[go: up one dir, main page]

RU2693204C1 - Система планирования дозы - Google Patents

Система планирования дозы Download PDF

Info

Publication number
RU2693204C1
RU2693204C1 RU2018100614A RU2018100614A RU2693204C1 RU 2693204 C1 RU2693204 C1 RU 2693204C1 RU 2018100614 A RU2018100614 A RU 2018100614A RU 2018100614 A RU2018100614 A RU 2018100614A RU 2693204 C1 RU2693204 C1 RU 2693204C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biopsy
tumor
dose
map
organ
Prior art date
Application number
RU2018100614A
Other languages
English (en)
Inventor
Яцек Лукаш КУСТРА
Гийом Леопольд Теодорус Фредерик ХАУТВАСТ
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Application granted granted Critical
Publication of RU2693204C1 publication Critical patent/RU2693204C1/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103—Treatment planning systems
    • A61N5/1031—Treatment planning systems using a specific method of dose optimization
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A61B10/04—Endoscopic instruments, e.g. catheter-type instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/02—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Clinical applications
    • A61B8/0833—Clinical applications involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/0841—Clinical applications involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103—Treatment planning systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/10—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to drugs or medications, e.g. for ensuring correct administration to patients
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A61B10/04—Endoscopic instruments, e.g. catheter-type instruments
    • A61B2010/045—Needles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/34—Trocars; Puncturing needles
    • A61B17/3403—Needle locating or guiding means
    • A61B2017/3413—Needle locating or guiding means guided by ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577—Ablation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2063—Acoustic tracking systems, e.g. using ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/378—Surgical systems with images on a monitor during operation using ultrasound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицине, а именно к системе планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани органа. Предложена система, содержащая: модуль создания биопсийной карты, выполненный с возможностью приема биопсийной информации об интересующем органе, касающейся мест биопсии и тканевых характеристик ткани, обнаруженной в местах биопсии, при этом модуль создания биопсийной карты дополнительно выполнен с возможностью создания пространственно-аннотированной биопсийной карты для органа посредством привязки пространственной информации о местах биопсии к тканевым характеристикам ткани, обнаруженной в соответствующих местах биопсии, и модуль вычисления вероятностной карты, выполненный с возможностью создания вероятностной карты опухоли посредством вычисления вероятности опухоли для мест в органе, из которых не отбирали биопсию, путем использования опухолевых и/или тканевых характеристик из мест биопсии, и модуль планирования дозы, выполненный с возможностью создания дозового плана на основе вероятностной карты опухоли, причем ограничивающие условия планирования являются такими, что для зоны со средней повышенной вероятностью опухоли планируется повышенная плановая доза, а для зоны со средней пониженной вероятностью опухоли планируется пониженная плановая доза. Изобретение обеспечивает усовершенствование планирования лечения. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к системе планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани органа и, в частности, изобретение относится к системе планирования дозы для лечения в области онкологии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Лечение опухолей у онкологических пациентов можно выполнять с использованием нескольких способов от минимально инвазивных способов, например, брахитерапии, до хирургических способов, в ходе которых удаляют весь орган, содержащий опухоль. Менее инвазивные способы фокальной терапии набирают популярность благодаря усовершенствованиям в области ранней диагностики и скрининга, и потенциально меньших побочных эффектов.
Рабочий процесс от диагностики до лечения рака состоит из нескольких этапов. Биопсию обычно выполняют в течение этапа диагностики, чтобы оценить тип опухоли и предоставить балльную оценку (в дальнейшем, индекс) распространения рака. Биопсию обычно берут в нескольких местах и вычисляют общий индекс. Для вывода упомянутого общего индекса применяют несколько способов:
1. число миллиметров злокачественного образования на один биоптат;
2. суммарное число миллиметров злокачественного образования по всем биоптатам;
3. процентное содержание злокачественного образования на один биоптат;
4. суммарное процентное содержание злокачественного образования во всем образце;
5. число положительных биоптатов;
6. доля положительных биоптатов (число положительных биоптатов и суммарное число биоптатов).
