Терапевтическое устройство

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам лучевой терапии с магнитно-резонансным наведением. Терапевтическое устройство содержит систему нагревания ткани, систему магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения от ядер субъекта, расположенных внутри визуализируемого объема, систему лучевой терапии для облучения субъекта согласно плану управления, причем облучаемый объем расположен внутри визуализируемого объема, и контроллер, выполненный с возможностью управления системой магнитно-резонансной визуализации для повторного получения и обновления данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения во время исполнения плана управления, управления системой нагревания ткани, управления системой лучевой терапии для облучения облучаемого объема согласно плану управления, и модификации плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта. Система снабжена машиночитаемым носителем информации долговременного хранения и осуществляет способ согласно плану управления работой системы. Использование изобретений позволяет минимизировать воздействие ионизирующего излучения на здоровые ткани за счет компенсации движения субъекта. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к системе лучевой терапии, в частности, к системе лучевой терапии с магнитно-резонансным наведением.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В лучевой терапии ионизирующее излучение используют для того, чтобы избирательно разрушать участки тканей внутри организма субъекта. Лучевую терапию типично используют для уничтожения злокачественных опухолей. Можно использовать ионизирующее излучение различных типов: заряженные частицы, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Трудность, связанная с лучевой терапией, заключается в том, что ионизирующее излучение может вызывать повреждение здоровой ткани, которая лежит на пути ионизирующего излучения. Следовательно полезно минимизировать эффект ионизирующего излучения, оказываемый на здоровую ткань на пути ионизирующего излучения.

В патентной заявке США US2005/0080468 раскрыто применение ультразвука для местной генерации гипертермии, чтобы повысить эффективность лучевой терапии. Также в немецкой патентной заявке DE 10 2007 060 189 упомянут синергический эффект от применения лучевой терапии и нагревания пораженной ткани. Кроме того, в немецкой патентной заявке DE 10 2007 060 189 отмечено, что температуру целевого объема определяют посредством чувствительной к температуре регистрационной МР последовательности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к терапевтическому устройству и компьютерному программному продукту в независимых пунктах формулы изобретения. Варианты осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Лучевая терапия является одним из наиболее значимых способов лечения опухолей. Однако сравнение различных опухолевых клеток может выявить значительные различия в их чувствительности к излучению, т.е., в вероятности индуцируемого излучением некроза клеток или апоптоза. Повышение температуры ткани на несколько градусов повышает радиационную чувствительность клеток, что обусловлено вызываемым увеличением перфузии. Эта мягкая форма гипертермии ниже уровня абляции, т.е., не сама гипертермия повреждает опухолевые клетки, а только комбинация гипертермии и излучения.

Мягкую гипертермию можно применять в комбинированной магнитно-резонансной и радиотерапевтической системе. Гипертермию можно индуцировать, например, с помощью фокусированного ультразвука высокой интенсивности или радиочастотной индуцированной гипертермии. Радиочастотную индуцированную гипертермию можно осуществлять, повторно используя магнитно-резонансную радиочастотную передачу, в частности, при использовании системы множественной передачи.

Нагревание ткани можно осуществлять посредством радиочастотной передачи, предпочтительно посредством группы передающих антенн. Группа антенн может быть такой же, как используют для магнитно-резонансной визуализации, или отдельной группой, предназначенной для гипертермии. Альтернативно, нагревание можно вызывать посредством фокусированного ультразвука высокой интенсивности.

Температуру можно картировать с использованием магнитно-резонансной визуализирующей термометрии. Таким образом, магнитно-резонансная система делает возможным контроль температуры в реальном времени в целевом участке во время нагревания. Достижение целевой температуры может запускать начало лучевой терапии. Полезно, если во время излучения, поддерживают гипертермию, чтобы достичь максимального эффекта излучения. Магнитно-резонансную термометрию можно использовать для повторного мониторинга температуры во время лучевой терапии. Использование магнитно-резонансной термометрии может позволить избежать «холодных пятен» в облучаемом объеме, а также «горячих пятен» с температурами выше уровня абляции за пределами облучаемого объема. Облучаемый объем представляет собой участок субъекта, облучаемый посредством системы лучевой терапии.

Различные варианты осуществления изобретения можно применять для поддержания больных (недиссеменированным, неметастатическим) раком, проходящих радиотерапевтическое лечение, в частности, больных с ограниченной радиационной чувствительностью, обусловленной недостаточной перфузией (например, злокачественная опухоль шейки матки, злокачественная опухоль клеток почки, меланома, саркома и т.п.).

Изобретение относится к терапевтическому устройству. Терапевтическое устройство содержит систему нагревания ткани. Система нагревания ткани, как используют в настоящем документе, представляет собой любое устройство, выполненное с возможностью нагревания объема или участка субъекта. Терапевтическое устройство дополнительно содержит систему магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной термометрии от ядер субъекта, расположенных внутри визуализируемого объема. Система магнитно-резонансной визуализации также может быть выполнена с возможностью получения данных магнитно-резонансного изображения.

Данные магнитно-резонансного изображения определяют в настоящем документе как записанные измерения радиочастотных сигналов, испускаемых спинами атомов, с помощью антенны системы магнитно-резонансной визуализации во время сканирования магнитно-резонансной визуализации. Магнитно-резонансное изображение определяют в настоящем документе как реконструированную двух- или трехмерную визуализацию анатомических данных, содержащихся в данных магнитно-резонансной визуализации. Эту визуализацию можно осуществлять с использованием компьютера или контроллера.

Данные магнитно-резонансной термометрии определяют в настоящем документе как записанные измерения радиочастотных сигналов, испускаемых спинами атомов, с помощью антенны системы магнитно-резонансной визуализации во время сканирования магнитно-резонансной визуализации, которые содержат информацию, которую можно использовать для магнитно-резонансной термометрии. Магнитно-резонансная термометрия действует посредством измерения изменений параметров, чувствительных к температуре. Примерами параметров, которые можно измерять во время магнитно-резонансной термометрии, являются: сдвиг резонансной частоты протона, коэффициент диффузии или изменения времени релаксации T1 и/или T2 можно использовать для измерения температуры с использованием магнитного резонанса. Сдвиг резонансной частоты протона зависит от температуры, поскольку магнитное поле, действию которого подвергаются отдельные протоны, атомы водорода, зависит от окружающей молекулярной структуры. Увеличение температуры снижает молекулярный скрининг в связи с температурой, влияющей на водородные связи. Это ведет к температурной зависимости резонансной частоты протона.

Устройство дополнительно содержит систему лучевой терапии для облучаемого объема субъекта. Облучаемый объем находится внутри визуализируемого объема. Система лучевой терапии, как используют в настоящем документе, представляет собой устройство, выполненное с возможностью облучения объема/участка субъекта с использованием ионизирующего излучения. Ионизирующее излучение, как используют в настоящем документе, представляет собой или субатомные частицы, или электромагнитные волны, которые обладают достаточно высокой энергией, чтобы разрушать химические связи или отрывать электроны от атомов и молекул. Отрыв электронов от атомов или молекул ионизирует их.

Терапевтическое устройство дополнительно содержит контроллер для управления терапевтическим устройством. Контроллер, как используют в настоящем документе, представляет собой любое устройство, выполненное с возможностью исполнения исполняемых машиной инструкций или программы и выполненное с возможностью подачи управляющих сигналов другим компонентам или устройствам. Примеры контроллера могут представлять собой, но не ограничены: микропроцессором, вычислительным устройством и микроконтроллером. Также понятно, что в настоящем документе ссылка на «контроллер» также может относиться более чем к одному контроллеру или объединению контроллеров различных типов. То есть функциональные возможности контроллера не обязательно ограничены одним устройством. Может иметь место множество контроллеров, и контроллеры также можно встроить в другие элементы терапевтического устройства.

