專利名稱：用于確定組織中的溫度分布的方法和裝置以及數(shù)據(jù)載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定在例如待借助探針或針、通過(guò)加熱或冷卻而消融的組織和/或在患者的具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布的方法。本發(fā)明還涉及一種具有用于執(zhí)行該方法的計(jì)算單元的裝置以及一種數(shù)據(jù)載體，在該數(shù)據(jù)載體上存儲(chǔ)了實(shí)現(xiàn)該方法的計(jì)算程序。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)中在特定組織或器官中的腫瘤治療中，消融贏得越來(lái)越多的意義，在消融的情況下例如通過(guò)加溫或加熱或冷卻腫瘤組織來(lái)摧毀腫瘤組織。通常采用所謂的射頻消融 (RF-消融)，在該射頻消融中將RF探針或RF針插入到腫瘤組織中、例如插入肝臟的腫瘤組織中。通過(guò)然后加熱RF探針或RF針的針尖來(lái)這樣加熱腫瘤組織，使得腫瘤組織的腫瘤細(xì)胞凝結(jié)并且最后被摧毀。對(duì)此的替換方法例如是冷凍消融(Kryoablation)、基于微波的消融、激光感應(yīng)的溫?zé)岑煼?LITT)等。腫瘤組織中和特別是患者的不應(yīng)該通過(guò)消融來(lái)摧毀的、圍繞腫瘤組織的身體組織中的溫度分布的分別確定是有問(wèn)題的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，這樣提供本文開(kāi)頭提到種類的一種方法、一種裝置和一種數(shù)據(jù)載體，使得在待消融的組織和/或在患者的具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布可以盡可能好地、特別是在進(jìn)行消融之前的模擬的范圍內(nèi)確定。按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種用于確定在例如待借助至少一個(gè)探針或至少一個(gè)針、通過(guò)加熱或冷卻而消融的組織和/或在患者的具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布的方法解決，在該方法中，在考慮關(guān)于在待消融的組織和/或在具有待消融的組織的身體組織中的血流的至少一個(gè)信息的條件下進(jìn)行在待消融的組織和/或在患者的具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布的確定，所述信息來(lái)自于對(duì)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的灌注測(cè)量。發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，為了隨著時(shí)間確定在組織中的溫度分布，在模擬消融的范圍內(nèi)或在消融的過(guò)程中，僅考慮例如通過(guò)射頻消融探針(RF探針)或射頻消融針(RF針)將冷或熱或熱輻射輸送到待消融的組織和/或具有或圍繞待消融的組織的身體組織中是不夠的。 事實(shí)上血流和特別是從待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中通過(guò)血流而帶走(abtransportierte)熱或冷也是重要的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)血流帶走的熱或冷不再為待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的溫度上升或溫度下降作出貢獻(xiàn)。為了能夠在確定溫度分布時(shí)相應(yīng)地考慮熱或冷從組織通過(guò)血流帶走的該方面，發(fā)明人由此建議，從待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的灌注測(cè)量中獲得至少一個(gè)有關(guān)血流的信息并且在確定溫度分布時(shí)相應(yīng)地考慮該信息。以這種方式，可以更好地隨著時(shí)間來(lái)模擬或估計(jì)或確定在待消融的組織和/或患者的具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布，并且由此可以基于待預(yù)計(jì)的溫度分布的模擬更好地隨著時(shí)間來(lái)規(guī)劃、或基于溫度分布的伴隨手術(shù)的確定來(lái)更好地伴隨或監(jiān)視治療或消融。按照本發(fā)明的一種變形，在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的灌注測(cè)量過(guò)程中，至少確定患者的流過(guò)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的血液的流速和/或至少確定隨著時(shí)間流過(guò)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的血量。在此，流過(guò)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的血液的流速是特別有意義的。在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中的流速越高，則熱或冷被帶走越多。這點(diǎn)首先在待消融的組織的和/或具有待消融的組織的身體組織的、 有相對(duì)大的傳輸血液的血管經(jīng)過(guò)的位置中是關(guān)鍵的。特別是通過(guò)這些相對(duì)大的、傳輸血液的血管，熱或冷的通常預(yù)計(jì)的球形傳播或圍繞例如以RF針形式的熱或冷源的溫度分布發(fā)生偏差。但是在考慮血流、特別是血液的流速的條件下，也可以確定該偏差和由此圍繞熱或冷源的實(shí)際的溫度分布。