JP7184774B2 - 変形可能テンプレートを使用して最適化された電極位置を有するttフィールドを用いて患者を治療する - Google Patents
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Description
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国仮出願第62/433,501号(2016年12月3日出願)の利益を主張する。
a.トランスデューサアレイの中心点がモデル頭部上に配置される位置を画定する。位置は、ユーザによって、または、場最適化アルゴリズムにおけるステップの1つとして画定され得る。
b.ステップ(a)からの入力を、ディスクのジオメトリと、ディスクがアレイ内で配置される方法とに関する知識と組み合わせて使用して、モデル内のトランスデューサアレイ内のすべてのディスクの中心のおおよその位置を計算する。
c.ディスクが配置されるべき位置における現実的なモデルの表面の向きを計算する。計算は、ディスクの指定された中心から1ディスク半径の距離内にある計算ファントム皮膚上のすべての点を見つけることによって実行される。これらの点の座標は、行列の列に配置され、特異値分解が行列に対して実行される。このとき、モデル皮膚の法線は、見つけられた最小の固有値に対応する固有ベクトルである。
d.トランスデューサアレイ内の各ディスクについて、ディスクと患者の身体との間の良好な接触を確実にするために必要とされる医療用ゲルの厚さを計算する。これは、皮膚表面の法線と平行に向けられたその高さを有する円柱に関するパラメータを見つけることによって行われる。円柱は、ディスクの半径に等しい半径を用いて画定され、その高さは、法線を見つけるために使用される皮膚上の点を超えて所定の量(これは、所定の定数である)を拡張するように設定される。これは、少なくとも所定の量だけファントム表面から外に拡張する円柱をもたらす。
e.モデル上に、(d)において説明した円柱を作成する。
f.バイナリ論理演算(例えば、円柱から頭部を減算する)を通して、患者の現実的なモデルに突出する円柱の領域をモデルから除去する。結果として生じる「先端を切った円柱」は、トランスデューサアレイに関連する医療用ゲルを表す。
g.「先端を切った円柱」の外側に、トランスデューサアレイのセラミックディスクを表すディスクを配置する。
42 容量結合トランスデューサアレイ
44 容量結合トランスデューサアレイ
200 MRI画像
300 画像
400 正規化/位置合わせプロセス
402 MRI画像
404 変形可能モデルテンプレート
500 変形させる/歪ませるプロセス
502 変形可能モデルテンプレート、モデルテンプレート
504 歪まされたモデル
600 プロセス
602 患者画像
604 変形されたモデルテンプレート
700 システム
702 コントローラ
Claims (17)
- 腫瘍治療電場(TTフィールド)を送達するために複数の電極を使用する電気療法治療を改善するため方法であって、
コンピュータシステムのプロセッサが、患者の身体領域の3次元画像を受信するステップであって、前記身体領域が、前記患者の頭部を含む、ステップと、
異常組織に対応する前記画像の部分を識別するステップであって、前記異常組織に対応する前記画像の部分が、腫瘍に対応する、ステップと、
前記異常組織がマスクされた前記画像に対応するデータセットを生成するステップと、
前記コンピュータシステムのメモリデバイスからモデルテンプレートを検索するステップであって、前記モデルテンプレートが、前記患者の身体領域に対応する健康な個人の身体領域における複数の組織タイプの位置を特定し、前記モデルテンプレートは、前記健康な個人の身体領域に対応するモデル内の各点が特定の組織タイプに属する確率を表し、前記組織タイプが、白質、灰白質、頭蓋骨、頭皮、脳脊髄液(CSF)、または空気を含む、ステップと、
変形された前記モデルテンプレート内の特徴が前記データセット内の対応する特徴と整列するように、前記モデルテンプレートを空間内で変形させるステップと、
修正された部分が前記異常組織を表すように、前記データセットの前記マスクされた部分に対応する前記変形されたモデルテンプレートの部分を修正するステップと、
(a)前記変形され修正されたモデルテンプレート内の前記複数の組織タイプの位置と、(b)前記変形され修正されたモデルテンプレート内の前記異常組織の位置とに基づいて、前記身体領域内の組織の電気的特性のモデルを生成するステップと、
前記電気的特性のモデルを使用して前記身体領域に対して候補位置の複数の異なるセットにおいて配置されたシミュレートされた電極によって引き起こされる前記身体領域内の電磁場分布をシミュレートし、前記セットのうちの1つを選択することによって、前記異常組織の少なくとも一部分における場の強度を最大化する電極配置レイアウトを決定するステップと、
電気療法治療のために電極を使用する前に前記患者の前記身体領域に対して前記電極を配置するためのガイドとして後に使用するために前記決定された電極配置レイアウトを出力するステップと
を含む、方法。 - 前記モデルテンプレートを変形させる前記ステップが、
前記データセットを前記モデルテンプレートの座標空間にマッピングするマッピングを決定するステップと、
前記マッピングの逆を前記モデルテンプレートに適用するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記マッピングが、前記マスクされた部分の外側にある前記データセット内の点に対して決定される、請求項2に記載の方法。
