在視覺(jué)上呈現(xiàn)與所述感興趣體積或區(qū)域的圖 像數(shù)據(jù)相結(jié)合的熱圖。
[0007] 在另一方面中，一種方法包括基于熱測(cè)量圖像數(shù)據(jù)和對(duì)于溫度查找表的體素值或 像素值的預(yù)定變化來(lái)生成針對(duì)表示對(duì)象的感興趣體積或區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)體素或像素的熱 圖，所述熱測(cè)量圖像數(shù)據(jù)包括指示所述感興趣體積或區(qū)域中的溫度變化的體素或像素。
[0008] 在另一方面中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被編碼具有計(jì)算機(jī)可讀指令。當(dāng)由處理 器運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)可讀指令時(shí)，所述計(jì)算機(jī)可讀指令使處理器；基于熱測(cè)量圖像數(shù)據(jù)和對(duì) 于溫度查找表的體素值或像素值的預(yù)定變化來(lái)在介入過(guò)程期間生成并顯示針對(duì)表示對(duì)象 的感興趣體積或區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)體素或像素的熱圖，所述熱測(cè)量圖像數(shù)據(jù)包括指示所述感 興趣體積或區(qū)域中的溫度變化的體素或像素。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 本發(fā)明可W采取各種部件和部件的布置，W及各種步驟和步驟的安排的形式。附 圖僅用于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制本發(fā)明。
[0010] 圖1示意性地圖示了與計(jì)算設(shè)備相結(jié)合的范例成像系統(tǒng)，所述計(jì)算設(shè)備被配置用 于使用圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)針對(duì)介入過(guò)程的感興趣組織。
[0011] 圖2圖示了體素值或像素值的變化與體素或像素表示的組織的溫度之間的關(guān)系。
[0012] 圖3圖示了具有疊加在感興趣體積或區(qū)域上方的溫度圖的基線(xiàn)圖像。
[0013] 圖4圖示了用于在介入過(guò)程期間監(jiān)測(cè)組織溫度的范例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0014] W下描述了一種方法，所述方法用于基于基線(xiàn)和間歇式CT數(shù)據(jù)（例如，錐形射束 CT數(shù)據(jù)和/或常規(guī)CT數(shù)據(jù)）和/或X射線(xiàn)數(shù)據(jù)或巧光透視數(shù)據(jù)，生成并呈現(xiàn)針對(duì)基于針的 介入過(guò)程（例如，RF、激光、微波、高強(qiáng)度聚焦超聲化I即）等消融和/或藥物遞送）的物體 或?qū)ο笾械母信d趣體積或區(qū)域的熱圖的方法?？傮w而言，熱圖被實(shí)時(shí)（即，當(dāng)正在執(zhí)行消融 或藥物遞送時(shí)）生成并呈現(xiàn)，該允許介入醫(yī)師減輕消融不足（W及因此的后續(xù)消融至完成 消融）、過(guò)度消融，并且確保充足的安全裕量。進(jìn)一步地，它減輕與測(cè)量感興趣體積或區(qū)域中 的溫度的熱電偶的插入相關(guān)的感染和/或出血的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該方法補(bǔ)償患者運(yùn)動(dòng)（例如， 由于呼吸等）和低分辨率的圖像數(shù)據(jù)。
[0015] 圖1示意性地圖示了成像系統(tǒng)100。為了簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，W下討論與C臂CT掃 描器相結(jié)合的方法。然而，備選地，成像系統(tǒng)100能夠是常規(guī)CT掃描器或X射線(xiàn)成像器。掃 描器包括固定部分102,所述固定部分102能夠被安裝到天花板、墻壁、地板、檢查室內(nèi)的一 般固定設(shè)備、具有車(chē)輪等的能夠容易地運(yùn)進(jìn)和運(yùn)出檢查室的便攜式設(shè)備等。C臂104經(jīng)由禪 合106可樞轉(zhuǎn)地禪合到固定部分102,并且被配置為通過(guò)預(yù)定的弧度（例如，至少180度） 樞轉(zhuǎn)。C臂104能夠在掃描之前、期間和/或之后樞轉(zhuǎn)。
[0016] 福射源108禪合到C臂104的一端，福射敏感探測(cè)器陣列110禪合到C臂104的 另一端。福射源108與探測(cè)器陣列110分離，形成它們之間的檢查區(qū)域112。合適的探測(cè)器 陣列110包括二維（2D)探測(cè)器陣列，例如平板探測(cè)器等。探測(cè)器陣列110生成響應(yīng)于探測(cè) 福射的信號(hào)。源108或探測(cè)器110中的至少一個(gè)也可W獨(dú)立于C臂104移動(dòng)，例如，朝向彼 此和/或在套筒之內(nèi)沿著C臂104移位。福射源108/探測(cè)器陣列110能夠用于采集錐形 射束CT圖像數(shù)據(jù)、巧光透視圖像數(shù)據(jù)和/或其他圖像數(shù)據(jù)。
[0017] 對(duì)象支撐物114支撐檢查區(qū)域112中的對(duì)象。重建器117重建由探測(cè)器陣列110 輸出的信號(hào)并且生成體積圖像數(shù)據(jù)?？刂婆_(tái)119控制成像系統(tǒng)100,包括相對(duì)于檢查區(qū)域 112將C臂104樞轉(zhuǎn)到具體的角度取向、激活源108W發(fā)射福射、激活探測(cè)器陣列110W探 測(cè)福射、W及接收信息和/或與另一設(shè)備傳遞信息。
