TW202216233A - 用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備 - Google Patents
用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202216233A TW202216233A TW109135966A TW109135966A TW202216233A TW 202216233 A TW202216233 A TW 202216233A TW 109135966 A TW109135966 A TW 109135966A TW 109135966 A TW109135966 A TW 109135966A TW 202216233 A TW202216233 A TW 202216233A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- guide
- sensor array
- patient
- sensor arrays
- tumor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
描述了用於引導傳感器陣列在病患上之佈置的方法、系統及設備。
Description
本發明涉及用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備。
腫瘤治療電場(Tumor Treating Fields或TTFields)為中頻範圍(100-300 kHz)內之低強度(例如1-3 V/cm)交流電場。此非侵入性治療以實體腫瘤為目標,且描述於第7,565,205號美國專利中,該專利以全文引用之方式併入本文中。TTFields經由有絲分裂期間與關鍵分子之物理相互作用中斷細胞分裂。TTFields療法為用於復發性神經膠母細胞瘤之核准通過的單一治療,及用於新診斷病患之核准通過的與化學療法之組合療法。這些電場藉由直接佈置於病患之頭皮上的傳感器陣列(亦即電極陣列)而非侵入性地誘發。TTFields亦看起來有益於治療身體其他部分中之腫瘤。
所揭露的是一種方法,其包含:接收一三維(3D)傳感器陣列佈置圖;及基於該3D傳感器陣列佈置圖產生被配置以輔助將一或多個傳感器陣列佈置於一身體之一部分上的設備。
所揭露的是一種設備,其包含一外殼,該外殼的輪廓經形成以配合身體之一部分,其中該外殼包含:一或多個嚙合部分,其被配置以嚙合該身體之該部分的一或多個標誌;及一或多個引導部分,其中該一或多個引導部分中之每一者被配置以引導一或多個傳感器陣列之佈置,其中藉由該一或多個嚙合部分嚙合該一或多個標誌使得該一或多個引導部分被定位而使得根據該些引導部分所佈置的傳感器陣列在位於該身體之該部分中的一腫瘤之中產生一所要電場強度。
額外的優點將會部分闡述於以下說明中或可藉由實踐習得。該些優點將藉助於在所附申請專利範圍中特別指出之要素及組合來實現及獲得。應理解,前述一般說明及以下詳細說明僅為例示性及解釋性的且並非限制性的。
在揭示及描述本發明方法及系統之前,應理解,該些方法及系統不限於特定方法、特定組件或特定實施方案。亦應理解,本文中所使用之術語僅將描述特定實施例且不意欲為限制性的。
除非上下文另外明確指示,否則如本說明書及所附申請專利範圍中所用,單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個指示物。範圍可在本文中表達為「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達此範圍時,另一實施例包括自一個特定值及/或至另一個特定值。類似地,當藉由在前面使用「約」來以近似值表示值時,應理解特定值形成另一實施例。應進一步理解,每個範圍之端點相對於另一個端點及獨立於另一個端點均為重要的。
術語「視情況選用之」或「視情況地」意謂隨後所描述之事件或情形可發生或可不發生,且該描述包括其中該事件或情形發生之情況及其中該事件或情形不發生之情況。
貫穿本說明書之描述及申請專利範圍,詞「包含(comprise)」及該詞之變體(諸如,「包含(comprising)」及「包含(comprises)」)意謂「包括但不限於」,且並不意欲排除例如其他組件、整體或步驟。「例示性」意謂「實例」且不意欲傳達較佳或理想實施例之指示。「諸如」不在限制性意義上而出於解釋性目的使用。
所揭示的係可用以執行所揭示之方法及系統的組件。本文中揭示這些及其他組件,且應理解,當揭示這些組件之組合、子集、相互作用、群組等時,雖然可能未明確地揭示這些組件之每種個別及集體組合以及排列的特定參考,但對於所有方法及系統,每一者均特定地涵蓋且描述於本文中。此適用於本申請案之所有態樣,包括但不限於所揭示方法中之步驟。因此,若存在可執行的多個額外步驟,則應理解這些額外步驟中的每一者可運用所揭示方法的任何特定實施例或實施例組合來執行。
可參考較佳實施例及包括於其中之實例的以下詳細描述及圖式及其先前及以下描述更容易地理解本發明方法及系統。
如所屬領域的技術人員將瞭解,方法及系統可採取完全硬體實施例、完全軟體實施例或組合軟體及硬體態樣之實施例的形式。此外,方法及系統可呈電腦可讀取儲存媒體上之電腦程式產品之形式,該媒體具有實施於該儲存媒體中之電腦可讀取程式指令(例如電腦軟體)。更明確而言,本發明方法及系統可呈網頁實施電腦軟體形式。可利用任何合適的電腦可讀取儲存媒體,包括硬碟機、CD-ROM、光學儲存裝置或磁性儲存裝置。
方法及系統之實施例在下文參考方法、系統、設備及電腦程式產品之方塊圖及流程圖說明來描述。應理解方塊圖及流程圖說明之每一區塊,及方塊圖及流程圖說明中之區塊的組合可藉由電腦程式指令分別地實施。可將這些電腦程式指令載入至通用電腦、專用電腦或其他可程式化資料處理設備上以產生機器,使得在電腦或其他可程式化資料處理設備上執行之指令建立用於實施一或多個流程圖區塊中所指定之功能的構件。
亦可將這些電腦程式指令儲存於電腦可讀取記憶體中,該電腦可讀取記憶體可指導電腦或其他可程式化資料處理設備以特定方式起作用,使得儲存於電腦可讀取記憶體中之該些指令產生包括用於實施一或多個流程圖區塊中所指定之功能之電腦可讀取指令的製品。該些電腦程式指令亦可載入至電腦或其他可程式化資料處理設備上以使一系列操作步驟在該電腦或其他可程式化設備上執行從而產生電腦實施程序,使得在該電腦或其他可程式化設備上執行之指令提供用於實施一或多個流程圖區塊中所指定之功能的步驟。
因此,方塊圖及流程圖說明之區塊支援用於執行所指定功能之構件的組合、用於執行所指定功能之步驟的組合及用於執行所指定功能之程式指令構件。亦將理解可藉由執行指定功能或步驟或執行專用硬體及電腦指令之組合的基於專用硬體之電腦系統實施方塊圖及流程圖說明之每一區塊,及方塊圖及流程圖說明中的區塊之組合。
TTFields(在本文中亦被稱作交流電場)經建立為抗有絲分裂癌症治療模態,此係因為其在中期期間干擾適當微管總成並在分裂末期及細胞質分裂期間最終破壞細胞。隨場強度及最佳頻率增加的功效增加係癌細胞株依賴性,其中200 kHz係由TTFields所引起的神經膠質瘤細胞生長之抑制達最高所在的頻率。為進行癌症治療,非侵入性裝置經開發具有直接佈置在接近於腫瘤之皮膚區處的電容耦合式傳感器。對於具有多形性膠質母細胞瘤(Glioblastoma Multiforme;GBM)之病患(在人類中最常見主要惡性腦瘤),用於提供TTFields療法之裝置稱作Optune™。
因為TTFields之效應係方向性的,其中平行於電場分裂之細胞受影響多於在其他方向上分裂之細胞,且因為細胞在所有方向上分裂,因此TTFields通常經由在經治療腫瘤內產生垂直電場之兩對傳感器陣列提供。更特定言之,對於Optune系統,一對電極定位於腫瘤之左側及右側(LR),且另一對電極定位於腫瘤之前部及後部(AP)。在所述兩個方向(亦即LR及AP)之間循環電場確保以最大細胞定向範圍為目標。