Контроллер выполнен с возможностью получения данных магнитно-резонансной термометрии повторно с использованием системы магнитно-резонансной визуализации. Контроллер выполнен с возможностью нагревания, по меньшей мере, облучаемого объема с использованием системы нагревания ткани. Нагреванием управляют с использованием данных магнитно-резонансной термометрии. В некоторых вариантах осуществления данные магнитно-резонансной термометрии превращают в магнитно-резонансную температурную карту. Магнитно-резонансная температурная карта представляет собой схему или модель, которая содержит температурные данные о субъекте в виде функции положения внутри субъекта. Магнитно-резонансную температурную карту можно наложить на магнитно-резонансное изображение или другое изображение, которое отражает анатомическую информацию, чтобы можно было отображать температуру различных анатомических участков. Контроллер дополнительно выполнен с возможностью облучения облучаемого объема с использованием системы лучевой терапии. Этот вариант осуществления является особенно полезным, поскольку данные магнитно-резонансной термометрии используют для управления нагреванием облучаемого объема. Нагревание ткани делает ее более восприимчивой или более легко повреждаемой ионизирующим излучением. Управление нагреванием ткани с использованием системы нагревания ткани и данных магнитно-резонансной термометрии делает возможным более точное нагревание ткани и снижает вероятность повреждения здоровой ткани.

В другом варианте осуществления система нагревания ткани предназначена для нагревания нагреваемого объема субъекта. Нагреваемый объем расположен внутри визуализируемого объема. Поскольку нагреваемый объем расположен внутри визуализируемого объема, данные магнитно-резонансной термометрии можно получать для нагреваемого объема. Облучаемый объем расположен внутри нагреваемого объема. Контроллер представляет собой вычислительное устройство. Вычислительное устройство содержит процессор. Вычислительное устройство содержит машиночитаемый носитель, содержащий инструкции для исполнения процессором.

Вычислительное устройство, как используют в настоящем документе, относится к любому устройству, содержащему процессор. Процессор представляет собой электронный компонент, который способен исполнять программу или исполняемую машиной инструкцию. Ссылки на вычислительное устройство, содержащее «процессор», следует интерпретировать как возможно более чем один процессор. Термин «вычислительное устройство» также следует интерпретировать как возможно относящееся к объединению или сети вычислительных устройств, каждое содержит процессор. Инструкции многих программ выполняются посредством множества процессоров, которые могут находиться внутри одного и того же вычислительного устройства или которые даже могут быть распределены среди множества вычислительных устройств.

Машиночитаемый носитель информации, как используют в настоящем документе, представляет собой любой носитель информации, выполненный с возможностью хранить инструкции, которые могут быть исполнены процессором вычислительного устройства. В некоторых вариантах осуществления машиночитаемый носитель информации также может быть выполнен с возможностью хранить данные, к которым может обращаться процессор вычислительного устройства. Примеры машиночитаемого носителя информации включают в качестве неограничивающих примеров: гибкий диск, привод магнитного жесткого диска, твердотельный жесткий диск, флеш-память, USB привод, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оптический диск, магнитооптический диск и регистровый файл процессора. Примеры оптических дисков включают компакт-диски (CD) и универсальные цифровые диски (DVD), например, диски CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVD-RW или DVD-R. Термин «машиночитаемый носитель информации» также относится к записывающему носителю различных типов, к которым может обращаться компьютерное устройство посредством сети или канала связи. Например, данные можно выбирать через модем, интернет или локальную сеть.

Исполнение инструкций предписывает, по меньшей мере, одному процессору выполнять способ, включающий этапы получения плана лечения. План лечения, как используют в настоящем документе, представляет собой подробный план, который содержит действия системы нагревания ткани и системы лучевой терапии для осуществления лечения. План лечения может содержать анатомические данные. План лечения может содержать подробные инструкции по работе системы нагревания ткани и системы лучевой терапии, или он может просто содержать план для нагревания различных участков ткани с использованием системы нагревания ткани и план для облучения различных объемов ткани с использованием системы лучевой терапии. Нагреваемый объем может быть больше, чем облучаемый объем. План лечения может содержать план для нагревания нагреваемого объема, и затем план для перемещения облучаемого объема внутри нагреваемого объема в виде функции времени. Способ дополнительно содержит этап получения данных магнитно-резонансного изображения с использованием системы магнитно-резонансной визуализации.

Способ дополнительно содержит этап совмещения данных магнитно-резонансного изображения с планом лечения. Этап совмещения данных магнитно-резонансного изображения с планом лечения может содержать конструирование магнитно-резонансного изображения с использованием данных магнитно-резонансного изображения. Совмещение данных магнитно-резонансного изображения может содержать конструирование магнитно-резонансного изображения по данным магнитно-резонансного изображения. Совмещение данных магнитно-резонансного изображения с планом лечения можно выполнять посредством идентификации анатомических ориентиров внутри данных магнитно-резонансного изображения или магнитно-резонансного изображения. Анатомические ориентиры можно идентифицировать с использованием специализированных алгоритмов и/или правил для конкретных анатомических участков. Диафрагму можно идентифицировать, используя алгоритм обнаружения краев. Для трехмерных данных магнитно-резонансного изображения можно использовать деформируемую модель или модели с ограниченной формой, чтобы идентифицировать анатомические ориентиры.

Способ дополнительно содержит этап генерации плана управления с использованием совмещения данных магнитно-резонансной визуализации с планом лечения. План управления содержит исполняемые машиной инструкции для управления системой магнитно-резонансной визуализации и для управления системой лучевой терапии. Способ дополнительно содержит этап исполнения плана управления для того, чтобы нагревать нагреваемый объем с использованием системы нагревания ткани и облучать облучаемый объем с использованием системы облучения. Нагревание нагреваемого объема и облучение облучаемого объема можно осуществлять одновременно или их можно осуществлять последовательно. Способ дополнительно содержит этап получения данных магнитно-резонансной термометрии повторно во время исполнения плана управления с использованием системы магнитно-резонансной визуализации. Способ дополнительно содержит этап генерации магнитно-резонансной температурной карты повторно во время исполнения плана управления с использованием данных магнитно-резонансной термометрии. Способ дополнительно содержит этап модификации плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием магнитно-резонансной температурной карты. Этот вариант осуществления является особенно полезным. План лечения получали и затем совмещали с использованием данных магнитно-резонансной визуализации. Совмещение данных магнитно-резонансной визуализации используют для генерации плана управления, который затем модифицируют повторно во время исполнения плана управления. Использование данных магнитно-резонансной термометрии для повторной модификации плана управления во время его исполнения делает возможным более точное управление нагреванием ткани внутри субъекта. Повреждение ткани излучением может зависеть от температуры ткани. Посредством более точного управления температурой ткани во время облучения снижают риск непреднамеренного повреждения ткани с использованием системы лучевой терапии.

В другом варианте осуществления облучаемый объем облучают, только когда нагретый объем выше первой предварительно определенной температуры. Облучаемый объем облучают только когда участок субъекта внутри визуализируемого объема и за пределами нагретого объема ниже второй предварительно определенной температуры. Этот вариант осуществления полезен, поскольку только нагретый объем выше первой предварительно определенной температуры. Разность температур между первой предварительно определенной температурой и второй предварительно определенной температурой можно поддерживать с тем, чтобы снизить вероятность повреждения ионизирующим излучением ткани внутри визуализируемого объема и за пределами нагретого объема. Повышение температуры ткани на 5 градусов по Цельсию может повысить чувствительность ткани к излучению. В некоторых вариантах осуществления разность между первой предварительно определенной температурой и второй предварительно определенной температурой может составлять более чем 4 градуса по Цельсию. В некоторых вариантах осуществления разность между первой предварительно определенной температурой и второй предварительно определенной температурой может составлять более чем 5 градусов по Цельсию.

