×
03.07.2019
219.017.a446

Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ДОЗЫ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002693204
Дата охранного документа
01.07.2019
Аннотация: Изобретение относится к медицине, а именно к системе планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани органа. Предложена система, содержащая: модуль создания биопсийной карты, выполненный с возможностью приема биопсийной информации об интересующем органе, касающейся мест биопсии и тканевых характеристик ткани, обнаруженной в местах биопсии, при этом модуль создания биопсийной карты дополнительно выполнен с возможностью создания пространственно-аннотированной биопсийной карты для органа посредством привязки пространственной информации о местах биопсии к тканевым характеристикам ткани, обнаруженной в соответствующих местах биопсии, и модуль вычисления вероятностной карты, выполненный с возможностью создания вероятностной карты опухоли посредством вычисления вероятности опухоли для мест в органе, из которых не отбирали биопсию, путем использования опухолевых и/или тканевых характеристик из мест биопсии, и модуль планирования дозы, выполненный с возможностью создания дозового плана на основе вероятностной карты опухоли, причем ограничивающие условия планирования являются такими, что для зоны со средней повышенной вероятностью опухоли планируется повышенная плановая доза, а для зоны со средней пониженной вероятностью опухоли планируется пониженная плановая доза. Изобретение обеспечивает усовершенствование планирования лечения. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к системе планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани органа и, в частности, изобретение относится к системе планирования дозы для лечения в области онкологии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Лечение опухолей у онкологических пациентов можно выполнять с использованием нескольких способов от минимально инвазивных способов, например, брахитерапии, до хирургических способов, в ходе которых удаляют весь орган, содержащий опухоль. Менее инвазивные способы фокальной терапии набирают популярность благодаря усовершенствованиям в области ранней диагностики и скрининга, и потенциально меньших побочных эффектов.

Рабочий процесс от диагностики до лечения рака состоит из нескольких этапов. Биопсию обычно выполняют в течение этапа диагностики, чтобы оценить тип опухоли и предоставить балльную оценку (в дальнейшем, индекс) распространения рака. Биопсию обычно берут в нескольких местах и вычисляют общий индекс. Для вывода упомянутого общего индекса применяют несколько способов:

1. число миллиметров злокачественного образования на один биоптат;

2. суммарное число миллиметров злокачественного образования по всем биоптатам;

3. процентное содержание злокачественного образования на один биоптат;

4. суммарное процентное содержание злокачественного образования во всем образце;

5. число положительных биоптатов;

6. доля положительных биоптатов (число положительных биоптатов и суммарное число биоптатов).

Патент США 7831293B2 описывает способ обозначения границы биологической мишени для лечения. Данный документ описывает способ, по которому в месте биопсии оставляют определимый маркер. Данный маркер используют для корреляции гистопатологических данных с функциональной визуализацией. Поскольку набор данных, используемых для создания плана лечения опухоли, может различать и дифференцировать конкретную патологию и прогрессирование опухоли или агрессивность разных областей целевой ткани, то план лечения можно использовать для направления терапии на разные области ткани отдельного биологического целевого объема с разными интенсивностями. Патологически задаваемые точки опухоли коррелируют с функциональным исследованием (например, МР-спектроскопией (магнитно-резонансной спектроскопической визуализацией), ОФЭКТ (однофотонной эмиссионной КТ), ПЭТ (позитронной эмиссионной томографией) или оптической биопсией) таким образом, что полученные положительные результаты на функциональном изображении могут служить известным маркером для участков поражения. Если функциональное исследование может обнаруживать данные зоны прежде скрытых очагов опухоли, то другие зоны, показывающие активность на функциональном исследовании, можно рассматривать как представляющие дополнительные скрытые очаги опухоли и поэтому использовать для обозначения границы биологического целевого объема для лечения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является усовершенствование планирования лечения. Данная цель достигается с помощью системы планирования дозы для терапевтического лечения пораженной ткани интересующего органа, содержащей:

- модуль создания биопсийной карты, выполненный с возможностью приема биопсийной информации об интересующем органе, касающейся мест биопсии и тканевых характеристик ткани, обнаруженной в местах биопсии, при этом модуль создания биопсийной карты дополнительно выполнен с возможностью создания пространственно-аннотированной биопсийной карты для органа посредством привязки пространственной информации о местах биопсии к тканевым характеристикам ткани, обнаруженной в соответствующих местах биопсии, и