活體內及活體外研究展示TTFields療法之功效隨電場強度增加而增加。因此,最佳化病患頭皮上之陣列佈置以增加腦患病區的強度係用於Optune系統之標準實踐。陣列佈置最佳化可藉由「拇指規則」(例如儘可能接近於腫瘤將陣列佈置於頭皮上)、描述病患頭部之幾何結構、腫瘤尺寸及/或腫瘤位置的量測值來執行。用作輸入之量測值可自成像資料導出。成像資料意欲包括任何類型的視覺資料,例如單光子發射電腦斷層攝影術(SPECT)影像資料、x射線電腦斷層攝影術(x射線CT)資料、磁共振成像(MRI)資料、正電子發射斷層攝影術(PET)資料、可由光學儀器(例如,照相攝影機、電荷耦合裝置(CCD)攝影機、紅外線攝影機等)俘獲的資料及其類似者。在某些實施方案中,影像資料可包括自3D掃描器獲得或藉由該3D掃描器產生的3D資料(例如點雲資料)。最佳化可依賴於電場如何依據陣列之位置而在頭部內分配的理解,且在一些態樣中,考慮不同病患之頭部內電學特性分配的變體。
圖 1展示用於電療式治療的實例設備
100。一般而言,設備
100可為藉助於非侵入性表面傳感器陣列在身體內產生交流電場的攜帶型電池或電力供應操作裝置。設備
100可包含電場產生器
102及一或多個傳感器陣列
104。設備
100可被配置以經由電場產生器
102產生腫瘤治療電場(TTFields)(例如在150 kHz處)並經由一或多個傳感器陣列
104提供TTFields至身體區域。電場產生器
102可為電池及/或電力供應操作裝置。在一實施例中,一或多個傳感器陣列
104均勻地成形。在一實施例中,一或多個傳感器陣列
104未均勻地成形。
電場產生器
102可包含與信號產生器
108通信的處理器
106。電場產生器
102可包含被配置用於控制處理器
106及信號產生器
108之執行的控制軟體
110。
信號產生器
108可產生呈波形形狀或脈衝系列之一或多個電信號。信號產生器
108可被配置以產生在介於約50 kHz至約500 kHz(較佳約100 kHz至約300 kHz)之範圍內的頻率下的交流電壓波形(例如TTFields)。電壓使得待治療之組織中的電場強度介於約0.1 V/cm至約10 V/cm之範圍內。
電場產生器
102之一或多個輸出端
114可耦接至在其一端附接至信號產生器
108之一或多個導電引線
112。導電引線
112之相對端連接至藉由電信號(例如波形)啟動的一或多個傳感器陣列
104。導電引線112可包含具有可撓性金屬護罩之標準絕緣導體,且可經接地以防止由導電引線
112產生的電場之傳播。一或多個輸出端
114可依次操作。信號產生器
108之輸出參數可包含例如電場之強度、波之頻率(例如治療頻率),及一或多個傳感器陣列
104之最大可允許溫度。輸出參數可藉由控制軟體
110結合處理器
106設定及/或判定。在判定所要(例如最佳)治療頻率之後,控制軟體
110可使處理器
106發送控制信號至信號產生器
108,該控制信號使信號產生器
108輸出所要治療頻率至一或多個傳感器陣列
104。
一或多個傳感器陣列
104可以在多個形狀下且在多個位置中被配置以在聚焦治療之目標體積處產生所要組態、方向及強度的電場。一或多個傳感器陣列
104可被配置以提供穿過所關注體積之兩個垂直電場方向。
一或多個傳感器陣列
104陣列可包含一或多個電極
116。一或多個電極
116可由具有高介電常數之任何材料製成。一或多個電極
116可包含例如一或多個絕緣陶瓷盤。電極
116可係生物相容的,且耦接至可撓性電路板
118。電極116可被配置以不與皮膚直接接觸,此係因為電極116藉由一層導電水凝膠(圖中未示)(類似於心電圖襯墊上所見的水凝膠)與皮膚分開。
電極
116、水凝膠及可撓性電路板
118可附接至低過敏性醫療黏著劑繃帶
120以將一或多個傳感器陣列
104保持在身體上之適當位置並與皮膚連續直接接觸。每一傳感器陣列
104可包含用以量測在傳感器陣列
104下方之皮膚溫度的一或多個熱敏電阻(圖中未示)(例如8個熱敏電阻)(準確度±1℃)。熱敏電阻可被配置以週期性地(例如每隔一秒)量測皮膚溫度。熱敏電阻可藉由控制軟體
110讀取而TTFields並不被提供以避免對溫度量測之任何干擾。
若量測之溫度低於在兩個後續量測之間的預設最大溫度(Tmax)(例如38.5-40.0℃±0.3℃),則控制軟體
110可增加電流直至電流到達最大治療電流(例如,4安培峰值對峰值)為止。若溫度到達Tmax+0.3℃且持續上升,則控制軟體
110可降低電流。若溫度上升至41℃,則控制軟體
110可中斷TTFields療法且過熱警報可經觸發。
一或多個傳感器陣列
104大小可變化且可基於病患身體大小及/或不同治療包含不同數目個電極
116。舉例而言,在病患胸部之情形中,小傳感器陣列可各自包含13個電極,且大傳感器陣列可各自包含20個電極,其中該些電極按每一陣列串列互連。舉例而言,如
圖 2中所展示,在病患頭部之情形中,每一傳感器陣列可各自包含9個電極,其中電極按每一陣列串列互連。
涵蓋且亦可使用一或多個傳感器陣列
104之替代構造,包括例如使用並非圓盤形之陶瓷元件的傳感器陣列,及使用定位於複數個扁平導體上方之非陶瓷介電材料的傳感器陣列。後者之實例包括安置於印刷電路板上之襯墊上方或扁平金屬片上方的聚合物薄膜。亦可使用所用電極元件並非電容耦合式的傳感器陣列。在此情形下,傳感器陣列中之每一元件將使用導電材料區來實施,該區被配置以緊靠受試者/病患之身體佈置,其中導電元件與身體之間不安置絕緣介電層。亦可使用用於實施傳感器陣列之其他替代構造。任何傳感器陣列(或類似裝置/組件)組態、配置、類型及/或其類似者可用於本文所描述之方法及系統,只要傳感器陣列(或類似裝置/組件)組態、配置、類型及/或其類似者(a)能夠提供TTFields至受試者/病患之身體及(b)且可定位、配置及/或佈置於病患/受試者身體的一部分上,如本文所描述。
設備
100之狀態及所監控參數可儲存記憶體(圖中未示)且可經由有線或無線連接傳送至計算裝置。設備
100可包含用於顯示視覺指示器(諸如加電、治療、警報及低電池)的顯示器(圖中未示)。
圖 3A及
圖 3B展示設備
100之實例應用。展示傳感器陣列
104a及傳感器陣列
104b,各自分別併入至低過敏性醫療黏著劑繃帶
120a及
120b中。低過敏性醫療黏著劑繃帶
120a及
120b經施加至皮膚表面
302。腫瘤
304位於皮膚表面
302及骨組織
306下方且位於腦組織
308內。電場產生器
102使傳感器陣列
104a及傳感器陣列
104b在腦組織
308內產生中斷藉由腫瘤
304之癌細胞展現的快速細胞分裂的交流電場
310。交流電場
310已展示於非臨床實驗中以抑制腫瘤細胞增生及/或破壞腫瘤細胞。交流電場
310之使用利用分裂癌細胞之特殊特性、幾何形狀及速率,此使得其對交流電場
310之效應敏感。交流電場
310在中頻(約100-300 kHz)處更改其極性。用於特殊治療之頻率可特定針對於進行治療的細胞類型(例如用於MPM之150 kHz)。交流電場
310已經展示中斷有絲分裂紡錘體微管總成並導致在細胞質分裂期間胞內大分子及細胞器的介電泳位錯。這些過程導致細胞膜之物理干擾並導致計劃性細胞死亡(細胞凋亡)。
因為交流電場
310之效應係方向性的,其中平行於電場分裂之細胞受影響多於在其他方向上分裂之細胞,且因為細胞在所有方向上分裂,因此交流電場
310可經由在經治療腫瘤內產生垂直電場之兩對傳感器陣列
104提供。更特定言之,一對傳感器陣列
104可定位於腫瘤之左側及右側(LR),且另一對傳感器陣列
104可定位於腫瘤之前部及後部(AP)。在所述兩個方向(例如LR及AP)之間循環電場
310確保以最大細胞定向範圍為目標。在一實施例中,交流電場
310可根據傳感器陣列
104之對稱設置(例如總計四個傳感器陣列
104,兩個匹配對)而提供。在另一實施例中,交流電場
310可根據傳感器陣列
104之不對稱設置(例如總計三個傳感器陣列
104)提供。傳感器陣列
104之不對稱設置可嚙合三個傳感器陣列
104中之兩個以提供交流電場
310且接著切換至三個傳感器陣列
104中之另外兩個以提供交流電場
310,及其類似者。
活體內及活體外研究展示TTFields療法之功效隨電場強度增加而增加。所描述的方法、系統及設備被配置用於最佳化於病患頭皮上之陣列佈置以增加腦之患病區中的強度。
如
圖 4A中所展示,傳感器陣列
104可佈置於病患頭部上。如
圖 4B中所展示,傳感器陣列
104可佈置於病患腹部上。如
圖 5A中所展示,傳感器陣列
104可佈置於病患軀幹上。如
圖 5B中所展示,傳感器陣列
104可佈置於病患骨盆上。特定地涵蓋傳感器陣列
104於病患身體的其他部分(例如臂、腿等)上的佈置。
圖 6為描繪包含病患支援系統