Способ дополнительно содержит обновление данных магнитно-резонансного изображения повторно во время исполнения плана управления. Способ дополнительно содержит модификацию плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта. Этап модификации плана управления повторно с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения может содержать этап конструирования магнитно-резонансного изображения с использованием данных магнитно-резонансного изображения. Этап обновления данных магнитно-резонансного изображения может быть предназначен для получения данных магнитно-резонансного изображения для определения различных анатомических ориентиров. Альтернативно обновление данных магнитно-резонансного изображения можно осуществлять с использованием навигационного способа. В этом способе ограниченную область субъекта визуализируют с использованием магнитно-резонансной визуализации. Например, можно измерять участок, охватывающий край диафрагмы. Навигатор может делать заключения об анатомическом местоположении других участков субъекта. Когда субъект дышит, предсказуемым образом происходит внутренняя деформация анатомических структур субъекта. Отслеживая местоположение диафрагмы с использованием навигатора, движение субъекта можно компенсировать во время исполнения плана управления. Этот вариант осуществления полезен, поскольку можно компенсировать движение субъекта, внутреннее или внешнее.

В другом варианте осуществления система нагревания ткани представляет фокусированную ультразвуковую систему высокой интенсивности. Фокусированная ультразвуковая система высокой интенсивности, как используют в настоящем документе, представляет собой ультразвуковую систему, которую используют для нагревания ткани внутри субъекта и которая сосредотачивает ультразвук в участке или объеме. Это фокусирование может быть нацелено на сосредоточенную точку или малый объем с целью нагревания ткани или ее механического разрушения с использованием такого процесса, как кавитация. Фокусированный ультразвук высокой интенсивности также может быть менее сфокусированным или может быть предназначен для нагревания более крупного объема.

В другом варианте осуществления система нагревания ткани представляет собой систему радиочастотной гипертермии. В системе радиочастотной гипертермии используют радиочастотную антенну или катушку и радиочастотный источник питания для нагревания ткани.

В другом варианте осуществления система лучевой терапии представляет собой систему фотонной лучевой терапии. Система фотонной лучевой терапии, как используют в настоящем документе, представляет собой систему лучевой терапии, в которой используют или которая генерирует ионизирующее излучение с использованием фотонов. Этот вариант осуществления полезен, поскольку высокоэнергетические фотоны легко генерировать, и они не поддаются воздействию магнитного поля системы магнитно-резонансной визуализации.

В другом варианте осуществления система фотонной лучевой терапии представляет собой любое одно из следующего: система терапии гамма-излучением с линейным ускорителем, рентгеновская система лучевой терапии и система терапии радиоизотопным гамма-излучением. Система терапии гамма-излучением с линейным ускорителем представляет собой систему лучевой терапии, в которой использован линейный ускоритель для получения гамма-излучения. Рентгеновская система лучевой терапии представляет собой систему лучевой терапии, которая генерирует рентгеновское излучение. Система терапии радиоизотопным гамма-излучением представляет собой систему лучевой терапии, которая генерирует гамма-излучение с использованием образцов радиоизотопа. Система терапии радиоизотопным гамма-излучением может представлять собой так называемый гамма-нож.

В другом варианте осуществления система фотонной лучевой терапии представляет собой стереотаксическую радиохирургическую систему лучевой терапии. В стереотаксической радиохирургической системе лучевой терапии используют множество пучков излучения, которые целиком сосредоточены на фокальной точке. Цель использования множества пучков заключается в том, чтобы снизить эффект, оказываемый на ткань, в которую не целятся. Излучение распространяется по большей области субъекта и затем концентрируется в облучаемом объеме.

В другом варианте осуществления система лучевой терапии представляет собой систему терапии заряженными частицами. Система терапии заряженными частицами представляет собой систему лучевой терапии, в которой используют ускоренные заряженные частицы. Если пучок заряженных частиц нацелен на субъекта, заряженные частицы взаимодействуют с веществом субъекта в первую очередь посредством кулоновской силы. Эффективное сечение для кулоновских столкновений увеличивается с уменьшением относительных скоростей двух частиц. По мере прохождения пучка заряженных частиц через субъект, он теряет свою энергию все быстрее и быстрее. Эффект этого состоит в том, что наибольшая часть энергии пучка частиц рассеивается рядом с концом пути пучка. Следовательно, существует большой пик энергии, рассеянной в конце пути пучка, который называют брэгговским максимумом. Этот вариант осуществления полезен, поскольку наибольшая часть энергии ионизирующего излучения или пучка частиц в этом случае рассеивается в облучаемом объеме. Эффект, оказываемый на промежуточную ткань, минимизирован.

В другом варианте осуществления в системе терапии заряженными частицами используют любое из следующего: протоны, ядра углерода или ядра других атомов.

В другом варианте осуществления терапевтическое устройство дополнительно содержит систему охлаждения, выполненную с возможностью охлаждения субъекта. Этот вариант осуществления полезен, поскольку с увеличением температуры участка ткани увеличивается вероятность повреждения клеток внутри ткани ионизирующим излучением. Если участок ткани охлаждают, то снижается возможность повреждения ионизирующим излучением. Следовательно, полезно нагревать ткань в нагреваемом объеме и охлаждать другую ткань, расположенную смежно с нагреваемым объемом, и/или ткань, через которую проходит ионизирующее излучение от системы лучевой терапии.

В другом варианте осуществления система охлаждения содержит воздушный охладитель, выполненный с возможностью направления охлажденного воздуха в направлении субъекта. Например, воздушный охладитель можно использовать для того, чтобы направлять воздух к участку поверхности субъекта, через который проходит ионизирующее излучение. Это будет снижать вероятность повреждения ткани на пути ионизирующего излучения, которая расположена за пределами облучаемого объема.

В другом варианте осуществления система охлаждения содержит жидкостной охладитель для обеспечения охлажденной жидкостью. Этот вариант осуществления полезен, поскольку охлажденная жидкость может быть очень эффективной при охлаждении участка субъекта.

В другом варианте осуществления система охлаждения содержит приспособление для подачи охлажденной жидкости в камеру насыщения и/или инструмент, выполненный с возможностью введения в отверстие в субъекте. Этот вариант осуществления полезен, поскольку камера насыщения или такой инструмент можно использовать для охлаждения ткани рядом с облучаемым объемом и/или на пути, по которому проходит ионизирующее излучение от системы лучевой терапии. Камера насыщения, как используют в настоящем документе, представляет собой заполненную текучим веществом камеру, выполненную с возможностью размещения на поверхности субъекта. Камеру насыщения можно заполнять веществом, которое обладает такой же магнитной восприимчивостью, что и жировая ткань. Камеру насыщения жира можно использовать для увеличения эффективности последовательности импульсов насыщения жира для системы магнитно-резонансной визуализации. Добавление камеры насыщения или водяной камеры симулирует более гомогенный объем ткани, что повышает качество магнитно-резонансного изображения. Также типично такую водяную камеру помещают между антенной и поверхностью субъекта, когда осуществляют радиочастотную гипертермию. Причина этого заключается в том, что когда там расположена водяная камера, она помогает минимизировать магнитное поле и максимизировать электрическое поле в участке, который подлежит нагреву. Термин «камера насыщения», как используют в настоящем документе, относится к камере насыщения для оптимизации насыщения жира при магнитно-резонансной визуализации, а также к камере, которую используют для максимизации электрического поля в нагреваемом объеме, когда осуществляют радиочастотную гипертермию. Примером инструмента, выполненного с возможностью введения в отверстие в субъекте, может быть инструмент, выполненный с возможностью введения в уретру для охлаждения ткани вокруг простаты во время лечения злокачественной опухоли предстательной железы.

В другом варианте осуществления система магнитно-резонансной визуализации содержит катушку градиента магнитного поля, выполненную с возможностью пространственного кодирования спинов ядер внутри визуализируемого объема. Система лучевой терапии выполнена с возможностью формирования пучка излучения для облучения облучаемого объема. Катушка градиента магнитного поля представляет собой разделенную катушку со щелью. Система лучевой терапии выполнена с возможностью нацеливания пучка излучения с помощью щели. Щель может представлять собой физическую щель, где отсутствует соединение или она может представлять собой участок катушки градиента магнитного поля, где отсутствует металлический проводник. Может присутствовать металлическое соединение между частями разделенной катушки по обеим сторонам от щели в участке, с помощью которого ионизирующее излучение для системы лучевой терапии никогда не нацеливают. Катушку градиента магнитного поля можно залить в пластмассу или смолу. До тех пор, пока проводник или металлическая часть катушки градиента магнитного поля не пересекает путь ионизирующего излучения от системы лучевой терапии, она будет оказывать незначительный эффект на энергию или интенсивность ионизирующего излучения.