- модуль вычисления вероятностной карты, выполненный с возможностью создания вероятностной карты опухоли посредством вычисления вероятности опухоли для мест в органе, из которых не отбирали биопсию, путем использования опухолевых и/или тканевых характеристик из мест биопсии, и

- модуль планирования дозы, выполненный с возможностью создания дозового плана на основе вероятностной карты опухоли, причем ограничивающие условия планирования являются такими, что для зоны со средней повышенной вероятностью опухоли планируется повышенная плановая доза, и для зоны со средней пониженной вероятностью опухоли планируется пониженная плановая доза.

В настоящее время, в лучевой терапии существуют две важных проблемы. Первая состоит в том, что точное оконтуривание опухолевой ткани может быть сложной задачей. Существует множество различий между оконтуриваниями, выполненными разными наблюдателями на основе медицинских изображений. Кроме того, определение правильной дозы может быть сложной задачей. Предлагалось изменять дозу в пределах опухоли с учетом агрессивности опухоли, чтобы повысить вероятность контроля опухоли и ослабить побочные эффекты. Однако, данный способ, так называемого, окрашивания опухоли цифрами основан на (функциональной) визуализации (например, методами ПЭТ, диффузионно-взвешенной МРТ, МРТ с динамическим контрастированием) ткани. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что упомянутые методы визуализации обеспечивают только косвенные показатели вероятности опухоли и агрессивности опухоли. Поэтому, при непосредственном использовании результатов биопсии для вычисления вероятностной карты опухоли, которая, в свою очередь, представляет собой входные данные для модуля планирования дозы, план лечения можно улучшить. Вероятностная карта опухоли может быть картой, представляющей пространственное распределение расчетных вероятностей присутствия опухоли. Данная карта может также представлять пространственное распределение по расчетным плотностям опухолевых клеток или уровням агрессивности (например, индекс Глиссона в случае рака простаты).

В соответствии с вариантами осуществления изобретения, система планирования дозы дополнительно содержит биопсийную систему с контролем по изображениям, выполненную с возможностью взятия биопсии из предварительно заданных мест в органе и дополнительно выполненную с возможностью представления по меньшей мере пространственной информации о местах биопсии в модуль создания биопсийной карты. Данный вариант осуществления выгоден потому, что он может способствовать усовершенствованию рабочего процесса лечения опухоли. Нацеленные биопсии могут выполняться и основываться на гистопатологическим анализе биопсий, возможно непосредственное создание биопсийной карты, которую затем можно использовать для вычисления вероятностной карты и дозового плана. Затем данный план можно непосредственно применять для лечения. Контроль по изображениям можно обеспечивать, например, посредством ультразвуковой или магнитно-резонансной визуализации.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, биопсийная система с контролем по изображениям содержит, так называемую, фотонную иглу. Автоматический анализ спектра, получаемый посредством фотонной иглы, будет дополнительно ускорять диагностику для процесса лечения.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, биопсийная система с контролем по изображениям содержит модуль совмещения, выполненный с возможностью совмещения изображения органа, полученного ультразвуковой системой, с изображением органа, полученного второй системой медицинской визуализации, при этом места биопсии определяются по меньшей мере частично на основании изображения, полученного второй системой медицинской визуализации. Данный вариант осуществления выгоден потому, что, хотя ультразвук может быть очень удобен для контроля по изображениям, в некоторых ситуациях типа, например, рака простаты, ультразвук может и не подходить как средство визуализации для определения мест, содержащих подозрительную ткань. В данных ситуациях места подозрительной ткани можно определять на основании изображений, полученных другим средством визуализации, например, МРТ, ПЭТ, ОФЭКТ, КТ (с контрастированием). После совмещения подозрительные места, найденные посредством изображений, полученных второй системой медицинской визуализации, можно перевести в координатную систему ультразвукового средства.

Система планирования дозы может быть выполнена с возможностью создания дозового плана для чего-то одного из радиотерапии, протонной терапии, криотерапии, радиочастотной абляции, лазерной абляции или лечения высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком.

Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из последующего описания вариантов осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фигура 1 - система планирования дозы в соответствии с изобретением,

Фигура 2 - пример вероятностной карты опухоли, и

Фигура 3 - дозовый план, соответствующий вероятностной карте опухоли, показанной на фигуре 2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фигура 1 изображает систему планирования дозы 10 в соответствии с изобретением. Система планирования дозы 10 содержит модуль 13 создания биопсийной карты, модуль 14 вычисления вероятностной карты и модуль 15 планирования дозы. Рабочий процесс планирования дозы с использованием изобретения может начинаться с получения 11 изображений интересующего органа, по которым можно идентифицировать подозрительные места в органе. Возможна также идентификация неподозрительных мест. Упомянутые изображения могут быть, например, магнитно-резонансными (МР) изображениями. МР изображения могут представляться в модуль 12 совмещения. В течение процедуры биопсии, биопсийная система 102 с контролем по изображениям может получать ультразвуковые изображения для навигации биопсии посредством ультразвуковой системы 101. По меньшей мере одно из ультразвуковых изображений представляется в модуль 12 совмещения. Затем модуль совмещения совмещает ультразвуковое изображение с МР изображением таким образом, что идентифицированные подозрительные и неподозрительные места органа могут быть переведены в координатную систему визуализации ультразвуковой системы 101. Затем оператор системы может направлять фотонную иглу 100 в идентифицированные места для выполнения гистопатологического анализа на ткани 17.

В качестве альтернативы, биопсию можно отбирать и пересылать в патологический отдел для анализа. Анализ ткани дает, в результате, тканевые характеристики типа плотности опухолевых клеток, процентного содержания опухолевых клеток, агрессивность опухоли и т.п. Тканевые характеристики, найденные из биопсийной ткани 17 из мест 16 биопсии, представляются в модуль 13 создания биопсийной карты, который создает биопсийную карту посредством привязки мест биопсии к соответствующим тканевым характеристикам.

Биопсийная карта служит входными данными для модуля 14 вычисления вероятностной карты, который использует ее для вычисления вероятностной карты 18 опухоли. В данном случае линия 103 окружает зону, в которой вероятность опухоли превышает некоторый порог. Модуль 14 вычисления вероятностной карты может быть выполнен с возможностью создания вероятностной карты 18 опухоли на основе интерполяции или модели формы опухоли. Интерполяция может быть выгодной, поскольку данный способ не требует предварительного знания формы опухоли.

Модель формы опухоли может использовать доступную статистическую информацию о распространении опухоли по отношению к, например, плотности опухолевых клеток, агрессивности опухоли, мутаций ДНК, уровней экспрессии ДНК, уровней белка, обнаруженных в биопсийном материале. Модели формы опухоли известны, например, из публикации Shen et al., Optimized prostate biopsy via a statistical atlas of cancer spatial distribution, Medical Image Analysis 8 (2004) 139-150. В данном способе упомянутые авторы экспериментально создали облако глобальной вероятности для нахождения положительного результата биопсии и его использования для оптимального расположения иглы. В данном случае, основным пунктом применения для настоящего изобретения является распределение вероятности, которое можно использовать для моделирования вероятностной карты опухоли.

Другими примерами литературы, описывающей распределения опухолей, которые можно использовать как исходную информацию для формирования вероятностной карты опухоли, являются публикации Menze et al., Image-based modeling of tumour growth in patients with glioma, Optimal control in image processing, Springer, Heidelberg/Germany, 2011. hal-00825866, и Gevertz et al., Simulating tumour growth in confined heterogeneous environments, Phys. Biol. 5 (2008) 036010. Кроме того, можно собрать дополнительные данные по вероятности присутствия опухоли в некотором месте, при наличии положительной или отрицательной биопсийной пробы в другом месте.

Фигура 2 представляет пример вероятностной карты опухоли. Фигура 2 содержит ультразвуковое изображение простаты 204. Места, в которых биопсия взята, но опухоль не обнаружена, обозначены знаком «-» 202. Места, в которых биопсия взята, и в которых опухоль обнаружена в биопсийной пробе, обозначены знаком «+» 203. Вероятность опухоли снижается от положений 203 к линии 204, которая является изолинией, указывающей на некоторое значение вероятности опухоли, например, 95%.