[0018] 介入設(shè)備支持器116包括用于支持介入設(shè)備的設(shè)備支撐物118、用于安置設(shè)備支 撐物118并且因此安置由其支撐的介入設(shè)備的臂120、W及可移除地附接到對(duì)象支撐物114 并且支撐臂120的基座122。臂120可W是通過(guò)手動(dòng)和/或電子器件可移動(dòng)的。諸如消融 設(shè)備的介入設(shè)備124被示出為由設(shè)備支撐物118支撐。介入設(shè)備控制器126控制介入設(shè)備 124,例如，打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)備。在圖示的實(shí)施例中，介入設(shè)備控制器126包括附接到對(duì)象支撐 物114并且控制介入設(shè)備124的手激活控制件，例如操縱桿等。在另一實(shí)例中，諸如腳踏板 等的腳激活控制件能夠用于控制介入設(shè)備124。
[0019] 計(jì)算裝置或設(shè)備128處理成像數(shù)據(jù)，例如由成像系統(tǒng)100和/或一個(gè)或多個(gè)其他 成像系統(tǒng)生成的成像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)包括基線(xiàn)圖像數(shù)據(jù)，例如，來(lái)自針?lè)胖弥蠡蜥樦匦路?置到另一位置之后W及針用于介入過(guò)程W確認(rèn)針位置之前的掃描的圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)還 包括間歇式圖像數(shù)據(jù)，例如，來(lái)自一次或多次掃描的圖像數(shù)據(jù)，其在基于針的介入過(guò)程期間 的一個(gè)或多個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)處被采集，W例如監(jiān)測(cè)基于針的介入過(guò)程的進(jìn)展，例如正在處 置的組織和周?chē)M織的溫度。根據(jù)基線(xiàn)圖像數(shù)據(jù)和間歇式圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算裝置128生成針 對(duì)預(yù)定的感興趣體積或區(qū)域的熱圖。如在下文中更加詳細(xì)地描述的，熱圖允許實(shí)時(shí)溫度監(jiān) 測(cè)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，并且指示在沒(méi)有使用諸如熱電偶的專(zhuān)用設(shè)備的情況下正在處置的 組織的熱量分布，該可能延長(zhǎng)所述過(guò)程、增加并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)（例如，歸因于額外的針）、W及 僅提供單點(diǎn)溫度。
[0020] 處置規(guī)劃器146允許介入列表W基于基線(xiàn)、間歇、熱圖和/或其他信息來(lái)規(guī)劃和/ 或修正介入過(guò)程計(jì)劃。通過(guò)非限制性范例的方式，基線(xiàn)圖像數(shù)據(jù)和溫度圖能夠由介入列表 使用W確保適當(dāng)?shù)尼樜恢?、完全消融W及對(duì)健康組織損傷的減輕。例如，從該數(shù)據(jù)中，介入 列表能夠基于正在處置的組織和/或周?chē)M織的溫度等來(lái)決定針位置合適還是需要移動(dòng)、 繼續(xù)進(jìn)行消融還是停止消融。處置導(dǎo)航器148在視覺(jué)上呈現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)通過(guò) 相對(duì)于要被處置的組織的插入和放置介入針來(lái)引導(dǎo)介入列表。
[0021] 在圖示的實(shí)施例中，計(jì)算裝置128包括任選的推薦器150。在一個(gè)實(shí)例中，推薦器 150經(jīng)由顯示器145、音頻和/或其他設(shè)備提供回到用戶(hù)的關(guān)于所生成的熱圖的引導(dǎo)。在一 個(gè)非限制性實(shí)例中，引導(dǎo)展示哪里需要額外的熱量，并且任選地提供一種路徑，所述路徑將 確保熱劑量被令人滿(mǎn)意地傳送。在另一非限制性實(shí)例中，如果熱過(guò)程計(jì)劃是令人滿(mǎn)意的，貝U 該引導(dǎo)提供能夠用于"實(shí)時(shí)"更新計(jì)劃、從而跟蹤處置的進(jìn)展的數(shù)據(jù)。
[0022] 在圖示的實(shí)施例中，計(jì)算裝置128包括介入設(shè)備識(shí)別器130、感興趣體積或區(qū)域識(shí) 別器132、圖像配準(zhǔn)部件134和（一個(gè)或多個(gè)）配準(zhǔn)算法136、熱測(cè)量圖像生成器138和（一 個(gè)或多個(gè)）差分算法140W及熱圖生成器142和對(duì)于溫度查找表的值的變化144。計(jì)算裝置 128包括至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器運(yùn)行存儲(chǔ)在諸如物理存儲(chǔ)器或其他非瞬態(tài) 存儲(chǔ)介質(zhì)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀指令，W實(shí)施部件130、132、134、 138或142中的一個(gè)或多個(gè)。處理器也可W運(yùn)行由載波、信號(hào)或其他瞬態(tài)介質(zhì)