[发明专利]用于微创疗法的规划、导航和模拟系统及方法

权利要求书

1.一种用于规划脑手术的系统，包括：

a)存储装置，其被配置成在其中接收并存储使用至少一种成像模式采集的患者的脑部的至少一个术前图像数据集；

b)计算机处理器和相关联的用户接口，其与所述存储装置通信，所述处理器被配置成：

从至少一个术前3D图像数据集产生包含一个或多个潜在的进入组织的脑沟进入点和要接近的所述脑部中的一个或多个目标的所述脑部的部分的3D体积的图像，并且在所述存储装置中存储所述3D体积的所述图像；

通过所述用户接口接收输入，所述输入至少包括这样一个列表：进入所述脑部的一个或多个脑沟进入点、要接近的一个或多个目标位置、要首先接近的第一目标位置、以及将由从所述一个或多个脑沟进入点到所述一个或多个目标中的第一者的一个或多个手术轨迹路径符合的手术结果标准；

在接收一个或多个脑沟进入点、所述要接近的第一目标位置和所述手术结果标准的列表时，计算从所述一个或多个脑沟进入点到所述第一目标位置的一个或多个逐点的手术轨迹路径，其中每个逐点的手术轨迹路径穿过在所述一个或多个脑沟进入点和所述第一目标位置之间的一个或多个相关联的线路点，以限定与所述手术结果标准一致的从所述一个或多个脑沟进入点到所述第一目标位置的一个或多个手术轨迹路径；

在所述存储装置中存储所述一个或多个逐点的手术轨迹路径并且可视地显示所述一个或多个逐点的手术轨迹路径；以及

将得分分配给所述一个或多个手术轨迹路径，以量化所述一个或多个手术轨迹路径符合所述手术结果标准的程度,

其中，所述计算机处理器被编程为比较所述一个或多个手术轨迹路径的所述得分与在所述一个或多个脑沟进入点和所述第一目标位置之间的最短距离的路径的得分,

并且其中，所述至少一种成像模式为磁共振成像，所述磁共振成像被配置用于弥散张量成像以提供纤维束成像信息，并且其中，至少一个手术结果标准将计算：

不截断白质脑束的一个或多个优选手术通道，或

如果不能避开所有脑束则截断尽可能少的白质脑束的一个或多个优选手术通道，或

截断由临床医生选择的所选白质脑束的一个或多个优选手术通道,

其中，所述计算机处理器被用指令编程为基于所述组织类型和其相关联的力学特性，计算并显示在所述组织被手术工具在沿着从所述一个或多个脑沟进入点到所述第一目标位置的所述一个或多个逐点的手术轨迹路径行进期间截断时组织变形的量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机处理器被编程为用于重新格式化所述3D图像数据集以确认所述3D体积中的所述一个或多个目标的所述位置并存储所述重新格式化的3D图像数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述计算机处理器被编程为通过在至少三个正交平面中可视化所述目标位置来重新格式化所述3D图像数据集，以确认所述一个或多个目标位置在3D空间中的位置。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一种成像模式是选自包括下列的列表中的一个：超声波、磁共振成像、X射线计算机断层扫描和正电子发射断层显像。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一种成像模式为两种或更多种成像模式，并且其中，所述计算机处理器被编程为联合配准由所述两种或更多种成像模式获得的图像。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机处理器被用指令编程以在所述患者的所述脑部的所述术前3D图像数据集中插入将用来接近所述一个或多个目标位置的手术工具的图像。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述进入点是进入所述脑沟的进入点，并且其中，所述计算机处理器被用指令编程，使得在将所述手术工具插入特定进入点之后，所述脑部的所述3D体积的所述图像响应地被平移、旋转或平移和旋转，以允许所述手术工具在该特定进入点处的可视化。