用于肺神经切除术的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年2月8日提交的美国临时申请No. 61/762, 741和2014年2月 7日提交的美国临时申请No. 61/936, 933的利益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。
[0003] 背景
技术领域
[0004] 本公开涉及治疗肺疾病的系统和方法。更具体地，本公开涉及确定肺的一个或多 个目标神经并基于肺的三维模型非侵入式治疗目标神经的系统和方法。
[0005] 相关技术讨论
[0006] 对于肺疾病（如哮喘，慢性阻塞性肺疾病（COPD)，和慢性阻塞性肺部疾病（COLD)) 或者对于与肺有关的疾病（如肺气肿，慢性支气管炎，胃食管，心血管疾病，以及鼻窦炎）的 护理标准，一直主要集中于一般对患者高度侵入的医疗和/或药物处理法。例如，通过局部 的和侵入的手段（如外科手术）的肺神经切除术可以为哮喘或肺气肿提供治疗益处，这已 经被报道了数十年。
[0007] 不佳的气流一般会引起导致肺疾病的肺破裂。有时肺泡壁被损伤，结果空气被困 在肺的受损伤肺泡里面，以致在吸气和呼气时空气的量减少而肺疾病的症状加重。治疗受 损肺泡的一个方式可以是神经的神经切除术以便使影响受损肺泡的收缩的神经的功能全 部或部分无效。一些医疗装置已经发展为通过在目标中插入烧蚀装置来切除神经。由于多 种理由（包括肺患者的虚弱）和技术上的挑战，采用这种装置用于神经切除术一直相对较 弱的。本公开提供了一个可选择的方法用于可适用于更广泛患者的治疗。
【发明内容】
[0008] 在一个方面，本公开重点介绍了治疗肺疾病的方法。方法包括捕获显示肺疾病症 状的肺的至少一部分的第一组图像，由第一组图像生成三维模型，定位接近肺的所述部分 的目标神经，生成治疗方案并基于治疗方案非侵入地切除目标神经，以影响肺的所述部分 的功能。
[0009] 在一个方面，治疗方案包括治疗大小，治疗矢量，神经位置，能量的量，或治疗时间 段中的一个或多个。治疗大小是基于肺疾病症状的严重程度，目标神经的位置，目标神经的 大小，以及神经切除术是暂时的还是永久的中的一个或多个来计算的。非侵入性切除目标 神经包括在治疗时间段中福射一定量的能量到目标神经。
[0010] 在一个方面，方法进一步包括在患者的呼吸周期期间确定起始时间来开始切除目 标神经。起始时间是在呼吸周期期间目标神经移动最少的时间。治疗时间是从患者已经基 本完成吸气的时间到患者开始呼气的时间的时间段，从患者已经基本完成呼气的时间到患 者开始吸气的时间的时间段，或者当患者屏住呼吸时的时间段。方法还包括多个治疗时间 段，直到神经已经被辐射了治疗方案的能量的量。
[0011] 在一个方面，非侵入性地切除目标神经包括生成患者的呼吸模型并且在神经切除 术期间基于呼吸模型对目标神经的移动进行补偿。对目标神经的移动进行补偿包括对呼吸 运动，心脏运动，和患者的移动进行补偿。
[0012] 在一个方面，生成呼吸模型包括将患者放在治疗床上并在患者身上放置运动跟踪 传感器来监测在患者呼吸周期期间患者相对于治疗床的移动。呼吸模型基于在患者的呼吸 周期期间运动跟踪传感器的移动。
[0013] 在一个方面，三维模型是从包括（由计算机断层扫描（CT)、核磁共振成像（MRI)、 和超声波成像装置组成）的组中选出的一个或多个成像装置捕获的第一组图像来生成的。
[0014] 在一个方面，方法还包括生成增强的图像，增强的图像是由从如下组中选择的一 个或多个成像装置拍摄的：组织光谱，光学相干断层成像，共焦显微内窥镜和荧光显微内窥 镜。
[0015] 在一个方面，增强的图像的生成包括基于三维模型和图像确定用于肺的部分的路 径，沿着路径将超声装置插入到患者肺部中，并至少对显示肺疾病症状的肺的部分成像。方 法还包括在接近超声装置成像的肺的部分处放置一个或多个基准标记，获得肺的显示肺疾 病症状的至少一部分的第二组图像，将超声图像和第二组图像结合并且基于结合的图像确 定用于神经切除术的目标神经。一个或多个基准标记使得能够将超声图像与第二组图像对 准。
[0016] 在一个方面，方法还包括在捕获第一组图像之前采用荧光标记物来标记目标神 经。
[0017] 在一个方面，非侵入性切除目标神经包括将患者放在治疗床上并捕获额外的图像 来相对于治疗床对准目标神经的位置用于非侵入性治疗。
[0018] 本公开的任一上述方面和实施例可以在不脱离本公开的范围的情况下结合。
【附图说明】
[0019] 当各种实施例的描述与提到的相应附图一起阅读的时候，本公开的系统和方法的 目的和特征将变得对本领域普通技术人员是清楚的，其中：
