CN116157054A - 使用间质光学标测进行肿瘤消融规划 - Google Patents

使用间质光学标测进行肿瘤消融规划 Download PDF

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Abstract

本发明公开了生成用于间质激光消融规程的规划的装置、系统和方法。该系统可被配置为包括导管、发射器光纤、成像光纤、光源和处理单元的间质光学标测系统。该发射器光纤和该成像光纤用于在沿该导管的长度的离散成像位置处对与包括肿瘤边缘在内的肿瘤相关联的荧光染料进行间质成像。该处理器计算该荧光染料在每个离散位置处的位置并创建表示该肿瘤的光学标测图。该光学标测图用于生成包括激光光纤拉回位置的间质激光消融规划。

Description

使用间质光学标测进行肿瘤消融规划
相关申请
本申请要求于2020年8月6日提交的并且标题为“使用间质光学标测进行肿瘤消融规划(TUMOR ABLATION PLANNING USING INTERSTITIAL OPTICAL MAPPING)”的美国临时专利申请No.63/061,933的权益，该申请的内容据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及用于治疗患者的组织的装置、系统和方法。更具体地，本公开涉及用于规划肿瘤激光消融规程和/或使用间质光学成像和荧光染料对肿瘤(包括肿瘤边缘)进行间质光学标测的装置、系统和方法。
附图说明
从结合附图作出的以下描述和所附权利要求书，本文所公开的实施方案将变得更加显而易见。这些附图仅描绘将通过使用附图以附加的特异性和细节来描述的典型实施方案，在附图中：
图1是间质光学标测系统的侧视图。
图2A是图1的间质光学标测系统的光纤探针的远侧部分的纵向剖面图。
图2B是图2A的光纤探针的截面2B-2B处的横截面图。
图3是图1的间质光学标测系统的导管的纵向剖面图。
图4A是图1的间质光学标测系统的局部剖面图，其中间质光学标测系统的一部分置于患者的肿瘤内，并且发射器光纤和成像光纤置于导管内的第一离散成像位置处。
图4B是图1的间质光学标测系统的局部剖面图，其中间质光学标测系统的一部分置于患者的肿瘤内，并且发射器光纤和成像光纤置于导管内的第二离散成像位置处。
具体实施方式
激光消融，诸如激光间质热疗法(LITT)，是用于治疗肝脏、脑、腹部和/或身体其他区域中的各种肿瘤以及用于治疗良性病变诸如前列腺腺瘤的技术。在一些治疗中，将激光探针插入期望的治疗区域(例如，肿瘤)以递送激光能。在定位激光探针之后，可以间质性地发射激光能，以照射目标组织并生成导致热组织坏死的热量。因此，LITT可用于经由从激光能生成的热能来消融肿瘤，同时限制副作用或对周围结构的附加的损坏。
在某些情况下，LITT利用磁共振(MR)成像来确定待消融肿瘤的边缘，并利用实时MR测温来监测肿瘤消融的进展。然而，在一些情况下，MR图像可能不会清晰地限定肿瘤边缘，或者不会在可递送激光能那样精细的分辨率内限定边缘，从而可能导致肿瘤周围的非患病组织的消融和/或肿瘤的患病组织的消融不足。非患病组织的消融可能会引起患者不希望的并发症，诸如神经功能受损、癫痫发作、过度神经水肿等。患病组织的消融不足可能会引起患者其他不希望的并发症，诸如肿瘤复发、肿瘤转移、死亡等。
本文的实施方案描述了帮助识别目标组织结构的边缘位置的系统、方法和装置。目标组织结构可包括待消融的组织或在消融规程期间要避免和防止被消融的组织。虽然本文的许多示例描述了其中目标组织结构是待消融的肿瘤的实施方案，但这些实施方案可用于保护不被消融的目标组织结构。
在一些实施方案中，间质光学肿瘤标测系统可用于标测肿瘤边缘，以限定肿瘤边缘并规划间质激光消融规程。间质光学肿瘤标测系统可包括设置在导管内的光纤探针，导管设置在肿瘤内或肿瘤附近。在一些实施方案中，光纤探针包括发射器光纤和成像光纤。发射器光纤被配置成从肿瘤内(例如，间质性地)发射光，以激发与肿瘤(包括肿瘤边缘)相关联的荧光染料。成像光纤被配置成接收来自荧光染料的反射光。光纤探针设置在位于肿瘤内的导管内。