602之系統
100之非限制性實例的方塊圖。病患支援系統
602可包含被配置以操作及/或儲存電場產生器(electric field generator;EFG)組態應用程式
606、病患模型化應用程式
608、成像資料
610及/或設備模型化應用程式
612的一或多個電腦。病患支援系統
602可包含例如計算裝置。病患支援系統
602可包含例如膝上型電腦、桌上型電腦、行動電話(例如智慧型電話)、平板電腦及其類似者。
病患模型化應用程式
608可被配置以根據成像資料
610產生病患身體的一部分之三維模型(例如病患模型)。成像資料
610可包含任何類型的視覺資料,例如單光子發射電腦斷層攝影術(single-photon emission computed tomography;SPECT)影像資料、x射線電腦斷層攝影術(x射線CT)資料、磁共振成像(MRI)資料、正電子發射斷層攝影術(PET)資料、可由光學儀器(例如,照相攝影機、電荷耦合裝置(charge-coupled device;CCD)攝影機、紅外線攝影機等)俘獲的資料及其類似者。在某些實施方案中,影像資料可包括自3D掃描器獲得或藉由該3D掃描器產生的3D資料(例如點雲資料)。病患模型化應用程式
608亦可被配置以基於病患模型及一或多個電場模擬產生三維陣列佈局圖。設備模型化應用程式
612可被配置以根據三維陣列佈局圖產生被配置用於引導一或多個傳感器陣列之佈置的設備之2-D或3-D模型。
為恰當地最佳化病患身體之一部分上之陣列佈置,成像資料
610(諸如MRI成像資料)可藉由病患模型化應用程式
608分析以識別包含腫瘤的所關注之區。在病患頭部之情形中,為表徵電場如何在人頭部內表現及分配,可使用基於解剖頭部模型使用有限元素方法(FEM)模擬模型化構架。這些模擬基於磁共振成像(magnetic resonance imaging;MRI)量測得到逼真的頭部模型並劃分組織類型,諸如頭部內的顱骨、白質、灰質及腦脊髓液(cerebrospinal fluid;CSF)。每一組織類型可經指派用於相對電導率及電容率之介電特性,且模擬可經執行藉此不同傳感器陣列組態應用於模型之表面以理解預設頻率之外部施加電場將在病患身體之任何部分(例如腦)中如何分配。這些模擬(使用配對陣列組態、恆定電流及200 kHz之預設頻率)之結果已論證電場分配在整個腦中相對不均一且超出1 V/cm之電場強度係在除CSF之外的多數組織隔室中產生。假設在傳感器陣列-頭皮介面處具有1800毫安(mA)之峰值對峰值的總電流,獲得這些結果。電場強度之此臨限值足以抑制神經膠母細胞瘤細胞株之細胞增殖。另外,藉由操縱配對傳感器陣列之組態,有可能達成至如
圖 7中所展示的腦之特定區的電場強度之幾乎三倍。
圖 7說明以來自有限元素方法模擬模型之冠狀面視圖展示的電場量值及分佈(以V/cm計)。此模擬使用左-右配對傳感器陣列組態。
在一態樣中,病患模型化應用程式
608可被配置以基於腫瘤之位置及範圍判定用於病患之所要(例如最佳)傳感器陣列佈局。舉例而言,初始形態測定頭部大小量測可使用軸向及冠狀面視圖自腦部MRI之T1序列判定。對比後軸向及冠狀面MRI片層可經選擇以展現增強病灶之最大直徑。使用頭部大小及自預定基準標誌器至腫瘤邊界之距離的量測,不同排列及配對陣列佈局之組合可經評估以產生提供最大電場強度至腫瘤部位的組態。如
圖 8A中所展示,輸出可為三維陣列佈局圖
800。三維陣列佈局圖
800可由病患及/或照護者用於在如
圖 8B中所展示在TTFields療法之正常過程期間將陣列配置於頭皮上。
在一態樣中,病患模型化應用程式608可被配置以判定用於病患之三維陣列佈局圖。可判定將接收傳感器陣列的病患之部分的MRI量測。藉助於實例,MRI量測可經由標準醫學數位成像及通信(Digtial Imaging and Communications in Medicine;DICOM)查看器接收。MRI量測判定可例如借助於人工智慧技術自動地執行,或可例如借助於醫師手動地執行。
手動MRI量測判定可包含經由DICOM查看器接收及/或提供MRI資料。MRI資料可包含含有腫瘤的病患之部分的掃描。藉助於實例,在病患之頭部之情形中,MRI資料可包含包含以下中之一或多者的頭部的掃描:右額顳葉型腫瘤、右頂顳腫瘤、左額顳葉型腫瘤、左頂枕腫瘤及/或多灶中線腫瘤。
圖 9A、
圖 9B、
圖 9C及
圖 9D展示展示病患頭部之掃描的實例MRI資料。
圖 9A展示含有最頂部影像之軸向T1序列片層,包括用於量測頭部大小之軌道。
圖 9B展示選擇在用於量測頭部大小的耳道之位準處之影像的冠狀面T1序列片層。
圖 9C展示展示用於量測腫瘤位置之最大增強腫瘤直徑的對比後T1軸向影像。
圖 9D展示展示用於量測腫瘤位置之最大增強腫瘤直徑的對比後T1冠狀面影像。MRI量測可自在頭皮之外部邊界處之基準標誌器開始並沿切線方向自右-前部-上方原點延伸。形態測定頭部大小可自選擇仍包括軌道之最頂部影像(或在軌道之上方邊緣正上方的影像)的軸向T1 MRI序列估計。
在一態樣中,MRI量測可包含例如頭部大小量測及/或腫瘤量測中之一或多者。在一態樣中,一或多個MRI量測可經舍入至最接近的毫米且可經提供至傳感器陣列佈置模組(例如軟體)以用於分析。MRI量測接著可用於產生三維陣列佈局圖(例如三維陣列佈局圖
800)。
MRI量測可包含一或多個頭部大小量測,諸如最大前後(A-P)頭部大小,自頭皮之外部邊界開始量測;垂直於A-P量測的頭部之最大寬度:右至左側向距離;及/或自頭皮之最極右邊界至解剖中線的距離。
MRI量測可包含一或多個頭部大小量測,諸如冠狀面視圖頭部大小量測。冠狀面視圖頭部大小量測可在選擇在耳道之位準處之影像的T1 MRI序列上獲得(
圖 9B)。冠狀面視圖頭部大小量測可包含以下各者中的一或多者:自頭皮之頂點至正交線的垂直量測,該正交線描繪顳葉之下方邊界;最大右至左側向頭部寬度;及/或自頭皮之極右邊界至解剖中線的距離。
MRI量測可包含一或多個腫瘤量測,諸如腫瘤位置量測。可使用T1對比後MRI序列首先對展現最大增強腫瘤直徑之軸向影像進行腫瘤位置量測(
圖 9C)。腫瘤位置量測可包含以下各者中的一或多者:最大A-P頭部大小,排除鼻子;最大右至左側向直徑,垂直於A-P距離而量測;自頭皮之右邊界至解剖中線的距離;自頭皮之右邊界至最近腫瘤邊界的距離,平行於右至左側向距離及垂直於A-P量測而量測;自頭皮之右邊界至最遠腫瘤邊界的距離,平行於右至左側向距離,垂直於A-P量測而量測;自頭部之前方至最近腫瘤邊界的距離,平行於A-P量測而量測;及/或自頭部之前方至最遠腫瘤邊界的距離,平行於A-P量測而量測。
一或多個腫瘤量測可包含冠狀面視圖腫瘤量測。冠狀面視圖腫瘤量測可包含識別提供腫瘤增強之最大直徑的對比後T1 MRI片層(圖9D)。冠狀面視圖腫瘤量測可包含以下各者中的一或多者:自頭皮之頂點至大腦之下方邊界的最大距離。在前部片層中,此將藉由在前額或顳葉之下方邊界處繪製的水平線分界,且其次地,將延伸至可見幕之最低位準;最大右至左側向頭部寬度;自頭皮之右邊界至解剖中線的距離;自頭皮之右邊界至最近腫瘤邊界的距離,平行於左右側向距離而量測;自頭皮之右邊界至最遠腫瘤邊界的距離,平行於左右側向距離而量測;自頭部之頂點至最近腫瘤邊界之距離,平行於上方頂點至下方大腦線而量測;及/或自頭部之頂點至最遠腫瘤邊界之距離,平行於上方頂點至下方大腦線而量測。
特定言之當腫瘤存在於病患身體之另一部分中時,可使用其他MRI量測。
MRI量測可由病患模型化應用程式
608使用以產生病患模型。病患模型接著可用於判定三維陣列佈局圖(例如三維陣列佈局圖
800)。繼續病患頭部內之腫瘤的實例,可產生充當一可變形模板的健康頭部模型,病患模型可自該可變形模板建立。當建立病患模型時,腫瘤可自病患MRI資料(例如一或多個MRI量測)分段。分段MRI資料識別每一體元中之組織類型,且電氣特性可基於經驗資料指派給每一組織類型。
表 1展示可用於模擬的組織之標準電學特性。病患MRI資料中的腫瘤之區可經遮蔽,且非剛性對齊演算法可用於將病患頭部的剩餘區對齊至表示健康頭部模型之可變形模板的3D離散影像上。此過程得到將病患頭部之健康部分映射至模板空間中的非剛性變換,以及將模板映射至病患空間中的反變換。反變換經應用於3D可變形模板以得到在沒有腫瘤情況下的病患頭部之估算。最終,腫瘤重新種植至變形模板中以得到全病患模型。病患模型可為病患身體之部分(包括內部結構,諸如組織、器官、腫瘤等)的三維空間中之數位表示。