Патент США 7831293B2 описывает способ обозначения границы биологической мишени для лечения. Данный документ описывает способ, по которому в месте биопсии оставляют определимый маркер. Данный маркер используют для корреляции гистопатологических данных с функциональной визуализацией. Поскольку набор данных, используемых для создания плана лечения опухоли, может различать и дифференцировать конкретную патологию и прогрессирование опухоли или агрессивность разных областей целевой ткани, то план лечения можно использовать для направления терапии на разные области ткани отдельного биологического целевого объема с разными интенсивностями. Патологически задаваемые точки опухоли коррелируют с функциональным исследованием (например, МР-спектроскопией (магнитно-резонансной спектроскопической визуализацией), ОФЭКТ (однофотонной эмиссионной КТ), ПЭТ (позитронной эмиссионной томографией) или оптической биопсией) таким образом, что полученные положительные результаты на функциональном изображении могут служить известным маркером для участков поражения. Если функциональное исследование может обнаруживать данные зоны прежде скрытых очагов опухоли, то другие зоны, показывающие активность на функциональном исследовании, можно рассматривать как представляющие дополнительные скрытые очаги опухоли и поэтому использовать для обозначения границы биологического целевого объема для лечения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является усовершенствование планирования лечения. Данная цель достигается с помощью системы планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани интересующего органа, содержащей:
- модуль создания биопсийной карты, выполненный с возможностью приема биопсийной информации об интересующем органе, касающейся мест биопсии и тканевых характеристик ткани, обнаруженной в местах биопсии, при этом модуль создания биопсийной карты дополнительно выполнен с возможностью создания пространственно-аннотированной биопсийной карты для органа посредством привязки пространственной информации о местах биопсии к тканевым характеристикам ткани, обнаруженной в соответствующих местах биопсии, и
- модуль вычисления вероятностной карты, выполненный с возможностью создания вероятностной карты опухоли посредством вычисления вероятности опухоли для мест в органе, из которых не отбирали биопсию, путем использования опухолевых и/или тканевых характеристик из мест биопсии, и
- модуль планирования дозы, выполненный с возможностью создания дозового плана на основе вероятностной карты опухоли, причем ограничивающие условия планирования являются такими, что для зоны со средней повышенной вероятностью опухоли планируется повышенная плановая доза, и для зоны со средней пониженной вероятностью опухоли планируется пониженная плановая доза.
В настоящее время, в лучевой терапии существуют две важных проблемы. Первая состоит в том, что точное оконтуривание опухолевой ткани может быть сложной задачей. Существует множество различий между оконтуриваниями, выполненными разными наблюдателями на основе медицинских изображений. Кроме того, определение правильной дозы может быть сложной задачей. Предлагалось изменять дозу в пределах опухоли с учетом агрессивности опухоли, чтобы повысить вероятность контроля опухоли и ослабить побочные эффекты. Однако, данный способ, так называемого, окрашивания опухоли цифрами основан на (функциональной) визуализации (например, методами ПЭТ, диффузионно-взвешенной МРТ, МРТ с динамическим контрастированием) ткани. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что упомянутые методы визуализации обеспечивают только косвенные показатели вероятности опухоли и агрессивности опухоли. Поэтому, при непосредственном использовании результатов биопсии для вычисления вероятностной карты опухоли, которая, в свою очередь, представляет собой входные данные для модуля планирования дозы, план лечения можно улучшить. Вероятностная карта опухоли может быть картой, представляющей пространственное распределение расчетных вероятностей присутствия опухоли. Данная карта может также представлять пространственное распределение по расчетным плотностям опухолевых клеток или уровням агрессивности (например, индекс Глиссона в случае рака простаты).
В соответствии с вариантами осуществления изобретения, система планирования дозы дополнительно содержит биопсийную систему с контролем по изображениям, выполненную с возможностью взятия биопсии из предварительно заданных мест в органе и дополнительно выполненную с возможностью представления по меньшей мере пространственной информации о местах биопсии в модуль создания биопсийной карты. Данный вариант осуществления выгоден потому, что он может способствовать усовершенствованию рабочего процесса лечения опухоли. Нацеленные биопсии могут выполняться и основываться на гистопатологическим анализе биопсий, возможно непосредственное создание биопсийной карты, которую затем можно использовать для вычисления вероятностной карты и дозового плана. Затем данный план можно непосредственно применять для лечения. Контроль по изображениям можно обеспечивать, например, посредством ультразвуковой или магнитно-резонансной визуализации.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, биопсийная система с контролем по изображениям содержит, так называемую, фотонную иглу. Автоматический анализ спектра, получаемый посредством фотонной иглы, будет дополнительно ускорять диагностику для процесса лечения.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, биопсийная система с контролем по изображениям содержит модуль совмещения, выполненный с возможностью совмещения изображения органа, полученного ультразвуковой системой, с изображением органа, полученного второй системой медицинской визуализации, при этом места биопсии определяются по меньшей мере частично на основании изображения, полученного второй системой медицинской визуализации. Данный вариант осуществления выгоден потому, что, хотя ультразвук может быть очень удобен для контроля по изображениям, в некоторых ситуациях типа, например, рака простаты, ультразвук может и не подходить как средство визуализации для определения мест, содержащих подозрительную ткань. В данных ситуациях места подозрительной ткани можно определять на основании изображений, полученных другим средством визуализации, например, МРТ, ПЭТ, ОФЭКТ, КТ (с контрастированием). После совмещения подозрительные места, найденные посредством изображений, полученных второй системой медицинской визуализации, можно перевести в координатную систему ультразвукового средства.
