JP6249491B2 - 移動する器官の撮像中の参照ライブラリ拡張 - Google Patents
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Description
本願は、米国仮特許出願第61/595,338号、第61/595,341号(両方とも2012年2月6日出願)を基礎とする優先権および利益を主張し、それらの全体が参照により本明細書に引用される。さらに、国際出願(名称「Reference−Based Motion Tracking During Non−Invasive Therapy」、本願と同日に出願)も参照する。
本発明は、参照ベースの撮像用途に関し、特に、参照ベースの磁気共鳴画像診断(MRI)に関する。種々の実施形態は、画像ガイド下非侵襲的療法における温度測定または器官追跡の目的のための動き補償に関する。
(項目1)
解剖学的領域の治療の間、前記解剖学的領域を監視する方法であって、前記方法は、
(a)前記治療に先立って、前記解剖学的領域の参照画像記録のライブラリを確立することであって、各参照画像記録は、少なくとも1つの参照画像を含む、ことと、
(b)前記治療の間、
(i)前記解剖学的領域の治療画像を取得することと、
(ii)画像類似性基準に従って、前記ライブラリからの参照画像が前記取得された治療画像に一致するかどうかを決定することと、
(iii)前記画像類似性基準に従って、前記ライブラリ内の参照画像のいずれも、前記取得された治療画像に一致しない場合、新しい参照画像を含む新しい参照画像記録を前記ライブラリに追加することによって、前記取得された治療画像または以前の治療画像のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、前記参照ライブラリを拡張することと
を繰り返し行うことと、
(c)前記取得された治療画像および前記参照ライブラリに少なくとも部分的に基づいて、前記解剖学的領域を監視することと
を含む、方法。
(項目2)
前記新しい参照画像は、前記治療画像に対する前記画像類似性基準を満たす、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記参照ライブラリを拡張することは、前記新しい参照画像として、前記治療画像を前記ライブラリに追加することを含む、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記参照ライブラリを拡張することは、前記新しい参照画像として、前記治療画像から導出された画像を前記ライブラリに追加することを含む、項目1に記載の方法。
(項目5)
前記参照ライブラリを拡張することは、前記治療画像または前記以前の画像のうちの少なくとも1つに基づいて、前記解剖学的領域内の着目対象の動きを推定することと、前記推定される動きに基づいて、前記着目対象を包含する新しい治療画像を取得することと、前記新しい参照画像として、前記新しい治療画像を前記ライブラリに追加することとを含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
各参照画像記録は、それぞれの記録の前記参照画像に関連付けられたデータをさらに含み、前記参照ライブラリを拡張することは、前記新しい参照画像のための対応するデータを導出することと、前記対応するデータを前記新しい参照画像に関連するライブラリに追加することとをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目7)
前記参照画像に関連付けられたデータは、それぞれの着目対象の場所をその中に含む、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記新しい参照画像内の前記着目対象の場所は、画像分析を使用して、前記治療画像から導出される、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記新しい参照画像内の前記着目対象の場所は、少なくとも1つの以前の治療画像と前記着目対象の動きを特徴付ける物理的モデルとから導出される、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記解剖学的領域を監視することは、前記取得された治療画像に一致する参照画像に関連して記憶された場所に基づいて、前記着目対象の場所を監視することを含む、項目7に記載の方法。
(項目11)
前記着目対象は、治療標的を含む、項目7に記載の方法。
(項目12)
前記治療は、前記標的への治療用エネルギービームの印加を含み、前記方法は、前記監視された場所に基づいて、前記ビームを調節することをさらに含む、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記参照画像に関連付けられたデータは、それぞれの複数の着目対象の場所をその中に含み、前記解剖学的領域を監視することは、前記取得された治療画像に一致する参照画像に関連して記憶された場所に基づいて、前記着目対象の場所を監視することを含む、項目6に記載の方法。
(項目14)
前記着目対象は、治療標的および治療用エネルギーに敏感な少なくとも1つの器官を含み、前記治療は、前記標的への治療用エネルギービームの印加を含み、前記方法は、前記監視された場所に基づいて、前記ビームを調節することをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記参照画像に関連付けられたデータは、前記参照画像に対応する温度マップを含む、項目6に記載の方法。
(項目16)
前記新しい参照画像に対応する温度マップは、以前の治療画像に対応する少なくとも1つの温度マップから導出される、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記新しい参照画像に対応する温度マップは、物理的モデルにさらに基づいて、導出される、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記物理的モデルは、前記監視された解剖学的領域の動きまたは温度発展のうちの少なくとも1つを特徴付ける、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記解剖学的領域を監視することは、前記取得された治療画像と一致する参照画像との間の位相差に基づいて、前記解剖学的領域の中の温度変化を監視することを含む、項目15に記載の方法。
(項目20)
前記解剖学的領域を監視することは、前記取得された治療画像に一致する参照画像に関連して記憶された温度マップに基づいて、前記解剖学的領域の中の絶対温度を監視することをさらに含む、項目19に記載の方法。
(項目21)
治療後の前記解剖学的領域の温度マップを確立することと、それに基づいて、治療の間の前記監視された絶対温度を遡及的に調節することとをさらに含む、項目20に記載の方法。
(項目22)
前記ライブラリは、最初、参照画像がない、項目1に記載の方法。
(項目23)
前記ライブラリは、最初、各々が前記解剖学的領域の動きの異なる段階に対応する複数の参照画像を含む、項目1に記載の方法。
(項目24)
前記監視に少なくとも部分的に基づいて、前記治療に関連付けられたパラメータを修正することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目25)
前記パラメータは、治療エネルギー、治療電力、治療ビーム形状、または標的化面積のうちの少なくとも1つを含む、項目24に記載の方法。
(項目26)
前記治療の間、撮像パラメータを変更することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目27)
解剖学的領域の治療の間、前記解剖学的領域を監視するためのシステムであって、前記システムは、
(a)前記解剖学的領域を撮像するための撮像装置と、
(b)前記解剖学的領域の参照画像を含む参照画像記録のライブラリを記憶するためのメモリと
を備えている、システム。
(項目28)
(c)計算ユニットであって、前記計算ユニットは、(i)前記治療の間、前記撮像装置に前記解剖学的領域の治療画像を繰り返し取得させることと、(ii)画像類似性基準に従って、前記ライブラリ内の参照画像のいずれかが、前記取得された治療画像に一致するかどうか決定することと、(iii)前記ライブラリ内の参照画像のいずれも、前記取得された治療画像に一致しない場合、新しい参照画像を含む新しい参照画像記録を前記ライブラリに追加することによって、前記取得された治療画像または以前の治療画像のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、前記参照ライブラリを拡張することと、(iv)前記取得された治療画像および前記参照ライブラリに少なくとも部分的に基づいて、前記解剖学的領域を監視することとを行うように構成されている、計算ユニット。
(項目29)
治療用エネルギービームを前記解剖学的領域内の標的上に集束させるための超音波変換器アレイをさらに備えている、項目27に記載のシステム。
(項目30)
前記計算ユニットは、前記監視に基づいて、前記ビームを調節するように構成されている、項目28に記載のシステム。
(項目31)
各参照画像記録は、それぞれの記録の前記参照画像に関連付けられたデータをさらに備え、前記計算ユニットは、前記新しい参照画像に対応するデータを導出し、前記対応するデータを前記新しい参照画像に関連するライブラリに追加するように構成されている、項目27に記載のシステム。
(項目32)
前記参照画像に関連付けられたデータは、それぞれの少なくとも1つの着目対象の場所をその中に含む、項目30に記載のシステム。
(項目33)
前記計算ユニットは、前記取得された治療画像に一致する参照画像に関連して記憶された場所に基づいて、前記少なくとも1つの着目対象の場所を監視するように構成されている、項目31に記載のシステム。
(項目34)
前記参照画像に関連付けられたデータは、前記参照画像に対応する温度マップを含む、項目27に記載のシステム。
(項目35)
前記計算ユニットは、前記取得された治療画像と一致する参照画像との間の位相差と、前記一致する参照画像に関連して記憶された温度マップとに基づいて、前記解剖学的領域内の絶対温度を監視するように構成されている、項目33に記載のシステム。
本発明は、種々の実施形態では、画像ガイド下治療手技(または、他の医療撮像用途)における、参照ライブラリの使用に関し、必要時、すなわち、好適な参照画像が、所与の治療画像に対して、ライブラリ内で見つけられないとき、治療の間、動的に、かつ好ましくは、リアルタイムで、ライブラリを拡張するためのシステムおよび方法を提供する。そのような参照ライブラリの拡張は、参照ベースの撮像の柔軟性を増加させ、不断の治療を促進し、または少なくとも、多くの場合、そうでなければ治療手技の終了を必要とするであろう、遅延を最小限にする。
Claims (21)
- 解剖学的領域の治療の間、前記解剖学的領域を監視するためのシステムであって、前記システムは、
(a)前記解剖学的領域を撮像するための撮像装置と、
(b)前記解剖学的領域の参照画像と、前記参照画像に関連付けられたデータとを含む参照画像記録のライブラリを記憶するためのメモリであって、前記参照画像に関連付けられたデータは、前記参照画像の中の少なくとも1つの着目対象のそれぞれの場所、または、前記参照画像に対応する温度マップのうちの少なくとも1つを含む、メモリと、
(c)計算ユニットと
を備えており、
前記計算ユニットは、(i)前記治療の間、前記撮像装置に前記解剖学的領域の治療画像を繰り返し取得させることと、(ii)画像類似性基準に従って、前記ライブラリ内の参照画像のいずれかが、前記取得された治療画像に一致するかどうか決定することと、(iii)前記ライブラリ内の参照画像のいずれも、前記取得された治療画像に一致しない場合、新しい参照画像を含む新しい参照画像記録を前記ライブラリに追加することによって、前記取得された治療画像または以前の治療画像のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、前記参照ライブラリを拡張することと、(iv)前記取得された治療画像および前記参照ライブラリに少なくとも部分的に基づいて、前記解剖学的領域を監視することとを行うように構成されており、
前記計算ユニットは、前記新しい参照画像に対応するデータを導出し、前記対応するデータを前記新しい参照画像に関連して前記ライブラリに追加するように構成されている、システム。 - 前記計算ユニットは、前記取得された治療画像に一致する参照画像に関連して記憶された場所に基づいて、前記少なくとも1つの着目対象の場所を監視するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記計算ユニットは、前記取得された治療画像と一致する参照画像との間の位相差と、前記一致する参照画像に関連して記憶された温度マップとに基づいて、前記解剖学的領域内の絶対温度を監視するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記新しい参照画像は、前記治療画像に対する前記画像類似性基準を満たす、請求項1に記載のシステム。
- 前記参照ライブラリを拡張することは、前記新しい参照画像として、前記治療画像を前記ライブラリに追加することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記参照ライブラリを拡張することは、前記新しい参照画像として、前記治療画像から導出された画像を前記ライブラリに追加することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 解剖学的領域の治療の間、前記解剖学的領域を監視するためのシステムであって、前記システムは、
(a)前記解剖学的領域を撮像するための撮像装置と、
(b)前記解剖学的領域の参照画像と、前記参照画像に関連付けられたデータとを含む参照画像記録のライブラリを記憶するためのメモリであって、前記参照画像に関連付けられたデータは、前記参照画像の中の少なくとも1つの着目対象のそれぞれの場所、または、前記参照画像に対応する温度マップのうちの少なくとも1つを含む、メモリと、
(c)計算ユニットと
を備えており、
前記計算ユニットは、(i)前記治療の間、前記撮像装置に前記解剖学的領域の治療画像を繰り返し取得させることと、(ii)画像類似性基準に従って、前記ライブラリ内の参照画像のいずれかが、前記取得された治療画像に一致するかどうか決定することと、(iii)前記ライブラリ内の参照画像のいずれも、前記取得された治療画像に一致しない場合、新しい参照画像を含む新しい参照画像記録を前記ライブラリに追加することによって、前記取得された治療画像または以前の治療画像のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、前記参照ライブラリを拡張することと、(iv)前記取得された治療画像および前記参照ライブラリに少なくとも部分的に基づいて、前記解剖学的領域を監視することとを行うように構成されており、
前記参照ライブラリを拡張することは、前記治療画像または前記以前の画像のうちの少なくとも1つに基づいて、前記解剖学的領域内の着目対象の動きを推定することと、前記推定された動きに基づいて、前記着目対象を包含する新しい治療画像を取得することと、前記新しい参照画像として、前記新しい治療画像を前記ライブラリに追加することとを含む、システム。 - 前記新しい参照画像内の前記着目対象の場所は、画像分析を使用して、前記治療画像から導出される、請求項1に記載のシステム。
- 前記新しい参照画像内の前記着目対象の場所は、少なくとも1つの以前の治療画像と前記着目対象の動きを特徴付ける物理的モデルとから導出される、請求項1に記載のシステム。
- 前記着目対象は、治療標的を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記治療は、前記標的への治療用エネルギービームの印加を含み、前記システムは、前記監視された場所に基づいて、前記ビームを調節するようにさらに構成されている、請求項10に記載のシステム。
- 前記参照画像に関連付けられたデータは、前記参照画像の中の複数の着目対象のそれぞれの場所を含み、前記解剖学的領域を監視することは、前記取得された治療画像に一致する参照画像に関連して記憶された場所に基づいて、前記着目対象の場所を監視することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記着目対象は、治療標的および治療用エネルギーに敏感な少なくとも1つの器官を含み、前記治療は、前記標的への治療用エネルギービームの印加を含み、前記システムは、前記監視された場所に基づいて、前記ビームを調節するようにさらに構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記新しい参照画像に対応する温度マップは、以前の治療画像に対応する少なくとも1つの温度マップから導出される、請求項1に記載のシステム。
- 前記新しい参照画像に対応する温度マップは、物理的モデルにさらに基づいて、導出される、請求項14に記載のシステム。
- 前記物理的モデルは、前記監視された解剖学的領域の動きまたは温度発展のうちの少なくとも1つを特徴付ける、請求項15に記載のシステム。
- 前記解剖学的領域を監視することは、前記取得された治療画像と一致する参照画像との間の位相差に基づいて、前記解剖学的領域の中の温度変化を監視することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 治療後の前記解剖学的領域の温度マップを確立することと、それに基づいて、治療の間の前記監視された絶対温度を遡及的に調節することとを行うようにさらに構成されている、請求項3に記載のシステム。
- 前記監視に少なくとも部分的に基づいて、前記治療に関連付けられたパラメータを修正するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記パラメータは、治療エネルギー、治療電力、治療ビーム形状、または標的化面積のうちの少なくとも1つを含む、請求項19に記載のシステム。
- 前記治療の間、撮像パラメータを変更するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。
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