Вероятностная карта опухоли представляется в модуль 15 планирования дозы, который создает дозовый план 19 на основании вероятностной карты опухоли. Фигура 3 представляет дозовый план, соответствующий вероятностной карте опухоли, показанной на фигуре 2. Зону, окруженную изолинией 204, считают общим объемом опухоли (GTV), и планируют лечение как таковое.

В качестве альтернативы, модуль планирования дозы может, например, создавать дозовый план на основании вероятностной карты опухоли при посредстве радиобиологических моделей. Данные модели обычно учитывают плотность опухолевых клеток, но могут также учитывать агрессивность опухоли или уровень гипоксии, который влияет на, по меньшей мере, радиотерапевтический результат и может определяться по, например, уровням HIF-1 (индуцируемого при гипоксии фактора 1). Данные значения можно получать из биопсийных проб и использовать в вероятностной карте опухоли. Дозу облучения можно также определять на основе интерполяции. В качестве альтернативы, можно также выбрать вариант применения увеличенной дозы к области с высокой (например > 95%) вероятностью опухоли и применения стандартной дозы к областям с вероятностью опухоли от низкой до средней (например, 5-95%). Модуль планирования дозы может быть также выполнен с возможностью использования условий ограничения дозы для подверженного риску органа, расположенного вблизи органа, подлежащего лечению. Однако, возможны другие примеры, и изобретение не ограничено раскрытыми примерами.

Хотя изобретение подробно изложено и иллюстрировано на чертежах и в вышеприведенном описании, упомянутые иллюстрации и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничительными; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления и может применяться для планирования дозы в области лечения заболеваний.


СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ДОЗЫ
СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ДОЗЫ
СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ДОЗЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1,231-1,240 of 1,727 items.
06.06.2019
№219.017.748f

Игла с датчиками на основе пьезоэлектрических полимеров

Группа изобретений относится к медицине. Медицинское устройство для отслеживания кончика интервенционного инструмента с помощью ультразвукового приемника, сформированного на интервенционном инструменте, содержит проводящее тело и датчик. Проводящее тело имеет поверхность. Датчик конформно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690616
Дата охранного документа: 04.06.2019
07.06.2019
№219.017.74f0

Устройство для обработки части тела человека

Изобретение относится к области устройств для стрижки. Устройство для стрижки волос содержит режущий блок, средство распознавания углового положения, средство управления и пользовательский ввод. Средство распознавания углового перемещения содержит датчик положения и генерирует информацию,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690733
Дата охранного документа: 05.06.2019
08.06.2019
№219.017.759a

Сбор и обработка надежных сигналов экг и синхронизирующих импульсов в магнитно-резонансной среде

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам мониторинга физиологических сигналов в магнитно-резонансной среде. Система электродной накладки для электрокардиограммы (ЭКГ) для применения в магнитно-резонансной (MP) среде содержит накладку, выполненную из гибкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690891
Дата охранного документа: 06.06.2019
09.06.2019
№219.017.7618

Приспособление и способ определения сигналов дыхания грудной клетки и брюшной полости по данным изображения

Группа изобретений относится к медицине. Способ для определения сигналов дыхания субъекта осуществляют с помощью приспособления для определения сигналов дыхания. При этом принимают с помощью принимающего блока данные изображения, определенные у субъекта в поле наблюдения. Оценивают с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691006
Дата охранного документа: 07.06.2019
09.06.2019
№219.017.761e

Молокоотсос

Группа изобретений относится к медицинской технике. Молокоотсос для сцеживания молока человека из груди содержит первую грудную воронку для вмещения первой груди пользователя; вакуумный насос, соединенный по текучей среде с первой грудной воронкой, для создания пониженного давления внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691003
Дата охранного документа: 07.06.2019
13.06.2019
№219.017.814b

Конструкция из сцинтилляторов рет-детектора со светоделением и оценочной глубиной взаимодействия

Группа изобретений относится к позитронно-эмиссионной томографии (PET). Детектор фотонов содержит массив датчиков из расположенных в плоскости оптических датчиков, четыре идентичных сцинтилляционных кристаллических стержня, первый слой со светоделительным участком, второй слой со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691126
Дата охранного документа: 11.06.2019
13.06.2019
№219.017.8180