通过将发射器光纤和成像光纤定位在沿着导管的长度的第一离散位置和至少一个其他离散位置，可形成肿瘤及其边缘的光学标测图。在每个离散位置处，发射光可从发射器光纤间质性地发射以激发荧光染料，然后反射光可被成像光纤接收。反射光由处理单元接收，并进行光谱分析以计算与肿瘤相关联的荧光染料的位置。每个离散位置的荧光染料的位置继而可由处理单元编译，以形成表示肿瘤的光学标测图。光学标测图可与肿瘤的MR图像关联。光学标测图和MR图像可以结合地使用以生成间质激光消融规划，其包括用于间质性地消融肿瘤的激光探针的拉回位置。
间质光学肿瘤标测系统还可用于确认肿瘤的消融，并生成间质激光消融规划以在需要时重新消融肿瘤。在肿瘤消融之后，将光纤探针重新插入导管中并设置在肿瘤内的第一位置。当发射器光纤和成像光纤平移到沿着导管的长度的多个离散位置时，可形成与荧光染料相关联的肿瘤的未消融部分的位置的光学标测图。在每个离散位置处，发射光从发射器光纤间质性地发射以激发荧光染料，并且反射光由成像光纤接收。反射光由处理单元接收，并进行光谱分析以计算与非消融肿瘤部分相关联的荧光染料的位置。每个离散位置的荧光染料的位置由处理单元编译，以形成表示未消融肿瘤部分的光学标测图。光学标测图可与经消融的肿瘤的MR图像关联。光学标测图和MR图像可以结合地使用以生成间质激光消融规划，其包括用于间质性地消融未消融肿瘤部分的激光探针的拉回位置。
参考附图可理解实施方案，其中在整个附图中类似的部分由类似的数字来表示。受益于本公开的本领域的普通技术人员将容易理解，如本文在附图中一般描述和示出的实施方案的部件可以各种不同配置来布置和设计。因此，如附图中表示的各种实施方案的以下更详细描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅表示各种实施方案。虽然附图中呈现了实施方案的各个方面，但附图未必按比例绘制，除非特别指出。
应当理解，出于简化本公开的目的，有时将各种特征组合在单个实施方案、附图或其描述中。这些特征中的许多特征可单独使用和/或彼此组合地使用。
短语“联接到”和“与……通信”是指两个或更多个实体之间的任何形式的交互，包括机械、电、磁性、电磁、流体和热交互。两个部件可彼此联接或彼此通信，即使它们彼此不直接接触。例如，两个部件可通过中间部件彼此联接或彼此通信。
定向术语“远侧”和“近侧”被赋予其在本领域中的普通含义。即，医疗装置的远侧端部是指在使用期间装置离医师最远的端部。近侧端部是指相对的端部或者在使用期间最靠近医师的端部。
图1至图4B示出了若干间质光学肿瘤装置和相关部件的不同视图。在某些视图中，每个装置可联接到未包括在每个视图中的附加部件上，或与该附加部件一起示出。此外，在一些视图中，仅示出所选择的部件来提供关于部件的关系的细节。一些部件可在多个视图中示出，但并未结合每个视图予以讨论。结合任何附图提供的公开内容是相关的并且适用于结合任何其他附图或实施方案提供的公开内容。
图1至图4B示出了间质光学肿瘤标测系统100的实施方案。如图1所示，所示实施方案中的间质光学肿瘤标测系统100包括光纤探针110、导管150、处理单元170和光源180。而且，在所示实施方案中，光纤探针110包括发射器光纤120、成像光纤130以及与发射器光纤120和成像光纤130通信的漫射器140。处理单元170与成像光纤130通信，光源180与发射器光纤120通信。
图2A和图2B示出了光纤探针110的远侧部分。如图所示，光纤探针110可包括管状主体111，该管状主体具有延伸穿过其的内腔112。发射器光纤120可设置在内腔112内。在所示实施方案中，发射器光纤120包括具有高折射率的纤芯123、围绕纤芯123的具有较低折射率的覆盖层121，以及围绕覆盖层121的保护套122。芯123和覆盖层121可由任何合适的材料形成，诸如玻璃，包括纯石英玻璃、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃或硫属化物玻璃；塑料，诸如丙烯酸或聚苯乙烯；或两者的组合。保护套122可由任何合适的材料形成，诸如聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺等。芯123可具有约10微米至约600微米的直径。覆盖层121的厚度可在约125微米至约630微米范围内。保护套122的厚度可在约250微米至约1040微米范围内。发射器光纤120的近侧端部与光源180通信，使得发射光从近侧端部传输到远侧端部。