按照本發(fā)明的另一種變形，附加地基于熱或冷到待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中的輸入，和/或基于待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的導(dǎo)熱率，和/或基于待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的熱容，進(jìn)行在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布的隨著時(shí)間的確定。利用導(dǎo)熱率，考慮熱或冷到待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中的傳播。首先待消融的組織的熱容特別地還可以具有如下意義應(yīng)該緩慢地加熱待消融的組織，以便在待消融的組織中不會(huì)局部沉積太多的熱。太大量的熱會(huì)局部導(dǎo)致待消融的組織的過(guò)早的、不期望的碳化。碳化的組織然后會(huì)干擾熱傳播。按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式，優(yōu)選地在消融身體組織的待消融的組織之前或期間進(jìn)行待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的灌注測(cè)量。特別是當(dāng)灌注測(cè)量在消融之前進(jìn)行時(shí)，按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，可以在進(jìn)行消融之前為了規(guī)劃介入而隨著時(shí)間模擬在待消融的組織和/或患者的具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布。特別地基于血液通過(guò)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的流速、待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的導(dǎo)熱率和待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織的熱容，例如在借助一個(gè)或多個(gè)RF探針或RF 針到待消融的組織中的熱隨著時(shí)間發(fā)生變化的情況下，可以隨著時(shí)間模擬在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布并且基于所述一次或多次模擬這樣規(guī)劃消融，使得盡可能最佳地，即，可以以預(yù)料的最好的治療結(jié)果進(jìn)行該消融。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，在灌注測(cè)量期間，獲得待消融的組織和/或患者的具有待消融的組織的身體組織的圖像信息并且在顯示設(shè)備上顯示。以這種方式例如基于在圖像信息中的流速，例如可以通過(guò)相應(yīng)的色彩強(qiáng)調(diào)來(lái)區(qū)別血液強(qiáng)烈流過(guò)的區(qū)域與血液微弱流過(guò)的區(qū)域。該顯示例如可以作為多平面重組(multiplanare Reformation,MPR)進(jìn)行。 如果在介入或消融期間進(jìn)行顯示，則進(jìn)行消融的醫(yī)生可以直接面向圖像信息并且相應(yīng)地控制熱或冷的提供(aifuhr)。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題還通過(guò)一種具有計(jì)算單元的裝置解決，該計(jì)算單元程序技術(shù)地構(gòu)造為用于執(zhí)行上述方法中的至少一個(gè)，即，具有實(shí)現(xiàn)上述方法的至少一個(gè)的計(jì)算程序或計(jì)算機(jī)程序。
按照本發(fā)明的構(gòu)造，所述裝置可以是磁共振設(shè)備、X射線計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備、X 射線設(shè)備、C形臂X射線設(shè)備、超聲波設(shè)備或用于光學(xué)成像的設(shè)備，利用其可以進(jìn)行灌注測(cè)量并且可以跟蹤例如介入或消融的過(guò)程。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題還通過(guò)一種數(shù)據(jù)載體解決，該數(shù)據(jù)載體具有計(jì)算程序或計(jì)算機(jī)程序，其實(shí)現(xiàn)上述方法中的至少一個(gè)并且可以由計(jì)算單元從數(shù)據(jù)載體加載，當(dāng)計(jì)算程序或計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算單元中加載時(shí)，所述計(jì)算單元執(zhí)行上述方法中的至少一個(gè)。


本發(fā)明的實(shí)施例在所附示意圖中示出。其中，圖1示出了具有計(jì)算單元的按照計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備形式的裝置，和圖2示出了來(lái)自于患者的肝臟的灌注測(cè)量的三個(gè)互相正交的、具有患者的肝臟的
二維層圖像。在圖1上示出的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1在以下并且不失一般性地僅作為理解本發(fā)明所必需的來(lái)討論。
