(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の組織の塊の焼灼のための焼灼手順を計画するシステムであって：
ユーザに前記塊の表現を提示するグラフィカルユーザインタフェース；及び
前記塊に関する画像データを受け入れ、前記塊をカバーする前記焼灼の領域を決定する最適化構成要素；
を有するシステムであって、
前記最適化構成要素は、前記塊を有する計画された目標ボリュームを生成し、
前記最適化構成要素は、最初の候補の焼灼領域のリストを生成し、候補の焼灼領域の各々は、前記焼灼構成要素に関連するプローブが各々の焼灼領域における前記塊の部分を処置するように位置付けられる特徴的な点を有し、
前記最適化構成要素は、所定数の候補の焼灼領域について一意のカバレッジ領域を決定し、故に、所与の候補の焼灼領域についての一意のカバレッジ領域は、前記所与の候補の焼灼領域のみによってカバーされる前記計画された目標ボリュームの部分を有し、
前記最適化構成要素は、候補の焼灼領域が一意のカバレッジ領域を有しない場合に、前記の候補の焼灼領域のリストから前記候補の焼灼領域を外し、
最適な数の候補の焼灼領域は、前記塊をカバーする最小数の焼灼領域である、
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は、前記所与の候補の焼灼領域のカバレッジを妥協することなく、前記計画された目標ボリュームの中心点に近接するように前記所与の候補の焼灼領域の前記特徴的な点が移動されることが可能であるかどうかを判定するように、２分探索アルゴリズムを実行する、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は、前記中心点に近接して移動されることが可能である候補の焼灼領域が存在せず、全ての一意のカバレッジ領域がカバーされるまで、腫瘍の塊の焼灼についてのモデルを継続して最適化する、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は、前記患者の皮膚において少なくとも１つの候補の挿入点を生成するように光線進行技術を用い、前記挿入点を通って、焼灼構成要素に関連する焼灼プローブが、１つ又はそれ以上の重要な領域を回避しつつ、前記計画された目標ボリュームまでの軌跡に沿って挿入される、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は：
計画された目標ボリュームをカバーする候補の焼灼領域の最初の集合を選択するルーチン；
前記計画された目標ボリュームの中心点を選択するルーチン；
前記の候補の焼灼領域の最初の集合における１つ又はそれ以上の候補の焼灼領域が評価されるように残っているかどうかを判定するルーチン；
候補の焼灼領域を選択し、一意のカバレッジ領域を評価するルーチン；
前記候補の焼灼領域についての前記一意のカバレッジ領域が０に等しいかどうかを判定するルーチン；
前記一意のカバレッジ領域が０に等しい場合に、前記の候補の焼灼領域の最初の集合からの前記候補の焼灼領域を外すルーチン；
前記一意のカバレッジ領域が０に等しくない場合に、前記一意のカバレッジ領域を尚もカバーしつつ、前記候補の焼灼領域が移動される前記中心点に対する最近接位置を特定するルーチン；
１つ又はそれ以上の候補の焼灼領域が前記中心点に近接するように移動される場合に、全ての候補の焼灼領域が再評価の準備ができていることを判定するルーチン；及び
全ての候補の焼灼領域が再評価されるようにするルーチン；
を有する、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は、前記塊に関連する機能データ、前記塊の近傍の１つ又はそれ以上のヒートシンクの位置、前記焼灼を実行するように選択される焼灼プローブの形状、前記焼灼を実行するように選択される焼灼プローブの大きさ及び焼灼中に用いられる複数の異なる焼灼プローブのうちの少なくとも１つの関数として焼灼計画を最適化する、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は、候補の焼灼点、焼灼プローブ入口角度、焼灼温度、焼灼時間及び重要な領域のうちの少なくとも１つの関数としての焼灼計画を最適化する、システム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムであって、前記最適化構成要素は、重要な領域に対する計画された目標ボリュームの近接性、選択された焼灼プローブに関連する焼灼時間、選択された焼灼プローブに関連する焼灼温度及び前記計画された目標ボリュームに近接して位置付けられた１つ又はそれ以上のヒートシンクのうちの１つの推測的な知識を用いる、システム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、ユーザは計画された目標ボリュームを入力し、前記計画された目標ボリュームは、前記塊の表現の１つ又はそれ以上の異なるビューにおける境界を出力することにより前記塊を囲み、前記最適化構成要素は、前記計画された目標ボリュームを表す三次元ボクセルを生成する、システム。
【請求項１０】
患者の組織の塊の焼灼のための焼灼手順を計画するシステムの動作方法であって：
最適化構成要素が、前記患者において特定され、画像の表現が生成され、ユーザに前記画像に関連する情報をグラフィカルユーザインタフェースにより提示された塊のボリュームを含む、計画された目標ボリュームを生成する段階；
最適化構成要素が、候補の焼灼領域の集合を特定する段階であって、前記候補の焼灼領域の各々は略認識されているボリュームを有し、前記候補の焼灼領域は前記計画された目標ボリュームを囲むように重ね合わされる、段階；
最適化構成要素が、所定数の候補の焼灼領域についての一意のカバレッジ領域を評価する段階であって、所与の候補の焼灼領域についての前記一意のカバレッジ領域は、前記所与の候補の焼灼領域のみによってカバーされる前記計画された目標ボリュームの部分である、段階；
最適化構成要素が、候補の焼灼領域が一意のカバレッジ領域を有しない場合に、前記の候補の焼灼領域の集合から焼灼領域を外す段階；
最適化構成要素が、最適な数の候補の焼灼領域である、前記塊をカバーする最小数の焼灼領域を決定する段階；
を有する動作方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の動作方法であって、前記最適化構成要素が、前記の候補の焼灼領域の集合における前記焼灼領域のうちの１つ又はそれ以上の中心が前記計画された目標ボリュームに関連する中心点に近接して移動されることが可能であるかどうかを判定する段階を更に有する、動作方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の動作方法であって、前記最適化構成要素が、前記１つ又はそれ以上の焼灼領域に関連する前記一意のカバレッジ領域のカバレッジを尚も維持しつつ、できるだけ前記中心点に近接して位置付けられた位置に前記１つ又はそれ以上の焼灼領域の前記中心を移動させる段階を更に有する、動作方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の動作方法であって、前記最適化構成要素が、１つ又はそれ以上の重心を規定し、前記少なくとも１つの焼灼領域に関連する前記一意のカバレッジ領域をカバーしつつ、焼灼領域を更に統合するように前記１つ又はそれ以上の重心の方に少なくとも１つの焼灼領域を引き寄せる段階を更に有する、動作方