CN117442886A - 利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统 - Google Patents

利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了放射消融技术领域的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，包括初评估模块、评估模块、CT扫描模块、规划模块、计划模块和放射消融模块；CT扫描模块对患者采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉，在胃镜全麻技术诱导全身麻醉状态下进行定位CT扫描，并输出定位CT扫描数据；规划模块根据定位CT扫描数据对靶区进行勾画，并输出SBRT的申请单。本发明，胃镜全麻技术诱导全身麻醉下，患者的呼吸均匀细长，幅度很小，并且高度稳定，极其有利于肺癌靶区的稳定性；这样基本就不需要扩大靶区范围进行照射，大大减少了误差，以及正常组织不必要的照射和损伤。

Description

利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统
技术领域
本发明属于放射消融技术领域，具体是利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统。
背景技术
肿瘤射频消融术主要是通过超声、CT、MRI等影像设备的引导，将射频消融针经皮穿刺进入肿瘤组织，由射频功率源发出频率信号，通过高频线缆连接消融电极传输至工作端，从而在电极覆盖区域组织内形成高频电场，最终导致肿瘤细胞凝固性坏死。
现有技术中，立体定向放疗(SBRT)是治疗早期肺癌的一种重要的极为有效的治疗手段。有别于传统的放射治疗方法，SBRT通常采用短疗程(1-5次)，大分割的照射方法，通过放射线在时间和空间上的高度聚焦，产生强大的生物学效应，达到对肿瘤的消融性的杀灭效应。故又称为立体定向放射消融(SABR)。其疗效上可以取得类似手术的效果，而且副作用更低。因此，已经成早期肺癌拒绝手术或不适合手术治疗患者的替代手段。
但是对于肺癌SBRT过程中由于肺部的呼吸运动，导致靶区的移动，可能造成误差，甚至脱靶。为防止脱靶或减少误差，常常需要扩大靶区范围进行照射，但这样又会导致正常组织不必要的照射甚至损伤；针对上述问题，现有技术中采用了如下措施，以减少肺部的呼吸运动带来的影响。
1.可通过4D-CT来确定肺的ITV，但是这个方法本身也存在较大的误差，即患者每次呼吸运动的幅度可能存在较大变化。所以有可能在SBRT治疗时的呼吸运动幅度与4D定位CT扫描时完全不同。这就有可能导致ITV过小或者过大，导致肿瘤漏照或者正常组织照射体积偏大。
2.通过“腹部压迫”来限制肺的运动幅度。良好的压迫可将肺的运动幅度从1.5-2.5cm减少到2-3mm。但是也存在问题：(1)每次压迫时的体位和压迫位置存在误差，这样会造成实际的靶区空间位置出现变化；(2)部分患者特别是体型硕大者或者肚皮脂肪肥厚者的“腹部压迫限制”的效果并不理想。(3)部分患者难以耐受腹部加压过程。
3.通过呼吸门控技术来进行放疗。这需要提前对患者进行有效的呼吸训练，还需要患者与医务人员良好的配合。因此对患者本身要求很高。值得注意的是，患者的呼吸幅度仍然可能变化很大，尤其是情绪性原因(如恐惧、激动等)导致剧烈呼吸，也会影响的靶区的空间位置，甚至造成“脱靶”。
4.患者与医务人员的互动控制。需要准备一对蓝牙电子门铃(A与B)。在进行定位CT扫描时，患者手握蓝牙门铃A，于吸气末屏气时按压手中的蓝牙门铃A，工作人员台上的蓝牙门铃B出现即时感应，立即启动扫描，15秒内完成。在治疗状态下，同样的，当患者于吸气末时屏气15秒，按压蓝牙门铃A。加速器工作人员的蓝牙门铃B即时感应，开机输出射线。当患者不能屏气时，再次按压蓝牙门铃示意(允许备有不同铃声的门铃以示区别)。工作人员立即关机。如此重复照射，保证在同一呼吸时相进行治疗，减少呼吸运动的误差。但是同样存在的问题是呼吸的幅度有时难以保证稳定可重复。虽然都处于同一时相(吸气末)，但是每次吸气末的幅度难以均衡控制，还是存在一定误差。还有就是需要患者与医务人员的密切配合，操作过程容易出现人为误差。