成像光纤130可设置在腔112内与发射器光纤120相邻。在所示实施方案中，成像光纤130包括具有高折射率的纤芯133、围绕纤芯133的具有较低折射率的覆盖层131，以及围绕覆盖层131的保护套132。芯133和覆盖层131可由任何合适的材料形成，诸如玻璃，包括纯石英玻璃、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃或硫属化物玻璃；塑料，诸如丙烯酸或聚苯乙烯；或两者的组合。保护套132可由任何合适的材料形成，诸如聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺等。芯133可具有约10微米至约600微米的直径。覆盖层131的厚度可在约125微米至约630微米范围内。保护套132的厚度可在约250微米至约1040微米范围内。成像光纤130的近侧端部与处理单元170通信。成像光纤130被配置成将反射光从远侧端部传输到近侧端部。
在所示实施方案中，漫射器140与发射器光纤120的远侧端部通信。漫射器140被配置成将从发射器光纤120发射的光以期望的图案漫射到肿瘤中，诸如锥形、360度侧射、180度侧射、90度侧射和球形。漫射器140可以任何合适的形式来漫射光。例如，漫射器140可以是如图2A所示的圆柱形棒。在其他实施方案中，漫射器140可以是成形为在期望方向上漫射发射光的透镜。
在一些实施方案中，漫射器140或单独的透镜可被配置成将反射光引导到成像光纤130。漫射器140或透镜可以任何合适的形式来接收光，并且可以成形为接收来自期望方向的反射光。
如图3所示，在一些实施方案中，导管150包括管状主体151、尖端152和连接器153，管状主体151具有延伸穿过其的管腔154，尖端152设置在主体151的远侧端部处，连接器153联接到主体151的近侧端部，如图1所示。主体151可由允许光透过主体151的壁158的任何合适的材料形成。管腔154具有被定尺寸成可滑动地接纳光纤探针110的直径。
如图3所示，尖端152可包括圆锥形，该圆锥形被构造成穿过软组织而不会切割或以其他方式损伤软组织。在其他实施方案中，尖端152包括可穿过软组织而不会切割或以其他方式损伤软组织的任何合适的形状。例如，尖端152可包括弹头形、斜面形或其他合适的形状。
如图3所示，在一些实施方案中，尖端152与主体151是一体的并且可由与主体151相同的材料形成。尖端152可通过在染料中热成形而形成。在其他实施方案中，尖端152是单独的部件并且使用任何合适的技术(诸如焊接、胶合、粘结等)固定地联接到主体151的远侧端部。在这个实施方案中，尖端152可由不同于主体151的材料形成。例如，该实施方案的尖端152可由比主体151的材料更硬或更软的材料形成，以改善导管150的可插入性(例如，可跟踪性和/或可推动性)。
连接器153可包括延伸穿过连接器153的孔159。孔159与内腔154流体连通。密封构件156可设置在螺纹盖157内的连接器153的近侧端部。连接器153被配置成将光纤探针110固定在与导管150相关的纵向位置，并提供围绕光纤探针110的密封。在一些实施方案中，连接器153包括与管腔154流体连通的歧管，使得流体可以在管腔154内循环。
如图1所示，处理单元170与成像光纤130通信，并被配置成接收从肿瘤通过成像光纤130传输的反射光。处理单元170可包括配置成接收来自成像光纤130的反射光的图像传感器172和配置成分析从图像传感器172接收的数据并计算肿瘤位置的光谱分析单元171。反射光可具有约620nm至约710nm范围内的波长。
如图1所示，光源180与发射器光纤120通信。光源180可被配置成在光学肿瘤标测规程期间发射能够激发与肿瘤相关联的荧光染料的光。发射光可具有约380nm至约450nm范围内，包括约400nm至约410nm的波长。
间质光学肿瘤标测系统100可用于生成激光消融规划，其中使用激光能消融患者脑内的肿瘤(例如，成胶质细胞瘤)。或者，间质光学肿瘤标测系统100可用于为身体的其他位置内的肿瘤生成激光消融规划，诸如肝脏、腹部、前列腺、脑和/或身体的其他区域。
如图4A所示，可通过将荧光染料与患者101的肿瘤104相关联并将导管150设置在作为消融目标的肿瘤104内来生成激光消融规划。在图4A所示的实施方案中，肿瘤104位于患者101的脑103内。在一些实施方案中，荧光染料可以是5-氨基乙酰丙酸或任何其他合适的荧光染料。导管150穿过患者101的颅骨102的钻孔107设置，并使用医师已知的任何合适的技术设置在肿瘤104内。