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の動作方法であって、前記最適化構成要素が、前記計画された目標ボリュームの部分が、特定された重要な領域に対する近接性のために焼灼可能でないことを、前記ユーザにグラフィカルユーザインタフェースの表示で与える段階を更に有する、動作方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の動作方法であって、前記最適化構成要素が、前記重要な領域に近接した空間に注入するための生理食塩水によって前記重要な領域と前記計画された目標ボリュームの前記表示が与えられた部分との間の距離が増加されることを可能にする段階を更に有する、動作方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の動作方法であって、前記最適化構成要素が、第１サイズの焼灼プローブによる第１の焼灼手順の間に前記計画された目標ボリュームの前記特定された部分が回避され、第２サイズの焼灼プローブにより前記計画された目標ボリュームの前記特定された部分が焼灼されることを可能にする段階であって、前記第２サイズは前記第１サイズより小さい、段階を更に有する、動作方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の動作方法を実行するようにプログラムされたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数焼灼（ＲＦＡ）に関し、特に、予測される焼灼領域が腫瘍を覆い、その焼灼領域が温度を高くすることにより死滅するように、患者に対してＲＦ電極プローブを挿入することに関する。しかしながら、本明細書に記載している技術はまた、他の焼灼技術、即ち、他の手術技術又は他の放射線治療技術におけるアプリケーションに適用可能であることを理解することができる。
【背景技術】
【０００２】
プローブが、所定の時間期間（例えば、約１５分又はある他の適切な時間期間）の間、電力供給するように接続され、種々の形状に、しかし、一般には、球又は楕円体に焼灼することが可能である。現在、外科医は、焼灼されるようになっている障害の場所についての知的記録を作成することができ、種々の画像ガイダンスを用いてそのプローブを挿入することが可能である。プローブはかなり高価であるため、外科医は、最少数のプローブを用いて組織の塊を焼灼するように試みることを選択して、複数のプローブサイズ又は構成を用いることを思い留まる。
【０００３】
腫瘍又は障害がある大きさを上回って、単独の焼灼により成功裏に覆われないとき、手術の成功率は飛躍的に減少する。腫瘍の周囲のマージンは、しばしば１ｃｍであり、微細な癌細胞を死滅させるために必要であると考えられている。手術されない腫瘍の何れかの部分を残すことは、再発を、即ち、しばしば悪性の再発をもたらす可能性がある。更に、腫瘍のカバレッジを決定することは、最も優秀な外科医でさえ困難である複雑な三次元形状の演算及び視覚化を含む。更に、各々の付加的焼灼は、手術時間及び麻酔時間を加え、そしてコストを高くし、患者へのリスクを高くする。
【０００４】
起こり得る他の困難性は、三次元での単独の目標位置の複雑な知的視覚化と、プローブが目標位置に正確に到達するようにプローブを制御する上での困難性とに関連し、そのことはエラーについての更なる可能性を付加する。更に、焼灼形状はしばしば、腫瘍の形状又は大きさに適合せず、腫瘍の周囲の健康な組織の焼灼をもたらす。腫瘍はまた、幾何学的に繋がっていないが、それらは共に処置される必要があるように互いに対して十分に近接している２つ又はそれ以上の小さい腫瘍を有する可能性がある。焼灼はまた、‘重要な領域’を損傷する可能性があり、患者に対して深刻な損傷をもたらす可能性がある。プローブ入射角は典型的には、焼灼の回数を最少化する又は手順のリスクを低減するのではなく、イメージングシステムに適合するために選択される。更に、各々の外科医はピクチャ及び計画を心の中で作り出し、プローブを手動で方向付け、再現の可能性はなく、そのことは“根拠に基づく医学”の重要な側面である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の課題及び他の課題を克服する、新規な且つ改善された腫瘍焼灼システム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一特徴に従って、患者における組織の塊の焼灼のための焼灼手順を計画するシステムは目標の塊の表現を有する。その表現は、ＣＴ画像から分割された領域のような取り込まれたボリュームであることが可能である。代替として、その目標のボリュームは腫瘍及び何れかの任意のマージンを有し、ユーザは、引き出しツールを用いて、画像データの異なるビューから境界を輪郭付けし、そのシステムは関連する３Ｄボクセルを演算する。最適化構成要素は、その塊に関連する画像データを受け入れ、その塊をカバーする焼灼領域を決定する。それらの領域は、焼灼の回数（それ故、手順回数）を最少化するように選択されることが可能であり、又はそれらの領域は、目標ボリュームに隣接する健康な組織に対する損傷を最小化するように選択されることが可能である。
【０００７】
他の特徴においては、重要な領域が、計画がそれらを回避するように、特定される。
【０００８】
他の特徴においては、到達するのが困難である目標ボリュームの副集合が、重要な領域に対する相対的位置について特定される。この副集合は、外科医が生理食塩水注入等により目標を重要な領域と分離することを考慮することを示唆するように用いられることが可能である。
【０００９】
他の特徴においては、禁止領域を回避する可能性の高い入射点及び入射方向の集合が特定されることが可能である。その有利点は、方向及び入射ベクトルの集合を実行可能な方向及び入射ベクトルにのみ制限することである。各々のエントリについて、焼灼回数が与えられ及び付随的な損傷がもたらされる、又は最善の実行可能なエントリのみが示唆されることが可能である。
【００１０】
一有利点は、焼灼領域内にある重要な領域が特定されることが可能であり、動作は、それらの重要な領域の焼灼を回避するようにとられることが可能である。
【００１１】
他の有利点は、手術の持続時間を最小化することにある。
【００１２】
他の有利点は、焼灼ボリュームを目標に対して適切に適合させることにある。
【００１３】
他の有利点は、特定の数値的な目標位置及び方向が決定されることである。それらの特定な値は、磁気トラッカ等の追跡装置により外科医を案内するように用いられることが可能である。それらの値はまた、数値的データを必要とするロボット等の他の装置を制御するように用いられることが可能である。
【００１４】
本発明の更なる有利点については、以下の詳細説明を読むときに、当業者は理解することができる。
【００１５】
本発明は、種々の構成要素及び構成要素の組み合わせ並びに種々のステップ及びステップの組み合わせで具現化されることが可能である。添付図は、単に種々の特徴を例示することが目的であり、本発明を限定するように意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本明細書で説明する１つ又はそれ以上の特徴に従って、患者の腫瘍の塊又は病変を処置するように１つ又はそれ以上の焼灼手順を実行する計画の作成を容易にする無線周波数（ＲＦ）焼灼プランナを示している。
【図２】焼灼プローブについてのプローブ入射角及び各々の焼灼についての目標位置を含む数値的計画を作成するアルゴリズム方法について示している。