综合上述，肺癌SBRT过程中的核心问题是呼吸幅度变化大，重复稳定性差，人为干扰因素较多，个体控制不好掌握。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，包括初评估模块、评估模块、CT扫描模块、规划模块、计划模块和放射消融模块；
初评估模块用于对患者进行身体检查和血液检验，评估患者进行胃镜全麻的风险，输出患者可否进行胃镜全麻；
评估模块用于对患者的病史进行评估以及体格进行检查，并结合初评估模块输出的可否进行胃镜全麻结果，输出患者可否进行胃镜全麻下的肺肿瘤放射消融；
CT扫描模块用于对患者采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉，在胃镜全麻技术诱导全身麻醉状态下进行定位CT扫描，并输出定位CT扫描数据，CT扫描模块用于同时对胃镜全麻技术诱导全身麻醉下的患者的呼吸幅度进行实时采集；
规划模块用于根据定位CT扫描数据对靶区进行勾画，并输出SBRT的申请单；
计划模块用于处理和分析定位CT扫描数据，并输出放射消融计划；
放射消融模块用于根据SBRT的申请单和放射消融计划，采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉对患者肺肿瘤进行放射消融。
进一步，初评估模块还用于对患者体型进行采集，并根据患者体型输出个性化真空垫数据，按照个性化真空垫数据制作个性化真空垫，通过个性化真空垫对患者体位进行固定。
进一步，CT扫描模块还用于对定位CT扫描数据进行分析，评估定位CT扫描数据质量，在定位CT扫描数据质量不达标时，重新进行定位CT扫描，输出定位CT扫描数据。
进一步，SBRT的申请单包括患者基本信息、临床信息、定位CT扫描数据、治疗计划要求、目标区域定义、危险器官限制以及放疗剂量和次数。
进一步，放射消融计划包括放射消融目标位置标记、准确定义的待治疗区域和保护器官以及放疗剂量。
进一步，计划模块还用于在进行放射消融前，对放射消融计划进行复位验证。
进一步，规划模块输出的SBRT的申请单中放疗次数为1-3次。
进一步，规划模块对靶区进行勾画具体如下：将肉眼肿瘤区边界直接扩大2-3mm输出准确勾画原发肿瘤区。
采用上述方案有以下有益效果：
1、本方案，通过胃镜全麻技术诱导全身麻醉，无痛全麻胃镜操作过程简易，胃镜麻醉是静脉麻醉，不需要插入气管导管，麻药代谢的时间也相对快，因为麻药用量少，大概5-10分钟停药，患者就会苏醒。全麻过程20分钟左右，刚好满足肺癌SBRT的要求。且该技术安全，已经普遍被大众接受，目前是各个体检中心胃镜检查常用的项目。
2、本方案，胃镜全麻技术诱导全身麻醉下，导致患者微弱平稳的呼吸运动，患者的呼吸均匀细长，幅度很小，并且高度稳定，极其有利于肺癌靶区的稳定性；基本就不需要扩大靶区范围进行照射，大大减少了误差，减少了ITV的照射面积，避免了正常组织不必要的照射和损伤。
3、本方案，SBRT治疗过程只需要1-3次，(可以设计成单次30Gy消融式照射或者18-20Gy×2F或者15-18Gy×3F照射)。
4、本方案，利用无痛胃镜已经成熟的全麻技术进行技术嫁接，可行性高；且费用较低，从临床治疗的角度来看，具有较高的性价比。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统实施例的系统框图；
图2为本发明利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统实施例的流程框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：初评估模块1、评估模块2、CT扫描模块3、规划模块4、计划模块5、放射消融模块6。
实施例