В другом аспекте изобретение относится к компьютерному программному продукту, содержащему исполняемые машиной инструкции для исполнения системой управления терапевтического устройства. Контроллер выполнен с возможностью управления терапевтическим устройством. Терапевтическое устройство содержит систему нагревания ткани. Терапевтическое устройство дополнительно содержит систему магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной визуализации от ядер субъекта, расположенных внутри визуализируемого объема. Терапевтическое устройство дополнительно содержит систему лучевой терапии для облучения облучаемого объема субъекта. Облучаемый объем находится внутри визуализируемого объема. Исполняемые машиной инструкции предписывают контроллеру исполнять способ, содержащий этап получения данных магнитно-резонансной термометрии повторно с использованием системы магнитно-резонансной визуализации. Способ дополнительно содержит этап нагревания, по меньшей мере, облучаемого объема с использованием системы нагревания ткани. Нагреванием управляют с использованием данных магнитно-резонансной термометрии. Способ дополнительно содержит этап облучения облучаемого объема с использованием системы лучевой терапии. Преимущества этого рассмотрены ранее.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны только в качестве примера и со ссылкой на чертежи, на которых:

на фиг. 1 представлена блок-схема, которая иллюстрирует вариант осуществления способа в соответствии с изобретением;

на фиг. 2 представлена блок-схема, которая иллюстрирует дополнительный вариант осуществления способа в соответствии с изобретением;

на фиг. 3 представлена функциональная диаграмма терапевтического устройства согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг. 4 представлена функциональная диаграмма терапевтического устройства согласно дополнительному варианту осуществления изобретения; и

на фиг. 5 представлена функциональная диаграмма терапевтического устройства согласно дополнительному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Элементы со схожими номерами на этих фигурах либо представляют собой эквивалентные элементы, либо осуществляют ту же функцию. Элементы, которые рассмотрены ранее, не обязательно рассмотрены на последующих фигурах, если функция эквивалентна.

На фиг. 1 представлен вариант осуществления способа в соответствии с изобретением. На этапе 100 данные магнитно-резонансной термометрии получают повторно. На этапе 102 облучаемый объем нагревают с использованием системы нагревания ткани. На этапе 104 облучаемый объем облучают с использованием системы лучевой терапии.

На фиг. 2 представлена блок-схема, которая иллюстрирует дополнительный вариант осуществления способа в соответствии с изобретением. На этапе 200 получают план лечения. На этапе 202 получают данные магнитно-резонансной визуализации. На этапе 204 данные магнитно-резонансного изображения совмещают с планом лечения. Совмещение данных магнитно-резонансного изображения с планом лечения устанавливает связь между геометрией данных магнитно-резонансного изображения и геометрией плана лечения. На этапе 206 план управления генерируют с использованием совмещения плана лечения. Как изложено ранее, план управления содержит подробные инструкции для функционирования системы нагревания ткани и системы лучевой терапии. На этапе 208 исполняют план управления. Во время исполнения плана управления облучаемый объем нагревают с использованием системы нагревания ткани и облучаемый объем облучают с использованием системы лучевой терапии. На этапе 210 данные магнитно-резонансной термометрии получают повторно во время исполнения плана управления. На этапе 212 магнитно-резонансную температурную карту генерируют повторно во время исполнения плана управления. Повторно полученные данные магнитно-резонансной термометрии используют для генерации магнитно-резонансных температурных карт. На этапе 214 план управления модифицируют повторно с использованием магнитно-резонансной температурной карты.

На фиг. 3 представлена функциональная диаграмма в поперечном сечении терапевтического устройства согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Терапевтическое устройство, представленное на этой диаграмме, содержит систему 300 магнитно-резонансной визуализации, фокусированную ультразвуковую систему 302 высокой интенсивности и систему 304 фотонной лучевой терапии. Система 304 фотонной лучевой терапии может генерировать высокоэнергетические фотоны с использованием рентгеновского источника, линейного ускорителя или радиоизотопов. Система 304 фотонной лучевой терапии может быть выполнена с возможностью вращения вокруг оси магнита 306 системы 300 магнитно-резонансной визуализации. Вращение системы 304 фотонной лучевой терапии вокруг оси магнита позволяет излучению входить в субъекта 318 под различными углами. Система 300 магнитно-резонансной визуализации имеет магнит 306. Магнит 306, показанный в этом варианте осуществления, представляет собой цилиндрический магнит со сверхпроводящими катушками. В этом магните 306 присутствует вакуумная изоляция 308, чтобы изолировать магнит от температуры окружающей среды. Внутри вакуумной изоляции 308 расположен криостат 310, заполненный жидким гелием.

Катушки 312a- 312j представляют собой сверхпроводящие катушки, расположенные внутри криостата 310. Это представляет собой цилиндрический магнит 306, а сверхпроводящие катушки 312a- 312j имеют форму кольца. Например, сверхпроводящая катушка 312a в верхней части магнита 306 представляет собой аналогичную катушку, обозначенную 312a, в нижней части магнита 306. На этой фигуре показан пучок 314 ионизирующего излучения, испускаемый системой 304 фотонной лучевой терапии. Пучок 314 ионизирующего излучения проходит через облучаемый объем 316 внутри субъекта 318 или в этот объем. Субъект 318 расположен внутри канала магнита 306. Тело субъекта 318 приблизительно совмещают с его осью или осью z магнита 306.

Пучок ионизирующего излучения способен проходить через магнит 306. Магнит 306 выполнен так, чтобы минимизировать ослабление пучка излучения магнитом. Это можно выполнить посредством перемещения сверхпроводящих катушек и других компонентов магнита, таких как градиентные катушки, за пределы пути пучка излучения. Относительно тонкие стенки криостата не значительно ослабляют пучок излучения.

Пучок проходит между катушками 312e и 312f. Также внутри канала магнита 306 расположена катушка 320 градиента магнитного поля. Катушку 320 градиента магнитного поля соединяют с источником 322 питания катушки градиента магнитного поля. Когда через катушку 320 градиента магнитного поля проходит ток, подаваемый источником 322 питания катушки градиента магнитного поля, катушка 320 градиента магнитного поля способна создавать градиенты магнитного поля, которые можно использовать для пространственного кодирования спинов атомов, расположенных внутри визуализируемого объема 330 системы 300 магнитно-резонансной визуализации. Катушка 320 градиента магнитного поля имеет щель 324.

Катушка 320 градиента магнитного поля может представлять собой две отдельные градиентные катушки или щель может просто представлять собой участок, в котором проводящее вещество отсутствует или уменьшено его количество. Например, градиентные катушки 320 поля магнита типично производят в смоле или пластмассе. Они могут быть разработаны с тем, чтобы внутри щелевого участка 324 не было вещества, которое будет препятствовать прохождению пучка 314 ионизирующего излучения. Магнит, показанный в этом варианте осуществления 306, представляет собой одну катушку. В других вариантах осуществления так называемую открытую катушку также можно использовать. Открытая катушка имеет структуру, схожую с таковой у катушки Гельмгольца. Один поверх другого расположены два магнита в форме дисков, а визуализируемый объем 330 находится между двумя магнитами в форме дисков. Магнит 306 также можно сконструировать в виде двух смежных цилиндрических магнитов. Также внутри канала магнита 306 расположена катушка 326 радиочастотного приемопередатчика. Катушку радиочастотного приемопередатчика соединяют с радиочастотным приемопередатчиком 328. Катушку 326 радиочастотного приемопередатчика используют для того, чтобы посылать радиосигналы, которые способны манипулировать ориентацией спинов атомов внутри визуализируемого объема 330.

