[发明专利]用于在介入治疗中的工具插入期间的实时器官分割和工具导航的系统以及其操作方法

说明书

一种介入治疗系统(100、200、300、900)可以包括：至少一个导管，其被配置用于插入感兴趣对象(OOI)内；和至少一个控制器(102、202、910)，其执行如下操作：获得包括多个图像切片的参考图像数据集(540)，所述多个图像切片形成所述OOI的三维图像；定义所述参考图像数据集内的限制区域(RA)；根据规划的导管交点、所述OOI的周边边界和所述参考数据集中定义的所述RA中的至少一个来确定针对所述至少一个导管的位置约束；确定所述至少一个导管的所述远端的位置和取向中的至少一个；和/或根据针对所述至少一个导管的所确定的至少一个位置和取向以及所述位置约束来确定针对所述至少一个导管的规划的轨迹。

技术领域

本系统涉及一种介入治疗系统，并且更具体涉及一种用于具有增强的实时工具引导和实时器官分割能力的HDR短距离放射治疗的介入治疗系统以及其操作方法。

背景技术

高剂量率(HDR)短距离放射治疗是一种形式的癌症治疗，其利用直接在靶标处或者在靶标附近在短时间段(大约数分钟)期间递送的高剂量的电离辐射。

在对前列腺的HDR短距离放射治疗中，中空导管经由模板被插入通过患者的会阴并且被插入到患者的前列腺中，使得每个导管的一段位于患者的前列腺内。必须小心以便不会不必要地穿透患者的膀胱。同样地，确保导管接近前列腺的边界是重要的临床目标，以降低或最小化对前列腺中尿道穿过的中心区域的辐射剂量，从而降低由对尿道的辐射所引起的损伤的可能性。

在典型的临床工作流中，由临床医师根据插入前经直肠超声(TRUS)图像来主观地估计并且手动地描绘前列腺边界。因此，靠近于前列腺的周边插入导管的准确度高度依赖于临床医师正确地并且重复地标识前列腺的边界(在导管插入期间)的能力，其不总是在正提供给临床医师的TRUS图像上容易地可见的。

次优的导管插入会导致膀胱刺穿、关于前列腺的不均匀的导管分布、以及太靠近于尿道的导管，其后者可能不利地影响剂量覆盖和/或增加对前列腺附近的正常组织和/或结构(例如，直肠)的辐射并且因此是不期望的。

发明内容

在本文中所描述的(一种或多种)系统、(一种或多种)设备、(一种或多种)方法、(一种或多种)布置、(一种或多种)用户接口、(一种或多种)计算机程序、过程等等(除非上下文另外指明，否则在下文中将其中的每一个被称为系统)解决了现有技术系统中的问题。

根据本系统的实施例，公开了一种介入治疗系统，包括：至少一个导管，其具有近端和远端以及至少一个跟踪元件，所述至少一个导管被配置用于插入感兴趣对象(OOI)内；以及至少一个控制器，其被配置为：和/或获得包括多个图像切片的参考图像数据集，所述多个图像切片形成所述OOI的三维图像；定义所述参考图像数据集内的限制区域(RA)；根据规划的导管交点、所述OOI的周边边界以及所述参考数据集中定义的所述RA中的至少一个来确定针对所述至少一个导管的位置约束；确定所述至少一个导管的远端的位置和取向中的至少一个；并且根据针对所述至少一个导管的所确定的至少一个位置和取向以及所述位置约束来确定针对所述至少一个导管的规划的轨迹。所述控制器还可以被配置为和/或还可以：捕获当前图像平面；绘制与所述至少一个导管的所述远端的所确定的位置和所述取向中的一个或多个以及所述至少一个导管的所述规划的轨迹有关的信息；根据所述规划的轨迹使所述至少一个导管转向；使用超声探头来采集所述OOI的当前图像；并且确定所述导管与当前图像平面的估计的交点。