光纤探针110可穿过导管150设置。在一些实施方案中，光纤探针110通过连接器153选择性地固定在纵向位置。发射器光纤120和成像光纤130设置在光纤探针110内。
在图4A中，光纤探针定位在相对于导管150的第一成像位置。激活光源180，使得发射光通过发射器光纤120传输。发射光传输到漫射器140，并且发射光漫射到肿瘤104中以激发荧光染料。来自激发的荧光染料的反射光被成像光纤130接收并通过成像光纤130传输到处理单元170。处理单元170的光谱分析单元171对从图像传感器172接收的反射光的数据执行光谱分析。光谱分析识别由于肿瘤104内荧光染料的浓度而被照射的组织区域。光谱分析可识别非癌组织、肿瘤104和肿瘤边缘106。
处理单元170还计算光纤探针的位置，并将该位置与光谱分析的结果相关联。可相对于导管或MR图像确定该位置。在一些实施方案中，基于来自机器人系统的位置输出来确定该位置，机器人系统被配置成放置和移动光纤探针。例如，机器人系统可指示从第一位置到第二位置的位移量。在一些实施方案中，使用MR成像来确定该位置。在一些实施方案中，可基于导管150上的标记来确定该位置。标记可以是沿着患者101外部的导管150的一部分的可见符号，或者该符号可作为从图像传感器172接收的反射光中的数据的一部分而被捕获。
处理单元170可将该位置与来自光谱分析的结果相关联。例如，处理单元170可记录沿着导管107的与非癌组织、肿瘤104和肿瘤边缘106相关联的位置。
发射器光纤120和成像光纤130沿导管150的长度手动或自动地平移到第二位置，如图4B所示，这时计算与肿瘤104相关联的荧光染料的第二位置。发射器光纤120和成像光纤130可连续地发射和捕获光和/或图像，或者它们可在离散的位置处发射和捕获光和/或图像。第一离散成像位置与第二离散成像位置之间的距离可在约亚毫米至几厘米的范围内。例如，该范围可以是毫米或亚毫米左右，以确认单个边界的位置。在其他实施方案中，该范围可以是一厘米或多厘米以跨越肿瘤的长度。该范围还可以取决于由成像光纤120、130提供的深度。发射器光纤120和成像光纤130可沿导管150的长度进一步平移到多个成像位置。荧光染料的位置可由处理单元170连续地或在每次离散移动之后计算。
在一些实施方案中，成像光纤用于在一系列规划位置处捕获图像。规划位置可基于目标组织结构的磁共振图像。在一些实施方案中，成像光纤用于在激光消融规程之后在规划位置处捕获附加的一组图像。例如，前一个激光消融规程之后的规划位置可基于该前一个激光消融规程所使用的目标组织结构的所识别位置。
计算出的荧光染料的位置由处理单元170编译成表示肿瘤104(包括肿瘤边缘106)的光学肿瘤标测图。
在一些实施方案中，处理单元170可将光学肿瘤标测图输出到MR成像系统的图形用户界面(GUI)，并将光学标测图与肿瘤104的MR图像相关联或重叠。
激光消融规划可由医师手动生成，或者由激光消融系统基于光学肿瘤标测图自动生成。激光消融规划可包括沿着导管150的长度的起始位置，以开始肿瘤104的消融；沿着导管150的长度的停止位置，以停止肿瘤104的消融；沿着导管150的长度设置在起始位置与停止位置之间的至少一个激光拉回位置，以消融肿瘤104；以及用于起始位置、停止位置和每个激光拉回位置的离散激光消融设置。离散激光消融设置可包括消融时间、激光频率、激光振幅、肿瘤温度、消融边界等。另外，离散激光消融设置可包括用于非目标组织的温度保护设置。例如，离散激光消融设置可包括不应该被消融的组织的最大温度阈值。在某些实施方案中，至少一个激光拉回位置可以是自动激光消融装置的输入，诸如被配置成将激光光纤自动拉回到每个规划的拉回位置的自动激光光纤拉回装置。
为了执行激光消融规程，可从导管150中取出光纤探针，并且可将激光探针插入导管150中。激光消融系统可接收激光消融规划并执行激光消融规划。在一些实施方案中，机器人放置系统诸如激光光纤拉回装置可用于基于激光消融规划控制激光探针在导管150中的位置。在一些实施方案中，激光消融系统可被配置成基于激光探针的位置和激光消融规划来改变时间量或功率设置。
在一些实施方案中，间质光学肿瘤标测系统100用于确认肿瘤的激光消融并创建未消融肿瘤部分的光学图像标测图。未消融肿瘤部分的光学图像标测图可用于生成激光消融规划，以消融未消融肿瘤部分。在激光消融规程之后，如前所述，发射器光纤120和成像光纤130可设置在导管150内，沿着导管150的长度连续地或递增地移动。处理单元170可生成与每个离散成像位置处的未消融肿瘤部分相关联的荧光染料的消融后光学图像标测图，并计算未消融部分的位置。如前所述，处理单元170可基于未消融肿瘤部分的消融后光学图像标测图来生成用于消融未消融肿瘤部分的激光消融规划。