Катушка приемопередатчика 326 также способна принимать радиосигналы, испускаемые спинами ядер атомов внутри визуализируемого объема 330. Катушку 326 радиочастотного приемопередатчика можно реализовать в виде отдельных передающей и принимающей катушек. Аналогичным образом радиочастотный приемопередатчик может представлять собой дискретный приемопередатчик и приемник. Визуализируемый объем 330 показан расположенным смежно с катушкой 326 радиочастотного приемопередатчика. Визуализируемый объем 330 представляет собой участок, для которого система 300 магнитно-резонансной визуализации способна получать данные магнитно-резонансного изображения и/или данные магнитно-резонансной термометрии. Фокусированную ультразвуковую систему 302 высокой интенсивности в этом варианте осуществления устанавливают под опорой 344 субъекта. Опора 344 субъекта показана внутри канала магнита 306. Субъект 318 показан покоящимся на опоре 344 субъекта. Фокусированная ультразвуковая система 302 высокой интенсивности имеет ультразвуковой преобразователь 332, расположенный внутри заполненной текучим веществом полости 334. Текучее вещество внутри заполненной текучим веществом полости 334 выполнено с возможностью пропускания ультразвука. Для текучего вещества можно использовать дегазированную воду. Линии 336 показывают путь ультразвука от ультразвукового преобразователя 332. Путь ультразвука 336 сфокусирован в нагреваемом объеме 338. Ультразвук от ультразвукового преобразователя 332 можно сфокусировать так, что посредством ультразвукового преобразователя 332 нагревают весь участок нагреваемого объема 338. Альтернативно ультразвук от ультразвукового преобразователя 332 может быть более сильно сфокусированным. В этом случае ультразвуковой преобразователь 332 нагревает только часть нагреваемого объема 338 в любое заданное время. На этой диаграмме не показан электрический источник питания для предоставления электрической мощности для того, чтобы приводить в действие ультразвуковой преобразователь 332. Также не показано механическое устройство для физического изменения местоположения ультразвукового преобразователя 332. Здесь расположено ультразвуковое окно 340, которое герметически закрывает заполненную текучим веществом полость 334. Ультразвуковое окно 340 выполнено с возможностью пропускания ультразвука. Для окна типично используют полиэфирную пленку, такую как биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат (boPET). Внутри опоры 344 субъекта расположен пропуск для размещения гелевой подушки 342. Гелевая подушка 342 образует ультразвуковой контакт между субъектом 318 и ультразвуковым окном 340.

В этом варианте осуществления также показано необязательный воздушный охладитель 346. Воздушный охладитель 346 соединяют с трубкой 348. Воздушный охладитель 346 подает охлажденный воздух по трубке 348. Стрелки, помеченные 350, указывают направление потока охлажденного воздуха. Охлажденный воздух можно подавать в направлении субъекта 318 так, чтобы охлаждать участок субъекта 318, через который проходит пучок 314 ионизирующего излучения. Это охлаждение снижает повреждение субъекта 318 в участках за пределами облучаемого объема 316.

Пучок 314 ионизирующего излучения показан проходящим через катушку 320 градиента магнитного поля и также катушку радиочастотного приемопередатчика. Катушку радиочастотного приемопередатчика можно сконструировать так, что пучок 314 ионизирующего излучения способен проходить через нее или можно использовать конструкцию, где используют разделенную катушку 326 радиочастотного приемопередатчика. Фокусированная ультразвуковая система 302 высокой интенсивности, система 304 фотонной лучевой терапии, источник 322 питания катушки градиента магнитного поля, радиочастотный приемопередатчик 328 и воздушный охладитель 346 показаны соединенными с аппаратным интерфейсом 352 вычислительного устройства 354. Аппаратный интерфейс 352 может представлять собой один аппаратный интерфейс или может представлять собой объединение аппаратных интерфейсов. Аппаратный интерфейс 352 позволяет процессору или микропроцессору 356 вычислительного устройства 354 посылать управляющие сигналы устройствам, соединенным с аппаратным интерфейсом 352. Он также позволяет принимать данные от устройств, соединенных с аппаратным интерфейсом 352. Микропроцессор 356 также соединяют с пользовательским интерфейсом 358. Пользовательский интерфейс может быть выполнен с возможностью отображения данных или также может быть выполнен с возможностью получения ввода от оператора. Микропроцессор 356 также соединяют с запоминающим устройством 360 компьютера. Запоминающее устройство компьютера является примером машиночитаемого носителя информации. Запоминающее устройство компьютера представляет собой любой энергонезависимый машиночитаемый носитель информации. Примеры запоминающего устройства компьютера включают в качестве неограничивающих примеров: привод жесткого диска, USB привод, гибкий диск, смарт-карту, DVD, CD-ROM и твердотельный жесткий диск. В некоторых вариантах осуществления запоминающее устройство компьютера также может представлять собой память компьютера или наоборот.

Микропроцессор 356 также соединяют с памятью 362 компьютера. Память компьютера является примером машиночитаемого носителя информации. Память компьютера представляет собой любую память, которая непосредственно доступна для процессора. Примеры памяти компьютера включают в качестве неограничивающих примеров: ОЗУ, регистры и регистровые файлы. В запоминающем устройстве 360 компьютера хранится план 364 лечения, данные 366 магнитно-резонансной термометрии, данные 368 магнитно-резонансного изображения и план 370 управления. В памяти 362 компьютера расположен модуль 372 управления. Модуль управления управляет исполняемыми инструкциями для управления работой терапевтического устройства и различных его компонентов. Также внутри памяти 362 компьютера расположен модуль 374 совмещения. Модуль 374 совмещения содержит код для совмещения данных магнитно-резонансного изображения с планом лечения. Также в памяти 362 компьютера расположен модуль 376 магнитно-резонансного реконструирования. Модуль магнитно-резонансного реконструирования содержит код для оценки магнитно-резонансной термометрической карты по данным магнитно-резонансной термометрии. Также в памяти 362 компьютера расположен модуль 378 модификации плана управления. Модуль 378 модификации плана управления содержит код для модификации плана управления с использованием данных 368 магнитно-резонансного изображения и/или данных 366 магнитно-резонансной термометрии. В некоторых вариантах осуществления модуль магнитно-резонансного реконструирования также может конструировать магнитно-резонансное изображение по данным магнитно-резонансного изображения. Как запоминающее устройство 360 компьютера, так и память 362 компьютера являются примерами машиночитаемых носителей информации.

На фиг. 4 представлен альтернативный вариант осуществления терапевтического устройства в соответствии с изобретением. Вариант осуществления, представленный на фиг. 4, схож с вариантом осуществления, представленным на фиг. 3, за исключением того, что фокусированная ультразвуковая система 302 высокой интенсивности, показанная на фиг. 3, заменена на систему радиочастотной гипертермии. Система радиочастотной гипертермии состоит из радиочастотной нагревающей катушки 480 и источника 482 питания радиочастотной нагревающей катушки. Радиочастотная нагревающая катушка 480 использует радиочастотную мощность от источника питания радиочастотной нагревающей катушки, 482 используют для генерации тепла внутри нагреваемого объема 438 субъекта 318. Источник 482 питания радиочастотной нагревающей катушки показан соединенным с аппаратным интерфейсом 352 вычислительного устройства 354. Память 362 компьютера содержит модуль 472 управления, выполненный с возможностью управления терапевтическим устройством.