Система планирования дозы может быть выполнена с возможностью создания дозового плана для чего-то одного из радиотерапии, протонной терапии, криотерапии, радиочастотной абляции, лазерной абляции или лечения высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком.
Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из последующего описания вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Фигура 1 - система планирования дозы в соответствии с изобретением,
Фигура 2 - пример вероятностной карты опухоли, и
Фигура 3 - дозовый план, соответствующий вероятностной карте опухоли, показанной на фигуре 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фигура 1 изображает систему планирования дозы 10 в соответствии с изобретением. Система планирования дозы 10 содержит модуль 13 создания биопсийной карты, модуль 14 вычисления вероятностной карты и модуль 15 планирования дозы. Рабочий процесс планирования дозы с использованием изобретения может начинаться с получения 11 изображений интересующего органа, по которым можно идентифицировать подозрительные места в органе. Возможна также идентификация неподозрительных мест. Упомянутые изображения могут быть, например, магнитно-резонансными (МР) изображениями. МР изображения могут представляться в модуль 12 совмещения. В течение процедуры биопсии, биопсийная система 102 с контролем по изображениям может получать ультразвуковые изображения для навигации биопсии посредством ультразвуковой системы 101. По меньшей мере одно из ультразвуковых изображений представляется в модуль 12 совмещения. Затем модуль совмещения совмещает ультразвуковое изображение с МР изображением таким образом, что идентифицированные подозрительные и неподозрительные места органа могут быть переведены в координатную систему визуализации ультразвуковой системы 101. Затем оператор системы может направлять фотонную иглу 100 в идентифицированные места для выполнения гистопатологического анализа на ткани 17.
В качестве альтернативы, биопсию можно отбирать и пересылать в патологический отдел для анализа. Анализ ткани дает, в результате, тканевые характеристики типа плотности опухолевых клеток, процентного содержания опухолевых клеток, агрессивность опухоли и т.п. Тканевые характеристики, найденные из биопсийной ткани 17 из мест 16 биопсии, представляются в модуль 13 создания биопсийной карты, который создает биопсийную карту посредством привязки мест биопсии к соответствующим тканевым характеристикам.
Биопсийная карта служит входными данными для модуля 14 вычисления вероятностной карты, который использует ее для вычисления вероятностной карты 18 опухоли. В данном случае линия 103 окружает зону, в которой вероятность опухоли превышает некоторый порог. Модуль 14 вычисления вероятностной карты может быть выполнен с возможностью создания вероятностной карты 18 опухоли на основе интерполяции или модели формы опухоли. Интерполяция может быть выгодной, поскольку данный способ не требует предварительного знания формы опухоли.
Модель формы опухоли может использовать доступную статистическую информацию о распространении опухоли по отношению к, например, плотности опухолевых клеток, агрессивности опухоли, мутаций ДНК, уровней экспрессии ДНК, уровней белка, обнаруженных в биопсийном материале. Модели формы опухоли известны, например, из публикации Shen et al., Optimized prostate biopsy via a statistical atlas of cancer spatial distribution, Medical Image Analysis 8 (2004) 139-150. В данном способе упомянутые авторы экспериментально создали облако глобальной вероятности для нахождения положительного результата биопсии и его использования для оптимального расположения иглы. В данном случае, основным пунктом применения для настоящего изобретения является распределение вероятности, которое можно использовать для моделирования вероятностной карты опухоли.
Другими примерами литературы, описывающей распределения опухолей, которые можно использовать как исходную информацию для формирования вероятностной карты опухоли, являются публикации Menze et al., Image-based modeling of tumour growth in patients with glioma, Optimal control in image processing, Springer, Heidelberg/Germany, 2011. hal-00825866, и Gevertz et al., Simulating tumour growth in confined heterogeneous environments, Phys. Biol. 5 (2008) 036010. Кроме того, можно собрать дополнительные данные по вероятности присутствия опухоли в некотором месте, при наличии положительной или отрицательной биопсийной пробы в другом месте.
Фигура 2 представляет пример вероятностной карты опухоли. Фигура 2 содержит ультразвуковое изображение простаты 204. Места, в которых биопсия взята, но опухоль не обнаружена, обозначены знаком «-» 202. Места, в которых биопсия взята, и в которых опухоль обнаружена в биопсийной пробе, обозначены знаком «+» 203. Вероятность опухоли снижается от положений 203 к линии 204, которая является изолинией, указывающей на некоторое значение вероятности опухоли, например, 95%.
Вероятностная карта опухоли представляется в модуль 15 планирования дозы, который создает дозовый план 19 на основании вероятностной карты опухоли. Фигура 3 представляет дозовый план, соответствующий вероятностной карте опухоли, показанной на фигуре 2. Зону, окруженную изолинией 204, считают общим объемом опухоли (GTV), и планируют лечение как таковое.
В качестве альтернативы, модуль планирования дозы может, например, создавать дозовый план на основании вероятностной карты опухоли при посредстве радиобиологических моделей. Данные модели обычно учитывают плотность опухолевых клеток, но могут также учитывать агрессивность опухоли или уровень гипоксии, который влияет на, по меньшей мере, радиотерапевтический результат и может определяться по, например, уровням HIF-1 (индуцируемого при гипоксии фактора 1). Данные значения можно получать из биопсийных проб и использовать в вероятностной карте опухоли. Дозу облучения можно также определять на основе интерполяции. В качестве альтернативы, можно также выбрать вариант применения увеличенной дозы к области с высокой (например > 95%) вероятностью опухоли и применения стандартной дозы к областям с вероятностью опухоли от низкой до средней (например, 5-95%). Модуль планирования дозы может быть также выполнен с возможностью использования условий ограничения дозы для подверженного риску органа, расположенного вблизи органа, подлежащего лечению. Однако, возможны другие примеры, и изобретение не ограничено раскрытыми примерами.
Хотя изобретение подробно изложено и иллюстрировано на чертежах и в вышеприведенном описании, упомянутые иллюстрации и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничительными; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления и может применяться для планирования дозы в области лечения заболеваний.

Claims (13)

1. Система планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани интересующего органа, содержащая:
- модуль создания биопсийной карты, выполненный с возможностью приема биопсийной информации об интересующем органе, касающейся мест биопсии и тканевых характеристик ткани, обнаруженной в местах биопсии, при этом модуль создания биопсийной карты дополнительно выполнен с возможностью создания пространственно-аннотированной биопсийной карты для органа посредством привязки пространственной информации о местах биопсии к тканевым характеристикам ткани, обнаруженной в соответствующих местах биопсии, и
- модуль вычисления вероятностной карты, выполненный с возможностью создания вероятностной карты опухоли посредством вычисления вероятности опухоли для мест в органе, из которых не отбирали биопсию, путем использования опухолевых и/или тканевых характеристик из мест биопсии, и
- модуль планирования дозы, выполненный с возможностью создания дозового плана на основе вероятностной карты опухоли, причем ограничивающие условия планирования являются такими, что для зоны со средней повышенной вероятностью опухоли планируется повышенная плановая доза, а для зоны со средней пониженной вероятностью опухоли планируется пониженная плановая доза.
2. Система планирования дозы по п. 1, в которой вероятностная карта опухоли является пространственным распределением чего-то одного из расчетных вероятностей присутствия опухоли, расчетных плотностей опухолевых клеток или уровня агрессивности опухоли.
3. Система планирования дозы по п. 1 или 2, дополнительно содержащая биопсийную систему с контролем по изображениям, выполненную с возможностью взятия биопсии из предварительно заданных мест в органе и дополнительно выполненную с возможностью представления по меньшей мере пространственной информации о местах биопсии в модуль создания биопсийной карты.
4. Система планирования дозы по п. 3, в которой биопсийная система с контролем по изображениям содержит фотонную иглу, при этом фотонная игла выполнена с возможностью представления биопсийной информации, касающейся мест биопсии и тканевых характеристик ткани, обнаруженных в местах биопсии, в модуль создания биопсийной карты для интересующего органа.
5. Система планирования дозы по п. 3 или 4, в которой биопсийная система с контролем по изображениям содержит ультразвуковую систему для контроля по изображениям в течение биопсии.
6. Система планирования дозы по п. 5, содержащая модуль совмещения, выполненный с возможностью совмещения изображения органа, полученного ультразвуковой системой, с предыдущим изображением органа, полученным вторым средством визуализации, при этом места биопсии по меньшей мере частично определяются на основании предыдущего изображения.
7. Система планирования дозы по одному из предыдущих пунктов, выполненная с возможностью создания дозового плана для по меньшей мере одного из группы видов лечения, содержащей брахитерапию, протонную терапию, криотерапию, радиочастотную абляцию, лазерную абляцию и лечение высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком.
8. Система планирования дозы по любому из предыдущих пунктов, в которой модуль вычисления вероятностной карты выполнен с возможностью создания вероятностной карты опухоли на основе интерполяции опухолевых и/или тканевых характеристик между местами биопсии или на основе модели формы опухоли, использующей опухолевые и/или тканевые характеристики в качестве входных данных.
9. Система планирования дозы по любому из предыдущих пунктов, в которой опухолевые характеристики являются по меньшей мере одной группой характеристик, содержащей плотность клеток, размер опухоли в биопсийной пробе, процентное содержание опухоли на одну биопсийную пробу или показатель, относящийся к агрессивности опухоли.
10. Система планирования дозы по любому из предыдущих пунктов, в которой модуль планирования дозы дополнительно выполнен с возможностью использования условий ограничения дозы для подверженного риску органа, расположенного вблизи органа, подлежащего лечению.
RU2018100614A 2015-06-12 2016-06-10 Система планирования дозы RU2693204C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15171904.4 2015-06-12
EP15171904 2015-06-12
PCT/EP2016/063336 WO2016198626A1 (en) 2015-06-12 2016-06-10 Dose planning system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693204C1 true RU2693204C1 (ru) 2019-07-01

Family

ID=53476687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100614A RU2693204C1 (ru) 2015-06-12 2016-06-10 Система планирования дозы

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10695130B2 (ru)
EP (1) EP3307387B1 (ru)
JP (1) JP6564073B2 (ru)
CN (1) CN107743409B (ru)
RU (1) RU2693204C1 (ru)
WO (1) WO2016198626A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11116480B2 (en) 2015-04-28 2021-09-14 Bk Medical Holding Company, Inc. Image guided steering of a transducer array and/or an instrument
JP6564073B2 (ja) * 2015-06-12 2019-08-21 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 放射量計画システム
WO2019183624A1 (en) 2018-03-23 2019-09-26 Avent, Inc. System and method for controlling energy delivered to an area of tissue during a treatment procedure
JP2023078878A (ja) * 2021-11-26 2023-06-07 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5398690A (en) * 1994-08-03 1995-03-21 Batten; Bobby G. Slaved biopsy device, analysis apparatus, and process
US20030135115A1 (en) * 1997-11-24 2003-07-17 Burdette Everette C. Method and apparatus for spatial registration and mapping of a biopsy needle during a tissue biopsy
WO2016198626A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 Koninklijke Philips N.V. Dose planning system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000014668A1 (en) * 1998-09-08 2000-03-16 Catholic University Of America Method and system for improved detection of prostate cancer
US6438401B1 (en) * 2000-04-28 2002-08-20 Alpha Intervention Technology, Inc. Indentification and quantification of needle displacement departures from treatment plan
US7831293B2 (en) 2005-05-10 2010-11-09 Advanced Clinical Solutions, Inc. Method of defining a biological target for treatment
CN101959450B (zh) * 2008-03-03 2013-05-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 通过基于图像的x射线引导系统
US9113816B2 (en) * 2008-11-11 2015-08-25 Eigen, Inc. System and method for prostate biopsy
JP2010273854A (ja) 2009-05-28 2010-12-09 Fujifilm Corp 放射線画像表示装置、方法及びプログラム
US9014780B2 (en) * 2009-11-20 2015-04-21 Koninklijke Philips N.V. Image-based biopsy guidance method
DE102010028105A1 (de) 2010-04-22 2011-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, Vorrichtung und Gerätesystem für die Therapie von Prostatakrebs
WO2013028762A1 (en) 2011-08-22 2013-02-28 Siemens Corporation Method and system for integrated radiological and pathological information for diagnosis, therapy selection, and monitoring
WO2013140357A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Koninklijke Philips N.V. Clinical workstation integrating medical imaging and biopsy data and methods using same
US9798856B2 (en) * 2012-03-21 2017-10-24 Koninklijke Philips N.V. Clinical workstation integrating medical imaging and biopsy data and methods using same
US9370304B2 (en) * 2012-06-06 2016-06-21 The Regents Of The University Of Michigan Subvolume identification for prediction of treatment outcome
EP2878338B1 (en) * 2013-11-28 2018-04-11 RaySearch Laboratories AB Method and system for uncertainty based radiotherapy treatment planning

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5398690A (en) * 1994-08-03 1995-03-21 Batten; Bobby G. Slaved biopsy device, analysis apparatus, and process
US20030135115A1 (en) * 1997-11-24 2003-07-17 Burdette Everette C. Method and apparatus for spatial registration and mapping of a biopsy needle during a tissue biopsy
WO2016198626A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 Koninklijke Philips N.V. Dose planning system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Johannes G Korporaal et al, The use of probability maps to deal with the uncertainties in prostate cancer delineation, Feb 2010,Radiotherapy and Oncology 94(2):168-72. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107743409B (zh) 2020-06-05
EP3307387B1 (en) 2018-12-05
US10695130B2 (en) 2020-06-30
EP3307387A1 (en) 2018-04-18
CN107743409A (zh) 2018-02-27
JP6564073B2 (ja) 2019-08-21
WO2016198626A1 (en) 2016-12-15
JP2018518277A (ja) 2018-07-12
US20180153619A1 (en) 2018-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7831293B2 (en) Method of defining a biological target for treatment
Xing et al. Overview of image-guided radiation therapy
JP6106259B2 (ja) 医用イメージングと生検データとを統合する臨床ワークステーション及びこれを使用する方法
JP6568478B2 (ja) 低侵襲治療のための計画、誘導およびシミュレーションシステムおよび方法
Bauman et al. Boosting imaging defined dominant prostatic tumors: a systematic review
EP1804917B1 (en) Dynamic tumor treatment system
RU2558521C2 (ru) Система и способ интегрированной биопсии и лечения
RU2529381C2 (ru) Формирование модели усовершенствованного изображения
US20140073907A1 (en) System and method for image guided medical procedures
WO2014031531A1 (en) System and method for image guided medical procedures
RU2693204C1 (ru) Система планирования дозы
US11288803B2 (en) Ablation result validation system
US9492124B2 (en) System and method for treatment planning of organ disease at the functional and anatomical levels
Priester et al. Prediction and mapping of intraprostatic tumor extent with artificial intelligence
RU2703688C2 (ru) Система контроля изображений
Lee et al. Lesion delineation framework for vestibular schwannoma, meningioma and brain metastasis for gamma knife radiosurgery using stereotactic magnetic resonance images
Ferrari et al. Intraoperative surgical navigation improves margin status in advanced malignancies of the anterior craniofacial area: A prospective observational study with systematic review of the literature and meta-analysis
Pasoglou et al. Pattern of metastatic deposit in recurrent prostate cancer: a whole-body MRI-based assessment of lesion distribution and effect of primary treatment
CN117427286B (zh) 一种基于能谱ct的肿瘤放疗靶区识别方法、系统及设备
Dinç et al. The dosimetric impacts of ct-based deep learning autocontouring algorithm for prostate cancer radiotherapy planning dosimetric accuracy of DirectORGANS
Ghanem et al. The Role of Adjuvant Radiotherapy and Chemotherapy for Surgically Staged Non-Myoinvasive Uterine Serous Carcinoma with Negative Peritoneal Washings
Alameddine et al. Image Fusion Principles: Theory
Urman et al. P01. 091 A robust method for rapidly simulating TTFields distributions within patient-specific computational head models
LUIS Tumor heterogeneity in clinical interpretation of PET/CT imaging: Evaluation of metabolic tumor volume, total lesion glycolysis, and standardized uptake value
Harat et al. Amino acid PET-MRI of malignant gliomas for biopsy planning