具體實(shí)施例方式圖1示出的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1具有用于支撐待檢查的患者P的患者臥榻2。計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1還包括機(jī)架4，該機(jī)架具有圍繞系統(tǒng)軸5可旋轉(zhuǎn)支撐的管-探測(cè)器-系統(tǒng)。管-探測(cè)器-系統(tǒng)具有互相相對(duì)設(shè)置的X射線管6和X射線探測(cè)單元7。在運(yùn)行中，X 射線8從X射線管6在X射線探測(cè)單元7的方向上發(fā)出，并且借助X射線探測(cè)單元采集。患者臥榻2具有臥榻基座9，在臥榻基座上設(shè)置了用于實(shí)際支撐患者P的患者支撐板10。可以相對(duì)于臥榻基座9這樣調(diào)節(jié)患者支撐板10，使得患者支撐板10與患者P —起能夠被駛?cè)氲綑C(jī)架4的開(kāi)口 3中，以用于例如對(duì)于拓?fù)鋱D或在螺旋掃描中拍攝患者P的二維X射線投影。利用X射線計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1的示意性示出的圖像計(jì)算機(jī)11，進(jìn)行二維X射線投影的計(jì)算的處理，例如拓?fù)鋱D的產(chǎn)生或患者P的身體區(qū)域的體積數(shù)據(jù)組的基于二維X射線投影的重建。計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1還具有計(jì)算單元12，利用該計(jì)算單元可以運(yùn)行并且運(yùn)行用于操作和控制計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1以及用于規(guī)劃患者的檢查和治療的計(jì)算程序。計(jì)算單元12在此不必構(gòu)造為獨(dú)立的計(jì)算單元12，而是還可以集成在計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1中。在本發(fā)明的該實(shí)施例的情況下，當(dāng)利用插入到腫瘤組織中的RF針在消融的過(guò)程中隨著時(shí)間加熱腫瘤組織時(shí)，要利用計(jì)算單元12、在準(zhǔn)備階段或?yàn)榱艘?guī)劃優(yōu)選要利用計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1跟蹤的、以RF消融患者肝臟中的腫瘤組織形式的介入，隨著時(shí)間模擬在待消融的組織和具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布。為此將在圖中象征性地利用附圖標(biāo)記13表示的計(jì)算程序加載到計(jì)算單元12中。 計(jì)算程序13可以從便攜式數(shù)據(jù)載體、例如⑶14，或者從服務(wù)器15通過(guò)網(wǎng)絡(luò)16被加載到計(jì)算單元12中并且實(shí)現(xiàn)該方法，在該方法中在考慮關(guān)于在腫瘤組織中和在圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的血流的至少一個(gè)信息的條件下，隨著時(shí)間進(jìn)行在待消融的組織和/或具有或圍繞待消融的組織的肝臟組織中的溫度分布的確定。這樣構(gòu)造計(jì)算程序，使得利用計(jì)算程序既可以在規(guī)劃階段模擬也可以在消融期間實(shí)時(shí)確定溫度分布。
在本發(fā)明的該實(shí)施例的情況下，關(guān)于在腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的血流的信息是血液的流速，該流速是借助利用計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1對(duì)患者P的肝臟進(jìn)行的灌注測(cè)量以本身公知的方式獲得的。為此以定義的方式對(duì)患者P給予確定量的造影劑， 使得從腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的造影劑的、利用計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1記錄的出現(xiàn)和利用計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1記錄的消失，可以確定血液通過(guò)腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織的流速。圖2示例性示出了三個(gè)相互正交的、具有患者P的肝臟17的二維層圖像(視圖的方向側(cè)向、前向、徑向)，所述二維層圖像來(lái)自于利用圖1的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備1對(duì)患者 P的肝臟17的灌注測(cè)量。肝臟具有在圖2中不可識(shí)別的、具有不同的血流和血液的不同流速的區(qū)域。從灌注測(cè)量中，對(duì)于肝臟的不同區(qū)域，分別確定血液的流速并識(shí)別對(duì)于待進(jìn)行消融的組織區(qū)域相關(guān)的流速。確定和識(shí)別的通過(guò)腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織的血液的流速，和隨著時(shí)間通過(guò)RF針到腫瘤組織的熱提供(Warmezufuhr),是用于模擬在腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的隨著時(shí)間的溫度分布的輸入?yún)?shù)。為了模擬在腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的溫度分布，附加地還可以考慮腫瘤組織的和/或肝臟組織的導(dǎo)熱率(如果有的話)，和腫瘤組織的和/或肝臟組織的熱容(如果有的話)。特別地，血液的流速的知識(shí)和與之相關(guān)的、熱被帶走的知識(shí)，使得可以根據(jù)隨著時(shí)間的熱提供而相對(duì)精確地隨著時(shí)間模擬在腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的溫度分布并且以這種方式能夠規(guī)劃消融。按照所述方法也可以在進(jìn)行消融期間確定在腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的溫度分布。在此，可以在消融期間通過(guò)對(duì)肝臟組織的并行的灌注測(cè)量，確定血液的當(dāng)前流速并且由此基于當(dāng)前確定的流速的值，確定在腫瘤組織和圍繞腫瘤組織的肝臟組織中的溫度分布。此外，該裝置不一定必須具有用于監(jiān)視消融和用于肝臟組織的灌注測(cè)量的計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備。