【図３Ａ】大動脈に近接する例のＰＴＶ及び大動脈の管腔からの距離の関数として得られる温度の変化を示している。
【図３Ｂ】大動脈に近接する例のＰＴＶ及び大動脈の管腔からの距離の関数として得られる温度の変化を示している。
【図３Ｃ】大動脈に近接する例のＰＴＶ及び大動脈の管腔からの距離の関数として得られる温度の変化を示している。
【図４Ａ】焼灼計画に関連する処置を示す図である。
【図４Ｂ】焼灼計画に関連する処置を示す図である。
【図４Ｃ】焼灼計画に関連する処置を示す図である。
【図４Ｄ】焼灼計画に関連する処置を示す図である。
【図５】種々の特徴に従って、焼灼計画の解を得る方法を示す図である。
【図６Ａ】焼灼計画に関連する種々の処置を実行するとき、ＧＵＩを解してユーザに提示されることが可能である画像を示す図である。
【図６Ｂ】焼灼計画に関連する種々の処置を実行するとき、ＧＵＩを解してユーザに提示されることが可能である画像を示す図である。
【図７】複数の楕円体焼灼ボリュームの画像を示す図である。
【図８】複数の楕円体を生成するように用いられることが可能である焼灼プローブを示す図である。
【図９Ａ】骨等の重要な領域と重なり合う、計画された目標ボリューム（ＰＴＶ）及び候補の楕円体焼灼ボリュームのコンピュータモデル化画像を示している。
【図９Ｂ】骨等の重要な領域と重なり合う、計画された目標ボリューム（ＰＴＶ）及び候補の楕円体焼灼ボリュームのコンピュータモデル化画像を示している。
【図１０】焼灼の回数を更に低減するように複数の重心を用いる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
細長いプローブ等の焼灼装置は典型的には、焼灼されるようになっている腫瘍、病変又は他の組織内に挿入され、そのプローブ先端は、それらにおける細胞を死滅させるのに十分な、しばしば５０℃の温度まで周囲の組織を加熱するように高無線周波数を用いて加熱される。本発明においては主に、肝臓、腎臓、胸部、肺及び他の臓器を含む多くの位置で用いられることが可能である無線周波数（ＲＦ）焼灼技術について説明しているが、冷凍切除、マイクロ波切除及び他の切除並びに治療手順が同様に計画されることが可能である。
【００１８】
焼灼領域は、典型的には、プローブ先端に対して位置付けられ、形状は球又は楕円体であり、尚、球は、単に、等しいａ、ｂ及びｃ軸を有する単なる楕円体である。腫瘍が所定のプローブの大きさについての焼灼領域に比べて大きいとき、外科医は、全体的な腫瘍の塊をカバーするように重なり合う複数の焼灼領域をもたらすように２つ以上のプローブ位置を選択する。典型的な焼灼処理は、目標領域を規定することと、所望の位置にプローブを挿入することと、約１５分間プローブに電力供給することと、プローブ先端を加熱することとを有する。
【００１９】
全体の腫瘍の塊及び腫瘍の周囲の緩衝領域（例えば、典型的には、１ｃｍ程度）を囲む計画された目標ボリューム（ＰＴＶ）が規定される。このことは、腫瘍の再発を鎮静するように、腫瘍細胞及び緩衝領域内にみられる微小な腫瘍細胞の全ての焼灼を確実にする。
【００２０】
本明細書で提供される種々の特徴に従って、プローブ位置は、重要な領域又は骨組織を通ることなく、腫瘍の塊にプローブが到達する可能性の高い軌跡を決定することにより選択される。その場合、１つ又はそれ以上の軌跡が、全体の腫瘍の塊を焼灼するように実行される複数の焼灼を最適化するように外科医により又は自動的に選択される。
【００２１】
一連の楕円体ボリュームが、ＰＴＶを取り囲むように規定される。下で詳細に説明するように、コンピュータに基づく最適化技術により、楕円体の大きさに基づいて、ＰＴＶがカバーされる。更に、それらの楕円体は、全体のＰＴＶを尚もカバーしつつ、ＰＴＶを越えて健康な組織の方に広がる楕円体焼灼領域の量を最小化するように移動される。それらの楕円体が移動されるにつれて、過剰な楕円体が観測される可能性があり、ＰＴＶを焼灼するために必要な焼灼の数を減少させるようにそれらは除去されることが可能である。更に、その技術は、ＰＴＶ空間を満たすように用いられる楕円体の数を最少化するように、それにより実行される焼灼の数を最少化するように、反復されることが可能である。その最適化は、必要な焼灼の数を最少化する又は健康な組織の巻き添えの損傷を低減する挿入角度を特定するように、プローブ挿入についての幾つかの又は全ての可能性の高い軌跡について実行されることが可能である。更に、その技術は、計画された焼灼の楕円体ボリュームが、感度の高い骨又は他の組織等の重要な領域を横断しないことを確実にすることが可能である。
【００２２】
図１は、患者の腫瘍の塊及び病変を治療するように１つ又はそれ以上の焼灼手順を実行する計画の作成を容易にする無線周波数（ＲＦ）焼灼システム１０を示している。大きい腫瘍の成功裏の治療が、腫瘍の何らかの部分が治療されないまま残されないように及びその計画が適切に実行されるように、焼灼プローブの位置を正確に計画することにより達成されることが可能である。そのシステム１０は、各々の焼灼についての目標の位置及び方向を含む数値的な焼灼計画を作成する。そのシステムは、目標に導く体の外側の入口位置を任意に特定することが可能である。その焼灼計画により、腫瘍の領域全てがカバーされることを確実にし、特定のプローブを用いて完全な焼灼のために必要な焼灼の数が報告される。そのシステム１０はまた、焼灼の数を最少化する最適な技術を用いる。その計画は数値的であるために、その計画は、ロボットを用いて及び／又は、焼灼プローブを数値的に追跡すること等によって登録された画像案内を用いることにより実行されることが可能である。
【００２３】
そのシステム１０は、ＣＴスキャナ等のイメージング構成要素１６及び最適化構成要素１４の各々に動作可能であるように接続される焼灼構成要素を有する。そのシステム１０は、超音波イメージング構成要素、Ｘ線蛍光イメージング構成要素、磁気共鳴イメージング構成要素、画像保管通信システム(Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＰＡＣＳ)又は何れかの他の適切なイメージング構成要素又は供給システムを更に又は付加的に有することが可能である。一実施形態における焼灼構成要素１２はＲＦ焼灼システムであり、そのＲＦ焼灼システムは、電源と、無線周波数発生器と、その無線周波数発生器に動作可能であるように結合されるプローブと、腫瘍の塊内へのプローブの挿入を容易にし、プローブ先端に関連する領域において腫瘍の細胞を死殺するのに十分に高い温度（例えば、約５０℃）まで腫瘍の塊を加熱する何れかの他の適切な構成要素と、を有する。代替の実施形態における焼灼構成要素１２は、高強度でフォーカシングする超音波構成要素（ＨＩＦＵ）を有し、その超音波構成要素は、超音波の機械的振動特性及び／又は加熱特性を用いることにより特定の領域における組織を焼灼する。一部のシステムにおいては、たとえ、トランスジューサ要素を用いて、超音波が厳密に‘フォーカシング’されないとしても、超音波焼灼領域が予測されることが可能である、イメージング構成要素１６は、３Ｄ画像に再構成されるデータを生成する。病変、器官、重要な領域等のオブジェクトは、アルゴリズムを用いて自動的に又は複数の軸の各々に沿って取り出しツールを用いて手動でセグメント化されることが可能である。そのセグメント化は、特定のオブジェクトに関連するボリューム領域の記述を生成する。特に、ボリュームは、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１８を介してユーザに対して任意に提示されることが可能である。