表 1 | ||
組織類型 | 電導率, S/m | 相對電容率 |
頭皮 | 0.3 | 5000 |
顱骨 | 0.08 | 200 |
腦脊髓液 | 1.79 | 110 |
灰質 | 0.25 | 3000 |
白質 | 0.12 | 2000 |
增強腫瘤 | 0.24 | 2000 |
增強非腫瘤 | 0.36 | 1170 |
切除空腔 | 1.79 | 110 |
壞死腫瘤 | 1 | 110 |
血腫 | 0.3 | 2000 |
缺血 | 0.18 | 2500 |
萎縮 | 1 | 110 |
空氣 | 0 | 0 |
TTFields之遞送接著可藉由病患模型化應用程式
608使用病患模型來模擬。為確保傳感器陣列相對於腫瘤位置的系統定位,可界定參考座標系統。舉例而言,橫向平面可初始地由傳感器陣列之習知LR及AP定位定義。左右方向可定義為x軸,AP方向可定義為y軸,且正交於XY平面之頭尾方向可定義為Z軸。
在定義座標系統之後,傳感器陣列可虛擬地佈置於病患模型上,其中傳感器陣列之中心及縱向軸線在XY平面中。一對傳感器陣列可圍繞頭部模型之z軸(亦即在XY平面中)自0度至180度系統地旋轉,籍此覆蓋頭部之整個周邊(藉由對稱性)。旋轉間隔可為例如15度,對應於大致2 cm平移,給出在180度範圍內的總共十二個不同位置。涵蓋其他旋轉間隔。電場分佈計算可經執行用於相對於腫瘤座標之每一傳感器陣列位置。
病患模型中之電場分佈可由病患模型化應用程式
608使用電位之有限元素(finite element;FE)估算判定。一般而言,定義時變電磁場之量係藉由複雜馬克士威方程式給定。然而,在生物組織中及在低至TTFields之中頻(f=200 kHz)處,電磁波長比頭部之大小大得多且相較於實數值導電率σ,電容率s係可忽略的,亦即其中ω=2πf為角頻率。此意指組織中之電磁傳播效應及電容效應係可忽略的,因此純量電位可在電極及皮膚處之適當邊界條件情況下藉由靜態拉普拉斯方程式
很好估算。因此,複阻抗被視為電阻性(亦即電抗係可忽略的)且在容積導體內流動的電流因此主要係自由(歐姆)電流。拉普拉斯方程式之FE估算係使用SimNIBS軟體(simnibs.org)計算。計算係基於Galerkin方法且需要用於共軛梯度求解器之殘餘為<lE-9。在電位在電極陣列之每一集合處經設定為(任意經選擇)固定值情況下,使用狄瑞西雷邊界條件。電(向量)場經計算為電位之數值梯度且電流密度(向量場)係使用歐姆定律自該電場計算。電場值的電位差及電流密度經線性地重新按比例調整以確保對於1.8 A之每一陣列對的總峰值對峰值振幅,經計算為法向電流密度分量在主動電極盤上之所有三角形表面元上的(數值)表面積分。此對應於藉由Optune®裝置用於臨床TTFields療法之電流位準。TTFields之「劑量」經計算為場向量之強度(L2範數)。模型化電流經假定藉由各自連接至一對3×3傳感器陣列的兩個單獨及依次主動源提供。分別地,左側及後部陣列可經定義為模擬中之源,而右側及前部陣列係對應槽。然而,當TTFields使用交流場時,此選擇係任意的且不影響結果。
藉由佈置於病患上之多個位置處的傳感器陣列產生的平均電場強度可由病患模型化應用程式
608判定用於一或多個組織類型。在一態樣中,對應於腫瘤組織類型中之最高平均電場強度之傳感器陣列位置可經選擇為用於病患之所要(例如最佳)傳感器陣列位置。在另一態樣中,用於傳感器陣列之一或多個候選者位置可由於病患之身體條件而排除。舉例而言,一或多個候選者位置可基於皮膚刺激、疤痕、外科部位、不適等之區域而排除。因此,在排除一或多個候選者位置之後,對應於腫瘤組織類型中之最高平均電場強度的傳感器陣列位置可經選擇為用於病患之所要(例如最佳)傳感器陣列位置。因此,可選擇產生小於最大可能平均電場強度的傳感器陣列位置。
病患模型可經修改以包括所要傳感器陣列位置的指示。所得病患模型(包含所要傳感器陣列位置之指示)可被稱作三維陣列佈局圖(例如三維陣列佈局圖
600)。三維陣列佈局圖因此可包含三維空間中之病患身體之部分的數位表示、腫瘤位置之指示、用於佈置一或多個傳感器陣列的位置之指示、其組合及其類似者。
三維陣列佈局圖可以數位形式及/或實體形式經提供至病患。病患及/或病患照護者可使用三維陣列佈局圖以將一或多個傳感器陣列附著至病患身體的相關聯部分(例如頭部)。
三維陣列佈局圖可進一步包含病患身體部分上的一或多個標誌之指示(例如曲線、凸點、裂隙、結構(例如耳朵、鼻子、乳頭等))。病患身體之部分上的一或多個標誌之指示可藉由病患模型化應用程式
608自成像資料導出。三維陣列佈局圖可包含指示一或多個傳感器陣列於身體之部分上之佈置的位置資料及指示身體之部分之一或多個標誌的表面資料。數位三維表示可如公共科學圖書館12(5):e0178540,Bucking TM等人(2017),自醫療成像資料至3D列印解剖模型;Ahmed Ffosny等人J Thorac Cardiovasc Surg 2018, 155:143-5(以引用的方式併入本文中)中描述而使用。
在一態樣中,三維陣列佈局圖可由設備模型化應用程式
612使用以產生用以輔助傳感器陣列於病患身體上之佈置的實體設備。實體設備可由任何材料製成,材料諸如皮革、編織物、塑膠、紙、金屬及其類似者。實體設備可經形成輪廓以配合傳感器陣列附著的病患身體之部分。實體設備可被配置以根據對稱設置或不對稱設置引導傳感器陣列之佈置。在一實施例中,設備可僅僅需要經產生用於佈置一個或兩個傳感器陣列,例如以在難以看到及/或到達病患身體之區域時輔助佈置傳感器陣列。
在一實施例中,用於引導一或多個傳感器陣列之佈置的設備可為特定個別人定製。在另一實施例中,設備可為半定製。舉例而言,設備可根據多種標準大小產生。舉例而言,設備可根據女人或男人之小、中、大、超大、超超大及其類似者來設定大小。
圖 10展示經設計以輔助在腹部上之傳感器陣列佈置的實例實體設備。實體設備可佈置於腹部上,傳感器陣列可經由實體設備中之開口佈置於腹部上,且實體設備可在治療前移除。
圖 11A展示經設計以輔助在軀幹上之傳感器陣列佈置的實例實體設備。實體設備可佈置於軀幹上,傳感器陣列可經由實體設備中之開口佈置於軀幹上,且實體設備可在治療前移除。
圖 11B展示經設計以輔助在骨盆上之傳感器陣列佈置的實例實體設備。實體設備可佈置於骨盆上,傳感器陣列可經由實體設備中之開口佈置於骨盆上,且實體設備可在治療前移除。
圖 12展示為經設計以輔助在頭部上之傳感器陣列佈置的框架的實例實體設備。
圖 13A及
圖 13B展示經設計以輔助在軀幹側面上之傳感器陣列佈置的實體設備之實例3D模型。
在一態樣中,實體設備可被配置以用於佈置一或多個傳感器陣列。在一些態樣中,每一傳感器陣列可與一個實體設備相關聯。在其他態樣中,一對傳感器陣列可與一個實體設備相關聯。實體設備可包含被配置以對準及/或嚙合身體之部分的一或多個標誌的一或多個嚙合部分。該一或多個嚙合部分可包含以下各者中之一或多者:孔、插槽、狹縫、開口、曲線、凹坑、角、卡鉤、綁帶、鎖扣、黏著劑、其組合及其類似者。
實體設備可包含一或多個引導部分。一或多個引導部分為引導傳感器陣列於身體上之佈置的參考點。與一或多個嚙合部分相反,一或多個引導部分被配置以對準及/或嚙合傳感器陣列而不是標誌。一或多個引導部分可指示用於在位於身體之部分中的一腫瘤之中產生具有所要強度之電場的每一傳感器陣列之位置。一或多個引導部分可經成形以引導一或多個傳感器陣列之佈置。一或多個引導部分可與適當傳感器陣列佈置之區域(如自病患之三維陣列佈局圖導出)相關聯。一或多個引導部分可為與傳感器陣列大致相同的大小及形狀。一或多個引導部分可為傳感器陣列的一部分之大小及/或形狀,例如傳感器陣列之角落、傳感器陣列之形狀的四分之一、傳感器陣列之形狀的三分之一、傳感器陣列之形狀的二分之一及其類似者。一或多個引導部分可為設備之切口,諸如孔、蓋、曲線及其類似者。一或多個引導部分可包含參考待與特定傳感器陣列一起佈置的特定傳感器陣列的一指示。舉例而言,一或多個引導部分可包含用以輔助傳感器陣列之佈置的標誌,諸如箭頭、詞語、數字、圖形、色彩及其類似者。在一態樣中,一或多個引導部分可經色彩寫碼以匹配特定傳感器陣列。舉例而言,引導部分可經勾勒或以其他方式著上紅色,且對應傳感器陣列可經勾勒或以其他方式著上紅色以指示傳感器陣列應佈置於引導部分內。一或多個引導部分可包含一或多個獨特實體特性以在引導部分並不為病患可見的情形中輔助傳感器陣列之佈置。舉例而言,一或多個引導部分可包含隆脊、凸點或病患可感覺並用以引導傳感器陣列在引導部分內之佈置的其他觸覺特徵。