如附图1-2所示：一种利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，包括初评估模块1、评估模块2、CT扫描模块3、规划模块4、计划模块5和放射消融模块6，其中初评估模块1、评估模块2、规划模块4和计划模块5为机器深度学习并结合临床专业医生和物理师辅助实现，而CT扫描模块3为常规CT扫描设备、放射消融模块6为加速器，CT扫描设备和加速器与初评估模块1、评估模块2、规划模块4和计划模块5相互之间数据互通。
初评估模块1对患者进行身体检查和血液检验，评估患者进行胃镜全麻的风险，输出患者可否进行胃镜全麻；还对患者体型进行采集，并根据患者体型输出个性化真空垫数据，按照个性化真空垫数据制作个性化真空垫，通过个性化真空垫对患者体位进行固定。
具体的，通过对患者的身体和血液等基础数据进行检查，并结合对患者实施胃镜全麻的风险结构，判断患者可否采用本系统进行治疗；在患者不适合采用本系统进行治疗的情况下则中止采用该系统进行治疗，在患者适合采用本系统进行治疗的情况下则继续采用该系统进行治疗。
同时根据患者的体型定制个性化的真空垫，便于准确的对患者的体位进行固定，提升后续定位CT扫描的质量。
评估模块2对患者的病史进行评估以及体格进行检查，并结合初评估模块1输出的可否进行胃镜全麻结果，输出患者可否进行胃镜全麻下的肺肿瘤放射消融。
具体的，通过对患者的病史和体格进行检查，并结合患者是否适合采用本系统进行治疗，再次确定患者能否使用全麻下的放射消融进行治疗。
CT扫描模块3对患者采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉，在胃镜全麻技术诱导全身麻醉状态下进行定位CT扫描，并输出定位CT扫描数据；CT扫描模块3还对定位CT扫描数据进行分析，评估定位CT扫描数据质量，在定位CT扫描数据质量不达标时，重新进行定位CT扫描，输出定位CT扫描数据。
具体的，采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉过程中，患者会接受全身麻醉药物，以进入深度睡眠状态。麻醉医生会监测患者的呼吸、循环和麻醉深度，确保患者的安全和舒适。在麻醉状态下，呼吸均匀细长，幅度很小，并且高度稳定，极其有利于肺癌靶区的稳定性，此时进行定位CT扫描，从而获取到更加准确的定位CT扫描数据。
此外CT扫描模块同时对胃镜全麻技术诱导全身麻醉下的患者的呼吸幅度进行实时采集，通过对患者的呼吸幅度进行采集可以发现胃镜全麻技术诱导全身麻醉下患者的呼吸幅度细小，呼吸均匀细长，具有较高的稳定性，有利于肺癌靶区的稳定性，从而基本不需要扩大靶区范围进行照射，减少了误差以及正常组织不必要的照射和损伤。
上述的胃镜全麻技术诱导全身麻醉操作过程简易，胃镜麻醉是静脉麻醉，不需要插入气管导管，麻药代谢的时间也相对快，因为麻药用量少，大概5-10分钟停药，患者就会苏醒。全麻过程20分钟左右，刚好满足肺癌SBRT的要求；且该技术安全，已经普遍被大众接受，目前是各个体检中心胃镜检查常用的项目。
为了验证定位CT扫描数据的准确性，对定位CT扫描数据质量进行验证，验证的具体方法可采用中国专利文献CN104270638A记载的一种CT影像感兴趣区域压缩与质量评估方法进行定位CT扫描数据质量评估，在评估结构不达标时，重新进行定位CT扫描。
规划模块4根据定位CT扫描数据对靶区进行勾画，并输出SBRT的申请单；SBRT的申请单包括患者基本信息、临床信息、定位CT扫描数据、治疗计划要求、目标区域定义、危险器官限制以及放疗剂量和次数。
其中，由于胃镜全麻下呼吸幅度很小，不需要勾画内靶区(ITV)；规划模块4对靶区进行勾画具体如下：将肉眼肿瘤区边界直接扩大2-3mm输出准确勾画原发肿瘤区；规划模块4输出的SBRT的申请单中放疗次数为1-3次。
其中，患者基本信息：包括患者姓名、性别、年龄、联系方式等。临床信息：包括患者的主诉、病史、病情描述、既往治疗情况等。影像学资料：包括CT扫描、MRI、PET/CT等影像学检查所提供的图像资料。这些图像将用于辅助治疗计划制定和目标区域轮廓划定。治疗计划要求：包括治疗计划的目的、需要考虑的治疗因素，如目标区域、剂量分布、危险器官限制等。目标区域定义：描述待治疗的肿瘤或病变的位置、大小、数量以及其他重要特征。通常需要在影像学图像上标记和确定目标区域的位置和轮廓。危险器官限制：描述患者体内与目标区域相邻的重要器官和组织，需要保护避免或最小化辐射剂量对其造成的损害。辐射剂量和分数：描述治疗计划中使用的辐射剂量，包括总剂量、分数计划和治疗次数。