そのボリュームは、腫瘍とそのマージンが結果として得られるボリュームに含まれるように、所望の距離だけ‘成長’されることが可能である。用語‘腫瘍’が、特に最適化に関して、本明細書で用いられるときはいつでも、それは、完全なカバレッジについて同時に意図された特定の腫瘍とそのマージンをカバーする‘計画された目標のボリューム（ＰＴＶ）’を意味することを前提としている。尖塔のようなシステムは、医用画像からオブジェクトを手動で又は半自動でセグメント化する能力を備えている。尖塔はまた、ユーザがマージンを設定することを可能にし、そのように設定されるとすぐ、新しいボリューム（ＰＴＶ）が規定される。最適化構成要素１４は、ＰＴＶに関連する情報、特に、寸法を分析し、所定の焼灼プローブについて、方向付けを有する焼灼位置の集合を規定する。一実施例においては、最適化構成要素１４は、ＰＴＶをカバーする有効な最少数の焼灼を特定する。他の実施例においては、最適化構成要素１４は、最も健康な組織を免れる（即ち、巻き添えの損傷を最小化する）方向を有する焼灼位置を特定する。他の実施例においては、付加オブジェクトボリュームは、焼灼されないようになっている組織の‘重要な領域’又は骨を表す付加オブジェクトボリュームがセグメント化��れ、最適化構成要素１４は、最少の焼灼をもたらすか又は巻き添えの損傷を最小化するように試みる一方、それらの領域を回避する。しかしながら、一部の場合、最適化構成要素１４は焼灼されない領域を生成し、その場合にはすぐ、ユーザは警告され、それらの領域はユーザインタフェースに表示されることが可能である。焼灼技術、焼灼器官、プローブサイズ、温度、ＰＴＶ、楕円体ボリューム、楕円体中心、ＰＴＶ減少及び／又は調整、ＰＴＶを最少化する手順、プローブ入口角度及び／又は位置、並びにシステム性能に関する何れかの他の適切な情報に関連する情報はメモリ２０に記憶され、そのメモリはまた、最適化構成要素１４に動作可能であるように結合される。更に、最適化構成要素１４は、種々の分析動作、１つ又はそれ以上のルーチン等を実行する。例えば、プロセッサ２１は、図２、５及び１０に関連して説明されるルーチンのようなルーチンを実行することが可能である。一部の特徴に従って、最適化構成要素は、１つ又はそれ以上のプロセッサを有するコンピュータと、焼灼技術に関連する情報を記憶するメモリとを有する。
【００２４】
プローブ入口角度は、医師により選択され、手動で又はユーザインタフェースを介してグラフィカルに入力されることが可能である。代替として、システム１０は、プローブが体を通って腫瘍の方に進むとき、“重要な領域”を回避するプローブ入口角度の選択を容易にすることが可能である。原理的には、焼灼から保護される必要がある重要な領域は、プローブ入口経路により入れられる可能性がある他の重要な領域と異なる可能性がある。ＲＦ焼灼においては、現在のプローブは、皮膚と目標との間の物理的経路を必要とする。しかしながら、ＨＩＦＵ等の他の焼灼技術においては、目標は、介在する組織を乱すことなく到達されることが可能である。しかしながら、実際には、焼灼及び入口経路についての重要な領域はしばしば同じである。最適化構成要素１４は、重要な領域を横断しない焼灼ボリュームを選択する。一部の場合、重要な領域は、容易にアクセスすることができない腫瘍にかなり近接している可能性がある。そのような状況下では、その重要な領域から腫瘍を分離する又は熱的に遮断するように生理食塩水の注入等の付加的な調整手順が好ましい又は推奨されるように、ユーザに注意を喚起するように重要な領域がハイライトされる。
【００２５】
プローブ入口点（任意の）及び焼灼点（例えば、予測される焼灼形状についての所定のオフセットを伴ってプローブ先端の配置）の選択は最適化構成要素１４により実行される。他の特徴に従って、最適化構成要素１４は、選択のためにＧＵＩ１８を介してユーザに対して提示される複数の提案される入口点及び／又は焼灼点を与える。このように、ＲＦ焼灼プランナシステム１０は、腫瘍の何れの部分も治療されないまま残されない、何れの重要な部分が損傷を受けない、その計画が、焼灼構成要素１２が追跡を用いる又は正確さを制御して改善することを可能にする数値目標を得る、そして全体的なシステムがより再現可能な手順を有するように、焼灼位置を正確に計画することにより大きい腫瘍の成功裏の治療を容易化することができる。
【００２６】
他の実施形態に従って、腫瘍の塊についてのＰＴＶは予め生成されて記憶され、焼灼計画の後に最適化構成要素１４に取り込まれることが可能である。取り込まれたＰＴＶは、ＰＴＶの三次元表現であり、その三次元表現は、ＣＴスキャナ、超音波イメージング構成要素、Ｘ線蛍光イメージング構成要素、磁気共鳴イメージングシステム、画像保管通信システム(Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＰＡＣＳ)又は何れかの他の適切なイメージング構成要素又は供給システム等のイメージング構成要素１６を用いて生成される。一旦、ＰＴＶが受け入れられると、焼灼中心は、ＰＴＶを完全に囲む１つ又はそれ以上のボリュームについて特定される。目標焼灼点（例えば、中心）は、追跡システムに対して出力されることが可能であり、その追跡システムは、意図された挿入軌道に沿ったプローブの配置において外科医を支援するように、ＧＵＩを有することが可能である。更に又は付加的に、目標焼灼点は、承認のためにＧＵＩ１８に（例えば、追跡システムの有無に拘わらず）出力される及び／又は焼灼手順を実行するときに外科医により用いられることが可能である。
【００２７】
図２は、焼灼プローブについての入口角度及び各々の焼灼についての目標位置を有する数値目標を作成するアルゴリズム方法２２を示している。そのアルゴリズムは、全ての腫瘍領域がカバーされることを確実にし、特定のプローブを用いて完全な腫瘍焼灼についての焼灼を決定する。更に、そのアルゴリズムは、所定の腫瘍ボリュームについての焼灼の数を最少化する最適化技術を有する。一実施例においては、そのアルゴリズムは、計画された目標ボリューム（ＰＶＴ）をカバーする複数の焼灼楕円体を特定する。それらの楕円体の中心は、その腫瘍の塊の中心に位置付けられている、中心にある“重心”の方に引き寄せられる。典型的には、この重心はＰＴＶ内にあるが、一部の一般的でない形状、例えば、‘Ｃ字形’形状である場合、その重心は、実際には、ＰＴＶの外側にあることが可能である。複数の楕円体が重心の方に引き寄せられるため、ＰＴＶの一意の位置をカバーしない焼灼楕円体は、複数の焼灼楕円体及びそれらのそれぞれの中心の最少数を特定するように削除される。これは、楕円体の重要なカバレッジ領域が他の楕円体により既にカバーされているようにクラスタ化されるときに生じる。一旦、複数の楕円体が一緒に引き寄せられると、巻き添えの損傷は最小化される。
【００２８】