实施例部分
以下实施例涉及其他实施方案。
实施例1.一种光学肿瘤标测系统，包括：被配置成发射光的发射器光纤；被配置成接收光的成像光纤，其中发射器光纤和成像光纤被配置成选择性地滑动地设置在导管内；和处理单元，该处理单元用于：当发射器光纤和成像光纤沿导管移动时，通过经由成像光纤接收的光来识别目标组织结构的边缘的位置；以及基于所识别的目标组织结构的位置生成激光消融规划，以指导激光消融规程。
实施例2.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，还包括联接到处理单元和成像光纤的图像传感器。
实施例3.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中发射器光纤被配置成从目标组织结构内发射光以激发与肿瘤相关联的荧光染料，并且其中成像光纤被配置成接收来自所激发的荧光染料的反射光。
实施例4.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中处理单元被配置成使用所识别的边缘位置来确定或确认以下中的至少一者：沿着导管的起始位置，以开始目标组织结构的消融；沿着导管的停止位置，以停止目标组织结构的消融；或者沿着导管设置在起始位置与停止位置之间的激光拉回位置，以消融目标组织结构。
实施例5.根据实施例4所述的光学肿瘤标测系统，其中激光消融规划还包括用于起始位置、停止位置和激光拉回位置中的每一者的离散激光消融设置，并且其中处理单元被配置成使用所识别的目标组织结构边缘的位置来确定或确认离散激光消融设置中的至少一者。
实施例6.根据实施例5所述的光学肿瘤标测系统，其中离散激光消融设置包括以下项中的任一者：消融时间、激光频率、激光振幅、肿瘤温度、消融边界或它们的任何组合。
实施例7.根据实施例5所述的光学肿瘤标测系统，还包括与处理单元通信的消融装置，该消融装置基于激光消融规划和激光探针沿导管的位置来调整离散激光消融设置。
实施例8.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中发射器光纤和成像光纤可相对于导管平移。
实施例9.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中成像光纤能够操作地联接到处理单元，并且处理单元进一步执行光谱分析以计算肿瘤的边缘的位置。
实施例10.根据实施例9所述的光学肿瘤标测系统，其中处理单元进一步将计算出的肿瘤的边缘的位置与肿瘤的磁共振成像数据相关联，并且将所计算出的肿瘤的边缘的位置覆盖在图形用户界面上的磁共振图像上。
实施例11.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中在目标组织结构的消融之后，处理单元进一步用于：当发射器光纤和成像光纤沿导管移动时，经由成像光纤接收的光识别未消融肿瘤部分的位置；沿着导管的长度标测未消融肿瘤部分的位置；以及基于未消融肿瘤部分的标测位置生成消融后激光消融规划，以指导第二激光消融规程。
实施例12.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中激光消融规划是激光消融装置和激光光纤拉回装置的输入。
实施例13.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中目标组织结构是肿瘤。
实施例14.根据实施例13所述的光学肿瘤标测系统，其中处理单元还用于沿着导管的长度标测肿瘤边缘的位置。
实施例15.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中为了识别边缘的位置，成像光纤在沿着导管的多个位置处捕获光。
实施例16.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中成像光纤用于捕获一系列规划位置处的图像，并且其中规划位置基于目标组织结构的磁共振图像。
