In vivo feasibility of a smart needle ablation treatment for liver cancer

智能针消融治疗肝癌的体内可行性

基本信息

  • 批准号:
    10699190
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary A significant number (~30-50%) of liver cancers have no curative treatments due to their proximity to critical anatomy. Minimally invasive thermal ablation is a promising treatment for these untreatable solid tumors. If delivered precisely, ablations offer the treatment efficacy of traditional surgery with lower patient risk, clinician time, and overall cost. Existing ablation technology, however, does not offer the necessary precision. Ablation tools do not provide feedback on (1) whether or not the probe has been accurately placed within the tumor, (2) if the tumor has been completely destroyed, or (3) if surrounding healthy tissue has been left intact. Because of this lack of precision and feedback, ablation cannot currently be used to treat tumors near critical anatomy. A proposed solution to these currently untreatable cancers is an ultraprecise ablation needle, embedded with high-resolution ultrasound sensors at its tip. These sensors will provide multiple benefits: aiding the clinician in placing the device correctly by imaging the tumor relative to the needle, delivering the treatment energy to a precise location through focusing, and providing real-time monitoring of the procedure by detecting the thermal changes in tissue-all without the need for a large imaging system. This innovation will allow surgeons to complete an ablation with the required precision to treat even the most difficult-to-reach cancers. This Phase 1 SBIR proposal will demonstrate the capabilities of small-scale ultrasound transducers to precisely control ablations near critical anatomical structures (e.g., arteries) in an in vivo porcine model through three specific aims: (1) optimization of previously developed ultrasound-based ablation zone estimation in ex vivo liver tissue using deep learning and physics-based simulations, (2) ablation zone estimation in an in vivo porcine liver model, and (3) demonstration of in vivo closed-loop ablation zone control near critical anatomy (artery in liver). Completion of this phase will demonstrate the key technology in a pilot animal study, where Phase 2 work would address critical development milestones to commercialization for an anticipated Class 2 device (approval via de nova regulatory pathway).
项目摘要 大量(〜30-50%)的肝癌由于靠近关键而没有治愈治疗 解剖学。微创热消融是对这些不可治疗的实体瘤的有希望的治疗方法。如果 精确地交付,消融提供了传统手术的治疗疗效,患者风险较低, 临床医生时间和整体成本。但是,现有的消融技术没有提供必要的精度。 消融工具不提供(1)是否已准确地放置探针的反馈 肿瘤,(2)如果肿瘤已被完全破坏,或(3)如果围绕健康组织 完好无损的。由于缺乏精度和反馈,目前不能使用消融来治疗附近的肿瘤 关键解剖学。 针对这些目前不可治疗的癌症的提议解决方案是一种超脑消融针,嵌入 高分辨率超声传感器的尖端。这些传感器将提供多种好处:协助临床医生 通过对针相对于针的肿瘤成像正确放置设备,将治疗能量输送到 通过聚焦,并通过检测到实时监视该过程的精确位置 无需大型成像系统而无需进行组织的热变化。这项创新将允许 外科医生以所需的精度完成消融,以治疗最难触觉的癌症。 该第1阶段SBIR提案将证明小规模超声传感器的功能 精确控制临界解剖结构(例如动脉)附近的消融 通过三个特定目的:(1)优化先前开发的基于超声的消融区 使用深度学习和基于物理的模拟估算离体肝组织,(2)消融区 体内猪肝模型中的估计,(3)体内闭环消融区的演示 在关键解剖结构(肝脏中的动脉)附近的控制。此阶段的完成将展示关键技术 在一项试点动物研究中,第二阶段工作将解决关键发展里程碑 预期的2类设备的商业化(通过NOVA监管途径批准)。

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)

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数据更新时间:2024-06-01

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