その方法に従って、参照番号２４において、腫瘍ボリュームはセグメント化されて、特定される。腫瘍は何れかの形状であることが可能であり、不連続な領域の集合であることが可能である。ＰＴＶは、その場合、例えば、腫瘍ボリュームと約１ｃｍの厚さの周囲のボリュームの焼灼について特定化される。下の図３においては、全ての寸法において固定された大きさだけ成長する例としての腫瘍を示している。円はこの２Ｄの例について示しているが、球は３Ｄの例で用いられることが可能である、腫瘍の縁に沿ってその中止を位置付けることにより、ＰＴＶの境界が形成される。このことは、他の技術によっても実行されることが可能である、最も良好な結果は、不連続な領域が共に近接している場合であって、理想的にはマージンが接続している場合に得られる。それらが接続していない場合、計画目的で、別個の腫瘍としてマージンが接続しているボリュームの各々のクラスタを考慮することは好ましいことである。ＰＴＶは、腫瘍の周囲の付加されたマージンを伴うボリュームを表す。腫瘍に近接する重要な領域及びヒートシンクが、典型的には、本明細書において記載されていて製品において利用可能である多くのセグメント化技術の何れかにより参照番号２４において更に特定される。各々の重要な領域、ヒートシンク、腫瘍、ＰＴＶ等は関心のある領域（ＲＯＩ）である。機械式セグメント化は、自動化されること、手動の輪郭化により実行されること、又はそれら両方を組み合わせることが可能である。重要な領域は、熱により悪影響を受ける可能性がある器官又は生命にとって重要な組織である。実際には、重要な領域には２つの種類がある。第１の重要な領域は、焼灼してはならないＰＴＶに近接する領域である。第２の重要な領域は、ＲＦ焼灼プローブが体内に入るとき等に、傷付けられないようになっている領域である。腸は、傷つけられる又は焼灼される必要がない構造である。しかしながら、主な影響は、ワークフローへのものである。外科医は、焼灼の集合を演算し、提案された手順をどのように変更するかを決定するように関連する重要な構造（ＰＴＶ近傍又は挿入経路近傍）のみをセグメント化する付加的な作業に進む。例えば、提案された焼灼領域近傍の神経は、計画がどのように変更される必要があるか、及びその手順がそれらの神経をかなり危険にするかどうかを認識するように、後で加えられることが可能である。他の構造は、“ヒートシンク”としてセグメント化されて特定される、例えば、大動脈等の重要な構造は焼灼から保護される必要があるようにみえるが、血流はとても速いので、“それ自体冷却する”ために、実際にはそれ自体を保護する。その冷却は、しかしながら、非焼灼領域及び癌の再発のリスクをもたらす加熱処理と競争するため、焼灼を必要とする近傍の構造に問題をもたらす。現在のＲＦ焼灼プローブにおいては、１５分後の温度は、焼灼領域の縁よりプローブの近傍の方が高い。従って、大動脈に対して３ｍｍまで近接するようにプローブを移動させることは望ましく、それ故、大動脈の表面近傍の温度は略５５℃である。液体及び気体の流れを表すナビエ−ストークスの式に基づく数値流体力学は、特定のサイズ及び血流速度の特定のヒートシンクに近接しているために失われる熱の量を推測するように用いられることが可能である。
【００２９】
参照番号２６においては、患者の皮膚における入口角度及び／又は１つ又はそれ以上の入口点が規定される。一実施形態においては、光線進行手順が、入口点を決定するように用いられる。ＣＴボクセルが、例えば、バイナリボリュームにおける‘自由領域’か又は‘重要領域’のどちらかとしてラベル付けされる。Ｐｅｒｌｉｎ（例えば、文献“Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔｕｒｅ”，ｂｙ  Ｋ．Ｐｅｒｌｉｎ  ａｎｄ  Ｅ．Ｍ．Ｈｏｆｆｅｒｔ，Ｖｏｌ．２３，ｉｓｓｕｅ  ３，ｐｐ．２５３−２６１，１９８９を参照されたい）により紹介されているような光線進行手順が、骨等の感度の高い又は重要な領域を通って進まない経路に沿ったＰＴＶへのプローブの挿入を可能にする、皮膚における位置を特定するように用いられる。直感的には、これは、腫瘍の中央に光を設定し、光を遮断する重要な領域（例えば、骨等の固体の塊）を有し、光が皮膚に達する点を特定することに類似している。光線は、次の３つの条件になるまで、３Ｄ画像を通る線状の光線であるようにＰＴＶの中央から進行される。
１）光線は、画像ボリュームの縁に達し、そのときすぐに、光線は、ＰＴＶの中央から新たな方向に再進行する。
２）光線は、入口点として認められる皮膚又は他の位置に達し、そのときすぐに、そのｘ，ｙ，ｚ位置及び光線方向が注目されるようになっている。これは可能性の高い入口点であり、その入口点は、グラフィカルに示される又は選択のためのリストに記憶されることが可能であり、若しくはこの角度によるカバレッジのために必要な焼灼の数を決定するように評価されることが可能である。
３）光線は、‘重要な領域’とラベル付けされたボクセルに達し、そのときすぐに、新たな光線が、ＰＶＴの中央から新しい方向に進行し始める。
この手順は、全ての好ましい角度が評価されるまで続けられる。可能性のある角度の選択は、従来の手順により狭められる、又はＧＵＩにおいて外科医により容易に選択される方向付けの総力離散化、ランダム選択に基づくことが可能である。光線進行手順は、ＰＴＶ重心の位置に小さい光を位置付ける考えに類似するものであり、重要な領域は、例えば、光が皮膚に達しないように、光を遮断する。皮膚において光が当てられる領域は、従って、可能性がある入口点であり、光が遮断された領域はそのような可能性のある入口点ではない。入口角度は、臨床的に及び演算的に重要である。入口角度は、このステップについて説明しているように、重要な領域を回避して、安全でなければならない。臨床的には、１つの外部位置から、一度だけ肝皮膜に孔を開け、ＰＴＶをカバーするように実質的に平行な焼灼を生成することは、肝臓において好適である。これは、そのカバレッジが固定された方向付けを前提として演算されることが可能であるため、問題の演算における複雑性を低減する。光線進行はカバレッジの分析より速いため、実行可能な入口点の副集合の前演算はカバレッジ演算数を制限する。
【００３０】
参照番号２８においては、楕円体の中心の集合が規定され、それ故、それぞれの楕円体の中心に対応する複数の３Ｄ楕円体焼灼ボリュームは全体的な腫瘍の塊を集合的に囲んでいる。それらの複数の楕円体は、参照番号２６で規定されるように、所定の入口角度だけ回転され、特定の中心に対して平行移動される、ｘ２／ａ＋ｙ２／ｂ＋ｚ２／ｃ＝１を満足する、標準的なａ、ｂ、ｃの半軸（ｓｅｍｉ−ａｘｉｓ）により規定される幾何学的性質を有する。例えば、所定の焼灼プローブは、ａ、ｂ、ｃの値及び方向付けに基づく既知の焼灼ボリュームＸを有する。一実施形態においては、既知のボリュームＸのＹ個の焼灼はＰＴＶをカバーする。プローブの寸法はユーザにより選択されることが可能であり（例えば、プローブの種類に依存して）、そのシステムは、割り当てられた方向付け又は導き出された方向付けについてのプローブの配置を最適化することが可能である。楕円体の中心を決定するこの方法はまた、重要な領域の焼灼を回避し、その方法については、図５に更に示されている。
【００３１】
参照番号３０においては、所定のプローブのサイズについて特定されている楕円体の中心が、ユーザがモデルを評価する及び／又は実行することを可能にするように、図７に示すグラフィカルユーザインタフェースを介して、外科医等のユーザに対して出力される。このように、その方法２２は、異なる点において複数の焼灼を実行するように焼灼手順の計画化を容易にし、その焼灼手順はまた、焼灼が有害である可能性がある領域を回避しつつ、不均一な形状の腫瘍ボリュームの焼灼を確実にするように空間において重なり合う複数の楕円体ボリュームの焼灼を可能にする。外科医はまた、そのモデルにおいて表現されない因子についてそれらの楕円体を調整することが可能である。特定の焼灼プローブの幾何学的構造及び方向付けと共に複数の楕円体の中心が焼灼構成要素１２に通信されることが可能である。焼灼構成要素１２は、その場合、追跡システム又はロボットシステムと連動して用いられることが可能である。追跡システムは、そのツールの位置及び方向又はツールの動きについてリアルタイムに外科医に対して視覚的フィードバックを与える。目標が、ライブで追跡されている位置と共に、しばしば登録された患者の画像と共に表示されることが可能である。代替として、ロボットが、追跡システムからのフィードバック及び外科医から得られた承認と共に、目標点が与えられることが可能である。
