【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于定位处置施加器的规划设备和系统、以及一种用于定位处置施加器的规划方法和计算机程序。
技术介绍
1、利用热消融或放射治疗形式的处置施加器的使用由于其对不可切除的肿瘤的适用性和患者的快速恢复而对于癌症处置变得越来越普遍。
2、对于这样的处置，施加器的最佳放置是至关重要的，这通常基于肿瘤位置和大小、设备制造商的规范和医师的经验来确定。虽然利用消融设备的手动放置是常见的，但是图像引导系统例如根据us 2019/0008591a1和ep 3 777 748 a1也是已知的。
3、然而，已经发现，在这种处置努力期间，施加器之间可能发生损伤比治疗成功所需的更多的组织的物理干扰。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于定位处置施加器的规划设备和系统、以及一种用于定位处置施加器(如消融处置施加器)以改善施加器定位的规划方法和计算机程序。
2、在第一方面中，提出了一种用于定位处置施加器的规划设备。所述设备包括提供单元和处理器，所述提供单元被配置为提供要考虑的施加器进入点之间的距离，所述处理器被配置为：进行确定包括第一施加器进入点的最佳施加器配置的优化迭代步骤，停用距所述第一施加器进入点的距离内的所有进入点，使得这些进入点不能用于进一步的优化迭代步骤，进行确定包括另一施加器进入点的最佳施加器配置的进一步的优化迭代步骤。
3、该方法具有减少设备仅沿着迭代渐进地选择进入点的自由度的优点。在最开始，所有进入点都将是激活的，并且可由
4、已经发现，通过利用所述设备，可以改善诸如热消融或近距离放射治疗的处置。特别地，实现了所使用的施加器之间的减小的物理干扰。这导致所递送的消融区域之间的重叠减少并且因此降低了多次消融同一组织的风险。此外，与已知的处置程序相比，需要放置的消融或近距离放射治疗施加器的数量减少。
5、在一个实施例中，所述设备为消融处置施加器提供定位支持，其中，所述处理器还被配置为接收描述对象的三维医学图像数据，并且接收期望的消融体积，其中，所述期望的消融体积被配准到所述三维医学图像数据。术语期望的消融体积是针对特定消融体积的标签。期望的消融体积被配准到三维医学图像数据。也就是说，期望的消融体积标记三维医学图像数据的区域或识别三维医学图像数据的区域。
6、所述处理器还被配置为接收一个或多个受保护体积，其中，所述一个或多个受保护体积被配准到所述三维医学图像数据。所述一个或多个受保护体积可以例如是如果它们被超声处理或消融太多则可能伤害对象的体积。例如，一个或多个受保护体积可以用于保护器官或关键解剖结构。
7、所述处理器还被配置为生成被配准到所述三维医学图像数据的消融施加器位置的离散集合。在这种情况下，可以使用期望的消融体积周围的位置来生成离散消融施加器位置的模式或集合。这些例如可以使用用于生成离散集合的预定模式或算法来生成。
8、所述处理器还被配置为接收消融模式的离散集合。消融模式的离散集合可以是用于例如在不同方向上定向和/或具有不同的功率供应量的单个施加器的消融模式。在其他示例中，消融模式的离散集合可以来自多个施加器。
9、所述处理器还被配置为初始化被配准到所述三维医学图像数据的复合消融二元掩模。例如，初始化复合消融二元掩模的步骤可以是创建空白或未使用的复合消融二元掩模。术语复合消融二元掩模用于识别特定的二元掩模。在这种情况下，复合消融二元掩模是存储所使用的所有消融模式的复合或交集的消融二元掩模。
10、所述处理器还被配置为通过将所述复合消融二元掩模与所述期望的消融体积进行比较来确定未消融体积，其中，所述未消融体积被配准到所述三维医学图像数据。复合消融二元掩模可以用于识别已经被消融或旨在使用顺序消融施加器配置列表上的配置进行消融的区域。可以使用期望的消融体积与复合消融二元掩模之间的比较来找到仍然需要被消融的区域或者所添加的附加施加器使得消融发生。
11、所述处理器还被配置为使用取决于所述一个或多个受保护体积、所述未消融体积、所述消融模式的离散集合、所述消融施加器位置的离散集合和停用的至少一个施加器进入点的所选择的目标函数来确定包括施加器进入点的施加器配置。
12、所选择的施加器配置指定所述施加器进入点的离散集合的中的一个施加器进入点和所述消融模式的离散集合的中的一个消融模式。在该步骤中，可以使用所选择的目标函数来评估施加器进入点的离散集合中的每个施加器进入点中的消融模式的离散集合的各种组合。
13、所选择的目标函数用于选择最佳选项。所选择的目标函数可以用于客观地测量诸如未消融体积的覆盖以及避开一个或多个受保护体积的事情。
14、所述处理器还被配置为通过计算所述复合消融二元掩模与位于所述消融模式的离散集合中的所述一个消融施加器位置处的所述消融模式的离散集合中的所述一个消融模式之间的并集来更新所述复合消融二元掩模。
15、在完成施加器进入点配置之后，然后使用该选择来更新复合消融二元掩模。上述实施例适用于同时插入到对象中的多个施加器，并且也适用于顺序插入的施加器。
16、所选择的目标函数可以包括基于二次消融覆盖的目标函数、最小/最大消融覆盖函数和一致(uniform)二次覆盖函数。使用这些函数中的任何一个都可以是有益的，因为它们在选择要消融的区域以及保护在一个或多个受保护体积中指定的关键区域两者上都是有效的。
17、在优选实施例中，所述进入点是以下中的至少一个：网格模板的网格孔、皮肤进入点。网格模板可以是以下中的一个：刚性网格模板、柔性网格模板(特别是经会阴网格模板)、乳房模板、柔性引线模板、附接到妇科(gyn)施加器的网格。所述模板可以用于分割感兴趣的区域，诸如目标病变和风险器官。
18、在一个实施例中，不使用模板。在该实施例中，进入点是皮肤进入点。