在一實施例中,每一傳感器陣列具有均勻形狀。在另一實施例中,一或多個傳感器陣列可以不同於其他傳感器陣列之方式成形。因此,一或多個引導部分可基於意欲根據引導部分佈置的傳感器陣列之形狀而成形。舉例而言,傳感器陣列中之一者可為圓形且對應引導部分可經成形以容納圓形傳感器陣列。傳感器陣列中之另一者可為正方形且對應引導部分可經成形以容納正方形傳感器陣列,傳感器陣列可為六邊形且對應引導部分可經成形以容納六邊形傳感器陣列。
在一態樣中,藉由一或多個嚙合部分嚙合/對準一或多個標誌使該一或多個引導部分經定位而使得根據該引導部分佈置之傳感器陣列在位於身體之部分中的一腫瘤之中產生一所要電場強度。
在一態樣中,實體設備可佈置於身體之部分上且傳感器陣列根據引導部分佈置並附著至身體之部分。實體設備可在傳感器陣列附著之後移除。在另一態樣中,一或多個傳感器陣列可在將實體設備佈置至身體之部分上之前被佈置於引導部分中。實體設備及所佈置傳感器陣列接著可佈置於身體之部分上,籍此將傳感器陣列附著至身體之部分。在另一態樣中,實體設備可在傳感器陣列在操作中的同時保持於病患上。在治療階段結束後,可移除實體設備及傳感器陣列。
如
圖 10、
圖 11A及
圖 11B中所展示,設備可包含用於纏繞病患之身體之一部分的嚙合部分
1000。設備
1000可包含一或多個引導部分
1002至
1008。一或多個引導部分
1002至
1008可包含第一引導部分
1002、第二引導部分
1008、第三引導部分
1004及第四引導部分
1006。在一實施例中,設備
1000可包含一或多個引導部分
1002 至 1008中之僅僅一者,此實施例在將TA佈置於病患不能容易直接或藉助於鏡子看到的身體之區域上時有用。因此,病患可利用多個設備
1000以引導傳感器陣列之佈置。如所展示,一或多個引導部分
1002至
1008可包含在經設定大小及定位以引導一或多個傳感器陣列之佈置的嚙合部分
1000中的開口。
第一引導部分
1002可定位於設備之與第二引導部分
1008的相對側上。第三引導部分
1004可定位於設備之與第四引導部分
1006的相對側上。第一引導部分
1002及第二引導部分
1008可被配置(例如成形、定位等)用於引導第一對傳感器陣列之佈置。第三引導部分
1004及第四引導部分
1006可被配置(例如成形、定位等)用於引導第二對傳感器陣列之佈置。設備可在治療期間穿戴或可包含使得設備能夠在佈置傳感器陣列之後在治療前移除的一或多個附著點。
圖 12展示用於引導單一傳感器陣列之佈置的設備
1200,其包含被配置(例如成形、定位等)用於嚙合病患之前額的嚙合部分
1202、被配置(例如成形、定位等)用於嚙合病患頭部之頂部的嚙合部分
1204,及被配置(例如成形、定位等)用於嚙合病患頭部之側面的嚙合部分
1206。設備
1200包含第一引導部分
1208及第二引導部分
1210。第一引導部分
1208經定位以引導傳感器陣列之頂部的佈置且第二引導部分
1210經定位以引導傳感器陣列之側面的佈置。設備可在治療期間穿戴或可包含使得設備能夠在佈置傳感器陣列之後在治療前移除的一或多個附著點。
設備可經由3D列印或任何合適的製造方法產生。病患模型可包含對應於一或多個傳感器陣列接觸身體之部分所在的位置的表面。表面資料及位置資料可自三維陣列佈局圖導出/獲得並由設備模型化應用程式612使用以產生3D設備模型。3D設備模型可以數位形式(諸如3D可列印檔案格式(例如.STL、.OBJ、.FBX、COLLADA、JDS. TGES、.STEP、.geode、.VRML、.3MF、.X3G)儲存。
在一些實施例中,可自動地識別身體之部分的表面。舉例而言,設備模型化應用程式
612可計算各種尺寸及/或分析病患模型之曲率並推斷對應於一或多個傳感器陣列之位置及適合於嚙合設備之一或多個標誌的一或多個表面。在一些實施方案中,臨床醫師或技術員可直接指定表面。此類實施方案可允許先前所產生表面(例如如藉由設備模型化應用程式
612產生)之整個或部分改變且可歸因於一些治療效益(例如身體部分之特殊區域(例如皮膚刺激之區域)上的增加或降低之壓力)。在一個實施例中,各種演算法可用於判定設備之最佳形狀及機械特性,其藉由3D設備模型描述。3D設備模型可包括資訊,諸如但不限於晶格設計及佈局、網格穿孔特性(例如孔大小/形狀、間距等)、曲線位置、晶格密度之變化、可變厚度等。在識別表面後,擠壓操作可在表面上執行,從而產生3D設備模型。
在一實施例中,設備模型化應用程式
612產生可形成設備之實心或中空模型的頂部、底部、內部、外部等表面的一或多個表面,如藉由3D設備模型所描述。在一態樣中,一或多個表面可經組合及/或耦接至一起。此外,晶格及網格結構可經產生以界定設備之形狀。如
圖 13A中所說明,描繪3D設備模型
1300,包括嚙合部分
1302及引導部分
1304。嚙合部分
1302可被配置以在病患臂下與嚙合病患腋窩之嚙合部分
1302配合。引導部分
1304可包含應與傳感器陣列之頂部對準的彎曲部分標誌。
在基於3D設備模型產生後,設備將具有病患對齊表面及非病患對齊表面。病患對齊表面包含與身體之部分接觸的表面。非病患對齊表面包含不與身體之部分接觸的表面。非病患對齊表面可以任何適合方式(例如包括額外結構特徵(例如用於耦接至其他組件的扣件、黏著劑、病患/臨床醫師/製造者識別資訊等))修改。
3D設備模型可經傳輸至3D列印機。3D可基於3D設備模型產生設備。在一個實施方案中,3D設備模型呈用於3D列印的合適之格式。在一個實施方案中,3D設備模型在傳輸3D設備模型至3D列印機之前轉換成用於3D列印之合適格式。在一個實施方案中,3D設備模型可界定設備內之一或多個層。層接著可經列印並層疊在一起。在一個實施方案中,3D設備模型可描述形成設備之反向表示(例如模具空腔)的一或多個部分,且反向表示可以材料填充,材料包括(但不限於)胺基甲酸酯、環氧樹脂、蠟、塑膠、金屬或發泡體。在一個實施方案中,一或多個層之材料可包括但不限於耐綸、抗菌劑耐綸、ABS塑膠、PLA塑膠、聚胺基甲酸酯、皮革、發泡體或其組合。列印設備可藉由染色或經由化學或照片曝光著色。列印設備可覆蓋有材料,諸如皮革、氯丁橡膠、織品等。
在另一實施例中,設備模型化應用程式
612可產生3D設備模型之2D表示。2D表示可包含一二維結構圖,該二維結構圖當列印於諸如紙之合適材料上時指示一圖案。該圖案可用於將材料摺疊及/或切割成用於引導一或多個傳感器陣列之佈置的三維設備。3D設備模型可界定一組幾何結構,諸如三角形或多邊形之網格或用於表示設備的一組非均一合理基礎脊椎。設備模型化應用程式
612可將3D設備模型轉換或展開(例如UV映射)成在尺寸上與3D設備模型成比例的2D檔案格式。
設備模型化應用程式
612可產生一UV覆蓋引導(例如二維結構圖),其可用於可視化2D表示可如何與3D設備模型之表面座標匹配。為設計及校準UV覆蓋或圖,3D設備模型可重新拓樸化。當產生3D設備模型時,病患設備模型化應用程式
612可將3D設備模型之網格建立成太複雜以致不能展開的高多邊形計數網格。重新拓樸化可以多種方式調整3D設備模型之網格,該些方式包括自高多邊形計數網格改變成低計數多邊形網格,通常亦將個別多邊形自三角形改變成正方形或矩形以用於更容易展開。此外,網格中之多邊形的方向可經由重新拓樸化來改變。此外,重新拓樸化提供調整設備將配合身體部分之方式的能力。此外,在重新拓樸化過程期間,可指定表示切割、縫合及/或摺線的一或多個縫隙。UV覆蓋引導可轉換成可列印檔案。可列印檔案可經傳輸至列印機並用於產生2D表示之實體複本。
圖 14展示可經切割及/或摺疊以建立用於引導一或多個傳感器陣列之佈置的設備
1400的經列印二維結構圖之實例。實線
1402指示可自上面列印二維結構圖之材料(諸如紙、編織物、皮革、紙板及其類似者)切割設備
1400之處。實線
1404指示插槽可切割至材料中之處。虛線及點線
1406指示材料可被摺疊之處。凸片
1408可插入至插槽中。舉例而言,突片
1408A可插入至插槽
1404A中,突片
1408B可插入至突片
1404A中,且突片
1408B可插入至插槽