【００３２】
複数の焼灼楕円体は、ＰＴＶを完全にカバーするように位置付けられる。それらの楕円体は、典型的には重なり合い、ＰＴＶの縁を越えて広がることが可能である。一旦、ルーチン２８が楕円体の中心の数、即ち、複数のプローブチップの位置を最少化すると、それらのプローブの位置についての他の識別子が、外科医に対して視覚的に通信される。
【００３３】
図３Ａは、大動脈４４の近傍の例示としてのＰＴＶ４０を示している。この場合、大動脈は、参照番号４２として示されている距離に対して先細りになる熱的効果を有する。その熱的変化は、少なくとも５０℃まで加熱するＲＦ焼灼プローブの能力及び焼灼時間において３７℃の大動脈の冷却効果の正味の結果である。図３Ｂは、大動脈の管腔からの距離の関数として得られる温度の変化のグラフである。プランナは、ＰＴＶがより高い予測温度に対応する距離までヒートシンク領域を実際に広げることを確実にすることにより、そのようなヒートシンク構造を部分的に明らかにすることが可能である。図３Ｃにおいては、ＰＴＶ４０は、大動脈に近接して移動されるように適合され、そのＰＴＶの膨張４６がもたらされる。このことはまた、手動で補償“仮想ＰＴＶ”を付加することにより達成され、その仮想ＰＴＶは、外科医の専門家としての見解に基づく位置において、大動脈の方向にＰＴＶを膨張させる。
【００３４】
図４Ａ乃至Ｄは、手術不可能な腫瘍をもっている患者についての焼灼手順の計画に関連する種々の処置のグラフィカル表現６０を示している。
【００３５】
それらのグラフィカル表現６０は、磁気共鳴イメージングツール等を用いて生成される腹部の腫瘍を有する患者の複数のビューを有する。図４Ａにおいては、ＣＴ画像６２は軸方向のスライスを示し、画像６４は、患者の胸部及び上腹部の矢状ビューを示し、画像６６は、患者の胸部及び上腹部の冠状ビューを示している。
【００３６】
腫瘍の塊のボリューム６８は、計画された目標ボリューム（ＰＴＶ）７０によりセグメント化されて囲まれ、そのＰＴＶは、視覚化された又は演算された腫瘍の塊６８のボリュームと、腫瘍の塊６８とＰＴＶ７０の周囲との間の空間として示される付加安全マージン又はバッファ領域７２とを加えたものである。手術７２中のマージンは典型的には、腫瘍を越えて約１ｃｍであり、病理医が確認することが可能である。良好な手術結果は、‘マージンが明瞭である’ときに得られ、換言すれば、手術により除去された腫瘍の外側の縁が、病理医による診察時に癌性細胞と無関係であるときに得られる。しかしながら、ＲＦ低侵襲焼灼技術又は他の低侵襲焼灼技術が用いられるとき、病理医はマージンを評価することができない。
【００３７】
本質的に、そのマージンは、異なる可能性のあるエラーのソースを補償するように試みるが、手術が一時しのぎであったとしても、特定の患者の解剖学的構造及び問題に適合されることが可能である。それらのエラーのソースの一部は次のようなものを含む。
●  イメージングの時間と介入の時間との間の患者の動き
●  腫瘍の正確な縁を規定する困難性
●  腫瘍の周囲の微細な癌を画像化することができないこと
●  腫瘍をカバーし、巻き添えの損傷を最小化する目標焼灼位置を数値化する困難性
●  特定の目標に対してその手順を実行する困難性
そのマージンは、外科医により規定されるが、通常は約１ｃｍであり、０乃至１．５ｃｍの範囲内の何れかであることが可能である。それらの方式の何れかにおいてエラーを低減することはマージンを減少させることである可能性がある。
【００３８】
有効な皮膚の入口７８の集合及び腫瘍６８の中心に対する焼灼プローブについての方向付け角度が、図２のルーチン２６により演算される、又は代替として、その位置及び方向付けは、外科医が手動で入力することが可能である。単独の入口点７４が図４Ｂに示されている。皮膚から腫瘍６８への成功裏の（例えば、安全な）進行を示す皮膚表面の点が、画像７６において矢印７８が指す黒っぽい（以前には、赤色）領域で示されている。
【００３９】
図５は、上記の図に関連して及び種々の特徴に従って本明細書で説明している焼灼計画の解を得る最適化構成要素１４により実行される方法を示している。参照番号８０においては、ルーチン２８が、患者の腫瘍についてのＰＴＶを囲むように候補の焼灼楕円体の最初の集合を生成する。その最初の候補の焼灼領域の集合は、Ｎ個の境界付け側面からの最大のカバレッジを達成する欲張りアルゴリズムを用いて生成される。例えば、Ｎ＝６の場合、ＰＴＶは、６つの側面を有するボックス又は立方体で境界付けられることが可能である。しかしながら、ＰＴＶは、腫瘍及び／又はＰＴＶを死滅させるように実行される焼灼計画及び複数の焼灼を更に最適化するように、何れかの適切な多角体（四面体、八面体、十二面体、二十面体、ケプラー−ポアソン、アルキメデス多面体、正多面体、非正多面体等）により境界付けられることが可能であるが、それらに限定されるものではない。
【００４０】
参照番号８２においては、中心点又は重心がＰＴＶについて選択され、それは、ＰＴＶ（例えば、腫瘍の塊とバッファ領域を合わせた領域）により囲まれる組織の塊の中心であることが可能である。参照番号７８４においては、全ての候補の焼灼楕円体に進行され、それらが評価されたかどうかについての判定が行われる。参照番号８４において、全ての候補の焼灼楕円体が評価されたことが判定された場合、その方法は、全ての候補の焼灼楕円体が再評価を必要とされるかどうかに関する判定が行われる参照番号９４にジャンプする。参照番号９４における判定が否定的な場合、その方法は終了する。その判定が肯定的な場合、その方法は、候補の焼灼楕円体評価を反復するように、参照番号８４に戻る。
【００４１】
参照番号８４において、１つ又はそれ以上の候補焼灼領域が評価を必要とする場合、参照番号８６において、後続の候補が選択され、従って、一意のカバレッジ領域（ＵＣＡ）が決定される。ＵＣＡは、評価される特定の候補の楕円体ボリュームによってのみ囲まれる又は“一意”であるＰＴＶの領域とみなされることが可能である。参照番号８８においては、ＵＣＡが０に等しいかどうかについての判定が行われる。ＵＣＡが０に等しい場合、当該候補の焼灼楕円体は、他の候補のボリュームにより未だにカバーされていないＰＴＶの何れかの部分をカバーせず、参照番号９０において候補のリストから外される。その方法は、その場合、評価されるように何れかの候補の焼灼ボリュームが存在しているかどうかの判定のために、参照番号８４に戻る。
【００４２】
参照番号８８における判定が、高ボリュームについてのＵＣＡが非ゼロであることを示す場合、その候補は適切であり、候補リストに保持され、その方法は参照番号９２に進む。参照番号９２において、尚もＵＣＡを囲みつつ、候補の楕円体の中心が占めることが可能である、参照番号８２において選択された中心点に最も近接した位置を表す点が特定される。楕円体がＵＣＡを囲むことが尚も可能である中心点に対して最近接の可能性の高い楕円体の中心の位置の特定化は、楕円体焼灼領域が、焼灼される場合に患者を損傷する可能性がある骨又は他の領域等の重要な領域を囲まないことを確実にするように更に構成されることが可能である。
【００４３】
楕円体中心が未だに特定される点にない場合、候補の楕円体は移動され、そのことにより、候補のリストに尚もある全ての候補の楕円体の再評価がもたらされる。参照番号９４においては、そのリストにおける全ての候補が再評価されるようになっているかどうかに関して判定される。その判定が肯定的である場合（例えば、候補リストにおける１つ又はそれ以上の候補が移動された場合）、全ての候補は、参照番号９６において再び取り上げられ、その方法は、更なる反復及び焼灼計画の解のために参照番号８４に戻る。全ての候補の中心が、それぞれのＵＣＡを尚もカバーしつつ、できるだけ中心点に近接しているとき、その解は安定化され、そのルーチンは終了する。