计划模块5处理和分析定位CT扫描数据，并输出放射消融计划；放射消融计划包括放射消融目标位置标记、准确定义的待治疗区域和保护器官以及放疗剂量；计划模块5还在进行放射消融前，对放射消融计划进行复位验证。
具体的，放疗剂量：通过计划系统和辐射治疗计划软件来计算合适的辐射剂量分布，并进行剂量优化；调整辐射束角度、多个射束的配置、辐射剂量分配等，以确保目标区域得到适当的放疗剂量，同时最小化对正常组织的损伤。
复位验证：输出放射消融计划后，物理师进行计划评估和验证，审查计划的合理性和可行性。验证过程包括剂量测量、虚拟模拟等以确保计划的准确性和安全性。
放射消融模块6(加速器)根据SBRT的申请单和放射消融计划，采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉对患者肺肿瘤进行放射消融。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：包括初评估模块、评估模块、CT扫描模块、规划模块、计划模块和放射消融模块；
初评估模块用于对患者进行身体检查和血液检验，评估患者进行胃镜全麻的风险，输出患者可否进行胃镜全麻；
评估模块用于对患者的病史进行评估以及体格进行检查，并结合初评估模块输出的可否进行胃镜全麻结果，输出患者可否进行胃镜全麻下的肺肿瘤放射消融；
CT扫描模块用于对患者采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉，在胃镜全麻技术诱导全身麻醉状态下进行定位CT扫描，并输出定位CT扫描数据，CT扫描模块用于同时对胃镜全麻技术诱导全身麻醉下的患者的呼吸幅度进行实时采集；
规划模块用于根据定位CT扫描数据对靶区进行勾画，并输出SBRT的申请单；
计划模块用于处理和分析定位CT扫描数据，并输出放射消融计划；
放射消融模块用于根据SBRT的申请单和放射消融计划，采用胃镜全麻技术诱导全身麻醉对患者肺肿瘤进行放射消融。
2.根据权利要求1所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：初评估模块还用于对患者体型进行采集，并根据患者体型输出个性化真空垫数据，按照个性化真空垫数据制作个性化真空垫，通过个性化真空垫对患者体位进行固定。
3.根据权利要求2所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：CT扫描模块还用于对定位CT扫描数据进行分析，评估定位CT扫描数据质量，在定位CT扫描数据质量不达标时，重新进行定位CT扫描，输出定位CT扫描数据。
4.根据权利要求3所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：SBRT的申请单包括患者基本信息、临床信息、定位CT扫描数据、治疗计划要求、目标区域定义、危险器官限制以及放疗剂量和次数。
5.根据权利要求4所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：放射消融计划包括放射消融目标位置标记、准确定义的待治疗区域和保护器官以及放疗剂量。
6.根据权利要求5所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：计划模块还用于在进行放射消融前，对放射消融计划进行复位验证。
7.根据权利要求6所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：规划模块输出的SBRT的申请单中放疗次数为1-3次。
8.根据权利要求7所述的利用胃镜全麻技术辅助下的早期肺癌放射消融系统，其特征在于：规划模块对靶区进行勾画具体如下：将肉眼肿瘤区边界直接扩大2-3mm输出准确勾画原发肿瘤区。
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