Также на этой фигуре показан необязательный охладитель 484 текучего вещества. Охладитель 484 текучего вещества способен охлаждать текучее вещество. С охладителем 484 текучего вещества соединяют трубку 486, которая соединяется с охладителем 484 текучего вещества. Трубка 486 в этом варианте осуществления выполнена с возможностью подачи охлажденного текучего вещества в камеру 488 насыщения и инструмент 490. Трубка 486 также выполнена с возможностью возвращения текучего вещества из камеры 488 насыщения и инструмента 490. Охладитель 484 текучего вещества может работать отдельно с камерой 488 насыщения и инструментом 490. Камеру 488 насыщения и инструмент 490 не нужно использовать одновременно. Камера насыщения 488 показана расположенной между радиочастотной нагревающей катушкой 480 и субъектом 318. Инструмент 490 вводят в отверстие в субъекте 318. В этом случае инструмент 490 вводят в уретру и используют для охлаждения предстательной железы во время лечения злокачественной опухоли предстательной железы.

На фиг. 5 представлена функциональная диаграмма в поперечном сечении дополнительного варианта осуществления терапевтического устройства согласно одному из вариантов осуществления изобретения. В этом варианте осуществления магнитно-резонансную визуализацию комбинируют с терапией фокусированным ультразвуком высокой интенсивности и лучевой терапией заряженными частицами. Магнит 506a, 506b системы магнитно-резонансной визуализации представляет собой, так называемый открытый магнит. Магнит содержит два отдельных магнита. Представлен верхний магнит 506a и нижний магнит 506b. На этой фигуре не представлены, но типично имеют место основание, которое электрически соединяет верхний магнит 506a и нижний магнит 506b, а также криогенная система из двух частей 506a, 506b магнита.

Такое расположение магнита создает линии магнитного поля, схожие с тем, что генерируют посредством катушки Гельмгольца. Штриховые линии 507 показывают представительные линии магнитного поля. Визуализируемый объем 330 расположен в центре между верхним магнитом 506a и нижним магнитом 506b. Катушку градиента магнитного поля делят на верхнюю катушку 520a градиента магнитного поля и нижнюю 520b катушку градиента магнитного поля. Аппаратный интерфейс 352 показан соединенным с системой 502 управления ускорителем частиц. Память 362 компьютера содержит модуль 572 управления для управления функционированием терапевтического устройства. Вдобавок модуль 572 управления также содержит код для генерации команд для управления ускорителем частиц. Имеет место оптика 592 пучков, которая имеет соединение 594 с ускорителем частиц. Внутри оптики 592 пучков находится вакуум 596. Вакуум внутри оптики пучков находится с тем, чтобы не происходило ослабление заряженного пучка 500 частиц внутри оптики 592 пучков. Пучок 500 заряженных частиц выходит из оптики 592 пучков через окно 598. Окно можно сконструировать из любого вещества, которое способно герметически изолировать вакуум 596, с минимальным ослаблением заряженного пучка частиц 500. Окно типично представляет собой тонкую металлическую пластину или фольгу. Пучок 500 заряженных частиц проходит по пути 504 с помощью верхней катушки 520a градиента магнитного поля и по пути 508 с помощью катушки 326 радиочастотного приемопередатчика. Преимущество использования конструкции с так называемым открытым магнитом состоит в том, что путь пучка 500 частиц более близко выравнивают вдоль линий поля, чем в цилиндрическом магните. Как можно видеть на этой диаграмме, между линиями поля и пучком 500 заряженных частиц имеет место небольшой угол. Небольшой угол минимизирует отклонение пучка заряженных частиц внутри субъекта 318. Оптика пучков может содержать магниты и/или заряженные пластины для отклонения или корректировки пути заряженных частиц для того, чтобы направлять путь заряженных частиц в зону 516 облучения.

Несмотря на то, что изобретение подробно проиллюстрировано и описано на фигурах и в приведенном выше описании, такие иллюстрации и описание следует рассматривать как иллюстративные или образцовые, а не ограничивающие; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.

Например, можно реализовать изобретение в варианте осуществления, где дополнительное придание пространственной формы участку гипертермии осуществляют инвазивно (например, с помощью текучего вещества с магнитными наночастицами, термозерен или интерстициальных антенн) или магнитно-резонансную визуализацию осуществляют не только для термометрии, но дополнительно для управления терапией в реальном времени (т.е., посредством мониторинга физиологических и/или геометрических параметров опухоли), или устройство, как описано, используют для разрушения не злокачественных, а других типов патологических тканей.

Специалисты в данной области могут понять и выполнить другие вариации раскрытых вариантов осуществления при практическом осуществлении описываемого в заявке изобретения, изучив фигуры, описание и приложенную формулу изобретения. В формуле изобретения слово «содержит» не исключает других элементов или этапов, а формы единственного числа не исключают множественного. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких объектов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные характеристики перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих характеристик не может быть использована с пользой. Компьютерную программу можно хранить/распространять на подходящем носителе, таком как оптический носитель информации или твердотельный носитель, поставляемом вместе с или в виде части другого аппаратного обеспечения, но также может распространяться в других формах, например, посредством интернета или других проводных или беспроводных телекоммуникационных систем. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует толковать в качестве ограничения объема.

СПИСОК НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ

300 система магнитно-резонансной визуализации

302 фокусированная ультразвуковая система высокой интенсивности

304 система фотонной лучевой терапии

306 магнит

308 вакуумная изоляция

310 криостат

312A-312J сверхпроводящая катушка

314 пучок ионизирующего излучения

316 облучаемый объем

318 субъект

320 катушка градиента магнитного поля

322 источник питания катушки градиента магнитного поля

324 щель

326 катушка радиочастотного приемопередатчика

328 радиочастотный приемопередатчик

330 визуализируемый объем

332 ультразвуковой преобразователь

334 заполненная текучим веществом полость

336 путь ультразвука

338 нагреваемый объем

340 ультразвуковое окно

342 гелевая подушка

344 опора субъекта

346 воздушный охладитель

348 трубка

350 направление охлажденного воздуха

352 аппаратный интерфейс

354 вычислительное устройство

356 процессор

358 пользовательский интерфейс

360 запоминающее устройство компьютера

362 память компьютера

364 план лечения

366 данные магнитно-резонансной термометрии

368 данные магнитно-резонансного изображения

370 план управления

372 модуль управления

374 модуль совмещения

376 модуль магнитно-резонансного реконструирования

378 модуль модификации плана управления

438 нагреваемый объем

472 модуль управления

480 радиочастотная нагревающая катушка

482 источник питания радиочастотной нагревающей катушки

484 охладитель текучего вещества

486 трубка

488 камера насыщения

490 инструмент

500 пучок заряженных частиц

502 соединение с контроллером ускорителя частиц

504 проход верхней катушки градиента магнитного поля

506A верхний магнит

506B нижний магнит

507 линия магнитного поля

508 проход катушки радиочастотного приемопередатчика

516 зона облучения

520A верхняя катушка градиента магнитного поля

520B нижняя катушка градиента магнитного поля

572 модуль управления

592 оптика пучков

594 соединение с ускорителем частиц

596 вакуум

598 окно.

1. Терапевтическое устройство, содержащее:
систему (302, 480, 482) нагревания ткани;
систему (300) магнитно-резонансной визуализации для получения данных (366) магнитно-резонансной термометрии и данных (368) магнитно-резонансного изображения от ядер субъекта (318), расположенных внутри визуализируемого объема (330),
систему (304, 592) лучевой терапии для облучения облучаемого объема (316, 516) субъекта согласно плану (370) управления, причем облучаемый объем расположен внутри визуализируемого объема; и
контроллер (354), выполненный с возможностью:
управления системой магнитно-резонансной визуализации для повторного получения и обновления данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения во время исполнения плана управления,
управления системой нагревания ткани с использованием данных магнитно-резонансной термометрии для нагревания облучаемого объема согласно плану управления,
управления системой лучевой терапии для облучения облучаемого объема согласно плану управления, и
модификации плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта.