1404B中。在摺疊、切割及組裝後,建立一或多個嚙合部分
1410,包括嚙合部分
1410A(經成形以嚙合病患頭部之右耳朵的孔)、嚙合部分
1410B(被配置以嚙合病患頭部之頂部部分的平面)、嚙合部分
1410C(被配置以嚙合病患頭部之左側的平面),及嚙合部分
1410D(被配置以嚙合病患頭部之後部部分的平面)。另外,在摺疊、切割及組裝後,建立一或多個引導部分
1412,包括引導部分
1412A(被配置用於引導傳感器陣列至頭部之後部上的佈置)及引導部分
1412C(被配置用於引導傳感器陣列至頭部之左側上的佈置)。
圖 15為描繪包含病患支援系統
602之非限制性實例的環境
1500的方塊圖。在一態樣中,任何描述方法之一些或所有步驟可在如本文所描述之計算裝置上執行。病患支援系統
602可包含被配置以儲存EFG組態應用程式
606、病患模型化應用程式
608、成像資料
610、設備模型化應用程式
612及其類似者中之一或多者的一或多個電腦。
病患支援系統
602可為數位電腦,該數位電腦就硬體架構而言大體包括處理器
1508、記憶體系統
1510、輸入/輸出(I/O)介面
1512及網路介面
1514。這些組件(
1508、
1510、
1512及
1514)經由本端介面
1516以通信方式耦接。本端介面
1516可為例如(但不限於)一或多個匯流排或其他有線或無線連接,如此項技術中所已知。本端介面
1516可具有用以實現通信之額外元件,諸如控制器、緩衝器(快取記憶體)、驅動器、中繼器及接收器,為簡單起見省去該些額外元件。另外,本端介面可包括位址、控制及/或資料連接,以實現在前述組件之間的適當通信。
處理器
1508可為用於執行軟體(特定言之儲存於記憶體系統
1510中)之硬體裝置。處理器
1508可為任何定製或市售之處理器、中央處理單元(CPU)、與病患支援系統602相關聯之若干處理器當中的輔助處理器、基於半導體之微處理器(呈微晶片或晶片組形式)或用於執行軟體指令之大體上任何裝置。當病患支援系統
602在操作中時,處理器
1508可被配置以執行儲存於記憶體系統
1510內之軟體、傳達資料至該記憶體系統
1510及自該記憶體系統
1510傳達資料,並根據軟體大體上控制病患支援系統
602之操作。
I/O介面
1512可用於接收來自一或多個裝置或組件之使用者輸入及/或用於提供系統輸出至一或多個裝置或組件。可經由例如鍵盤及/或滑鼠提供使用者輸入。可經由顯示裝置及列印機(圖中未示)提供系統輸出。I/O介面
1512可包括例如串聯埠、並聯埠、小電腦系統介面(Small Computer System Interface;SCSI)、IR介面、RF介面及/或通用串列匯流排(universal serial bus;USB)介面。
網路介面
1514可用於自病患支援系統
602傳輸及接收。網路介面
1514可包括例如lOBaseT乙太網路配接器、100BaseT乙太網路配接器、LAN PHY乙太網路配接器、符記環配接器、一無線網路配接器(例如WiFi)或任何其他合適之網路介面裝置。網路介面
1514可包括位址、控制及/或資料連接以實現適當通信。
記憶體系統
1510可包括揮發性記憶體元件(例如隨機存取記憶體(RAM,諸如DRAM、SRAM、SDRAM等))及非揮發性記憶體元件(例如ROM、硬碟機、磁帶、CDROM、DVDROM等)中之任一者或其組合。此外,記憶體系統
1510可併入電子、磁性、光學及/或其他類型之儲存媒體。應注意,記憶體系統
1510可具有分佈式架構,其中各個組件彼此遠離而定位,但可由處理器
1508存取。
記憶體系統
1510中之軟體可包括一或多個軟體程式,其中之每一者包含用於實施邏輯功能的可執行指令之定序列表。在
圖 15之實例中,病患支援系統
602的記憶體系統
1510中之軟體可包含EFG組態應用程式
606、病患模型化應用程式
608、成像資料
610、設備模型化應用程式
612及合適之作業系統(O/S)
1518。作業系統
1518基本上控制其他電腦程式之執行並提供排程、輸入-輸出控制、檔案及資料管理、記憶體管理及通信控制及相關服務。
出於說明的目的,應用程式及其他可執行程式組件(諸如作業系統
1518)本文中說明為離散區塊,但認識到,此類程式及組件可在各種時間駐留於病患支援系統
602之不同儲存組件中。EFG組態應用程式
606、病患模型化應用程式
608、成像資料
610、設備模型化應用程式
612及/或控制軟體
110之實施方案可儲存於某一形式之電腦可讀取媒體上或跨越某一形式之電腦可讀取媒體傳輸。所揭示之方法中之任一者可藉由實施於電腦可讀取媒體上之電腦可讀取指令執行。電腦可讀取媒體可為可由電腦存取之任何可用媒體。藉助於實例且並不意謂限制,電腦可讀取媒體可包含「電腦儲存媒體」及「通信媒體」。「電腦儲存媒體」可包含在任何方法或技術中實施的用於儲存資訊(諸如,電腦可讀取指令、資料結構、程式模組或其他資料)的揮發性以及非揮發性媒體、抽取式以及非抽取式媒體。例示性電腦儲存媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位多功能光碟(digital versatile disk;DVD)或其他光學儲存器、匣式磁帶、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置、或可用於儲存所要資訊並可藉由電腦存取的任何其他媒體。
在
圖 16中所說明的實施例中,病患模型化應用程式
608及/或設備模型化應用程式
612中之一或多者可被配置以執行包含在
1610處接收三維(3D)傳感器陣列佈置圖的方法
1600。方法
1600可包含在
1620處基於3D傳感器陣列佈置圖產生被配置以輔助將一或多個傳感器陣列佈置於一身體之一部分上的一設備。身體之部分可包含頸部、頭部、軀幹、骨盆、腹部、腿、臂、手或腳。設備可包含皮革、編織物、塑膠、紙或金屬。
方法
1600可進一步包含接收身體之部分的成像資料。方法
1600可進一步包含基於3D傳感器陣列佈置圖判定與一或多個傳感器陣列於身體之部分上之佈置相關聯的位置資料,其中該位置資料指示該一或多個傳感器陣列於身體之部分上的佈置,該佈置在身體之部分內的一腫瘤之中產生一所要電場強度。方法
1600可進一步包含基於該成像資料判定與身體之部分相關聯的表面資料,其中該表面資料對應於身體之部分的一或多個標誌。方法
1600可進一步包含基於該表面資料及該位置資料判定設備之3D模型,其中該3D模型包含被配置以嚙合該一或多個標誌的一或多個特徵及被配置以引導該一或多個傳感器陣列之佈置的一或多個特徵。產生該設備可包含使該設備根據該設備之3D模型經由一3D列印機進行列印。
方法
1600可進一步包含基於3D傳感器陣列佈置圖判定一二維結構圖。產生設備可包含於紙上列印二維結構圖。
鑒於所描述設備、系統及方法及其變體,本文在下文描述本發明之某些更明確描述之實施例。然而,這些特別敍述之實施例不應解譯為對含有本文中所描述之不同或更一般教示內容的任何不同請求項有任何限制效應,或以除其中所使用的語言之字面上固有含義以外的某一方式在某種程度上限制「特殊」實施例。
實施例1:一種方法,其包含:接收一三維(3D)傳感器陣列佈置圖;及基於該3D傳感器陣列佈置圖產生被配置以輔助將一或多個傳感器陣列佈置於一身體之一部分上的一設備。
實施例2:如前述實施例中任一項之實施例,其進一步包含基於該3D傳感器陣列佈置圖判定與該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上之佈置相關聯的位置資料,其中該位置資料指示該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上的佈置,該佈置在該身體之該部分內的一腫瘤之中產生一所要電場強度。
實施例3:如前述實施例中任一項的實施例,其進一步包含接收該身體之該部分的成像資料。
實施例4:如前述實施例中任一項之實施例,其進一步包含基於該成像資料判定與該身體之該部分相關聯的表面資料,其中該表面資料對應於該身體之該部分的一或多個標誌。
實施例5:如前述實施例中任一項之實施例,其進一步包含基於該表面資料及該位置資料判定該設備之一3D模型,其中該3D模型包含被配置以嚙合該一或多個標誌的一或多個特徵及被配置以引導該一或多個傳感器陣列之佈置的一或多個特徵。
實施例6:如前述實施例中任一項之實施例,其中產生該設備包含使該設備根據該設備之該3D模型經由一3D列印機進行列印。
實施例7:如前述實施例中任一項之實施例,其進一步包含基於該3D傳感器陣列佈置圖判定一二維結構圖。
實施例8:如前述實施例中任一項之實施例,其中產生該設備包含於紙上列印該二維結構圖。
實施例9:如前述實施例中任一項之實施例,其中該身體之該部分包含一頸部、一頭部、一軀幹、一骨盆、一腹部、一腿、一臂、一手或一腳。
實施例10:如前述實施例中任一項之實施例,其中該設備由皮革、編織物、塑膠、紙或金屬組成。
實施例11:一種設備,其包含:一外殼,其輪廓經形成以配合身體之一部分的一外殼,其中該外殼包含:一或多個嚙合部分,其被配置以嚙合該身體之該部分的一或多個標誌;及一或多個引導部分,其中該一或多個引導部分中之每一者被配置以引導該一或多個傳感器陣列之佈置,其中藉由該一或多個嚙合部分嚙合該一或多個標誌使該一或多個引導部分經定位而使得根據該些引導部分佈置的傳感器陣列在位於身體之該部分中的腫瘤之中產生一所要電場強度。
實施例12:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該一或多個嚙合部分包含一綁帶、一鎖扣、一插槽、孔或一黏著劑中之一或多者。
實施例13:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該一或多個引導部分指示用於在位於該身體之該部分中的一腫瘤之中產生具有一所要強度之一電場的每一傳感器陣列之一位置。
實施例14:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該一或多個引導部分包含一第一引導部分、一第二引導部分、一第三引導部分及一第四引導部分。
實施例15:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該第一引導部分位於該外殼之與該第二引導部分的一相對側上。
實施例16:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該第三引導部分位於該外殼之與該第四引導部分的一相對側上。
實施例17:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該第一引導部分及該第二引導部分被配置用於引導一第一對傳感器陣列之佈置。
實施例18:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該第三引導部分及該第四引導部分被配置用於引導一第二對傳感器陣列之佈置。
實施例19:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該身體之該部分包含一頸部、一頭部、一軀幹、一骨盆、一腹部、一腿、一臂、一手或一腳。
實施例20:如實施例11至20中任一項之實施例,其中該外殼由皮革、編織物、塑膠、紙或金屬組成。
實施例21:一種方法,其包含接收被配置以輔助將一或多個傳感器陣列佈置於一身體之一部分上的一設備之一三維(3D)模型,及基於該設備之該3D模型產生該設備。
實施例22:如實施例21至30中任一項之實施例,其進一步包含基於一3D傳感器陣列佈置圖判定與該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上之佈置相關聯的位置資料,其中該位置資料指示該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上的佈置,該佈置在該身體之該部分內的一腫瘤之中產生一所要電場強度。
實施例23:如實施例21至30中任一項之實施例,其進一步包含接收該身體之該部分的成像資料。
實施例24:如實施例21至30中任一項之實施例,其進一步包含基於該成像資料判定與該身體之該部分相關聯的表面資料,其中該表面資料對應於該身體之該部分的一或多個標誌。
實施例25:如實施例21至30中任一項之實施例,其進一步包含基於該表面資料及該位置資料判定該設備之該3D模型,其中該3D模型包含被配置以嚙合該一或多個標誌的一或多個特徵及被配置以引導該一或多個傳感器陣列之佈置的一或多個特徵。
實施例26:如實施例21至30中任一項之實施例,其中產生該設備包含使該設備根據該設備之該3D模型經由一3D列印機進行列印。
實施例27:如實施例21至30中任一項之實施例,其進一步包含基於該3D傳感器陣列佈置圖判定一二維結構圖。
實施例28:如實施例21至30中任一項之實施例,其中產生該設備包含於紙上列印該二維結構圖。
實施例29:如實施例21至30中任一項之實施例,其中該身體之該部分包含一頸部、一頭部、一軀幹、一骨盆、一腹部、一腿、一臂、一手或一腳。
實施例30:如實施例21至30中任一項之實施例,其中該設備由皮革、編織物、塑膠、紙或金屬組成。
除非另外明確陳述,否則決不希望本文中所闡述之任何方法理解為必需依特定次序執行其步驟。因此,在方法請求項實際上並不列舉其步驟將遵循之次序或並未在申請專利範圍或描述中另外特定地陳述該些步驟限於特定次序的情況下,絕不希望在任何方面推斷次序。此適用於解譯之任何可能的非表達基礎,包括:關於步驟排列或操作流程之配置的邏輯事項;源自語法組織或標點符號之普通含義;說明書中所描述之實施例的數目或類型。
雖然已結合較佳實施例及特定實例描述了方法及系統,但並不希望範疇限於所闡述之特定實施例,此係因為本文中之實施例在所有方面意欲為說明性的而非限制性的。
除非另外明確陳述,否則決不希望本文中所闡述之任何方法理解為必需依特定次序執行其步驟。因此,在方法請求項實際上並不列舉其步驟將遵循之次序或並未在申請專利範圍或描述中另外特定地陳述該些步驟限於特定次序的情況下,絕不希望在任何方面推斷次序。此適用於解譯之任何可能的非表達基礎,包括:關於步驟排列或操作流程之配置的邏輯事項;源自語法組織或標點符號之普通含義;說明書中所描述之實施例的數目或類型。
熟習此項技術者將顯而易見,可在不脫離範圍或精神之情況下進行各種修改及變化。其他實施例將自說明書之考量及本文所揭示之實踐而對熟習此項技術者顯而易見。希望僅將本說明書及實例視為例示性的,其中真實範圍及精神由以下申請專利範圍指示。
102:電場產生器
104,104a,104b:傳感器陣列
106:處理器
108:信號產生器
110:控制軟體
112:導電引線
114:輸出端
116:電極
118:可撓性電路板
120,120a,120b:低過敏性醫療黏著劑繃帶
302:皮膚表面
304:腫瘤
306:骨組織
308:腦組織
310:交流電場
600:三維陣列佈局圖
602:病患支援系統
606:電場產生器(EFG)組態應用程式
608:病患模型化應用程式
610:成像資料
612:設備模型化應用程式
800:三維陣列佈局圖
1000,1202,1204,1206,1302,1410A,1410B,1410C,1410D:嚙合部分
1002,1208:第一引導部分
1004:第三引導部分
1006:第四引導部分
1008,1210:第二引導部分
1200:設備
1300:3D設備模型
1304,1412A:引導部分
1400:設備
1402:實線
1404A,1004B:插槽
1406:虛線及點線
1408A,1408B:突片
1500:環境
1508:處理器
1510:記憶體系統
1512:輸入/輸出(I/O)介面
1514:網路介面
1516:本端介面
1518:作業系統(O/S)
為容易地識別對任何特定元件或動作之論述,元件符號中的一或多個最高有效位數係參照於元件第一次被介紹到其中的圖號。
[圖1]展示用於電療式治療的實例設備。
[圖2]展示實例傳感器陣列。
[圖3A及圖3B]說明用於電療式治療之設備的實例應用。
[圖4A]展示佈置於病患頭部上之傳感器陣列。
[圖4B]展示佈置於病患腹部上之傳感器陣列。
[圖5A]展示佈置於病患軀幹上的傳感器陣列。
[圖5B]展示佈置於病患骨盆上之傳感器陣列。
[圖6]為描繪電場產生器及病患支援系統之方塊圖。
[圖7]說明以來自有限元素方法模擬模型之冠狀面視圖展示的電場量值及分佈(以V/cm為單位)。
[圖8A]展示三維陣列佈局圖800。
[圖8B]展示傳感器陣列於病患之頭皮上的佈置。
[圖9A]展示含有最頂部影像之軸向T1序列片層,包括用於量測頭部大小之軌道。