[0020] 图1是依据本公开的实施例的用于治疗患者的肺疾病的系统的透视图；
[0021] 图2A是依据本公开的实施例的从横向平面拍摄的患者的肺的计算机断层扫描 (CT)扫描图像的视图；
[0022] 图2B是依据本公开的实施例的示意横向平面的患者身体的透视图；
[0023] 图2C是依据本公开的实施例的从冠状面拍摄的患者的肺的CT扫描图像的视图；
[0024] 图2D是依据本公开的实施例的示意冠状面的患者身体的透视图；
[0025] 图2E是依据本公开的实施例的从矢状平面拍摄的患者的肺的CT扫描图像的视 图；
[0026] 图2F是依据本公开的实施例的示意矢状平面的患者身体的透视图；
[0027] 图3是依据本公开的实施例的用于肺的三维模型的解剖学的图示；
[0028] 图4是依据本公开的实施例的用于增加目标到通道计划的用户界面的图示；
[0029] 图5A是图3的肺的二维的图示；
[0030] 图5B是依据本公开的实施例的从目标到患者的入口点的发现通道的图示；
[0031] 图5C是依据本公开的实施例的从入口点到目标的图5B的通道的导航图示；
[0032] 图是成像装置沿着通道被插入肺中的图示；
[0033] 图5E是图的圈出区域530的放大的详细视图；
[0034] 图6是图5A的肺沿着A-A方向的剖面图；
[0035] 图7是依据本公开的实施例的用于生成治疗方案来治疗肺疾病的方法的流程图； 和
[0036] 图8是依据本公开的实施例的基于图7的治疗方案的用于治疗肺疾病的方法的流 程图。
【具体实施方式】
[0037] 本公开涉及使用肺的图像来确定和定位目标神经用于神经切除术治疗的用于治 疗肺疾病的系统和方法。一个或多个成像模式可以被用来提供足够的分辨率来定位目标神 经。治疗从患者身体的外侧执行并且因此对患者是不侵入的。
[0038] 虽然本公开将依据特定的示例性的实施例描述，对那些擅长本领域各种修改的人 是显而易见的，重排和置换可以在不背离本公开精神的情况下进行。本公开的范围通过所 附的权利要求来限定。图1示出系统100,其总体上涉及通过神经切除术治疗肺疾病。系 统包括治疗装置110,治疗板120,支持器130,和计算装置140。治疗装置110可以使用放 射技术（如立体定向体部放射治疗（SBRT))以从患者身体的外侧非侵入地治疗肺的一部 分。在实施例中，治疗装置110可以使用其它形式的医疗技术或能量，如高强度的聚焦超声 (HIFU)，质子疗法，和为本领域技术人员所知的适合用于肺疾病的非侵入的治疗的其他技 术。
[0039] 更具体的，系统100通过利用肺的三维模型来确定和定位用于神经切除术的目标 来非侵入地治疗肺疾病。系统100包括治疗装置110,计算装置120,治疗床130,和支持器 140。患者150躺在治疗床130上，等待着进入到治疗装置110。
[0040] 如上所述，治疗装置110是允许患者150治疗的优选类型，并且尤其是允许以非侵 入的方式治疗患者150的肺。换言之，治疗装置110辐射治疗能量并聚焦治疗能量在目标 上。因此，为了治疗不需要患者150的组织有切口或通过身体开口（如身体的医疗切口，鼻 或口）插入导管。
[0041] 在某些情况下，依据本公开的实施例的治疗装置110也可以被用作成像装置。已 经报道了特征在于结合了成像和治疗的这种装置会经历更少的输出误差（一般是由从成 像装置到治疗装置输出图像数据所引起的），而且可以降低和局部化误差（一般在成像装 置和治疗装置之间由患者不同位置所引起的）。进一步地，有可能在患者150的部分（如 肺）成像之后立即或者甚至同时进行治疗。
[0042] 治疗装置110也可以用于重复或跟踪程序。例如，在一些情况下，一旦针对一个或 多个神经的神经切除术治疗已经完成，被治疗的神经不会完全被切断并可能再生。这种神 经的不完全切断可能是治疗方案的一部分，或可能是无意的。为此，可进行重复或跟踪治 疗，以向先前被治疗的神经提供附加治疗来获得或者保持预计的治疗效果。
[0043] 计算装置120 (如笔记本电脑，台式机，平板电脑，或其它类似的计算装置）包括显 示器122, 一个或多个处理器124,存储器126,网卡128和输入装置129。系统100还可以 包括多个计算装置120,其中分立的计算装置120被用来程序设计和治疗。显示器122可以 是触敏的和/或声控的，允许显示器122作为输入和输出装置。显示器122可以显示肺的 二维或三维模型来定位和确定显示肺疾病的症状的部分肺。显示器122还可以显示用于选 择、增加以及去除要被治疗的目标的选项和针对治疗的可设置的项目。
[0044] -个或多个处理器124