19、在一个实施例中，所述距离可以是以下中的至少一个：模板或皮肤表面平面中的最小距离(特别是最小欧几里德距离)、模板或皮肤表面平面中的最大距离(特别是最大欧几里德距离)。所述距离还可以是施加器轨迹之间的最小距离和/或最大距离。通常，所有进入点的停用都基于第一施加器进入点和距第一施加器进入点的距离。
20、根据一个实施例，进行进一步的优化迭代，直到考虑停用的网格孔或进入点不能确定另一最佳施加器配置。
21、在优选实施例中，所述处理器还被配置为进行细化迭代步骤，在所述细化迭代步骤处，施加器配置从所述解中移除并且由另一施加器配置代替，并且进行进一步的优化迭代步骤以确定最优施加器配置。
22、在此帮助下，降低了迭代优化的贪婪性。当移除施加器配置时，先前被停用的所有附近的进入点或网格孔将被激活并且再次可用于求解器选择。
23、在一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于定位处置施加器(8)的规划设备(2)，所述设备(2)包括提供单元(4)和处理器(6)，所述提供单元被配置用于提供要考虑的施加器进入点(10)之间的距离(r)，所述处理器被配置为：
2.根据权利要求1所述的规划设备(2)，其中，所述设备为消融处置施加器(20)提供定位支持，并且其中，所述处理器还被配置为：
3.根据权利要求2所述的规划设备(2)，其中，所选择的目标函数包括基于二次消融覆盖的目标函数、最小/最大消融覆盖函数和一致二次覆盖函数。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述进入点(10)是以下中的至少一个：
5.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述距离(r)是以下中的至少一项：
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述距离(r)是施加器轨迹(18)之间的最小距离和/或最大距离。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，进行进一步的优化迭代步骤，直到在考虑停用的进入点(22)的情况不再能够确定另一最佳施加器配
8.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述处理器(6)还被配置为：
9.根据权利要求8所述的规划设备(2)，其中，在每个细化迭代步骤中，要被移除的所述施加器配置是从所述最佳施加器配置中有序地选择的。
10.根据权利要求8或9所述的规划设备(2)，其中，当在所述细化迭代期间将每个施加器配置都移除了一次时或者当所移除的施加器配置再次被确定为所述细化迭代步骤的结果时，停止所述细化迭代。
11.根据权利要求8所述的规划设备(2)，其中，在每个细化迭代步骤中，借助于基于覆盖范围的函数值或导数来选择要移除的所述施加器配置，以选择最不佳的施加器配置。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，还包括图形用户界面(21)，所述图形用户界面被配置为可视化以下中的至少一项：
13.一种消融系统(100)，包括消融处置施加器(8)和根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)。
14.一种用于定位处置施加器(8)的规划方法(200)，所述方法包括：
15.一种用于定位处置施加器的规划计算机程序(300)，所述计算机程序(300)包括用于使根据权利要求1所述的规划设备执行根据权利要求14所述的方法的步骤的程序代码单元(302)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于定位处置施加器(8)的规划设备(2)，所述设备(2)包括提供单元(4)和处理器(6)，所述提供单元被配置用于提供要考虑的施加器进入点(10)之间的距离(r)，所述处理器被配置为：
2.根据权利要求1所述的规划设备(2)，其中，所述设备为消融处置施加器(20)提供定位支持，并且其中，所述处理器还被配置为：
3.根据权利要求2所述的规划设备(2)，其中，所选择的目标函数包括基于二次消融覆盖的目标函数、最小/最大消融覆盖函数和一致二次覆盖函数。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述进入点(10)是以下中的至少一个：
5.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述距离(r)是以下中的至少一项：
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述距离(r)是施加器轨迹(18)之间的最小距离和/或最大距离。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，进行进一步的优化迭代步骤，直到在考虑停用的进入点(22)的情况不再能够确定另一最佳施加器配置为止。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的规划设备(2)，其中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·伊索拉，G·L·T·F·豪特瓦斯特，M·钱卡雷拉，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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