Теплочувствительное исполнительное устройство

Теплочувствительный исполнительный механизм использует двухслойную структуру материала с памятью формы, при этом каждый слой термостимулируется для изменения формы при разной температуре, для создания функциональности двунаправленного приведения в действие. Второй слой - с более высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691213
Дата охранного документа: 11.06.2019
20.06.2019
№219.017.8d52

Мониторинг показателей жизненно важных функций во время фототерапевтического лечения на основе камеры

Группа изобретений относится к медицине. Способ дистанционного получения информации о показателях жизненно важных функций живого существа, проходящего фототерапевтическое лечение, осуществляют с помощью устройства. Устройство содержит блок освещения для предоставления фототерапевтического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691878
Дата охранного документа: 18.06.2019
20.06.2019
№219.017.8da2

Система и способ определения отсутствующей информации об интервальных изменениях в рентгенологических отчетах

Группа изобретений относится к медицине, а именно к рентенологическим процедурам, и может быть использована для предупреждения медицинского специалиста об отсутствии информации в медицинском отчете. Предложена система, содержащая машиночитаемый носитель, для реализации способа, причем система...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691931
Дата охранного документа: 18.06.2019
20.06.2019
№219.017.8da6

Беспроводная индуктивная передача энергии

Использование: в области электротехники. Технический результат – создание улучшенной беспроводной передачи энергии с увеличенной гибкостью, повышенной эффективностью, повышенной совместимостью с предыдущей версией, улучшенным управлением связью и улучшенной поддержкой множества приемников...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691970
Дата охранного документа: 19.06.2019
Showing 1-7 of 7 items.
20.10.2015
№216.013.847e

Обработка набора данных изображения

Изобретение относится к формированию обработанного набора данных изображения. Техническим результатом является повышение точности обработки набора данных изображения пациента. Система содержит: множество наборов данных параметров, причем набор данных параметров соответствует клинически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565521
Дата охранного документа: 20.10.2015
29.12.2017
№217.015.fe84

Система и способ для совмещения последовательности изображений

Изобретение относится к области компьютерных технологий. Технический результат заключается в уменьшении искажений, возникающих в совмещенной последовательности изображений. Технический результат достигается за счет получения последовательности изображений, при этом последовательность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638761
Дата охранного документа: 15.12.2017
19.01.2018
№218.016.0ac3

Эффективные последовательности выполняемых действий магнитно-резонансной визуализации сердца на основании автоматизированного планирования по обзорным исследованиям по технологии mdixon

Использование: для планирования проекций сердца с использованием магнитно-резонансной визуализации (МРВ). Сущность изобретения заключается в том, что система (10) для планирования проекций сердца с использованием магнитно-резонансной визуализации (МРВ) содержит устройство (16) планирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632246
Дата охранного документа: 03.10.2017
01.09.2018
№218.016.81fa

Система и способ управления движениями пользователя во время процедуры бритья

Настоящее изобретение относится к системе (10) управления бритьем для управления движениями пользователя во время процедуры бритья, причем эта система содержит датчик (30) изображений, выполненный с возможностью регистрации изображения части тела пользователя, анализатор (41) данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665443
Дата охранного документа: 29.08.2018
26.05.2019
№219.017.6163

Медицинский инструмент для высокодозной брахитерапии

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для интервенционной брахитерапии. Аппликаторное устройство выполнено с возможностью введения в или около исследуемую (-ой) область(и) внутри живого организма и с возможностью определения просвета для принятия источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689179
Дата охранного документа: 24.05.2019
15.10.2019
№219.017.d5ad

Система для выполнения терапевтической процедуры

Группа изобретений относится к системе, способу и компьютеру, запрограммированному компьютерной программой для выполнения терапевтической процедуры. Система для выполнения терапевтической процедуры содержит удлиненный вводимый элемент для введения в тело, причём удлинённый вводимый элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702890
Дата охранного документа: 11.10.2019
24.10.2019
№219.017.d97f

Система контроля изображений

Изобретение относится к системе для медицинского вмешательства с контролем изображений. Система контроля изображений, сконфигурированная для поддержания объединенных процедур биопсии и лечения, используя контроль изображения для доставки иглы из некоторого определенного местоположения до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703688
Дата охранного документа: 21.10.2019
+ добавить свой РИД