2. Терапевтическое устройство по п. 1, в которой система нагревания ткани предназначена для нагревания нагреваемого объема (338, 438) субъекта; причем нагреваемый объем находится внутри визуализируемого объема; облучаемый объем находится внутри нагреваемого объема; контроллер представляет собой вычислительное устройство (354); вычислительное устройство содержит процессор (356), вычислительное устройство содержит машиночитаемый носитель (360, 362) информации, содержащий инструкции для исполнения процессором, исполнение инструкций предписывает процессору осуществлять этапы:
приема (200) плана (364) лечения;
получения (202) данных магнитно-резонансного изображения с использованием системы магнитно-резонансной визуализации;
совмещения (204) данных магнитно-резонансного изображения с планом лечения;
генерирования (206) плана (370) управления с использованием совмещения данных магнитно-резонансной визуализации с планом лечения, причем план управления содержит исполняемые машиной инструкции для управления системой магнитно-резонансной визуализации, системой нагрева ткани и системой лучевой терапии для реализации плана лечения;
исполнения (208) плана управления для нагрева нагреваемого объема с использованием системы нагревания ткани и облучения облучаемого объема с использованием системы облучения согласно плану лечения;
получения (210) данных (366) магнитно-резонансной термометрии повторно во время исполнения плана управления с использованием системы магнитно-резонансной визуализации;
генерирования (212) магнитно-резонансной температурной карты повторно во время исполнения плана управления с использованием данных магнитно-резонансной термометрии; и
модификации (214) плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием магнитно-резонансной температурной карты.

3. Терапевтическое устройство по п. 2, в котором процессор дополнительно управляет системой лучевой терапии для облучения облучаемого объема, только когда и (1) нагретый объем выше первой предварительно определенной температуры, и (2) участок субъекта внутри визуализируемого объема и за пределами нагретого объема ниже второй предварительно определенной температуры.

4. Терапевтическое устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором система нагревания ткани содержит фокусированную ультразвуковую систему (302) высокой интенсивности.

5. Терапевтическое устройство по любому из пп. 1-3, в котором система нагревания ткани содержит систему (480, 482) радиочастотной гипертермии.

6. Терапевтическое устройство по п. 1, в котором система лучевой терапии содержит систему (304) фотонной лучевой терапии.

7. Терапевтическое устройство по п. 6, в котором система фотонной лучевой терапии представляет собой любое из следующего: систему терапии гамма-излучением с линейным ускорителем, рентгеновскую систему лучевой терапии и систему терапии радиоизотопным гамма-излучением.

8. Терапевтическое устройство по п. 1, в котором система лучевой терапии содержит систему (592) терапии заряженными частицами.

9. Терапевтическое устройство по п. 1, при этом терапевтическое устройство дополнительно содержит систему (346, 484) охлаждения, выполненную с возможностью охлаждения субъекта.

10. Терапевтическое устройство по п. 9, в котором система охлаждения содержит воздушный охладитель (346), выполненный с возможностью направлять охлажденный воздух на субъекта.

11. Терапевтическое устройство по любому одному из пп. 9 или 10, в котором система охлаждения содержит жидкостной охладитель (484) для подачи охлажденной жидкости.

12. Терапевтическое устройство по п. 11, в котором система охлаждения содержит приспособление (486) для подачи охлажденной жидкости в камеру (488) насыщения и/или инструмент (490), выполненный с возможностью введения в отверстие в субъекте.

13. Терапевтическое устройство по п. 1, в котором система магнитно-резонансной визуализации содержит катушку (320) градиента магнитного поля, выполненную с возможностью пространственного кодирования спинов ядер внутри визуализируемого объема, причем система лучевой терапии выполнена с возможностью получения пучка излучения для облучения облучаемого объема, причем катушка градиента магнитного поля представляет собой разделенную катушку со щелью (324), система лучевой терапии выполнена с возможностью нацеливания пучка излучения через щель (324).

14. Машиночитаемый носитель информации долговременного хранения, содержащий исполняемые машиной инструкции для исполнения системой (354) управления терапевтического устройства; причем система управления выполнена с возможностью управления терапевтическим устройством; терапевтическое устройство содержит систему (302, 480, 482) нагревания ткани; терапевтическое устройство дополнительно содержит систему (300) магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения от ядер субъекта, расположенных, внутри визуализируемого объема (330); терапевтическое устройство дополнительно содержит систему (304, 592) лучевой терапии для облучения облучаемого объема субъекта; облучаемый объем находится внутри визуализируемого объема; исполняемые машиной инструкции предписывают системе управления осуществлять способ, включающий этапы:
получения (100, 210) данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения повторно с использованием системы магнитно-резонансной визуализации;
нагрева (102, 208) по меньшей мере облучаемого объема с использованием системы нагревания ткани, причем управление нагреванием осуществляется в соответствии с планом управления с использованием данных магнитно-резонансной термометрии;
облучения (104, 208) облучаемого объема в соответствии с планом управления с использованием системы лучевой терапии и
модификации плана управления повторно во время исполнения плана управления, используя обновленные данные магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта.

15. Терапевтический способ, содержащий этапы, на которых:
осуществляют управление системой магнитно-резонансной визуализации для повторного получения и обновления данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения во время исполнения плана управления,
осуществляют управление системой нагревания ткани для нагревания целевого объема на основе данных магнитно-резонансной термометрии,
осуществляют управление системой лучевой терапии для облучения целевого объема согласно плану управления, и
модифицируют план управления повторно во время исполнения плана управления с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для ультразвуковой косметической обработки. Система для эстетической визуализации и обработки содержит ручной зонд, включающий первое управляющее устройство, обеспечивающее ультразвуковую визуализацию, второе управляющее устройство, обеспечивающее обработку ультразвуком, перемещающий механизм для направления обработки ультразвуком отдельных тепловых областей воздействия, и сменные преобразующие модули.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к терапевтическим устройствам для лечения пациента с использованием магнитных частиц. Устройство содержит первое средство нагревания, выполненное с возможностью нагревания первой области пациента, первое средство управления мощностью, направленной в первую область так, что мощность остается ниже порогового значения, средство нагревания частиц, выполненное с возможностью нагревания магнитных наночастиц внутри второй области пациента, используя изменяющееся во времени магнитное поле.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к терапевтической системе и способу мониторинга теплового воздействия на ткань организма. Система содержит блок MR-визуализации, выполненный с возможностью сбора MR-сигналов из тела пациента, расположенного в зоне обследования.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к управлению абляцией. Устройство (110) управления абляцией содержит секцию (115) мониторинга и секцию (120) управления для регистрации (S820) с помощью характеристической кривой (515) одного или более значений смещения, полученных при мониторинге смещения, и прекращения, в реальном времени, абляции в точке абляции, когда достигается заданный размер поражения.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам ультразвуковой терапии. Система для подведения ультразвуковой терапии к ткани содержит ультразвуковой аппликатор, содержащий один или более преобразовательных элементов, работающих в режиме формирования изображения для формирования с перерывами изображения ткани, подлежащей лечению, множество линз с переменным фокусом, прикрепленных к одному или более преобразовательным элементам, причем управление фокусировкой каждой из множества линз осуществляется сигналом напряжения на линзе, контроллер перемещений ультразвукового аппликатора в одном из направления поворота и осевого направления и контроллер лечебной процедуры для приема сигналов изображений в качестве входных данных и управления сигналом напряжения, подаваемым на каждую из множества линз с переменным фокусом.

Изобретение относится к ультразвуковой машине для уменьшения жира и коррекции фигуры. Машина содержит облучающую головку, блок, несущий источник излучения, механическую руку, стол пациента, корпус подъемника, тачскрин и управляющие контуры.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для ультразвуковой трансуретральной терапии простаты. Датчик, совместимый с магнитно-резонансной аппаратурой, содержит аксиально поворотный ультразвуковой элемент, смежный с ним стержень, выполненный с возможностью обеспечения опоры для ультразвукового элемента и поворота вместе с ним, каналы для текучей среды, заключенные в стержень для циркуляции охлаждающей и акустической контактной текучей среды, акустическую мембрану, установленную для охвата ультразвукового элемента и удерживания акустической контактной и охлаждающей текучей среды, и неподвижный внешний кожух, скрепленный с акустической мембраной и выполненный с возможностью размещения ультразвукового элемента и стержня и обеспечения свободного поворота ультразвукового элемента и стержня в кожухе таким образом, что ультразвуковой элемент и стержень поворачиваются внутри внешнего кожуха и акустической мембраны.