实施例17.根据实施例1所述的光学肿瘤标测系统，其中成像光纤在激光消融规程之后在规划位置处捕获附加的一组图像，并且其中规划位置基于激光消融规划所使用的目标组织结构的所识别位置。
实施例18.一种规划肿瘤消融规程的方法，包括：用从设置在目标组织结构内的导管内的发射器光纤发射的光激发荧光染料；用成像光纤接收来自所激发的荧光染料的反射光；基于反射光识别目标组织结构的边缘沿着导管的长度的位置；以及基于所识别的目标组织结构的边缘沿着导管的长度的位置生成激光消融规划，以指导激光消融规程。
实施例19.根据实施例18所述的方法，还包括：将发射器光纤和成像光纤定位在相对于目标组织结构的第一位置处；将发射器光纤和成像光纤沿着导管的长度平移到多个离散位置；以及在每个离散位置处将组织识别为肿瘤或非肿瘤组织的一部分。
实施例20.根据实施例18所述的方法，其中标测目标组织结构的边缘的位置包括：通过处理单元从成像光纤接收数据；以及执行数据的光谱分析。
实施例21.根据实施例18所述的方法，还包括用磁共振成像对目标组织结构成像，并将光学肿瘤标测图与目标组织结构的磁共振图像相关联。
实施例22.根据实施例18所述的方法，其中激光消融规划包括针对沿着导管的位置的激光消融设置，其中激光消融设置包括以下项中的任一者：消融时间、激光频率、激光振幅、肿瘤温度、消融边界或它们的任何组合。
实施例23.根据实施例18所述的方法，还包括：当发射器光纤和成像光纤沿导管移动时，通过由成像光纤接收的光识别未消融肿瘤部分的位置；沿着导管的长度标测未消融肿瘤部分的位置；以及基于未消融肿瘤部分的标测位置生成激光消融规划，以指导激光消融规程。
实施例24.根据实施例18所述的方法，其中目标组织结构是肿瘤。
实施例25.根据实施例18所述的方法，还包括沿着导管的长度标测目标组织结构的边缘的位置，以创建光学结构标测图。
实施例26.根据实施例18所述的方法，其中识别边缘位置包括使用成像光纤在沿着导管的多个位置处捕获图像。
实施例27.根据实施例18所述的方法，其中识别边缘位置包括使用成像光纤在一系列规划位置处捕获图像，并且其中规划位置基于目标组织结构的磁共振图像。
实施例28.根据实施例18所述的方法，还包括在激光消融规程之后使用成像光纤在规划位置处捕获附加的一组图像，其中规划位置基于激光消融规划所使用的目标组织结构的所识别位置。
实施例29.一种确认肿瘤消融的方法，包括：用发射器光纤从经消融的肿瘤内发射光，以激发与肿瘤的未消融部分相关联的荧光染料；用成像光纤接收来自所激发的荧光染料的反射光；以及用处理单元沿着导管的长度标测未消融部分的位置。
实施例30.根据实施例29所述的方法，还包括：将发射光纤和成像光纤定位在经消融的肿瘤内的第一位置；将发射器光纤和成像光纤沿着导管的长度平移到多个离散位置；以及在每个离散位置处标测未消融部分的位置。
实施例31.根据实施例30所述的方法，其中通过自动定位系统进行定位和平移。
实施例32.根据实施例30所述的方法，其中当跟踪系统识别发射器光纤和成像光纤的位置时，手动进行定位和平移。
实施例33.根据实施例30所述的方法，其中手动进行定位和平移。
实施例34.根据实施例29所述的方法，还包括用磁共振成像对经消融的肿瘤成像，并将未消融部分的位置的标测图与经消融的肿瘤的磁共振图像相关联。
实施例35.根据实施例29所述的方法，其中激光消融规划包括针对沿着导管的位置的激光消融设置，其中激光消融设置包括以下项中的任一者：消融时间、激光频率、激光振幅、肿瘤温度、消融边界或它们的任何组合。
实施例36.一种用于确认肿瘤消融的系统，包括：被配置成发射光的发射器光纤；被配置成接收光的成像光纤，其中发射器光纤和成像光纤被配置成选择性地滑动地设置在导管内；和处理单元，该处理单元用于：使发射器光纤从经消融的肿瘤内发射光以激发与肿瘤的未消融部分相关联的荧光染料，其中经消融的肿瘤是根据先前的激光消融规划被消融的；处理与由成像光纤接收的反射光相关联的数据，以检测未消融部分的存在；其中当未检测到未消融部分的存在时，处理单元确认先前的消融规程是成功的；并且其中当检测到未消融部分的存在时，处理单元用于：用处理单元沿导管的长度标测未消融部分的位置；以及针对附加消融规程生成补充激光消融规划。
除非另外明确说明，否则上述实施例中的任一者可与任何其他实施例(或实施例的组合)组合。上文对一个或多个实施方式的描述提供了说明和描述，但并不旨是详尽的或将实施方案的范围限制于所公开的精确形式。根据上述教导内容，修改和变型是可能的，或者可从各种实施方案的实践中获得。
本文所公开的任何方法包括用于执行所述方法的一个或多个步骤或动作。方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话讲，除非需要特定顺序的步骤或动作来正确地操作实施方案，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。
诸如通过使用术语“基本上”来在整个说明书中提及近似值。对于每个此类提及，应理解，在一些实施方案中，可在没有近似值的情况下指定值、特征或特性。例如，在使用诸如“约”和“基本上”的限定词的情况下，这些术语在其范围内包括缺乏其限定词的限定词语。例如，在关于一个特征叙述术语“基本上垂直”的情况下，应当理解，在另外的实施方案中，该特征可具有精确垂直配置。
类似地，在以上对实施方案的描述中，出于简化本公开的目的，有时将各个特征在其单个实施方案、附图或描述中一起分组。然而，本公开的此方法不应被解释为反映以下意图：任何权利要求需要比在该权利要求中明确叙述的那些特征更多的特征。相反，如以下权利要求所反映的，创造性方面在于任何单个前述公开的实施方案的少于所有特征的组合。
本书面公开内容之后的权利要求书据此明确并入本书面公开内容中，其中每一权利要求独立地作为单独实施方案。本公开包括独立权利要求及其从属权利要求的所有排列。此外，能够从以下独立权利要求和从属权利要求衍生的附加的实施方案也明确并入本书面描述中。
无需进一步详尽阐述，据信本领域的技术人员可使用前述描述来最大限度地利用本发明。本文所公开的权利要求和实施方案应被解释为仅是例示性和示例性的，并且不是以任何方式对本公开的范围的限制。借助于本公开，本领域的普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本文的公开内容的基本原理的情况下可对上述实施方案的细节作出改变。换句话讲，以上描述中具体公开的实施方案的各种修改和改进在所附权利要求书的范围内。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域的技术人员可改变本文所公开的方法的步骤或动作的顺序。换句话讲，除非实施方案的正确操作需要特定步骤或动作顺序，否则可修改特定步骤或动作的顺序或使用。因此，本发明的范围由以下权利要求和它们的等效物来定义。

Claims (20)

1.一种光学肿瘤标测系统，包括：
被配置成发射光的发射器光纤；
被配置成接收光的成像光纤，其中所述发射器光纤和所述成像光纤被配置成选择性地滑动地设置在导管内；和
处理单元，所述处理单元用于：
当所述发射器光纤和所述成像光纤沿所述导管移动时，通过经由所述成像光纤接收的所述光来识别目标组织结构的边缘的位置；以及
基于所识别的所述目标组织结构的位置生成激光消融规划，以指导激光消融规程。
2.根据权利要求1所述的光学肿瘤标测系统，其中所述发射器光纤被配置成从所述目标组织结构内发射光以激发与肿瘤相关联的荧光染料，并且其中所述成像光纤被配置成接收来自所激发的荧光染料的反射光。
3.根据权利要求1所述的光学肿瘤标测系统，其中所述处理单元被配置成使用所识别的所述边缘的位置来确定或确认以下项中的至少一者：
沿着所述导管的起始位置，以开始所述目标组织结构的消融；
沿着所述导管的停止位置，以停止所述目标组织结构的消融；或者
沿着所述导管设置在所述起始位置与所述停止位置之间的激光拉回位置，以消融所述目标组织结构。
4.根据权利要求3所述的光学肿瘤标测系统，其中所述激光消融规划还包括用于所述起始位置、所述停止位置和所述激光拉回位置中的每一者的离散激光消融设置，并且其中所述处理单元被配置成使用所识别的所述目标组织结构边缘的位置来确定或确认所述离散激光消融设置中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的光学肿瘤标测系统，其中所述离散激光消融设置包括以下项中的任一者：消融时间、激光频率、激光振幅、肿瘤温度、消融边界或它们的任何组合。
6.根据权利要求4所述的光学肿瘤标测系统，还包括与所述处理单元通信的消融装置，所述消融装置基于所述激光消融规划和激光探针沿所述导管的位置来调整离散激光消融设置。
7.根据权利要求1所述的光学肿瘤标测系统，其中所述成像光纤能够操作地联接到所述处理单元，并且所述处理单元进一步执行光谱分析以计算肿瘤的边缘的位置。
8.根据权利要求9所述的光学肿瘤标测系统，其中所述处理单元进一步将计算出的所述肿瘤的所述边缘的位置与所述肿瘤的磁共振成像数据相关联，并且将所计算出的所述肿瘤的所述边缘的位置覆盖在图形用户界面上的磁共振图像上。
9.根据权利要求1所述的光学肿瘤标测系统，其中在所述目标组织结构的消融之后，所述处理单元进一步用于：
当所述发射器光纤和所述成像光纤沿所述导管移动时，通过经由所述成像光纤接收的光来识别未消融肿瘤部分的位置；
沿着所述导管的长度标测所述未消融肿瘤部分的所述位置；以及
基于所述未消融肿瘤部分的所标测位置生成消融后激光消融规划，以指导第二激光消融规程。
10.根据权利要求1所述的光学肿瘤标测系统，其中所述成像光纤用于捕获一系列规划位置处的图像，并且其中所述规划位置基于所述目标组织结构的磁共振图像。
11.根据权利要求1所述的光学肿瘤标测系统，其中所述成像光纤在所述激光消融规程之后在规划位置处捕获附加的一组图像，并且其中所述规划位置基于所述激光消融规划所使用的所述目标组织结构的所识别位置。
12.一种规划肿瘤消融规程的方法，包括：
用从设置在目标组织结构内的导管内的发射器光纤发射的光激发荧光染料；
用成像光纤接收来自所激发的荧光染料的反射光；
基于所述反射光识别目标组织结构的边缘沿着所述导管的长度的位置；以及
基于所识别的所述目标组织结构的所述边缘沿着所述导管的长度的位置生成激光消融规划，以指导激光消融规程。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
将所述发射器光纤和所述成像光纤定位在相对于所述目标组织结构的第一位置处；
将所述发射器光纤和所述成像光纤沿着所述导管的所述长度平移到多个离散位置；以及
在每个所述离散位置处将组织识别为肿瘤或非肿瘤组织的一部分。
14.根据权利要求12所述的方法，其中标测所述目标组织结构的所述边缘的位置包括：
通过处理单元从所述成像光纤接收数据；以及
执行所述数据的光谱分析。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括用磁共振成像对所述目标组织结构成像，以及将光学肿瘤标测图与所述目标组织结构的所述磁共振图像相关联。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述激光消融规划包括针对沿着所述导管的位置的激光消融设置，其中所述激光消融设置包括以下项中的任一者：消融时间、激光频率、激光振幅、肿瘤温度、消融边界或它们的任何组合。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括：
当所述发射器光纤和所述成像光纤沿所述导管移动时，通过经由所述成像光纤接收的光来识别未消融肿瘤部分的位置；
沿着所述导管的所述长度标测所述未消融肿瘤部分的所述位置；以及
基于所述未消融肿瘤部分的所标测位置生成所述激光消融规划，以指导所述激光消融规程。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括沿着所述导管的长度标测所述目标组织结构的所述边缘的位置，以创建光学结构标测图。
19.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述激光消融规程之后使用所述成像光纤在规划位置处捕获附加的一组图像，其中所述规划位置基于所述激光消融规划所使用的所述目标组织结构的所识别位置。
20.一种用于确认肿瘤消融的系统，包括：
被配置成发射光的发射器光纤；
被配置成接收光的成像光纤，其中所述发射器光纤和所述成像光纤被配置成选择性地滑动地设置在导管内；和
处理单元，所述处理单元用于：
使所述发射器光纤从经消融的肿瘤内发射光以激发与所述肿瘤的未消融部分相关联的荧光染料，其中所述经消融的肿瘤是根据先前的激光消融规划被消融的；
处理与由所述成像光纤接收的反射光相关联的数据，以检测所述未消融部分的存在；
其中当未检测到所述未消融部分的存在时，所述处理单元确认所述先前的消融规程是成功的；并且
其中当检测到所述未消融部分的存在时，所述处理单元用于：
用处理单元沿着所述导管的长度标测所述未消融部分的位置；以及
针对附加消融规程生成补充激光消融规划。
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