【００４４】
他の特徴に従って、例えば、腫瘍の密度及び／又は成長活性度に関する機能データが、焼灼点を計画して最適化するときに考慮されることが可能である。例えば、腫瘍の密度が一の領域において他の領域より高い場合、その密度のより高い領域は、より密度の低い領域に比べてより多くの焼灼を必要とする。他の実施例に従って、腫瘍の残りに比べてより速い成長を示す腫瘍の部分は、死滅されたことを確実にするように腫瘍の残りの部分に比べてより悪性の焼灼について特定されて目標化されることが可能である。従って、腫瘍に関する機能データは、腫瘍の塊における相対的に強い部分及び弱い部分を明らかにするように、焼灼計画を最適化しているときに用いられることが可能である。
【００４５】
更なる他の変形は、重要な領域及びＰＴＶの近接性及びそれらの間の距離、その腫瘍の塊に関連する機能データの関数としての所定のプローブについての焼灼温度及び持続時間、ＰＴＶに近接して位置付けられたヒートシンクの効果（例えば、焼灼領域から熱を引き出し、それにより、ＰＴＶの焼灼に影響を与える構造）の推測的知識についての考慮を含む最適化の間に、焼灼計画技術を実行することを有するが、それらに限定されるものではない。
【００４６】
図６Ａの画像１００は、ＰＴＶ１０２を規定するマージンを有する３Ｄのセグメント化された不規則な形状の腫瘍を示している。そのＰＴＶの形状の大きさ及び不規則性は、この大きさの単独の焼灼によっては完全にはカバーされないために、従来の焼灼手順についての課題をもたらす。たとえ十分大きい焼灼が可能であるとしても、その焼灼は、理想的な形状でない場合に、健康な組織を死滅させる大量の巻き添えの損傷を同時にもたらす。焼灼プローブの数は有限であり、各々は固定された焼灼領域を有するため、最も良好なプローブが選択されることが可能であるように、可能性の各々をシミュレートするタスクが行われる。しかしながら、図６Ｂの画像１０６に示しているように、複数の楕円体焼灼領域１０８が、所定の焼灼プローブについて演算される。ＰＴＶ１０２をカバーする楕円体中心を決定することは、上記の、図２のルーチン２８に相互に関連している。
【００４７】
楕円体１０８の第１集合が、ＰＴＶの焼灼ボリュームに対応する最も大きい有効な“バイト”をカバーするように生成される。一実施形態においては、境界付けボックス又は立方体が、ＰＴＶと、ＰＴＶの境界付けボックスの６つの面の各々における接点と、について規定される。最大数のＰＴＶボクセルをカバーする最も大きいバイトが６つの点から選択され、対応するボクセルは、カバーされるようになっているＰＴＶから削除される。この動作は、ＰＴＶがもはや、カバーされていない画素を有しなくなるまで繰り返される。この時点までに生成された楕円体は、焼灼のための候補の楕円体である。
【００４８】
ＰＴＶ１０２内の点、例えば、中心点と呼ばれる重心が選択される。ルーチン２８は、候補の楕円体のリストにおける各々の楕円体にアクセスする。各々の候補については、一意のカバレッジ領域（ＵＣＡ）と呼ばれるカバレッジに楕円体が寄与する一意のボリュームが決定される。ＵＣＡが０である場合、その楕円体は、他の楕円体の動きが原因である可能性がある、ＰＴＶ１０２の何れかの一意の部分をカバーしない。このことが生じるとき、ヌルＵＣＡを有する楕円体は候補リストから外され、次の楕円体が評価される。その楕円体が非ゼロのＵＣＡを有する場合、ＵＣＡを尚もカバーしつつ、楕円体が移動されることが可能である中心点１０４に最近接の位置を求めるように、２分探索が、現在の楕円体の中心とＰＴＶ１０２の中心点１０４との間の試験位置に対して実行される。その中心点の方に複数の楕円体の中心を移動させることは、腫瘍の周囲の組織の不所望の焼灼を最小化しつつ、全体的な腫瘍の塊が焼灼されることを確実にする。即ち、その中心点１０４の方への複数の楕円体の移動は、ＰＴＶ１０２の周囲に近接する健康な組織への損傷を最小化しつつ、腫瘍に適合するようにＰＴＶ１０２を縮小させる。それらの楕円体の何れかが、ＵＣＡを尚もカバーしつつ、ＰＴＶ１０２の中心点１０４により近接して移動されることが可能である場合、全ての候補の楕円体の位置が検査される。それぞれのＵＣＡのカバレッジに妥協することなく、ＰＴＶ１０２の中心点１０４により近接して移動されることが可能である楕円体の中心が存在しないとき、焼灼計画の解は安定化される。任意に、この処理は、より少ない数の楕円体をもたらされる、カバーする楕円体の最初の集合により反復されることが可能である。
【００４９】
図７の複数の楕円体焼灼ボリューム１０８の画像においては、各々の楕円体は中心１１４を有し、それらの楕円は、上記の図に関連して上で説明しているように決定され、選択されたプローブの大きさ及び焼灼持続時間の関数である認識されているボリュームを有する。図８を参照するに、焼灼プローブ１２０についての焼灼パターンが楕円体領域１２４で示されている。焼灼プローブ１２０は、ＰＴＶの全て又は部分の焼灼を容易にするように、皮膚における挿入位置からＰＴＶへの選択された軌跡に沿って、患者における腫瘍の塊又はＰＴＶに挿入される。実施例に従って、プローブ先端についての目標位置は、その楕円体の中央を越え、それ故、プローブ先端の位置は、所望の位置において焼灼が生じることを確実にするように、楕円体の中心１１４を越える距離１２２に制御される。その距離１２２は典型的には、プローブ毎に変わり、図６に表されている実際の距離及び／又はスケーリングされた距離に限定されるように意図されてはいない。
【００５０】
図９Ａは、骨等の重要な領域１３６を重ね合わせた、ＰＴＶ及び候補の楕円体の焼灼ボリュームのコンピュータによりモデル化された画像を示している。例えば、重要な領域はかなりの努力なしには、腫瘍の一部の小さい部分に到達することができないように、重要な領域はアクセスすることが困難であるというシナリオにおいては、複数の焼灼を最小に維持しつつ、重要な領域１３６が焼灼されないことを確実にするように動作が実行される。画像１３０においては、領域１３４は、重要領域１３６に近接し過ぎていて焼灼を実行することができない複数の領域を囲んでいる。画像１３２（図９Ｂ）においては、焼灼可能でない領域は、外科医が適切な処置をとることができるように、ハイライトされて外科医に提示される（例えば、ＧＵＩ１８を介して）。例えば、外科医は、異なる焼灼プローブを選択することができる。この実施例においては、より小さい焼灼楕円体ボリュームを有するより小さいプローブが選択され、その楕円体ボリュームはハイライトされた重要なボリュームを横断することはない。他の実施例に従って、外科医は、重要な領域１３６から腫瘍を分離するように、腫瘍とその重要な領域１３６との間の空間に生理食塩水を注入する。焼灼の１つ又はそれ以上について異なるプローブが選択される場合、図２の最適化ルーチン２８は有利に反復される。同様に、生理食塩水が、腫瘍と重要な領域１３６との間の空間を広げるように注入される場合、ＰＴＶは再評価され、最適化ルーチン２８は、生理食塩水の注入によりもたらされる変化を明らかにするように反復される。
【００５１】
図１０は、一部の実施形態に従って、焼灼手順を計画する最適化構成要素１４により実行される方法について示している。その方法は、焼灼ボリュームが、まるで重力により重心の方に引き寄せられることが可能であり、そのことは、典型的な病変の外側の組織の過焼灼を最小化することを容易にする一方、重なり合う領域が統合する可能性を提供する。その方法は、更なる“重心”、又は楕円体の数を更に減少させる点を生成することにより、焼灼ボリュームの数を更に減少させる。
【００５２】
参照番号１４０においては、複数の“重心”が決定される。参照番号１４２においては、分析するための更なる候補の焼灼ボリュームが存在するかどうかの判定が実行される。評価されるべき更なる候補の焼灼ボリュームが存在しない場合、その方法は終了する。しかしながら、評価されるべき１つ又はそれ以上の他の焼灼ボリュームが残っている場合、参照番号１４４において、次の候補が選択され、それ故、ＵＣＡが規定される及び／又は決定される。参照番号１４６において、ＵＣＡが０に等しい（例えば、候補は一意のカバレッジ領域を有しない）かどうかの判定が行われる。それが肯定的である場合、参照番号１４８において、その候補はリストから外され、その方法は１４２に戻される。その候補がＵＣＡを有する場合、参照番号１５０において、候補の焼灼ボリュームの重心に対する最近接の重心が決定される。
【００５３】
参照番号１５２において、尚もＵＣＡをカバーしながら、その重心に対して最近接の焼灼ボリュームが特定される。ＵＣＡが尚もカバーされていることを確実にするように、焼灼ボリュームが移動される場合、“全ての候補に再アクセスする”という条件は真である。参照番号１５４において、“全ての候補に再アクセスする”という条件が真であるかどうかの判定が行われ、それが肯定的である場合、候補の焼灼ボリュームのリストは、参照番号１５６において、全部再アクセスされる。この場合、その方法は反復される。移動された候補の焼灼ボリュームが存在しない場合、その方法は終了される。
【００５４】
以下の説明においては、重心が決定される方式の実施例について説明している。“腫瘍対焼灼”因子（ＴＡ因子）は、特定の腫瘍半径／特定の焼灼半径として定義される。従って、ＴＡ因子が１に等しいか又はそれより小さいとき、１つの焼灼が腫瘍をカバーする。１＜ＴＡ因子＜＝１．２５のとき、６つの焼灼が腫瘍をカバーする。１．２５＜ＴＡ因子＜＝１．６６のとき、１４個の焼灼が腫瘍をカバーする、等である。その方法は任意の形状の腫瘍についての焼灼計画を可能にするため、その方法は、焼灼領域がしばしば、楕円体であり、球形（等しいａ、ｂ及びｃ軸を有する楕円体）であることが可能であるために、球形でない焼灼形状についてのより一般的な且つフレキシブルな楕円体を用いることは好ましいことである。
【００５５】
この方法と図５の方法との間の重要な違いは、中心から複数の局所的なノードの集合の方に焼灼を引き寄せる複数の“重心”の特定化であり、それらの重心は、焼灼の数を最小化するように更に統合されることが可能であることである。６つの球の集合（１＜ＴＡ因子＜＝１．２５）についての重心は、例えば、Ｘ、Ｙ及びＺ軸の各々に沿って（＋方向及び−方向の両方において）腫瘍の中心から０．７６＊焼灼半径の距離に局在される。例えば、腫瘍が半径２．５を有し、焼灼が半径２を有する場合、ＴＡ因子は正確に１．２５である。それらの重心の位置は、従って、それらの３つの軸の各々に沿って腫瘍の中心からＱ＝０．７６＊２＝１．５２だけ離れている。腫瘍が（０，０，０）に中心を有する場合、重心は、（０，０，１．５２）、（０，０，−１．５２）、（０，１．５２，０）、（０，−１．５２，０）、（１．５２，０，０）、（−１．５２，０，０）に位置している。
【００５６】
１４個の球の集合（１．２５＜ＴＡ因子＜＝１．６６）についての重心は、ｘ、ｙ及びｚ軸に沿って位置している６つの球と、それらの間の‘角’を占める更に８つの球の組み合わせである。最初の６つの球は、腫瘍の中心からＷ＝０．９０＊焼灼半径だけ更に遠い距離にある。例えば、腫瘍が３．３２の半径を有する場合、焼灼は半径２を有し、その場合、ＴＡ因子は正確に１．６６である。同様に演算すると、最初の６つの球は、３．３２の半径の腫瘍の中心からＷ＝０．９＊ａ＝１．８に位置している。残りの８つの球の重心は対角線にある。それらの球は、２つの異なる軸に沿って等しい絶対距離を有する。その絶対距離はＬ＝Ｗ２√（１／２）である。この実施例においては、Ｌ＝（１．８）２√（１／２）＝３．２４＊０．０７０７１＝２．２９１である。それらの対角線は、球について次の座標、即ち、（Ｌ，Ｌ，Ｌ）、（Ｌ，Ｌ，−Ｌ）、（Ｌ，−Ｌ，Ｌ）、（Ｌ，−Ｌ，−Ｌ）、（−Ｌ，Ｌ，Ｌ）、（−Ｌ，Ｌ，−Ｌ）、（−Ｌ，−Ｌ，Ｌ）、（−Ｌ，−Ｌ，−Ｌ）に位置している。ここで、（１．２５＜ＴＡ因子＜＝１．６６）であり、最初の演算は、上記のように、中心の方に焼灼中心を引き寄せるように実行されることが可能であり、次いで、図１０のステップは、重心の最近接の方に焼灼中心を引き寄せるように実行されることが可能である。
【００５７】
この技術は、腫瘍が球により囲まれる場合に有利であるように用いられることが可能であり、従って、焼灼プローブが球状の焼灼ボリュームを生成するとき、その技術を幾分一般的になる。この技術はまた、ＴＡ因子が１．６６であるときに用いられることが可能である。この技術は特に、腫瘍が球で囲まれるときに真であり、焼灼の数についての現在の実際的な制限は、焼灼当たりに必要な１５分ばかりでなく、配置の精度により限定される。焼灼技術が高速になるにつれて、プローブの配置は、精度を改善するようにイメージング又は追跡を伴って案内されることが可能である。
【００５８】
実際には、腫瘍は任意形状であり、焼灼形状は任意であることが可能である。そのような状況下で、重心は、球内に腫瘍を内接し、球内に焼灼を内接することにより決定されることが可能である。それらの半径の比は、ＴＡ因子を規定し、重心を演算するように用いられることが可能である。このような簡易性は、その技術が迅速に演算することを可能にする一方、任意の形状の腫瘍及び焼灼に適合することが可能である。迅速な演算は、その場合、複数のシナリオが評価されることを可能にし、それ故、最小の焼灼による入口点及び／又は最小の巻き添えの損傷が特定されることが可能である。
【００５９】
代替として、より洗練された演算が、ＰＴＶが球により囲まれ、楕円体の焼灼がその球をカバーするように演算される場合に、重心を規定するように用いられることが可能である。その球をカバーする有効な多くの楕円体の質量中心は重心である。
【００６０】
他の実施形態に従って、図５のステップ８０は、最初の焼灼を生成するように実行されることが可能であり、図１０のステップにより後続されることが可能である。この技術は、複数の場合に有効であるが、他の場合には、図５のステップ及び図１０のステップの両方を実行することが好ましい。例えば、肺癌及び他の癌に特徴的な針骨状の（尖った）病変について、中心へのカバレッジを凝縮し、次いで、それを再配分することは、全体的な焼灼の数を減少させることが可能である。
【図１】
0005530183.tif 000002
【図２】
0005530183.tif 000003
【図３Ａ】
0005530183.tif 000004
【図３Ｂ】
0005530183.tif 000005
【図３Ｃ】
0005530183.tif 000006
【図４Ａ−４Ｃ】
0005530183.tif 000007
【図４Ｄ】
0005530183.tif 000008
【図５】
0005530183.tif 000009
【図６Ａ−６Ｂ】
0005530183.tif 000010
【図７】
0005530183.tif 000011
【図８】
0005530183.tif 000012
【図９Ａ−９Ｂ】
0005530183.tif 000013
【図１０】
0005530183.tif 000014