- 前記モデルテンプレートが、組織確率マップを含み、前記マッピングが、前記データセットを前記組織確率マップにマッピングする、請求項2に記載の方法。
- 前記組織確率マップが、前記モデルテンプレートが導出された健康な個人の画像から導出される、請求項4に記載の方法。
- 前記組織確率マップが、既存の組織確率マップを使用して前記健康な個人の前記画像を同時に位置合わせおよびセグメント化することによって導出され、前記既存の組織確率マップが、複数の個人の画像から導出される、請求項5に記載の方法。
- 前記組織確率マップが、複数の個人の画像から導出された既存の組織確率マップである、請求項4に記載の方法。
- 前記マッピングの逆が、前記組織確率マップの各々に適用され、逆マッピングされた組織確率マップが、前記変形されたモデルテンプレートを含むセグメント化された画像に組み合わされる、請求項4に記載の方法。
- 前記逆マッピングされた組織確率マップを組み合わせることが、前記逆マッピングされた組織確率マップにわたってボクセルを占有する最も高い確率を有する前記組織タイプを各ボクセルに割り当てるステップを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記逆マッピングされた組織確率マップを組み合わせることが、ルックアップテーブルを使用して、前記逆マッピングされた組織確率マップにわたって1つより多くの組織タイプが割り当てられる各ボクセルに組織タイプを割り当てるステップを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記異常組織に対応する前記画像の前記部分を識別する前記ステップが、前記画像のセグメント化を実行するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 組織の電気的特性の前記モデルが、電気伝導率または電気抵抗率のモデルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画像が、MRI画像またはCT画像を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記電極配置レイアウトを決定するステップが、
少なくとも2つの電極配置レイアウトの各々において、前記シミュレートされた電極に境界条件を適用するステップと、
前記少なくとも2つの電極配置レイアウトの各々について前記身体領域内の場の分布を解くステップと、
異常領域内で最も強い場をもたらす前記電極配置レイアウトを選択するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記境界条件が、前記シミュレートされた電極に印加される電圧または電流に対応する、請求項14に記載の方法。
- 前記モデルテンプレートが、前記画像と前記モデルテンプレートの各々との間の類似性に基づいて複数のモデルテンプレートから選択される、請求項1に記載の方法。
- 電気療法治療を実行するために1つまたは複数のメモリデバイス内に記憶された命令を実行するように構成されたプロセッサを備える電気療法治療デバイスであって、前記電気療法治療デバイスが、腫瘍治療電場(TTフィールド)を送達するための複数の電極を含み、前記命令が、
前記プロセッサが、患者の身体領域の3次元画像を受信することであって、前記身体領域が、前記患者の頭部を含む、前記受信することと、
異常組織に対応する前記画像の部分を識別することであって、前記異常組織に対応する前記画像の部分が、腫瘍に対応する、前記識別することと、
前記異常組織がマスクされた前記画像に対応するデータセットを生成することと、
前記1つまたは複数のメモリデバイスからモデルテンプレートを検索することであって、前記モデルテンプレートが、前記患者の身体領域に対応する健康な個人の身体領域における複数の組織タイプの位置を特定し、前記モデルテンプレートは、前記健康な個人の身体領域に対応するモデル内の各点が特定の組織タイプに属する確率を表し、前記組織タイプが、白質、灰白質、頭蓋骨、頭皮、脳脊髄液(CSF)、または空気を含む、前記検索することと、
変形された前記モデルテンプレート内の特徴が前記データセット内の対応する特徴と整列するように、前記モデルテンプレートを空間内で変形させることと、
修正された部分が前記異常組織を表すように、前記データセットの前記マスクされた部分に対応する前記変形されたモデルテンプレートの部分を修正することと、
(a)前記変形され修正されたモデルテンプレート内の前記複数の組織タイプの位置と、(b)前記変形され修正されたモデルテンプレート内の前記異常組織の位置とに基づいて、前記身体領域内の組織の電気的特性のモデルを生成することと、
前記電気的特性のモデルを使用して前記身体領域に対して候補位置の複数の異なるセットにおいて配置されたシミュレートされた電極によって引き起こされる前記身体領域内の電磁場分布をシミュレートし、前記セットのうちの1つを選択することによって、前記異常組織の少なくとも一部分における場の強度を最大化する電極配置レイアウトを決定することと、
電気療法治療のために電極を使用する前に前記患者の前記身体領域に対して前記電極を配置するためのガイドとして後に使用するために前記決定された電極配置レイアウトを出力することと、
を含む電気療法治療デバイス。
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