[圖9B]展示選擇在用於量測頭部大小的耳道之位準處之影像的冠狀面T1序列片層。
[圖9C]展示展示用於量測腫瘤位置之最大增強腫瘤直徑的對比後T1軸向影像。
[圖9D]展示展示用於量測腫瘤位置之最大增強腫瘤直徑的對比後T1冠狀面影像。
[圖10]展示經設計以輔助在腹部上之傳感器陣列佈置的實例實體設備。
[圖11A]展示經設計以輔助在軀幹上之傳感器陣列佈置的實例實體設備。
[圖11B]展示經設計以輔助在骨盆上之傳感器陣列佈置的實例實體設備。
[圖12]展示為經設計以輔助在頭部上之傳感器陣列佈置的框架的實例實體設備。
[圖13A]展示經設計以輔助在軀幹側面上之傳感器陣列佈置的實體設備之實例3D模型的第一視圖。
[圖13B]展示經設計以輔助在軀幹側面上之傳感器陣列佈置的實體設備之實例3D模型的第二視圖。
[圖14]展示經列印二維結構圖之實例。
[圖15]為描繪實例操作環境之方塊圖。
[圖16]為描繪另一實例操作環境之方塊圖。
102:電場產生器
104:傳感器陣列
106:處理器
108:信號產生器
110:控制軟體
112:導電引線
114:輸出端
116:電極
118:可撓性電路板
120:低過敏性醫療黏著劑繃帶
Claims (20)
- 一種方法,其包含: 接收一三維(3D)傳感器陣列佈置圖;及 基於該3D傳感器陣列佈置圖產生被配置以輔助將一或多個傳感器陣列佈置於一身體之一部分上的設備。
- 如請求項1之方法,其進一步包含基於該3D傳感器陣列佈置圖判定與該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上之佈置相關聯的位置資料,其中該位置資料指示該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上的佈置,該佈置在該身體之該部分內的一腫瘤之中產生一所要電場強度。
- 如請求項1之方法,其進一步包含:接收該身體之該部分的成像資料;及基於該成像資料判定與該身體之該部分相關聯的表面資料,其中該表面資料對應於該身體之該部分的一或多個標誌。
- 如請求項3之方法,其進一步包含基於該表面資料及該位置資料判定該設備之一3D模型,其中該3D模型包含被配置以嚙合該一或多個標誌的一或多個特徵及被配置以引導該一或多個傳感器陣列之佈置的一或多個特徵。
- 如請求項4之方法,其中產生該設備包含使該設備根據該設備之該3D模型而經由一3D列印機進行列印。
- 如請求項1之方法,其進一步包含基於該3D傳感器陣列佈置圖來判定二維結構圖。
- 如請求項6之方法,其中產生該設備包含於紙上列印該二維結構圖。
- 如請求項1之方法,其中該設備由皮革、編織物、塑膠、紙或金屬組成。
- 一種設備,其包含: 一外殼,其輪廓經形成以配合一身體的一部分,其中該外殼包含, 一或多個嚙合部分,其被配置以嚙合該身體之該部分的一或多個標誌,及 一或多個引導部分,其中該一或多個引導部分中之每一者被配置以引導一或多個傳感器陣列之佈置, 其中藉由該一或多個嚙合部分嚙合該一或多個標誌使得該一或多個引導部分被定位而使得根據該些引導部分所佈置之傳感器陣列在位於該身體之該部分中的腫瘤之中產生一所要電場強度。
- 如請求項9之設備,其中該一或多個嚙合部分包含一綁帶、一鎖扣、一插槽、孔或一黏著劑中之一或多者。
- 如請求項9之設備,其中該一或多個引導部分指示用於在位於該身體之該部分中的腫瘤中產生具有一所要強度之電場的每一傳感器陣列之位置。
- 如請求項9之設備,其中該一或多個引導部分包含一第一引導部分、一第二引導部分、一第三引導部分及一第四引導部分。
- 如請求項12之設備,其中該第一引導部分位於該外殼之與該第二引導部分的一相對側上,和/或該第三引導部分位於該外殼之與該第四引導部分的一相對側上。
- 如請求項12之設備,其中該第一引導部分及該第二引導部分被配置用於引導一第一對傳感器陣列之佈置。
- 如請求項12之設備,其中該第三引導部分及該第四引導部分被配置用於引導一第二對傳感器陣列之佈置。
- 一種方法,其包含: 接收被配置以輔助將一或多個傳感器陣列佈置於一身體之一部分上的設備之一三維(3D)模型;及 基於該設備之該3D模型來產生該設備。
- 如請求項16之方法,其進一步包含基於一三維(3D)傳感器陣列佈置圖判定與該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上之佈置相關聯的位置資料,其中該位置資料指示該一或多個傳感器陣列於該身體之該部分上的佈置,該佈置在該身體之該部分內的一腫瘤之中產生一所要電場強度。
- 如請求項16之方法,其進一步包含: 接收該身體之該部分的成像資料;及 基於該成像資料判定與該身體之該部分相關聯的表面資料,其中該表面資料對應於該身體之該部分的一或多個標誌。
- 如請求項18之方法,其進一步包含基於該表面資料及該位置資料判定該設備之該3D模型,其中該3D模型包含被配置以嚙合該一或多個標誌的一或多個特徵及被配置以引導該一或多個傳感器陣列之佈置的一或多個特徵。
- 如請求項16之方法,其中產生該設備包含使該設備根據該設備之該3D模型而經由一3D列印機進行列印。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109135966A TW202216233A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109135966A TW202216233A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202216233A true TW202216233A (zh) | 2022-05-01 |
Family
ID=82558464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109135966A TW202216233A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TW202216233A (zh) |
-
2020
- 2020-10-16 TW TW109135966A patent/TW202216233A/zh unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210162228A1 (en) | Methods, systems, and apparatuses for optimizing transducer array placement | |
EP4054706B1 (en) | Methods for guiding transducer placements for tumor treating fields | |
US20240061398A1 (en) | Methods, systems, and apparatuses for guiding transducer array placement | |
US11620789B2 (en) | Methods, systems, and apparatuses for managing transducer array placement | |
US20240087235A1 (en) | Methods, systems, and apparatuses for image segmentation | |
WO2021136960A1 (en) | Methods, systems, and apparatuses for combined tumor treating fields and mental health therapy | |
EP4074366A1 (en) | Apparatuses for managing temperatures induced by alternating fields | |
TW202216233A (zh) | 用於引導傳感器陣列佈置的方法,系統和設備 | |
CN113939332A (zh) | 用于管理换能器阵列放置的方法、系统和装置 | |
TWI827889B (zh) | 用於管理傳感器陣列佈置的方法和設備以及相關的非暫態的電腦可讀取的媒體 |