事實(shí)上成像設(shè)備還可以是磁共振設(shè)備、X射線設(shè)備、C形臂X射線設(shè)備或超聲波設(shè)備。此外，對(duì)于到腫瘤組織中的熱提供可以使用多個(gè)RF探針或RF針，在模擬或確定在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織中的溫度分布時(shí)相應(yīng)地考慮其各自的熱提供。溫度分布的模擬和確定不限于腫瘤組織或肝臟，而是還可以應(yīng)用于其他組織或器官，例如腎臟。對(duì)于模擬，只要計(jì)算單元對(duì)于溫度分布的模擬隨著時(shí)間提供確定的血液流速和關(guān)于到腫瘤組織的隨著時(shí)間的熱提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算單元不一定必須與計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備相連。消融本身也可以利用不同于RF消融的其他消融方法，例如借助冷凍消融來(lái)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種用于確定在待消融的組織和/或在患者(P)的具有待消融的組織的身體組織 (17)中的溫度分布的方法，在該方法中，在考慮關(guān)于在待消融的組織和/或在具有待消融的組織的身體組織(17)中的血流的至少一個(gè)信息的條件下進(jìn)行在待消融的組織和/或在具有待消融的組織的身體組織(17)中的溫度分布的確定，所述信息來(lái)自于對(duì)待消融的組織和/或具有待消融的組織(17)的身體組織的灌注測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)的灌注測(cè)量過(guò)程中，至少確定患者(P)的流過(guò)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)的血液的流速和/或至少確定隨著時(shí)間流過(guò)待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)的血量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，附加地基于熱或冷到待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)中的輸入，和/或基于待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)的導(dǎo)熱率，和/或基于待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)的熱容，進(jìn)行在待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)中的溫度分布的確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在消融身體組織(17)的待消融的組織之前或期間進(jìn)行待消融的組織和/或具有待消融的組織的身體組織(17)的灌注測(cè)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在進(jìn)行消融之前模擬在待消融的組織和/或患者(P)的具有待消融的組織的身體組織(17)中的溫度分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在灌注測(cè)量期間，獲得待消融的組織和/或患者(P)的具有待消融的組織的身體組織(17)的圖像信息并且在顯示設(shè)備上顯示 ο
7.一種具有計(jì)算單元(1 的裝置，該計(jì)算單元程序技術(shù)地構(gòu)造為用于執(zhí)行權(quán)利要求1 至6中任一項(xiàng)所述的方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述裝置是磁共振設(shè)備、X射線計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備(1)、X射線設(shè)備、C形臂X射線設(shè)備、超聲波設(shè)備或用于光學(xué)成像的設(shè)備。
9.一種數(shù)據(jù)載體(14，15)，具有實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述方法的計(jì)算程序(13)，該計(jì)算程序存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)載體(14，15)上并且可以由計(jì)算單元(1 從所述數(shù)據(jù)載體 (14,15)加載，以便當(dāng)計(jì)算程序(1 在計(jì)算單元(1 中加載時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6 中任一項(xiàng)所述方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定在待消融的組織和/或在患者(P)的具有待消融的組織的身體組織(17)中的溫度分布的方法，在該方法中，在考慮關(guān)于在待消融的組織和/或在具有待消融的組織的身體組織(17)中的血流的至少一個(gè)信息的條件下進(jìn)行在待消融的組織和/或在具有待消融的組織的身體組織(17)中的溫度分布的確定，所述信息來(lái)自于對(duì)待消融的組織和/或具有待消融的組織(17)的身體組織的灌注測(cè)量。本發(fā)明還涉及一種具有用于執(zhí)行該方法的計(jì)算單元(12)的裝置以及一種數(shù)據(jù)載體(14，15)，在該數(shù)據(jù)載體上存儲(chǔ)了實(shí)現(xiàn)該方法的計(jì)算程序(13)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK102309316SQ201110147259
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者伯恩哈德.施米特, 克里斯琴.尤斯曼, 馬丁.塞德?tīng)桘湢?申請(qǐng)人:美國(guó)西門子醫(yī)療解決公司, 西門子公司