Изобретение относится к средствам для ультразвуковой абляционной терапии. Машиночитаемый носитель данных для способа ультразвуковой абляции содержит коды для осуществления этапов, на которых получают первую визуализацию области, представляющей интерес, графически определяют границы планового целевого объема, выбирают формы ультразвуковых лучей из библиотеки форм ультразвуковой абляции, определенных осевыми и боковыми расстояниями до ультразвукового преобразователя, выполняют первую ультразвуковую абляцию первой части планового целевого объема, получают вторую визуализацию области после выполнения первой ультразвуковой абляции, вычисляют на ее основе формы ультразвуковой абляции, ограниченные индексированными осевыми и боковыми расстояниями в библиотеке, для абляции второй части объема лечения, выбирают другие формы ультразвуковой абляции из библиотеки форм, основываясь на второй визуализации и вычислении, и выполняют вторую ультразвуковую абляцию, по меньшей мере частично основываясь на выбранных других формах ультразвуковой абляции.

Изобретение относится к терапевтическим системам для выделения энергии в целевую точку. Система содержит терапевтический модуль для индуцированного нагрева целевой зоны, выполненный с возможностью измерения температуры в поле измерений целевой зоны, и управляющий модуль регулировки терапевтического модуля, выполненный с возможностью создания априорной оценки индуцированного нагрева перед выделениями энергии на основе измеренной температуры, причем последовательные выделения энергии разделены периодом охлаждения.

Изобретение относится к терапевтическим средствам для выделения энергии в целевую точку. Терапевтическая система содержит терапевтический модуль, выполненный с возможностью последовательных выделений энергии в целевую зону, причем последовательные выделения разделены периодом охлаждения, термометрический модуль, выполненный с возможностью измерения максимальной температуры в поле измерений, расположенном вне фокуса выделяемой энергии, и модуль управления, выполненный с возможностью регулировки периода охлаждения в зависимости от измеренной максимальной температуры вне фокуса во время периода выделения энергии перед периодом охлаждения.

Группа изобретений относится к медицине, онкологии и касается формирования плана индивидуальной терапии пациента. Способ включает формирование исходного плана терапии с помощью вероятностной модели осложнения здоровой ткани (NTCP) и вероятностной модели подавления опухоли (TCP) целевой области.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для гамма-лучевой терапии. Опора установки для инсталляции радиоактивных имплантатов выполнена с возможностью монтажа ее корпуса на столе томографа посредством направляющих типа «ласточкин хвост», установленных с возможностью перемещения в ответных направляющих стола, снабжена фиксатором опоры к столу и вертикальными штангами, несущими закрепленную на их направляющих телескопическую консоль, на свободном конце подвижной части которой закреплена матрица с направляющими отверстиями для игл с радиоактивными имплантатами.

Изобретение относится к медицине, онкологии, лучевой и химиотерапии. Лечение неоперабельного немелкоклеточного рака легкого включает химиотерапию и ежедневное двухразовое лучевое воздействие с интервалом 5-6 часов в течение 5-ти дней в неделю.
Изобретение относится к медицине, онкологии и предназначено для лечения рецидивного немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ). Проводят одновременно дистанционную лучевую терапию (ЛТ) и химиотерапию (XT).

Заявленное изобретение относится к электронно-лучевым системам. Заявленная система для применения электронного пучка содержит источник одного электронного пучка для генерации электронного пучка с использованием линейного ускорителя, при этом источник электронного пучка и линейный ускоритель расположены так, что сгенерированный электронный пучок выходит из линейного ускорителя, по существу, коллинеарно направлению движения электронов в ускорителе, аппликатор, выполненный с возможностью правильно задавать одно или несколько из формы, размера и плоскостности сгенерированного электронного пучка, и замедлитель, установленный на траектории сгенерированного электронного пучка.
Группа изобретений относится к медицине, а именно к способам и устройствам для брахитерапии. В способе имплантируют аппликатор, имеющий принимающий канал для источника излучения в мягкие ткани, смежные с целевой областью, подлежащей облучению, формируют изображение планирования с высоким разрешением целевой области, содержащее аппликатор, и используют изображение планирования с высоким разрешением для определения трехмерного плана лечения, и отслеживают положение аппликатора относительно целевой области и плана лечения, причем отслеживание положения включает в себя измерение, посредством восприятия формы с помощью оптического волокна, местоположения и формы принимающего канала для источника излучения.
Изобретение относится к медицине, а именно к гематологии, и может быть использовано для гормонально-лучевой подготовки к последующей лучевой химиотерапии при лечении больных хроническим лимфолейкозом.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для лечения аденогенного местно-распространённого рака прямой кишки. Для этого осуществляют химиотерапию 5-фторурацилом, лекарственную терапию, гамма-терапию по схеме динамического фракционирования дозы.
Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для лечения больных с метастатическим поражением головного мозга. Проводят операцию и через 3 недели после операции проводят тотальное облучение головного мозга разовой очаговой дозой 2,4 Гр.

Изобретение относится к способу и системе для усовершенствованного планирования и доставки лучевой терапии. Сущность изобретения заключается в том, что создают план лучевой терапии, при этом план лучевой терапии включает в себя множество доз облучения; получают представление изображения целевого объема (30) и нецелевых объемов перед лечением; определяют контур и положение целевого объема (30) и, по меньшей мере, одного нецелевого объема на основе представления изображения перед лечением; подают дозу облучения, причем доза облучения включает в себя множество траекторий пучков излучения и, по меньшей мере, одну геометрию пучка излучения; определяют фактическую дозу облучения, доставленную в каждую область целевого объема (30) и, по меньшей мере, одного нецелевого объема, на основе их определенных контуров и положений, траекторий пучков излучения и, по меньшей мере, одной геометрии пучка излучения, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых во время подачи дозы облучения получают множество одномерных представлений изображений целевого объема (30) и нецелевых объемов во время лечения; определяют контуры и положения целевого объема (30) и, по меньшей мере, одного нецелевого объема, на основе одномерных представлений изображений во время лечения; и определяют фактическую дозу облучения, доставленную в каждую область целевого объема (30) и, по меньшей мере, одного нецелевого объема на основе их определенных контуров и положений по представлениям изображений перед лечением и одномерных представлений изображений во время лечения, траекторий пучков излучения и, по меньшей мере, одной геометрии пучка излучения.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к терапевтическим устройствам для лечения пациента с использованием магнитных частиц. Устройство содержит первое средство нагревания, выполненное с возможностью нагревания первой области пациента, первое средство управления мощностью, направленной в первую область так, что мощность остается ниже порогового значения, средство нагревания частиц, выполненное с возможностью нагревания магнитных наночастиц внутри второй области пациента, используя изменяющееся во времени магнитное поле.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам лучевой терапии с магнитно-резонансным наведением. Терапевтическое устройство содержит систему нагревания ткани, систему магнитно-резонансной визуализации для получения данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения от ядер субъекта, расположенных внутри визуализируемого объема, систему лучевой терапии для облучения субъекта согласно плану управления, причем облучаемый объем расположен внутри визуализируемого объема, и контроллер, выполненный с возможностью управления системой магнитно-резонансной визуализации для повторного получения и обновления данных магнитно-резонансной термометрии и данных магнитно-резонансного изображения во время исполнения плана управления, управления системой нагревания ткани, управления системой лучевой терапии для облучения облучаемого объема согласно плану управления, и модификации плана управления повторно во время исполнения плана управления с использованием обновленных данных магнитно-резонансного изображения, чтобы компенсировать движение субъекта. Система снабжена машиночитаемым носителем информации долговременного хранения и осуществляет способ согласно плану управления работой системы. Использование изобретений позволяет минимизировать воздействие ионизирующего излучения на здоровые ткани за счет компенсации движения субъекта. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх