专利名称：利用基于放射性的位置传感器的医疗系统和方法
利用基于放射性的位置传感器的医疗系统和方法本申请根据§ 119(e)，直接或间接地要求下列美国临时申请的权益申请号60/773，931， 2006年2月16日提交，题为"辐射肿瘤学 应用(Radiation Oncology Application)";申请号60/804,178， 2006年6月8日提交，题为"放射性医疗植 入斗勿(Radioactive Medical Implants)";申请号60/773,930, 2006年2月16日提交，题为"放射源的定位(Localization of a Radioactive Source)";这些申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。本申请是下列申请的部分继续申请PCT/IL2005/000871, 2005年8月11日提交，题为"患者体内放 射源的定4立0Localization of a Radioactive Source within a Body of a Subject)";和PCT/IL2005/001101, 2005年10月19日提交，题为"通 过测量导管至探测导线头的距离示踪导管端(Tracking a Catheter Tip by Measuring its Distance From a Tracked Guide Wire Tip)"。这些申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。本申请与下列申请相关2004年8月12日提交的题为"基于区分传感器的医用导航系统 (Medical Navigation System Based on Differential Sensor)" 的美国 临时申请号60/600,725;2004年10月19日提交的题为"使用导管或导线示踪系统以提供 对导管或导线的自动导^t系统的定位反馈(Usmg a Catheter or Guidewire Tracking System to Provide Positional Feedback for an Automated Catheter or Guidewire Navigation System)"的美国临时申请号60/619,792;2004年I0月19日提交的题为"使用放射源作为示踪系统的示踪 元件(Using a Radioactive Source as the Tracked Element of a Tracking System)"的美国临时申请号60/619,897; 2004年10月19日提交的题为"通过测量导管至探测导线头的距 离示踪导管端(Tracking a Catheter Tip by Measuring its Distance from a Tracked Guide Wire Tip)"的美国临时申请号60/619，898; 题为"放射源的定位(Localizatkm of a Radioactive Source)"的国 际专利申请登记号(DocketNo). 503/05136;题为"医疗系统和方 法(Medical Treatment System and Method)"的美国专利申i青登记 号(Docket No). 503/05283;和题为"医疗系统和方法(Medical Treatment System and Method)"的美国专利申请Docket No. 503/05413，均在本申请的同天提交。 这些申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。发明领域一般来说，本发明涉及使用基于放射性的位置传感器指导诊断和 /或治疗的方法。发明背景在很多医疗操作中，靶组织通过医疗成像鉴定(例如计算机断层 摄影术或荧光透视法)。但是，在成像过程结束后，可进行继后的医疗 过程(例如活组织检查或切除)。在某些情况下，耙组织与周围的非草巴 组织类似。在针刺活组织检查情况下，该活组织检查工具的操作部分 由医疗人员在患者内隐藏进行。一种特别类型的引导方法是^:射疗法。在常规」;汰射疗法中，用作 为来自体外放射源的光束形式应用的离子化辐射来杀死体内特殊区 域中的靶組织(例如肿瘤)。在其中组织移动到相对外界标的肌体区域中，很难为正确瞄准光束提供准确的位置信息。因此，经常辐射比实 际靶标更大的区域，以确保被治疗的区域能准确接受辐射的治疗性细胞毒的剂量。经常产生附随的组织损伤。努力降低附随的组织损伤可使预定的靶标处于治疗之下。近程放射治疗接种(seed)设计为避免附属(collateral)组织损伤，在近程放射治疗中，代替非光 束辐射，通过植入一种产生细胞毒性的离子化辐射的近程放射治疗 "种子"，将离子化辐射施用于靶标。将该种子(seed)植入体内把标的附近。Sioshani (RadioMed Corp.)的US 6,436,026和Lebovic的US 2004/0116767公开了螺旋构型的近程放射治疗的种子。Lebovic申请 书公开了通过针刺转运种子。这些申请的公开内容全部结合到本发明 中作为参考。Radiovascular Inc.的WO 02/078785; Microsperix LLC的WO 2004/026111; Winkler (Proxima Therapeutics inc.)的US 6,749,555; Gonzalez (Spiration Inc.)的US 2003/0158515各自公开了将本身固定于体内的近程放射治疗的种子设计。这些申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。常规;故射疗法瞄准系统Isakov的US 4,215,694公开一种示踪受辐照的目标位置的设备和 一种瞄准光源的机电传动装置。示踪位置的设备依赖于脉沖变换器形 式内的传感器。该专利的公开内容全部结合到本发明中作为参考。ZMED的WO 0154765公开一种通过调整支持患者支架(床)而瞄 准辐射光束的系统。该申请的公开内容全部结合到本发明中作为参 考。WO 97/29699和WO 97/29700两者公开一种内抗体(mtmbody)探针的用途，其监测靶标之处/附近外辐射源中所施用的辐射以及调节对 监测响应所使用的辐射量。这些申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。用于位置测定的可才直入标记物Mate的US 2005/0261570公开在耙标之中/附近应激性标记物的 植入。然后将外部激发辐射源瞄准标记物以激发它。使用激发能测定 位置。将治疗辐射瞄准到通过靶向激发能测定的位置上。该申请的公 开内容全部结合到本发明中作为参考。Fitzgerald的US 2005/0027196讲述一种处理患者照射治疗数据的 系统。Fitzgerald公开使用成像设备测定植入患者中的近程放射治疗辐 射源的位置。该申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。WO 00/57923讲述一种当暴露于X-射线时显示所述种子的定向 和定位的放射性种子。通过使用不同的不透射线材料表明定向。该申 请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。射时，何处出现示踪物。该申请的公开内容全部结合到本发明中作为参考。有关Calypso Medical Technologies的一系列美国专利(例如US 6,977,504; US 6，889,833; US 6,838,990; US 6,822,570和US 6，812,842) 说明AC电磁定位脉冲转发机与位置测定系统结合的用途。这些专利 的公开内容全部结合到本发明中作为参考。 通过监测内抗体辐射测定定位本发明申请人的同时待审申请PCT/IL2005/000871和Maublant 的US 6,603,124讲述使用定向传感器检测对于y发射源的方向和将传 感器瞄准该发射源的方向。该申请和该专利的公开内容全部结合到本 发明中作为参考。发明概述本发明某些实施方案的一个方面涉及使用内抗体辐射源，将外部 工具瞄准内抗体耙标。在本发明的一示例性实施方案中，所述外部装置是一种活组织检查工具和/或分离工具和/或切除工具，所述靶标是 肿瘤或其它损伤。在本发明的一示例性实施方案中，所述外部装置是 一种细胞毒性光束，而靶标是肿瘤。在本发明的一示例性实施方案中， 所述外部装置是一种光束，靶标是一定面积的皮肤，其指示外科医生 进行肝瘤切除的一种推荐的进入途径。所述光束任选是激光光束。作 为选择或者另外地，所述光束是一种任选被投射、任选被瞄准和/或聚 焦类型的光束。在本发明的某些实施方案中，所述工具被设计为用于体外或开放 式外科伤口，例如解剖刀。在其它实施方案中，所述工具是一种引导 性工具，任选一种易弯曲的工具，例如用于腹腔镜检查或内窥镜检查。 在本发明的一示例性实施方案中，用放射性标记物将工具导向靶标。 任选将工具装配上放射性标记物，使得位置传感器能测定两种标记物 的相对位置。作为选择或者另外地，任选将工具机械性连接到传感器 上，或者具有相对于传感器通过采用其它方法(如本领域已知的其它位 置传感形式，如光性、电磁性、磁性或超声)测定的位置。在本发明的一示例性实施方案中，就内抗体靶标而言，测定内抗 体辐射源的位置的外部工具和传感器各自独立定位。作为选择或者另 外地，将其中之一或两者寄存于患者体内，例如机械性地或使用不同 的位置传感方法。在本发明的一示例性实施方案中，利用辐射源仅产生一种相对的 位置，而非绝对的位置，在某些实施方案中，所述相对位置包含在l、2或3个轴向的运动方向，其在靶标处或靶标附近的所需位置校正工具和/或定位工具。在本发明的一示例性实施方案中，使用所植入的(或体表)标记物 帮助选择供展示的解剖学影像。任选在采集解剖学影像或相关影像之前，将标记物注射到体内，通过所用的影像^^莫式(例如x-射线CT的不 透射线)设计成像的标记物。任选在图像上显示工具当前的位置和/或 所期望的路径，例如作为一种覆盖图(overlay)。任选使用专家系统或其它软件选择不干扰该系统(例如位置传感器和/或其框架)和/或重要 体内结构的工具路径。在展示中任选指明定位的体积和/或所期望的定 位准确度。在本发明的 一 示例性实施方案中，所述内抗体靶标是移动性的。 所述外部装置任选是一种示踪移动靶标的细胞毒性光束。任选通过调 整细胞毒性光束的位置和/或角度，将光束瞄准到移动的靶标。任选通 过调整检查台/床的位置使得靶标沿轨迹运行时保持耙标在光束下，将 光束瞄准到移动的靶标上。在本发明的一示例性实施方案中，可同时 调节光束和床以保持光束瞄准于移动把标。在本发明的一示例性实施方案中，所述内抗体辐射源包括可才直入 位置指示器，其包括低活性辐射源。在本发明的一示例性实施方案中， 所述可植入位置指示器包括一种固定元件。低活性包括在7日期间不 引起临床上明显程度的细胞毒性的任何辐射源。在本发明的 一 示例性实施方案中，所述辐射源具有10pCi或以下的活性。在本发明的一示例性实施方案中，辐射源具有至少一种尺寸，其 小于3 mm,任选小于2 mm，任选小于1 mm，任选小于0.5 mm或更 小或者中间值。所述放射源任选以一种近似于球状固体物体提供，其 直径大约为0.5 mm或以下。所述放射源任选以一种近似于球状粘性 滴形式提供，其直径大约为3.0mm或以下。在本发明的一示例性实施方案中，位置指示器包括一种与发射源 整合形成或与发射源连接的固定元件。该固定元件任选适于阻止体内 发射源的迁移和/或不必要的扩散。该固定元件任选应用 一种体内结构 和/或粘性物质和/或涂膜，以固定放射源本身。所述位置指示器任选包括一种不透射线的部分。在本发明的一示 例性实施方案中，不透射线的部分允许使用基于X-射线的成像方法显 像位置指示器。在将位置指示器安放在靶标附近的过程中，任选利用 显像法。在本发明的一示例性实施方案中，所述内抗体辐射源以试剂盒形的可可植入位置指示器以及适于包含所述位置指 示器的植入针头和适于将位置指示器从注射针头排出的喷射工具。在 本发明的一示例性实施方案中，可在产品装置中，将所述位置指示器 插入到植入针头中。任选在制造设备中，将所述喷射工具插入到植入 针头中。本发明的某些实施方案的一方面涉及一种配置的位置测定系统， 其用于测定上述类型的内抗体辐射源的位置，使其具有足够的将治疗 装置瞄准靶标(例如肺瘤)的准确性。该治疗装置任选包括细胞毒性光 束和/或切除工具和/或活组织检查工具。在本发明的一包括治疗光束 的示例性实施方案中，位置测定任选出现在光束运行或不运行情况 下。在本发明的一示例性实施方案中，所属系统将细胞毒性光线瞄准 肿瘤。在本发明的一示例性实施方案中，瞄准包括移动靶标和/或将所述 工具进行直线位移和/或角度位移。在本发明的 一示例性实施方案中，位置测定系统测定一 系列位置 指示器的暂时确定的位置，如轨迹，任选一种循环重复的轨迹。任选 将该治疗装置在期望靶标处于那里时的时间处，瞄准一或多个根据轨 迹计算出的位点。在本发明的 一 示例性实施方案中，所迷系统依赖于 一 或多种定向 传感器来测定内抗体辐射源的位置。位置传感器任选包括瞄准仪，其 任选为环状瞄准仪。任选将光束或工具瞄准所测定的位置或相对于被 测位置具有确定空间关系的靶标上。此处所用术语"瞄准"任选指将 目标移动到光束路径或工具路径内(或反之亦然)或任选指为用户提供 能使用户移动靶标、光束和/或工具以使靶标处于工具/光束路径内的 信息。在本发明的一示例性实施方案中，将所述定位传感器置于当光束 运行时不干扰治疗光束的位置处。干扰可以是例如"^射、反射或吸收 的形式。任选当位置传感器活动时，将其置于笫一位置处，而当光束运行时将其移动到第二位置处。在本发明的一示例性实施方案中，将 治疗光束以脉沖形式传递，传感器在每次脉沖后返回到第一位置，在 连续脉冲之前再移动回第二位置。通过传感器测定位置任选发生在脉 沖之间。在本发明的一示例性实施方案中，将所述定向传感器设为门控， 以使得当光束工作时它们不运行。在本发明的 一示例性实施方案中，放置定向传感器使得降低在其 上碰撞的光束的辐射量。在本发明的某些示例性实施方案中，系统提供作为 一种输出瞄准 光束的放射疗法系统的位置。在展现给放射疗法系统的操作者后，任 选手工将输出信号输入该放射疗法的系统中。手工输入的输出信号可 1起该放射疗法系统瞄准于治疗光源和/或复位患者，使得靶标与光束 排成一行。在本发明的一示例性实施方案中，通过移动床和/或治疗台， 使患者复位。在本发明的某些示例性实施方案中，将位置测定系统整合成瞄准 光束的放射性疗法系统。本发明的某些实施方案的一个方面涉及使用注射量的生物粘性 胶作为近程放射治疗种子或者作为种子的载体。任选地，所述胶除包 含放射性同位素外，还包含不透射线的标记物。在本发明的一示例性 实施方案中，利用生物粘性胶降低种子迁移。对于本说明书和附随的权利要求书的目的，术语"位置"指一套坐标。所述坐标任选为2D或3D坐标。所述坐标任选^支暂时地及空间 地定义。在某些实施方案中，所述各方法使用定位，例如相对定位或 定向。应注意的是所述位置/定位/定向可在其它轴中随意自由使用。 还应注意的是在某些实施方案中，例如，在瞄准工具或光束下，还可 测定所瞄准的项目的定向。任选利用一种以上的植入标记物，以及解 决将标记物位置转化为标记物所处的平面和相对于可指向工具和/或 光束的平面的方程，产生物体的定位。在本发明的一示例性实施方案中，传感器在5、 4、 3、 2或1秒 内测定位置。在本发明的一示例性实施方案中，位置测定的准确度在为5、 4、 3、 2或1 mm。本发明提供一种可植入位置指示器，该位置指示器包括(a) —种特征为在7日内不引起临床上明显细胞毒性的活性的放 射源；和(b) —种与所述辐射源整合形成或连接于所述辐射源的固定元 件，所述固定元件适合于阻止体内放射源的迁移。所述固定原件还任选阻止体内发射源的分散。 所述活性任选小于100 iLiCi。 所述活性任选小于50 )uCi。 所述活性任选小于25 iuCi。 所述活性任选不超过10 fiCi。 所述固定元件任选包括一种固体底物。所述固体底物的至少 一 部分以弯曲构型为特征，弯曲构型的特征在于具有一种弹性记忆。所述弯曲构型任选包括至少一部分螺旋或螺紋。所述位置传感器任选包括至少一种特征为弹性记忆的细丝。所述固体底物任选至少部分^f皮一种生物粘附性材料涂布。所述固定元件任选包括一种粘附性材料。所述固定元件任选具有 一种生物相容性涂层的功能。所述位置指示器任选包括不透射线的部分。在本发明一示例性实施方案中，提供一种瞄准治疗光束的方法，该方法包4舌(a)将放射性发射源(任选特征为具有在7日内不产生临床上明显 细胞毒性的活性)植入到患者体内与靶组织呈几何关系的位置。发射源 任选连接于或与一种固定元件整合形成，并具有一种生物相容性外表面。(b) 使用至少一个位置传感器以根据放射性发射测定所述发射源的位置；和(c) 使用所述位置和关系校准治疗光束和标准耙标的彼此位置。 任选地，所述发射源特征在于其在7日内不产生临床上明显细胞毒性的活性。所述方法任选包括测定所述耙标和所述辐射源之间的几何关系。 所述位置传感器任选使用至少 一种辐射屏蔽层。 所述位置传感器任选使用 一种瞄准仪。该方法任选包括通过所述传感器登记第 一种位置坐标系统，然后 通过使用光束瞄准装置记录第二种位置坐标系统，这两种坐标系统相 互参照。该方法〗壬选包^舌(d) 用光束发出的治疗量的辐射照射所述耙标。 该方法任选包括在(b)和(d)之间交替进行。该方法任选包括配置所述位置传感器，使得所述光束产生的和照 射到所述传感器上的辐射量不明显影响该传感器测定所述辐射源位 置的能力。该方法任选包括配置带有一种能量窗口的所述位置传感器，其能 明显排除所述光束产生的辐射，并包含从所述辐射源发射的重要部分 的辐射。任选地，(c)包括将所述靶标移动到所需位置。 任选地，(c)包括将所述治疗光束移动到所需位置。 任选地，(c)包括将所述治疗光束进行角度调整。 在本发明的一示例性实施方案中，提供一种治疗系统，该系统包括(a)任选特征为在7日内不引起临床上明显细胞毒性的活性的放 射性发射源；作为选择或另外地，所述发射源任选连接于一种固定元件或与固定元件整合形成的所述发射源，并且具有生物相容性外表 面。任选将所述发射源植于患者体内与相对于靶标呈固定几何关系 处；(b) 位置传感模块，其能够根据放射性发射测定该放射源的位置， 并能根据对测定的响应提供位置输出信号；(c) 控制电路，其被配置为用于接收位置输出信号、根据该位置 输出信号和几何关系计算靶标位置以及为光束-靶标校准装置提供靶 标修正；(d) 光源；和(e) 光束-靶标校准装置，其被配置为根据所述靶标坐标校准所述 光源和该l巴标的位置。所述活性任选在1 pCi-100 )iiCi的范围。所述位置传感模块任选使用至少 一种利用至少 一种辐射屏障的 位置传感器。所述位置传感器任选使用 一种瞄准仪。 所述治疗系统任选包括(f) 一种电路，其适用于通过所述传感器模块记录所用的第一种 位置坐标系统，以及通过光束瞄准装置记录所用的第二种位置坐标系 统，这两种坐标系统相互参照。所述治疗系统任选在(b)和(d)的操作之间交替进行。任选配置的位置传感器忽略当(d)运行时从(b)的位置传感模块输 出的信号和/或位置传感才莫块的失效。任选将位置传感器定位，使得该光束产生的和照射在所述传感器 上的辐照量不明显影响该传感器测定所述发射源位置的能力。任选配置带有能量窗口的位置传感器，其能基本上排除从所述光 束产生的辐射，并包含从所述发射源发射的重要部分的辐射。任选配置所述光束-靶标校准装置以根据所述靶标的坐标，将所 述靶标移动到所需位置。任选配置所述光束-靶标校准装置将所述治疗光束移动到所要求 位置。任选配置所述光束-靶标校准装置将所述治疗光束进行角度调整。在本发明的一示例性实施方案中，提供一种植入试剂盒，该试剂盒包括(a) 具有生物相容性外表面的放射源，该放射源的特征在于其不 引起临床上明显细胞毒性的活性并与固定元件偶联或整合形成；(b) —种包含辐射源的注射针头；和(c) 适于将该发射源从所述针头中排出到患者中的喷射机械 (mechanism)。所述活性范围任选为1 )LiCi。所述活性任选不超过10 iuCi。所述固定元件任选包括一种固体底物。任选至少部分固体底物的特征在于一种弯曲的构型，该弯曲构型 的特征在于具有 一种弹性记忆。所述弯曲的构型任选包括至少一部分螺旋或螺紋。 所述辐射源任选包括至少 一种特征为弹性记忆的细丝。 所述固体底物任选至少部分被一种生物粘附性材料涂布。 所述固定元件任选包括粘附性材料。 所述固定元件任选具有生物相容性涂层的功能。 所述辐射源任选包括不透射线的部分。在本发明一示例性实施方案中，4是供一种瞄准外部装置的方法， 该方法包括(a)植入一种放射性分散(disintegrations)源，其特征任选为不产生 临床上明显细胞毒性的活性，将该放射源植入到患者体内与革巴组织呈 固定几何关系的位置。发射源任选连接于或与 一种固定元件整合形 成，并具有生物相容性外表面；(b) 测定所述靶标和该发射源之间的所述固定的几何关系；(c) 利用至少一个位置传感器根据放射性分散测定所述发射源的位置；和(d) 利用所述位置和所述关系校准外部工具和所述耙标的彼此位置。所述外部工具任选包括一种治疗光束。所述外部工具任选包括一种光束。所述外部工具任选包括切除工具。在本发明的一示例性实施方案中，提供一种治疗系统，该系统包含(a) —种放射性分散源，其特征任选为不产生临床上明显细胞毒 性的活性。发射源任选连接于或与一种固定元件整合形成，和/或具有 生物相容性外表面。将该放射源植入到患者体内与靶组织呈固定几何 关系的位置。(b) 工具；(c) 位置传感模块，其能够根据放射性分散测定所述放射源的位 置，并能根据位置输出信号提供位置；(d) 控制电路，其被配置为用于接收位置输出信号、根据该位置 输出信号和几何关系计算靶标位置，并为工具-靶标校准装置提供耙标 坐标；和(e) 工具-靶标校准装置，其被配置为根据所述耙标坐标校准所述 工具和该靶标的位置。所述工具任选包括一种治疗光束。所述工具任选包括一种光束。所述工具任选包括切除工具。在本发明的一示例性实施方案中，提供一种辐射源，该辐射源主 要由以下物质组成(a)至少一种放射性同位素；和(b)包含所述同位素的一定量的生物相容性粘性物。 本发明一示例性实施方案还提供一种瞄准治疗光束的方法，该方法包含(a) 将放射性发射源植入到患者体内的与耙组织具有几何关系的 位置上；(b) 使用至少一种放射性检测位置传感器，测定该发射源的至少 一种位置指标；和(c) 自动将治疗光束瞄准基于所述至少一种位置指标的该靶标。 在本发明的一示例性实施方案中，所述几何关系在所述植入前已知。在本发明的一示例性实施方案中，所述几何关系在所述植入后利 用成像确定。在本发明的一示例性实施方案中，自动瞄准包括当所述靶标和所 述光束中的至少一个移动时，维持该目标。在本发明的一示例性实施方案中，所述被测定的位置是与传感器 相关的位置。在本发明的一示例性实施方案中，测定至少一种位置指标包括测 定方向。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感器产生方向信号。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置以三维确定。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源特征在于其在7日 内不产生临床上明显细胞毒性的活性。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源附接于或与组织固 定元件整合形成，使适于维持该几何关系中的所述发射源。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源包括生物相容性外 表面。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源位置的测定误差不大于2 mm。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源位置的测定误差不 大于1 miTL在本发明的一示例性实施方案中，测定至少一种位置指标包括测 定受生理运动循环影响的一系列位置指标。所述循环任选包括呼吸。在本发明的一示例性实施方案中，测定至少一种位置指标包括提 供一 系列暂时确定的限定一种轨迹的位置。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括通过所述第一种 传感器记录所用的第一种位置坐标系统，以及通过光束瞄准装置记录 所用的与第 一位置坐标系统彼此参照的第二种位置坐标系统。在本发明的一示例性实施方案中，该方法包含(d)利用该光束激发带有治疗剂量的辐射照射所迷靶标。该方法 任选包括在(c)和(d)之间交替进行。作为选择或另外地，该方法包括定 位至少一种所述位置传感器和光束，使得该光束产生和照射到该传感 器上的辐照量不明显影响该传感器测定所述发射源的位置的能力。在本发明的一示例性实施方案中，(c)包括将靶标移动到所需位置。在本发明的一示例性实施方案中，(c)包括将所述治疗光束移动到 所需位置。在本发明的一示例性实施方案中，(c)包括将所述治疗光束进行角 度调整。在本发明的一示例性实施方案中，该方法包括使用机械支架将所 述患者连接到至少 一种放射性检测位置传感器上。在本发明的一示例性实施方案中，(c)包括将所述光束瞄准错过的 该传感器或者将所述传感器移到该光束路径外中的至少一种。该方法 任选包括预测定至少一个位置传感器的运动，以避免所述光束的照 射。该方法任选包括选择所述至少一种传感器的位置，解释该靶标的 所需疗法、为避免所述光束所设计的位置。作为选择或另外地，该方法包括使用适用于接受所述患者的患者椅的角度，以及使用测定所述光束和所述至少一种传感器之间的所期望相互作用的所述光束的角度。本发明的一示例性实施方案还提供一种治疗系统，该系统包含(a) 位置传感模块，其能够根据该发射源的放射性发射测定至少 一种可植入放射源的位置的指标，并能根据对测定的响应提供位置输 出信号；(b) 控制电路，其被配置为用于接收位置输出信号、根据该信号 计算准线修正值以及为光束-靶标校准装置提供所述修正；(c) 光源；和(d) 光束-靶标校准装置，其被配置为根据所述修正校准该光源和 所述耙标的位置。所述草巴标位置任选以三维限定。作为选择或另外地， 根据所需治疗作用，配置校正的所述校准装置。作为选择或另外地， 根据所需安全作用，配置校正的所述校准装置。作为选择或另外地， 所述校准装置被配置为根据所述模块和光束之间所要求缺乏的交感 影响校准。作为选择或另外地，所述传感模块能够在小于1秒之内测 定位置指标，且准确度大于5 mm，发射源的特征在于其在7日内不 产生临床上明显细胞毒性的活性。所述活性任选在1 ^iCi-300 iuCi范围 内。所述活性任选在l^Ci-100)LiCi范围内。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感^t块应用至少一 种使用至少一种辐射屏蔽的位置传感器。所述位置传感模块任选使用 瞄准4义。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感器使用分化射线 (differential radiation)才企观iJ器。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感器使用具有角度 敏感性的旋转辐射传感器。在本发明的 一 示例性实施方案中，计算的所述靶标位置的误差不 超过2 mm。在本发明的 一 示例性实施方案中，计算的所述靶标位置的误差不超过1 mnu在本发明的一示例性实施方案中，配置的所述控制电路用于通过 所述传感器模块记录所用的第一种位置坐标系统，然后通过光束瞄准 装置记录所用的与第一种位置坐标系统相互参照的第二种位置坐标 系统。在本发明的一示例性实施方案中，配置在位置传感器和患者照射 之间交替进行的系统。在本发明的一示例性实施方案中，该系统被配置用于忽略当光束 运行时产生的位置输出信号。在本发明的一示例性实施方案中，配置用于在光束运行时使该位 置传感模块失效的系统。在本发明的一示例性实施方案中，定位所述位置传感^f莫块，使得 从该光束产生的和照射到该位置传感模块上的辐照量不明显影响该 位置传感模块测定所述发射源的位置的能力。在本发明的一示例性实施方案中，配置所述光束-靶标校准装置， 以根据该靶标的坐标将该靶标移动到所需位置。在本发明的一示例性实施方案中，配置所述光束-耙标校准装置， 以将所述治疗光束移动到所需位置。在本发明的一示例性实施方案中，配置所述光束-靶标校准装置 以将所述治疗光束进行角度调整。在本发明的一示例性实施方案中，所述控制电路适于提供对一系 列暂时确定的限定轨迹的各套坐标的修正。在本发明的 一示例性实施方案中，在适合治疗过程中为患者提供 支持的支架内，提供一种位置传感模块的位置传感器。在本发明的 一示例性实施方案中，所述系统包括通过移动所述传 感器和所述屏蔽中的至少一种，使至少一种辐射屏蔽适于屏蔽辐射中 的该传感器。作为选择或另外地，所述患者支架可以转动。在本发明的一示例性实施方案中，该传感模块适于在所迷支架内 移动。在本发明的 一 示例性实施方案中，所述系统包括传感器移动装 置，当光束源运行时，其被调整至光束路径外位置传感模块的至少一 个传感器的位置处。根据本发明的 一 示例性实施方案，还提供一种瞄准治疗光束的方法，该方法包4舌(a) 将放射性发射源植入到患者体内的与靶组织具有几何关系的 位置上；(b) 使用至少一种放射性检测位置传感器，测定该发射源；和(c) 将治疗光束自动地瞄准基于检测的该靶标上。 根据本发明的一示例性实施方案，还提供一种治疗控制系统，该系统包4舌(a) 位置传感模块，其被配置为根据该发射源的放射性发射来测 定可植入放射源的至少 一种位置的指标，并能根据对测定的响应提供 位置输出信号；和(b) 控制电路，其被配置为接收位置输出信号，以及根据该位置 输出信号计算和输出至少 一 种目标坐标和将指令瞄准输出通道的工 具。根据本发明的 一 示例性实施方案，还提供一种引导工具的方法， 该方法包括(a) 将放射性辐射源植入到与靶组织具有几何关系的位置；(b) 使用至少 一种放射性检测位置传感器测定该发射源位置的至 少一种指标；和(c) 根据所测定的位置，将工具置于与所述靶组织所要求的相关 的位置处。任选所述几何关系在所述植入前已知。在本发明的一示例性实施方,中，所述几何关系在所述4直入后利用成像确定。在本发明的一示例性实施方案中，所属方法包括(d)使至少部分所述工具进入患者体内并且接近该耙组织。在本发明的一示例性实施方案中，定位包括在所述靶标和工具中 的至少一个移动时，保持所述相对位置。在本发明的一示例性实施方案中，测定至少一种位置指标包括测 定方向。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感器产生方向信号。在本发明的一示例性实施方案中，所述定位包括通过定位装置指 导定位。在本发明的一示例性实施方案中，所述定位包括手动定位。 在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括示踪该工具的位置。所述示踪任选利用一种非离子化位置传感方法。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括测定所述工具的定向。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括测定所述工具和所述传感器的相对位置。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置以三维限定。 在本发明的一示例性实施方案中，所述位置作为相对于靶组织的相对位置限定。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源特征在于其在7曰内不产生临床上明显细胞毒性的活性。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源附接于或与固定元 件整合形成。在本发明的一示例性实施方案中，所述发射源包括适于在该几何 关系中维持该发射源的生物相容性的外表面。在本发明的 一示例性实施方案中，计算的所述发射源的位置的误差不大于2 mm。在本发明的一示例性实施方案中，计算的所述发射源的位置的误 差不大于1 mm。在本发明的一示例性实施方案中，测定至少一种位置指标包括测 定受生理运动循环影响的一系列位置指标。所述循环任选包括呼吸。在本发明的一示例性实施方案中，对于生理运动循环，将引起至 少部分所述工具进入到患者体内的时间计时。在本发明的一示例性实施方案中，测定位置指标包括提供一系列 暂时确定的限定一种轨迹的位置。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括通过所述传感器 记录所用的第一种位置坐标系统，然后通过所述工具记录所用的第二 种位置坐标系统，这两种位置坐标系统相互参照。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括 (e)用所述工具将至少部分所述靶组织移动。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括 (e)用所述工具将治疗剂传递到所述耙组织内。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括至少进行一次再 定位，以及再移动至少另一部分所述靶组织。在本发明的一示例性实施方案中，所述定位包括将所述工具移动 到所需位置。在本发明的一示例性实施方案中，所述定位包括将所述工具进行 角度调整。在本发明的一示例性实施方案中，该方法包括通过支架支持所述 患者，该支架机械性与至少 一种放射性检测位置传感器连接。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括将工具控制部件 连接于与所述位置传感器机械性连接的支架上。在本发明的一示例性实施方案中，所述方法包括提供至少 一个位 置传感器 > 其位于在治疗过程中适合为患者提供支持的一件设施内。在本发明的一示例性实施方案中，所述工具包括一种光束。 根据本发明的一示例性实施方案，还提供一种治疗系统，该系统 包括(a) 位置传感冲莫块，其能够根据该放射源的放射性发射测定可植 入放射源的位置，并能根据对测定的响应提供位置输出信号；(b) 控制电路，其被配置为接收位置输出信号、根据该位置输出 信号计算靶标位置以及对输出信号提供至少一种靶标坐标的指标；和(c) 输出信号，其适于接受靶标坐标的所述指标和适于帮助工具 对所述耙标定位。所述输出信号任选包括(d) 工具定位装置，其被配置为根据所述靶标输出信号，相对于 靶标定位该工具。作为选择或另外地，所述输出信号包含可视显示屏。 作为选择或另外地，所述靶标坐标以三维限定。作为选择或另外地， 配置所述控制电路以根据所需治疗程序产生所述坐标。任选配置所述 控制电路以根据所需安全作用产生所述坐标。在本发明的一示例性实施方案中，所述传感模块能够在小于1秒 之内测定位置，且准确度大于5 mm，发射源的特征在于其在7日内 不产生临床上明显细胞毒性的活性。所述活性任选在1 ^Ci-300 pCi范 围内。所述活性任选在1 pCi-lOO |uCi范围内。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感^^莫块应用至少一 个位置传感器，所述位置传感器使用至少一种辐射屏蔽。任选地，该 位置传感器使用瞄准仪。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感器使用一种分化 射线检测器。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感器使用具有角度 敏感性的旋转辐射传感器。在本发明的一示例性实施方案中，提供的靶标坐标的误差不大于 2 mm。在本发明的一示例性实施方案中，提供的靶标坐标的误差不大于1 mm 在本发明的一示例性实施方案中，配置所述控制电路，以通过所 述传感器记录所用的第一种位置坐标系统，然后通过所述工具-耙标校 准装置记录所用的与第 一 种位置坐标系统相互参照的第二种位置坐 标系统。在本发明的一示例性实施方案中，配置所述工具校准装置以将该 工具移动到所需位置。在本发明的一示例性实施方案中，配置所述工具校准装置以将该 工具进行角度调整。在本发明的一示例性实施方案中，所述靶标输出信号包括一系列 暂时限定的各套坐标，所述坐标限定轨迹。在本发明的一示例性实施方案中，所述位置传感模块包含安装在 治疗过程中适合为患者提供支持的患者支架内的至少 一 个位置传感 器。任选至少部分所述传感模块可置于所述支架之内。任选调整所述 传感模块的至少一个传感器，以独立移动该传感模块的至少一种其它 的传感器。图示简述在各图中，在超过一张图中出现的相同的结构、元件或部分一般 在其出现的所有图中都用相同的数字标记。为方便和清晰呈现，选择 图中所示的才莫块和特征的维数，它们不必要按比例显示。以下列出各 图。图IA、 IB、 1C和ID是本发明示例性实施方案的放射性疗法系统 的示意图；图IE是表示定位外部工具(例如活组织检查的针)的本发明一示 例性实施方案的医疗系统的示意图；图2是本发明 一 示例性实施方案的治疗过程的简单流程图； 图3是本发明一示例性实施方案的植入操作的简单流程图；图4A和4C是本发明示例性实施方案的位置指示器的图示；图4B和4D是装载于注射针内的分别在图4A和4C中所示的本发明示例性实施方案的所述位置指示器的图示；图5是适合用于本发明某些示例性实施方案的定向位置传感器的一种示例性实施方案的侧一见图；图6 A和6B是注射工具的示例性实施方案的侧视图，该注射工具适合用于本发明某些示例性实施方案的生物粘性物质的注射； 图7是治疗的暂时门控和移动靶标的位置测定的图示；和 图8是本发明示例性实施方案的医疗系统的图示，所述治疗系统包括一种外部能定位的位置传感器。实施方案详述概述图IA和IB是示例性》文射疗法系统100的图示，其依赖于内抗体 放射源产生的放射性蛻变，所述体内放射源可以是位于患者120体内 的位置指示器400的形式。位置指示器400任选处于相对于耙组织130 的已知几何关系的位置之内、邻近或之处。耙组织130任选是肺瘤。 任选提早选择植入位置和几何关系。作为选择或另外地，在植入后， 例如通过手动或自动分析患者的x-射线或CT图像，可确定该关系。 任选植入一种以上的标记物，例如以帮助测定患者的定位。在本发明的 一 示例性实施方案中，辐射源以放射性蜕变引起的光 子形式辐射状向外传播其位置。此传播的一部分任选被一或多个用于 此目的的所用的定向传感器150所接受。示例性传感器150描述于 2005年8月11日提交的同时待审的申请号PCT/IL2005/000871中， 该公开内容结合到本发明中作为参考。此说明的概述在以下图5中显 示。在本发明的一示例性实施方案中，传感器150利用瞄准仪(任选 环状瞄准仪)测定从放射性蜕变引起的光子发起的方向。任选将各个方向以平面或线性向量表达。两种传感器150 (包括环状瞄准仪)任选标明一双连线，该连线交叉于对应于位置指示器400的位置的单点。在 本发明的一示例性实施方案中，使用三个或以上的传感器150增加所 测定位置的准确度。在本发明的一示例性实施方案中，三个或以上的 传感器150,包括瞄准仪，任选条形瞄准仪，标明交叉于对应于位置 指示器400的位置的平面。图IA图示说明一种瞄准治疗辐射光束110的示例性半自动系统 100。在本发明的一示例性实施方案中，配置光束110以将细胞毒性 剂量的辐射传递到靶标(如肿瘤)处。在本发明的另一示例性实施方案 中，光束110—般指示可瞄准的任何外部工具。这些可瞄准的外部工 具任选包括，但不限于活组织检查工具(例如针)、切除工具(例如电招^ 或超声探针)和激光束。根据所描述的示例性系统，传感器150调节其方向以最优化接收 放射性蛻变引起的入射粒子。 一经最优化接收，各传感器即可指明方 向以示踪系统处理器170。处理器170由所有传感器150提供的方向 输入信号计算位置。处理器170任选修正位置指示器400和把組织130 之间的已知的空间位移。两条直线(任选三条或更多条直线)或三个平 面(任选四个或更多个平面)的最近点任选被认为是线或平面的交叉 点。如
图1中所示，可任选将传感器150展开在患者120之上(例如 如图IA所示的环绕光源110)和/或患者120之下(例如如图IB、 IC和 ID所示的建造检查台)。在本发明的一示例性实施方案中，通过确保传感器150不在光束 路径中，图IA所示的围绕光源110的定位传感器150阻止治疗光束 的分散和/或反射和/或吸收。在本发明的其它示例性实施方案中，如果传感器150在光束路径 中，图IB所示的位于患者之下的定位传感器150可以引起治疗光束 分散和/或反射和/或吸收的潜在问题。以下描述的图IC和ID中所示的示例性实施方案提供了该潜在问题的解决方法。在所示的示例性半自动的系统中，处理器170提供位置输出信号，定位用户界面190。然后该系统操作者为辐射系统处理器180提供位 置，其通过调节平台平移机械197响应，使得将辐射光源瞄准到草巴标 130上。该类型的一示例性半自动系统可用于例如一种改进的情况， 在该情况中系统100最初并未设计使用位置指示器400。图IA还示例性说明了全自动的实施方案，其中示踪系统处理器 170将位置输出信号直接传输到辐射系统处理器180和/或安装在;f全查 台内的平移机械197中。根据本发明的该示例性实施方案，在无另外 的操作者输入下，将辐射光源110瞄准靶标130。图IB描述放射性疗法系统的内容中的本发明的另一示例性实施 方案，其中将光源l]O (例如LINAC)安装于机械臂(robotic arms) 195 (例如CyberKmfe Accuray; Sunnyvale; CA, USA)之上，后者安装于基底 116 (例如连接于天花板、墙壁、支架和/或地板)之上。如上所述，传 感器150安装于检查台之上或邻近LINAC 110之处。在该示例性系统 100中，处理器170将位置输出信号直接传输到辐射系统处理器180 和/或支持光源110的机械臂195之中。根据本发明的这种示例性实施 方案，在无另外的操作者输入下，将辐射光源110瞄准耙标130。图1C描述的是一种适用于系统100的某些示例性实施方案的包 括可移动传感器150的患者床140。床140任选包括一种基座144， 其沿标准动力化转台146旋转。这种布置容许根据细胞毒性光束的发 射途径对患者进行调整。在本发明的一示例性实施方案中，任选独立通过传感器移动机械 156，可移动各个传感器150 。作为选择或另外地，通过平台平移机 才成197，可移动平台142。移动机械156和/或平移机械197任选使用 一种驱动装置，如一种通过踏级马达(step motor)运转的匹配齿轮和有 齿轨道。本领域普通技术人员将能够用市售提供的部件构建一种适合 的传动机构。机械156和197允许传感器150和躺在平台上的患者独立定位于相对于入射辐射光的所需位置处。在本发明的一示例性实施方案中，将传感器150包埋在碳纤维构成的中空平台142中。任选将传感器150在外壳内沿轨道前后转动。虽然显示的是线性轴式轨道，但任选使用其它形状的轨道，例如一或多种轴式、跨轴式(transaxial)和/或弯曲形轨道。在本发明的一示例性实施方案中，传感器适于移动，使得它们通 过辐射屏蔽，例如整合于平台142中的屏蔽，防御所述光束。在某些 情况下，该屏蔽保护传感器免受散射的辐射，而非直接的辐射。该屏 蔽另外任选用于将传感器移出光束路径之外。作为选择或另外地，提 供一种单独的屏蔽元件(例如传感器之上)，其被选择性移动以保护该 屏蔽。如传感器所示，所述屏蔽元件任选在齿轮和轨道上移动。传感 器任选从光束中移出，以使其背部可用作屏蔽元件。大量市售提供的平台142(包括转台146)都适用于本发明的内容。 这种平台(包括转台)的一个实例是Exact Couch， Varian Medical Systems; Palo Alto; CA, USA.在本发明的一示例性实施方案中，转台 146通过系统处理器180控制。在所述图示实施方案中，转台146在 底部平面(F)中旋转。在平台142中任选配置传感器150。在本发明的 一示例性实施方案中，转台146的旋转促进在患者内相对于治疗光束 按所需方向校准l巴标。任选地，平台142与标准辐射疗法检查台具有相同的宽度和长度， 其厚度为8-10cm，而不是5-7cm。该额外的厚度给内部传感器150留 有空间。在本发明的一示例性实施方案中，传感器模块150高8cm、 宽45cm (在床宽的方向)和长为25cm (在床长度的方向)。传感器的旋 转部分任选在这些尺度内旋转。在本发明的一示例性实施方案中，将平台142构建成一种碳纤维 外壳。任选将不被传感器150和/或机械156和/或197占据的部分外 壳用Styrofoam填充。Styrofoam填充物任选为平台142增加强度和/ 或结构完整性。在本发明的一示例性实施方案中，平台142是中空的，并将其构建为提供适当强度和/或结构完整性，而无Styrofoam填充物。 任选提供1-2 mm厚度的碳纤维以上和/或以下的传感器150。在 本发明的一示例性实施方案中，所述l-2 mm厚度的碳纤维有足够的 硬度将患者与传感器150的移动隔离和/或保护传感器150避免患者体 重的重压。图ID描述一种示例性的系统100,其包括一种上述的患者床140 以及安装在机械臂195之上的线性加速器(LINAC)光源110。图ID说 明转台146和旋转组件114如何与瞄准光束112 —致发挥作用，使得 其通过传感器150之间。机械臂是本领域熟知的，目前存在大量可市售提供的产品，包括 适合用于本发明内容的机械臂。机械臂195在壁(W)的平面内旋转。 通过旋转组件114,使机械臂195旋转，以控制系统处理器180。 W 平面内的这种旋转补充了转台146提供的F平面内的旋转。在本发明的一示例性实施方案中，系统处理器180调节旋转组件 114和/或转台146和/或移动机械156和/或197，使得LINAC 110的 光束112通过平台142内的传感器之间。在本发明的所述的示例性实施方案中，通过移动机械156移动传 感器150，使得当光束112运行时，它们处于第一位置，而当光束112 不运行时，它们处于第二位置。任选地，这种两种位置之间的转换预 防干扰光束112和/或降低光束112能量的扩散和/或允许任选在肿瘤 130中更准确地测定位置传感器400的位置。机械197允许将光束112 瞄准到平台142之上或稍;微以上的几乎任何位置。在本发明的一示例 性实施方案中，可用通过传感器150和示踪系统处理器170所测定的 定位中的目标120内的靶标130，通过系统处理器180发出的指令， 定位光束112光径中的靶标。在本发明的一示例性实施方案中，转台146和旋转组件114各自 能独立操作，以旋转±30、 ±45、 ±60、 ±90或±180度或以下或以上的 范围或旋转的中间量。任选地，转台146和旋转组件114各自独立在处理器170和/或处理器180的控制之下。平台142的旋转和/或光源110是本领域熟知的，在诸如Baglan 等(2003) Int J Radiat Oncol Biol Phys. 55(2):302-11和Lam et al. (2001) Med Dosim. 26(1):11-5中描述。这些出版物全文结合到本发明中作为 参考。这些出版物描述转台146和/或旋转组件114的旋转以避免非耙 组织的辐射。 一般通过处理本领域普通技术人员熟知且广泛有用的计 划软件，进行少量组织的适合角度的计算。但是，标准处理计划软件 认为光束112不可能碰撞在患者体外的任何物体上。根据本发明的示例性实施方案，利用类似于少量组织所用的旋转 策略，系统处理器180阻止光束112与传感器150的接触。阻止光束 112与传感器150的接触包括改变所述治疗计划软件以考虑传感器 150在体外所处的位置。任选使用机械156调节传感器150的位置， 以便当光束运行时，将它们移动到光束112的路径之外。在本发明的一示例性实施方案中，两个传感器150的空间距离为 20cm,使得处理器180可在它们之间瞄准光束112,而无相互干扰。 一种典型的治疗辐射光束具有10cm-15cm的宽度。系统处理器180任 选进行一系列计算，这些计算要考虑平台142的移动、传感器150的 移动、转台146的旋转、旋转组件114的旋转、光源110的位置和光 束112的计划路径。在本发明的一示例性实施方案中，将传感器150 的位置以相对于靶标130的位置坐标形式提供给处理器180。处理器 180任选将传感器150的坐标扩展到表明传感器实际尺寸的体积。图IE描述一种适合于活组织检查或手术切除的示例性系统100， 其包括传感器150和切除工具198。图示的示例性系统100包括一种 包含平台142和基座140的患者床140。对于活组织检查和/或切除手 术，可根据基座140固定平台142。在所述图示的实施方案中，将传感器150安装于平台之内，并通 过如上所述的移动机械156,将其相对于患者120和/或把标130和/ 或位置指示器400定位。这种类型的布置任选允许将相同的床140用于位于患者120不同部位的靶标130上。切除工具198可独立于靶标130和/或位置指示器400定位。在本 发明的一示例性实施方案中，工具198的定位通过一种机械装置控制 处理器180进行，例如通过由机械臂控制单元196控制的机械臂195。 在本发明的另一示例性实施方案中，工具198由人工操作，工具的操 作者接收如何调节位置和/或近似角度的信号指示。在本发明的 一 示例 性实施方案中，信号以图形信号显示，例如显示2D或3D来表明工具 的轨迹和目前的位置和/或定向。任选地，当从观察点(例如通过装载 在工具中的照相机)观察时，显示实际3D景象来表明耙标。作为选择 或另外地，信号具有声音，例如表明工具处于轨道中的声音和/或表明 工具不在轨道中的声音和/或移动该工具的方向的声音。该工具任选连 接于一或多种LEDS或其它显示元件(未示出)上，其指明该工具是否 正确定位(例如红/绿灯)和/或移动工具的方向(例如，有4个灯各自在 各方向上指示)。在本发明的一示例性实施方案中，先前已通过注射植入了位置指 示器400。指示器400的注射任选与以上步骤(例如活組织检查或近程 放射治疗处理)同时进行。在本发明的 一示例性实施方案中，通过测定其位置的工具示踪才莫 块示踪机械臂195上的工具198。该工具示踪^t块可任选独立于传感 器150或依赖于传感器150。在本发明的一示例性实施方案中，可将 另一位置指示器400'用于工具198上，任选作为一种胶滴。其它示 例性工具示踪模块可依赖于一或多种结合的机械示踪器、柔韧性机械 示踪器、光学示踪器、RF示踪器、磁性示踪器、放射性示踪器、超 声示踪器、惰性示踪器。在本发明的一示例性实施方案中，通过传感器150同时测定患者 120上指示器400和工具198上指示器400，的位置有助于记录彼此相 互参照的测定位置。通过传感器150同时测定患者120上指示器400 和工具198上指示器400，的位置任选容许用手支持工具198。在本发明的另一示例性实施方案中，独立于传感器150来测定工具198的位置。其任选允许工具198被机械控制。任选一个控制单元 196在已知的位置上^^皮锁定，单元196即可测定相对于其本身的工具 198的位置，并将工具198的位置传送到系统处理器180内。在本发明的另一示例性实施方案中，传感器150与工具198物理 性连接，该工具"居于"指示器400和/或靶标130之上。该构造任选 适合与支撑工具198的手柄一起使用。在本发明的 一 示例性实施方案中，所述工具示踪才莫块提供输出信 号，包括工具198至系统处理器180的位置。输出信号任选包括或不 包括工具198的定向。在手术操作期间，系统处理器180考虑位置指示器400和工具198 的相对位置。在本发明的一示例性实施方案中，处理器180发出控制 单元196的指令，以调节机械臂195,使得将工具198带到所需接近 耙标130之处。对于针吸组织检查，该接近度随针的长度变化。在本 发明的另一示例性实施方案中，处理器180向持有工具198的操作人 发出指令，使得工具198达到靶标130处。可向操作人发出指令，例 如以视觉信号(例如该工具的把柄上的灯光箭头)或可听指令。在本发 明的 一 示例性实施方案中，向该系统的操作者显示指示器400和/或靶 标130和工具198的相对位置。处理器180任选应用一种修正，其补 偿指示器400和靶标130 (例如肿瘤)之间已知的几何关系，以测定耙 标130相对于工具198的位置。在本发明的一示例性实施方案中，该 几何关系是已知的，原因是例如已通过医学成像步骤(如电子计算机化 断层x线摄影法或荧光镜透视检查法)预先测定。任选用软件工具自动测定所述工具至靶标的所需距离，例如根据途径。在本发明的某些示例性实施方案中，系统100的操作者输入指令 以将工具198导向靶标130。操作者任选手动引导工具198。在本发明的其它示例性实施方案中，系统处理器180向机械臂控制单元196发布指令，使得工具198被自动引导到靶标130。在活组织检查工具198情况下，工具控制部件196引导工具198 至相对于靶标130的所需位置和方向。机械臂195可任选通过另一种 引导装置(例如万向常平支架(gimbal))代替。活组织检查工具198 —旦处于所需位置， 一种部署的命令即引起 活组织检查吸针从工具198向外延伸至把标130处。任选通过吸针移 出样本，例如通过抽吸。任选通过抽出针移出样本。在本发明的一示 例性实施方案中，基于安全性考虑进行定位和部署。例如，系统处理 器180可指导工具198至不直接位于靶标130和定向工具198之上的 位置处，使得将活组织检查吸针以浅的角度射出。这可预防针头穿透 腹膜。在某些示例性步骤中，调整工具198的位置和/或定向以允许从耙 标130中抽出多重样本。在本发明的各种示例性实施方案中，调节工 具198的位置可包括改变活组织检查吸针的穿透深度和/或旋转该活 组织一企查吸针。一旦工具198到达靶标130处，通过工具198任选进行非-活组 织检查医疗操作。该医疗操作可以是例如一种切除术或治疗剂的传递。在切除术情况下，可在进入患者120的体内之后，将工具198进 行另外的操作。在传递治疗剂情况下，可在一或多个位置处任选传递治疗剂。例 如可按以上活组织检查中所述，达到所述位置。治疗剂包括，但不限于近程放射治疗种子、化疗剂和基因治疗剂。 近程放射治疗种子任选可用作植入后的位置指示器400。在本发明的其它示例性实施方案中，可将传感器150安装在机械 臂上，使得可将它们定位于医疗人员的通道之外。如工具198—样， 可将传感器150任选安装在相同的机械臂195上。图8显示一种本发明的示例性实施方案，其中用一种单独的机械臂193在其上安装传感器模块191。它们可代替或作为另一种床内传 感器150,如图所示。任选提供一种单独的支架199。或者，可共用 机械臂195的支架116。机械臂193任选包括编码器或其它工具，这 样可了解其相对于该支架的位置。支架的位置任选通过安装在其上的 放射性标记物测定，并通过检测器冲莫块191发现。相对于给定坐标系 统的可定位的位置传感器沖莫块191的位置和/或定向，任选采用本领域 已知的多种示踪技术的任何一种来测定，包括但不限于磁技术、电磁 技术、光学、超声和/或机械技术。在本发明的一示例性实施方案中，；漠块191位于一种正方形的三 个侧边的形状中。它可很容易从一个侧边面或从检测器当中进入。任 选地，该才莫块长和宽位约50 cm，开口直径约30-40 cm。也可使用其 它开口形式。当可从上面提供活组织检查吸针时，在某些实施方案中， 可通过所述传感器的设计阻断工具和/或清楚的视野。在本发明的一示 例性实施方案中，将传感器模块191置于靠近身体处，任选与身体接 触，任选在身体之上或之侧。如果且当干扰操作过程时，任选将模块 191移开。然后可将^^莫块191移回。图2是本发明一示例性实施方案的治疗过程200的简单流程图。在210处，将位置指示器植入到患者体内。任选在相对于耙组织 之内、附近或任何已知的移置处植入。在本发明的一示例性实施方案 中，所述靶组织是胂瘤。位置指示器包括特征在于具有所要求活性的 放射源，如下所述。在212处，基于对位置指示器中放射性蜕变产生的光子的分析， 进行对该位置指示器的位置坐标的测定。该分析任选通过一或多种位 置传感器C任选定向性敏感的位置传感器)进行。在214处，基于212处测定的位置坐标，在一面积内，瞄准和/ 或聚焦治疗光束。在本发明的一示例性实施方案中，瞄准或聚焦以一 种修正为基础，该修正^皮认为是一种位置指示器和靶标之间的已知的位移。该瞄准/聚焦包括记录通过位置测定机械使用的位置坐标和记录辐射机械使用的坐标。在以下标题为"示例性登记机械(Exemplary Registration Mechanisms)"的部分中，更为详细地讨论记录。瞄准/聚 焦任选包括移动患者和/或移动光源和/或将光源进行角度调整。在本 发明的某些示例性实施方案中，214指明活组织检查工具和/或切除工 具的瞄准和指导。根据本发明的示例性实施方案，214可包括沿轨道进行工具的线 性平移和/或使用万向常平支架和/或机械臂和/或应用旋转移动和/或 角度调整。在216处，通过治疗光束给予214中测定的面积细胞毒性剂量的 辐射。在本发明的某些示例性实施方案中，216表明通过电极或超声 探针进行的活组织检查和/或切除的操作。在本发明的一示例性实施方案中，在单独处理期间的过程中，重 复212、 214和216。例如，如果将前列腺肿瘤照射120秒，应用辐射 毒性的216可以是10秒突发辐照形式，每次突发辐照后进行位置测 定212和调焦214。这种类型的操作任选降低偶然传递到非耙组织的 辐射量。这种辐照方案降低了相关组织非自愿移动的影响，例如由于 应力和/或作为一种不适的反应。图3是本发明一示例性实施方案的植入过程300的一种简略流程 图。这种流程图提供图2的植入210的示例性详细说明。在310中，提供包括放射性源的位置指示器。在312中，将所述 位置指示器装载于注射工具内。350表明310和312可任选在制造装 置内进行，以使所述位置指示器作为装栽于注射工具内的单独包装的 无菌单元形式提供。在314处，插入注射工具，使得该工具的末端位于靶标的已知移 动处。该已知的移动任选很小，且该工具的末端接近靶标的边界。该 已知的移动任选基本为零，且该工具的末端在靶标之内。在本发明的 一示例性实施方案中，该工具的末端在靶标4妄近耙标的中心。316表明可将插入物314任选通过医学影像引导和/或评估。可进行位置指示器和靶标的相对位置的安置指导和/或安置后的评估，例如通过超声、荧光透视法、标准X-射线成像法、CT、 MRI或任何其它 可利用的成像方法。在318处，从注射工具内喷射出所述位置指示器。喷射任选在已 通过成像316评估出的位置上。在320处，抽出注射工具。 示例性位置指示器构型图4A和4C是根据本发明示例性实施方案的位置指示器的图式 说明。在该图示性的实施方案中，指示器400包括一种放射源410和 一种不透射线的部分420。不透射线的部分420任选用作固定元件。 任选还包括另外的固定结构430 (图4C)。在本发明的一示例性实施方 案中，将指示器400用一种可生物相容的涂层涂覆。该涂层任选使指 示器400对肌体呈惰性。在本发明的一示例性实施方案中，指示器400 的植入不5)起免疫和/或免疫响应。图4A中所示的示例性实施方案说明一种螺旋构型。该螺旋构型 在配置在所要求位置之后，任选用于将指示器400固定在体内。在本 发明的一示例性实施方案中，该螺旋特征在于具有一种弹性记忆，使 得其倾向于恢复其螺旋形状。在该图的一示例性实施方案中，将不透射线的部分420成形为 一种螺旋形，且将放射源410集中于指示器400 的一端。在本发明的另一示例性实施方案中，可将放射源410集中在 相对于该螺旋的不同位置或沿该螺旋扩散。在图4C中所示的一示例性实施方案中，说明一种直线型结构。 特征在于具有弹性记忆的人字形细丝430在配置在所要求位置之后， 任选用于在体内固定指示器400。在该图的一示例性实施方案中，将 不透射线的部分420成形为一种直圓筒形，且将放射源410集中于指 示器400的一端。在本发明的另一示例性实施方案中，可将放射源410 集中在相对于该圓筒的不同位置或沿该圓筒扩散。在该图的一示例性实施方案中，放射源410可以是一种在非放射性材料上的放射性涂层。图4B和4D是装载于注射针450内的分别在图4A和4C中所示 的本发明示例性实施方案的所述位置指示器的图示说明。在本发明的 一示例性实施方案中，针450是一种标准的皮下注射针，例如20至 25规格的注射针。图4B说明在针450内将螺旋部分420压缩到扭结的直线构型。 图4D说明在针450内压缩人字形结构的细丝430。 应用从近端480中的弹射力(例如从插入的弹射工具中)引起从末 端口径490中喷出辐射源400。辐射源400的相关部分的弹性记忆引 起该喷射源趋向于复原到相关的未被压缩的构型。在本发明的一示例 性实施方案中，弹射力由弹射工具和/或通过液体流提供。在本发明的一示例性实施方案中，放射源410包含一种生物相容 性胶的微滴，其包含一种所需放射性同位素。该微滴的粘性特性任选 能降低注射后移动或转移的趋势。该粘'性微滴任选为连续性 (contiguous)和/或非分散性的。该微滴还任选包括一种不透射线的材 料。在本发明的该示例性实施方案中，正是辐射源410本身强烈粘附 于周围組织，而无单独物理性固定的益处(例如螺旋420或细丝430)。 在本发明的一示例性实施方案中，可将较大的(2-3 mm直径)生物相容 性胶的微滴，任选包括不透射线材料，通过一狭窄的(23-25规格)针注 射，原因是该胶状物在注射时为液体或凝胶状态。辐射源410任选为 可生物降解的，在8-12周之后开始降低明显程度的完整性。辐射源 410任选被代谢，其中包含的放射性同位素被排出体外。可任选将胶 滴内的放射性同位素颗粒单独用生物相容性物质涂覆，使得当胶状物 降解以及颗粒分散并从体内排出时，它们仍保持生物相容性。任选将 胶滴以液体或半液体状态注射，并在注射后组合成固态物质。在本发 明的 一 示例性实施方案中，可根据特定应用调节每单位体积的放射 量。适用于本发明示例性实施方案的内容中的生物相容性胶可由市售提供，本领域普通技术人员将能够选择适用于所构思的示例性实施方案的适合的胶。生物相容性胶的实例包括，但不限于Omnex (Closure Medical Corporation, Raleigh， NQ禾口 BioGlue (Cryolife, Atlanta, GA)。在本发明的各种示例性实施方案中，所述生物相容性胶状物可以 是一种双组分胶(例如BioGlue, Cryolife， Atlanta, GA; USA)或者在与人 体组织接触后变硬的单组分胶(例如Omnex, Closure Medical Corporation, Raleigh, NC; USA)或施用转化能(例如UV光；热量或超 声)后变硬的胶。在本发明的一示例性实施方案中，以试剂盒形式提供包含含有所 需放射性同位素的生物相容性胶微滴的放射源410，该试剂盒包括注 射工具。当注射胶状物时，注射工具任选与该胶状物成分混合。在本发明的一示例性实施方案中，所述注射工具是一种标注刻度 的透明注射器，使得操作者很容易清楚所注射的胶状物的量。刻度任 选以体积和/或滴径标注。在本发明的一示例性实施方案中，在注射工 具上有一个旋钮、游标或其它机械调节器，可将其置于标注的某一体 积或滴径处，使得当注射工具被激活时，产生适合量的所注射的胶状 物。在本发明的一示例性实施方案中，注射工具在施药器(applicator) 末端包括一种充气球，为将胶珠填充到组织中创造一个空间。所述注 射工具任选运用一种转化能量。 示例性记录装置在本发明的一示例性实施方案中，将传感器150牢固安置在光源 110或患者床之上。根据该示例性实施方案，可在制造、安装中或周 期性进行l次修正步骤，并可将该示踪和辐射系统进行经常彼此的校 准或记录。在本发明的另一示例性实施方案中，将传感器150与辐射治疗系 统分开。根据本发明的这些示例性实施方案，利用目前的位置和定向 测定系统，记录辐照治疗系统的传感器150。目前的位置和定向测定 系统包括^(旦不限于光学、超声、电磁和机械系统。在Business BriefingUS Oncology Review 2006, p44-46中Kupelian和Mahadaven所著的 ";故射疗法中对靶标定位和示踪的实时方法(Realtime Method to Locate and Track Targets in Radiotherapy)"中可发现对用于辐射疗法系 统中校准传感器排列的示例性光学示踪系统的简述。这篇文章全文结 合到本发明中作为参考。本领域普通技术人员应能选择可用的位置和 定位测定系统，并能将其结合到本发明的内容中。 结构的考虑在本发明的一示例性实施方案中，将较小的辐射源410与相对大 的位置指示器400连接。小的辐射源410 (例如0.5 mm-1 mm直径)的 应用任选允许传感器150更准确地测定信号发起的方向。任选地，大 的不透射线部分420在荧光图示成像中容易地显影。在本发明的一示 例性实施方案中，不透射线部分420具有1、 2、 3或4 cm或以下的 长度或者中间值或较长的长度。在本发明的一示例性实施方案中，不 透射线部分420具有与通过20-25规格OD针注射一致的直径。在本发明的一示例性实施方案中，相对大的不透射线部分420用 于固定位置内的较小的辐射源410。不透射线部分420任选包括固体 底物。固定应该具有足够的强度以在至少部分辐射疗法治疗期间，任 选在整个辐射疗法治疗期间预防迁移或移动。在本发明的一示例性实 施方案中，在整个该辐射疗法治疗期间，周期性测定指示器400相对 于靶标130的位置。指示器400相对于靶标130的位置可通过诸如 X-射线、荧光透视法、CT、 MRI或超声测定。在本发明的一示例性 实施方案中，进行相对位置的3D测定。附加或代替由光源400的各种示例性构型提供的物理性固定，可 将至少部分光源用生物粘性材料涂覆。该生物粘性材料用于在所需位 置固定辐射源410的位置。适用于本发明内容的生物粘性剂的实例可 包括但不限于氰基丙烯酸酯基胶粘剂，如Closure Medical Corporation, Raleigh, N. C的Omnex。在本发明的一示例性实施方案中，该生物粘 性剂不引起免疫和/或炎症反应。放射性程度在本发明的一示例性实施方案中，指示器400包括放射源410,其具有300、任选200、任选IOO、任选50、任选25、任选10 juCi或 中间值或更低值的活性。在本发明的一示例性实施方案中，放射源410 发射的辐射量在7日内，任选30日，任选60日，任选90日或更长 或中间的时间内不引起临床上明显的细胞毒性。在美国，对标记作为放射性的lOjuCi放射源没有法定的需求。 10pCi放射源，任选集中在直径约为0.5mm或以下的球体内，每秒提 供3.7xl()S蜕变。该辐射量对于位置传感器150准确测定对于所接受 信号的起源的方向是充足的。在本发明的一示例性实施方案中，植入 位置处辐射源的辐射度在 一 周时期内对位置测定保持足够的高度。 示例性半衰期的考虑在本发明的一示例性实施方案中，辐射源410包括铱(IR192)。铱 的特征在于半衰期为73.8日。根据本发明的示例性实施方案，在放射 源410中包括半衰期为30日、任选50日、任选70日、任选90曰或 以上的同位素或中间值或更低半衰期的同位素。在本发明的一示例性 实施方案中，这些同位素与辐射疗法一致，所述辐射疗法持续4周、 任选6周、任选8周、任选10周、任选12周或更少或中间值或更大 值的周数。对于某些活细胞检查和/或手术操作，例如，其中该操作是一种一 次性操作并在标记物植入后即被列入计划，可使用相对短的半衰期。 示例性半衰期可以从数小时(例如1、 4或20)至数日(例如1、 3或5) 或数周(例如l、 2或3)。还可提供中间值、较短或较长的半衰期。应注意的是对于其中已知靶标是吸收某些放射性药物的肿瘤(或 其它组织)的某些活组织检查和/或手术操作，可将经靶标吸收的注射 的放射性药物用作所迷标记物。 安全性在本发明的一示例性实施方案中，在治疗结束时将位置指示器400留在位置处。辐射源410的辐射任选足够的低和/或包括在辐射源 410中的同位素的半衰期足够的短，使得对患者不存在明显的危险。 在本发明的一示例性实施方案中，指示器400的非放射性部分由生物 相容性材料构成。该生物相容性材料任选是可再吸收的物质。 示例性的位置传感器图5是适用于本发明某些示例性实施方案的定向位置传感器150 的一种示例性实施方案的透^L图(例如如图IA和IB中所示的系统图5说明配置了多种辐射检测器522和在所述多种辐射检测器 522之间散开的多种突出的辐射屏蔽536的传感器150的一种示例性 实施方案。在本发明的一示例性实施方案中，各检测器522的特征在 于518的宽度为2mm， 514的长度为10 cm。在本发明的一示例性实 施方案中，屏蔽536的特征在于535的高度为5 cm和其基底处537 的宽度为4mm。根据该示例性实施方案，将多种辐射检测器522成对构成，各对 具有第一部件521和第二部件523。多种突出辐射屏蔽的各突出辐射 屏蔽536位于成对辐射检测器522的第一部件521和第二部件523之 间。根据该实施方案，传感器元件150能通过对于轴516的一系列旋 转角度532旋转辐射传感器522，使得在辐射检测器522上收到的辐 射源的辐射随旋转角度532旋转。各辐射检测器产生一种输出信号。任选将所有第一元件521的输出信号合计或者另外组合得出第一 种总数，并可将所有第二元件523的输出信号合计得出第二种总数。 在本发明的一示例性实施方案中，通过分析电路计算各总数。假定所 有辐射检测器522都相同，当将传感器直接瞄准到辐射源的质量中心 (靶标旋转角度532)时，第一种总数与第二种总数相等。应用多重屏蔽 536确保笫 一种总数与第二种总数之间的差别随任一方向中旋转角度 532的非常微小的变化而快速增加。作为选择或另外地，整个模块150 的总输出符号表明达到所需旋转角度532所需要的旋转方向。传感器1 50的特征任选在于快速反应时间和/或高度准确度。在本发明的一示例性实施方案中，通过在一定时间内完成收集放射源的Y射线碰撞的算法操作传感器150,然后根据对整个传感器150 的组合总输出信息，确定其中的方向以及将辐射检测器522旋转多少 度以达到所需旋转角度532。任选通过分析电路进行该决定。另外， 可使用一种算法，其相对于每次所检测的碰撞，旋转辐射传感器522 极小的量。示例性的性能数据在PCT/IL2005/000871中可见，该公开 内容结合到本发明中作为参考。 操作考虑图IA和IB中所示的系统100的光源110的辐射可潜在性干"t无传 感器150的定向测定。在本发明的一示例性实施方案中，将系统100进行门控，使得示 踪系统处理器170仅考虑当光源110关闭时所提供的传感器150的输 出。传感器150任选仅在光源110关闭时运行。在本发明的一示例性实施方案中，将传感器150定位，使得它们 不易受到光源110的明显反射和/或散射的辐照。任选将传感器150连 接于(但以一定距离)光源110。在本发明的一示例性实施方案中，光源 110绕患者120旋转和/或在患者的周围3维空间内自由移动。任选一 旦确定了传感器150和光源IIO之间所需相对定位，即可当光源110 移动时，保持所需相对定位。 示例性生物粘性注射工具如上所示，在本发明的某些示例性实施方案中，通过一种注射工 具注射生物粘性剂。图6A和6B说明示例性注射工具以及在注射生物 粘性材料650中的用途。各图说明从头到尾的示例性的事件顺序。在 使用的示例性方法中，插入针600，使得其远端610处于与靶标130 呈已知几何关系的位置之内或之处(图IA或IB)。图6A说明注射工具的一种示例性实施方案，该工具在针600内 包括两个空心管630和640。在该示例性实施方案中，将管630在其远端安装一个膨胀气球620，而将管640在其远端开口。在插入后， 任选将吸针600轻轻收缩，使得管630和640伸展到针600的远端610 之外。然后使气球620膨胀，在靶标130之内或附近的组织中创造一 个洞穴。可以例如用生理上相容的气体(例如氧气、氮气或含氧的混合 物)或流体(例如无菌生理盐水)膨胀气球。根据该示例性实施方案，当 气球620缩小时，可将含有放射性同位素的生物粘性材料650通过管 640同时注射，以填充放气气球620所遗留的空隙。所述放射性同位 素任选分散于生物粘性材料650之内。材料650任选包括一种不透射 线材料。在本发明的一示例性实施方案中，部分硬化的生物粘性剂650 粘附于周围组织。图6B说明注射工具的另一种示例性实施方案，该工具在针600 内使用单一空心管630。该图说明一种从顶端至底部的示例性事件顺 序。在该示例性实施方案中，将管630在其远端安装一个膨胀气球620。 在插入后，任选将吸针600轻轻收缩，使得管630伸展到针600的远 端610之外。然后使气球620膨胀。在该示例性实施方案中，通过用 含有放射性同位素的生物粘性材料650填充气球使之膨胀。所述放射 性同位素任选分散于生物粘性材料650之内。物质650任选包括一种 不透射线材料。任选将加入气球620内的金属丝660加热，任选通过 电流加热。在本发明的一示例性实施方案中，加热金属丝660,熔化 该金属丝附近的至少部分气球620。该熔化任选允许气球620被收缩 进入吸针600之中。在本发明的一示例性实施方案中，部分变硬的生 物粘性剂650粘附于周围组内。 近程放射治疗实施方案在本发明的 一 示例性实施方案中，可使用作为近程放射治疗种子 的含有放射性同位素的生物粘性胶。这种类型种子的特征在于活性比 上述位置指示器400大于10倍，任选100或IOOO倍或以上或者中间 倍数数倍。这种类型的近程^:射治疗种子任选允许在该种子的计量定 位和/或物理形式上具有可变通性。在本发明的一示例性实施方案中，生物粘性胶的近程放射治疗种子的使用允许灵活的计量定位，并具有减少的吸针布置和/或促进细针的使用(例如23-25规格).在本发明的 一示例性实施方案中，生物粘性胶的近程放射治疗种子呈现一种降低 的迁移趋势。 组织移动模型实施方案在本发明的一示例性实施方案中，用植入到体内的放射源410将 治疗光束112瞄准到移动靶标上。在本发明的一示例性实施方案中， 系统100的传感器150示踪沿轨迹运行的发射源410，任选一种循环 重复的轨迹。在本发明的一示例性实施方案中，将轨迹以一系列位点 形式传播给系统处理器180，各位点通过一套位置坐标和暂时指示器 指明。根据本发明的示例性实施方案，可在治疗之前和/或与治疗同时和 /或在光束112的治疗脉沖之间的各间隔过程中，进行示踪。在本发明的一示例性实施方案中，轨迹的釆集可用于对经历重复 运动(例如呼吸或心跳)的靶标130的计划治疗。任选在确定最初的轨 迹后，传感器150为处理器180提供附加的数据，以确定靶标130的 运动继续与最初的轨迹匹配和/或标明耙标130偏离于最初的轨迹。如 果靶标130偏离最初的轨迹，处理器180任选计算一条新的轨迹和/ 或调整一或多个转台146、才莫块114和机械156和/或197和/或调节结 合于或安装在光源110内的动态瞄准仪，使得光束112与靶标130重 叠，而未照射在传感器150上。在本发明的一示例性实施方案中，使用组织移动模型瞄准光束 112的辐射源110。如实施例中所示，更为详细地呈现患者肺中的胂 瘤130的情况。为易于呈现，将如上所述的示例性辐射源410假设性 植入胂瘤130的地理中心处(实际上，可通过一种已知数量和一种已知 定向，将辐射源410和肿瘤130空间分开)。所述示例性患者以每分钟 12次呼吸的平稳频率呼吸(每次呼吸5秒钟)。在本发明的一示例性实施方案中，在开始辐射治疗之前，使用位置传感器150，系统100以有规则的时间间隔，例如O.l、 0.2、 0.5或 1秒间隔或更大间隔或者中间值或更小的间隔，测定斜倚在检查台142 上的患者中辐射源410的一系列位置。系统100任选继续测定位置直 至分析电路(例如处理器180)检测一种重复的模式(pattern)。在本发明的一示例性实施方案中，测定位置的准确度在1-2 mm。 因此，如果一 系列位点与前一 系列位点匹配，其中总的偏移小于2 mm， 任选小于1 mm,则处理器180可确定重复的模式。任选根据2、 3、 5、 10或20或中间值或以上数目的循环重复，可任选确定轨迹。在考虑的假定实例中，所述重复;f莫式是通过各套3D位置坐标确 定的轨迹，各套坐标另外通过时间值确定。 一旦该轨迹确定后，即可 用于瞄准光束112，使得当辐射源410沿该轨迹移动时，其示踪辐射 源410。例如通过调节结合在光源110之内或安装于其上的动态瞄准 仪、调节光源110的角度、调节光源110的位置和移动安置患者的床 142的位置中的一或多项，可完成光束112的瞄准。暂时的改变任选在循环性重复轨迹的周期性中引入例外 (irregularities)。在本发明的一示例性实施方案中，将测定位置的轨迹 和/或呼吸冲莫式框并(bmned)。框并法(binning)可允许处理器180寻找第 二种^^莫式(例如1次长循环后的两个短循环)或漂移(例如每14次呼吸y 坐标增加1 MM)。 沿轨迹瞄准在本发明的一示例性实施方案中，在光束112运行中调节检查台 142和/或光源110,使得光束112跟随靶标130的轨迹。在本发明的 一示例性实施方案中，根据所记录的彼此间和/或相对于固定坐标系统 的转台146中心的已知位置和旋转组件114的旋转轴的已知位置，系 统处理器180进行示踪计算。还根据彼此间和/或相对于固定坐标系 统，记录传感器150的位置和所有系统元件的移动。 一旦辐射源410 的定位确定，还可登记相对于传感器150和/或相对于固定的坐标系统 的位置。在本发明的一示例性实施方案中，根据彼此间和根据光束112的发射源110所记录的各系统元件允许系统处理器180准确将光束112 瞄准到靶标130和/或调节传感器150的位置，使得光束112不照射 到它们之上。任选经光束112和经传感器150示踪靶标130同时进行，任选几 乎同时进行。在本发明的一示例性实施方案中，应用暂时门控，使得 光束112和传感器150交替运行。当门控间隔降低时，共同操作的光 束112和传感器150接近同时进行。传感器150任选在治疗期间验证耙标130相对于其轨迹的位置。 如果靶标130偏离最初的轨迹，任选以计算机计算修正轨迹。在本发 明的一示例性实施方案中，处理器180接收治疗过程中与靶标130有 关的当前位置信息，根据当前的位置信息调整轨迹以产生校准的轨 迹，并根据修正的轨迹瞄准光束112。在上述假定的实例中，所述治疗方案需要40秒的辐照时间传递 至胂瘤。在本发明的一示例性实施方案中，测定最初的轨迹之后，利用最 初轨迹，将一种单次10秒脉冲辐射传递到光源110的肿瘤中。在该 脉冲结束时，将位置传感器150激活并向处理器180传递一系列暂时 确定的定位。在继续下一个10秒脉冲的治疗传递之前，处理器180 检查和/或再测定和/或修正该轨迹。在本发明的一示例性实施方案中，在测定最初的轨迹之后，利用 最初的轨迹，将从光源IIO发射的1秒脉冲的辐射传递到胂瘤上。在 脉冲结束时，激活位置传感器150,然后传递给处理器180—种暂时 确定的定位。处理器180对照最初轨迹校验当前定位，并计算修正后 的轨迹，如果必要在进行下一次1秒脉沖之前进行。在本发明的一示例性实施方案中，当光源110运行时，位置传感 器150运行。传感器150为处理器180提供输出信号，需要时，处理 器180连续修正轨迹并保持光束112锁定耙标130。暂时门控在本发明的一示例性实施方案中，将轨迹用于暂时性门控光源 110,使得光束仅在靶标处于光束路径时运行。在该考虑的假定的实例中，光源可能在5秒中的1秒的周期状态下运行，该运行出现在5 秒呼吸周期的2秒和3秒之间。示踪的准确度任选与轨迹测定期间获得3D位置坐标的频率、所 测定的轨迹中各点之间的距离以及验证和/或调节轨迹的频率中的一 项或多项相关。在本发明的一示例性实施方案中，通过降低所确定的轨迹中各点 之间的距离和/或通过增加所验证和/或调节的轨迹的频率，增加示踪 的准确度。在本发明的一示例性实施方案中，将光源110和位置传感器150 进行暂时门控，使得它们不同时运行。暂时门控任选降低由光源110 照射在位置传感器150上的辐射引起的干扰。还可将上述示踪靶标的移动的原理用于图正所述的工具指导中。 例如，如果将活组织检查吸针的插入定时以考虑呼吸周期引起的肺瘤 的移动，则通过工具198对腹部中的肿瘤的活组织检查可以更为有效。任选为用户实时(例如在0.1Hz、 lHz、 10Hz或更快)提供有关耙 标的移动和轨迹信息，使得可仅仅在靶标处于吸针路径过程中靶标的 部分活动周期期间，将吸针选择性地沿其路径推进到靶标处。用户任选使用这种实时信息来鉴定适当吸针插入草巴标路径，所述 插入需在屏住呼吸过程中使运动暂停时进行。任选使用与工具有关的 光和声频声音(例如散发)，使用户注意到运动的停止。可将类似的原理应用到经历循环的身体中的其它部位，例如对于 心脏需考虑循环运动的幅度和/或周期。图7说明作为一种时间函数的示例性的轨迹720。使表明光束路 径112的虚线矩形710在轨迹720上重叠。在该图中，清楚地给出一 种一维轨迹。但是，根据本发明的示例性实施方案，测定一、二或三维的轨迹720,并将其用于处理器170和/或180进行的计算中。如该光的矩形所示，当轨迹720将辐射源410带到光束112的路径710之外时，出现位置测定212。在本发明的一示例性实施方案中，光束112在这些时间期间关闭。光束112的关闭降低与位置测定212的干扰和/或降低对耙标130之外的组织的照射。深色矩形216表示当落于光束路径710中时，将细胞毒性光束112用于靶标130上。虽然所提出的实施例假定放射源410和靶标130被协同定位，但根据从靶标130的已知移位处的辐射源410，可创建暂时门控的轨迹分析，前提是辐射源410和靶标130的相对位置在整个轨迹中没有明显变化。通论虽然以上所述的内容主要涉及将治疗光束照射到靶标的示例性 实施方案，但本发明的另一示例性实施方案以类似的方式使用一种引 导的切除术和切除工具。在本发明的一示例性实施方案中，根据上述 测定的位置坐标，瞄准光束(例如激光光束)。该光束指示外科医生应 该打开进行手工切除的位置。在本发明的一示例性实施方案中，该工 具也是一种成像，例如超声探针。在本发明的一示例性实施方案中，当不使用时和/或当光束112 运行时，处理器180运行移位机械156使得从治疗区域移出位置传感 器150。这任选降低了通过光束112的处理的干扰和/或降低了入口成 像的干扰和/或降低了散射。在本发明的一示例性实施方案中，位置传感器150通过处理器 170和/或180自动定位，使得他们可最准确地测定^:射源410的位 置，而不干扰光源IIO散发的光束112。任选将LINAC 110和检查台各自独立旋转30、45或90度或以下 或者度数的中间值或更大值(例如通过转台146和/或旋转组件114)。 在本发明的一示例性实施方案中，给予系统100提供有关检查台142的角度和LINAC 110的角度的信息。任选将该角度信息用于对位置传 感器150的适当定位的计算中，使得不处于LINAC 110散发的光束路 径112之内。任选由系统100的用户预先提供角度信息。角度信息的 提供可例如来源于直接与LINAC 110相连的处理器180或通过测定得到。在本发明的一示例性实施方案中，放射源410位置测定的准确度 为±5、 ±2、 士lmm或更小或更大或中间准确度。随着各位置准确度 的增加，计算机化轨迹的准确性和实用性也将增加。准确的轨迹的测 定促进处理器180在将光束112准确瞄准耙标130和/或调整光束112 的路径外传感器150位置中的有效功能。在本发明的一示例性实施方案中，数秒内测定位置的准确度在1 -2 mm。这种快速准确的位置测定任选依赖于一或多种低活性放射源 410、 WO 2006/016368和US临时申请号60/773,930中所述的一或多 种校准的传感器以及WO 2006/016368中所述的微分传感器概念。在 本发明的一示例性实施方案中，该准确度是示踪体积的平均准确度。 作为选择或另外地，作为选择或另外地，所述准确度为一种代表性的 准确度。作为选择或另外地，所述准确度为体积的最差准确度。在本发明的某些示例性实施方案中，各传感器150仅能测定一个 轴的事实使得容许使用条板瞄准仪(slat collimators),其促成位置测定 的加速和/或准确。系统100和/或传感器150和/或处理器170和/或处理器180可依 赖执行各种命令和分析和翻译各种输入数据。任何这些命令、分析和 翻译可通过本发明各实施方案的软件、硬件和固件完成。在本发明的 一示例性实施方案中，机器可读介质包含对彼此两种独立位置坐标系 统的记录的指令。在本发明的一示例性实施方案中，处理器170和/ 或处理器180执行对彼此相互参照的两种独立位置坐标系统的记录的 指令。本文所用的词"电路"应将其解释为可能的最广泛含义，使得其包括简单的电路以及复杂的电子装置(例如Pentium或Celeron处理机) 以及机械电路。所用的词"配置的，，可表示"运行软件，，或者可表示 机械构型。在本申请的说明书和权利要求书中，用各动词"包含"、"包括" 和"具有"以及其任何结合形式表明，动词的目标不一定是动词的主 语所列举的全部成员、组分、元素以及部分。采用通过实例方式提供的实施方案的详细说明，已对本发明进行 描述，但并不意欲一定限制本发明的范围。特别是，数值可高于或低 于以上提出的数据范围，但仍处于本发明范围之内。所述的实施方案 包含不同的特征，并非所有这些都是本发明的全部实施方案所需。本 发明的某些实施方案仅利用某些特征或者所述各特征的可能组合。作 为选择性的或者另外，以单个单元形式描述/描写的本发明的各部分可 存在于两个或更多个单独的物理实体中，其发挥与所描述/描写的功能 一致的作用。作为选择性的或者另外，以两个或更多个单独的物理实 体形式描述/描写的本发明的各部分可被整合于单个物理实体中，以发 挥所描述/描写的功能。可以以所有可能的组合形式，将各种所描述的 本发明的实施方案以及包含在所描述的实施方案中所注释的各特征 不同组合的本发明实施方案组合，包括但不限于利用任何其它实施方 案内容中一实施方案内容所描述的特征。提供的各章标题为易于浏览 之用，并不应构成该章节内容的限定。本发明的范围仅受限于下面的 权利要求书。在该文件中摘引的所有出版物和/或专利和/或产品说明书均全部 结合到本发明中作为参考，其程度如同各自单独结合到本发明中作为 参考一样。
权利要求
1.一种将治疗光束瞄准带有植入的放射性发射源的患者的方法，所述发射源位于与靶向组织具有几何关系的位置上，该方法包括(a)提供带有植入其内的放射性发射源的患者；(b)使用至少一种放射性检测位置传感器测定该发射源位置的至少一种指标；和(c)使治疗光束自动瞄准基于所述至少一种位置指标的所述靶标。
2. 权利要求l的方法，其中所述几何关系在所述植入前已知。
3. 权利要求l的方法，其中所述几何关系在所述植入后利用成像 确定。
4. 权利要求1或2的方法，其中自动瞄准包括当至少一种所述靶 标和所述光束移动时，维持该目标。
5. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述被测定的位置是与传 感器相关的位置。
6. 前述权利要求中任一项的方法，其中测定至少一种位置指标包 括测定方向。
7. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述位置传感器产生方向 信号。
8. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述位置以三维测定。
9. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述发射源的特征在于具 有在7日时期内不引起临床上明显细胞毒性的活性。
10. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述发射源附接于或与 组织固定元件整合形成，所述固定元件适合维持该几何关系中的所迷 发射源。
11. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述发射源包括可生物 相容的外表面。
12. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述发射源位置的测定误差不大于2 mm。
13. 前述权利要求中任一项的方法，其中所述发射源位置的测定 误差不大于1 mm。
14. 前述权利要求中任一项的方法，其中测定至少一种位置指标 包括测定受生理运动循环影响的 一 系列位置指标。
15. 权利要求14的方法，其中所述循环包括呼吸。
16. 前述权利要求中任一项的方法，其中测定至少一种位置指标 包括提供一 系列暂时确定的限定轨迹的位置。
17. 前述权利要求中任一项的方法，其包括记录所述传感器所用 的第一种位置坐标系统和光束瞄准装置所用的第二种位置坐标系统， 这两种坐标系统相互参照。
18. 前述权利要求中任一项的方法，其还包括(d)利用该光束，以治疗剂量的辐射照射所述靶标。
19. 权利要求18的方法，其包括交替进行(c)和(d)。
20. 权利要求18或19的方法，其包括定位至少一种所述位置 传感器和所述光束，以使该光束发射的和照射到该传感器上的辐照量 不明显影响该传感器测定所迷发射源的位置的能力。
21. 前述权利要求中任一项的方法，其中(c)包括将所述靶标移动 到所需位置。
22. 前述权利要求中任一项的方法，其中(c)包括将所述治疗光束 移动到所需位置。
23. 前述权利要求中任一项的方法，其中(c)包括对所述治疗光束 进行角度调整。
24. 前述权利要求中任一项的方法，其包括使用机械支架将所述 患者连接到所述至少 一种》t射性检测位置传感器上。
25. 前述权利要求中任一项的方法，其中(c)包括将所述光束瞄准 错过的所述传感器或者将该传感器移到该光束路径之外中的至少一种。
26. 权利要求25的方法，其包括预测定至少一个位置传感器的运动，以避免所述光束的照射。
27. 权利要求26的方法，其包括选择所述至少一种传感器的位 置，考虑所述靶标的所需疗法、为避免所述光束所设计的位置。
28. 权利要求26或27的方法，其包括采用适用于接受所述患者 的患者床的角度，以及采用所述光束的角度以测定该光束和所述至少 一种传感器之间的所期望的相互作用。
29. —种治疗系统，该系统包括(a) 位置传感模块，其能够根据所述发射源的放射性发射测定至 少 一种可植入放射源的位置的指标，并能根据对测定的响应提供位置 输出信号；(b) 控制电路，其被配置来接收位置输出信号、根据该信号计算 准线修正值以及为光束-靶标校准装置提供所述修正；(c) 光源；和(d) 光束-靶标校准装置，其被配置来根据所述修正校直所述光束 源和所述l巴标。
30. 权利要求29的系统，其中所述靶标位置以三维限定。
31. 权利要求29或30的系统，其中配置的所迷校准装置根据所 需治疗作用进行^f交正。
32. 权利要求29-31中任一项的系统，其中配置的所述校准装置 根据所需安全作用进行校正。
33. 权利要求29-32中任一项的系统，其中配置的所述校准装置 根据所述模块和光束之间所要求缺乏的交感影响进行校正。
34. 权利要求29-33中任一项的治疗系统，其中所述传感才莫块能 够在小于1秒之内测定位置指标，且准确度大于5 mm，发射源的特 征在于具有在7日时期内不引起临床上明显细胞毒性的活性。
35. 权利要求34的治疗系统，其中所述活性在l |aa-300 pCi范围内。
36. 权利要求35的治疗系统，其中所述活性在l pCi-100 fxCi范围内。
37. 权利要求29-36中任一项的治疗系统，其中位置传感;f莫块应 用至少一种使用至少一种辐射屏蔽的位置传感器。
38. 权利要求37的治疗系统，其中位置传感器使用一种瞄准仪。
39. 权利要求29-38中任一项的治疗系统，其中位置传感器使用 一种分化射线检测器。
40. 权利要求29-39中任一项的治疗系统，其中位置传感器使用 一种带有角度敏感性的旋转辐射传感器。
41. 权利要求29-40中任一项的治疗系统，其中靶向位置计算的 误差不超过2 mtn。
42. 权利要求41的治疗系统，其中靶向位置计算的误差不超过1mm。
43. 权利要求29-42中任一项的治疗系统，其中配置的所述控制 电路用于记录所述传感器所用的第一种位置坐标系统和光束瞄准装 置所用的第二种位置坐标系统，这两种坐标系统相互参照。
44. 权利要求29-43中任一项的治疗系统，其配置用于在位置传 感和患者照射之间交替。
45. 权利要求29-44中任一项的治疗系统，其配置用于忽略当所 述光束运行时产生的位置输出信号。
46. 权利要求29-45中任一项的治疗系统，其配置用于阻止当所 述光束运行时该位置传感模块的活动。
47. 权利要求29-46中任一项的治疗系统，其中所述位置传感器 的定位使得从所述光束发出的和照射到该传感器上的辐照量不明显 影响该传感器测定所述发射源的位置的能力。
48. 权利要求29-47中任一项的治疗系统，其中所述光束-靶标校 准装置被配置为根据对该靶标坐标的响应，将该靶标移动到所需位置。
49. 权利要求29-48中任一项的治疗系统，其中所述光束-耙标校 准装置被配置为将所述治疗光束移动到所需位置。
50. 权利要求29-49中任一项的治疗系统，其中所述光束-耙标校 准装置被配置为使所述治疗光束经受角度调整。
51. 权利要求29-50中任一项的治疗系统，其中控制电路适于提 供作为限定轨迹的 一 系列暂时确定的各组坐标的修正。
52. 权利要求29-51中任一项的治疗系统，其中位置传感模块的 位置传感器在适合治疗过程中安放患者的患者支架内提供。
53. 权利要求29-52中任一项的治疗系统，其包括通过移动所述 传感器和所述屏蔽中的至少一种，使至少一种辐射屏蔽适合屏蔽该传 感器以避免辐射。
54. 权利要求52或53的系统，其中所述患者支架为可转动的。
55. 权利要求52-54中任一项的系统，其中所述传感^f莫块适于在 所述支架内移动。
56. 权利要求29-55中任一项的治疗系统，其包括传感器移动装 置，当光束源运行时，其适合定位光路外位置传感模块的至少一个传 感器。
57. —种瞄准治疗光束的方法，该方法包括(a) 将放射性发射源植入到患者体内的与耙组织具有几何关系的 位置上；(b) 使用至少一种放射性检测位置传感器检测该发射源；和(c) 使治疗光束自动瞄准基于检测的所述靶标。
58. —种治疗控制系统，该系统包括(a) 位置传感模块，其被配置为根据该发射源的放射性发射来测 定可植入放射源位置的至少一个指标，并能根据测定响应提供位置输 出信号；和(b) 控制电路，其被配置来接收位置输出信号，以及根据位置输出信号计算和输出至少一种目标坐标和将指令瞄准输出通道的工具。
全文摘要
一种将治疗光束瞄准带有植入的放射性放射源的患者的方法，所述放射源位于与靶向组织具有几何关系的位置上，该方法包括(a)提供带有植入其内的放射性放射源的患者；(b)使用至少一种放射性检测位置传感器测定该放射源位置的至少一种指标；和(c)使治疗光束自动瞄准基于所述至少一种位置指标的所述靶标。
文档编号A61N5/10GK101282760SQ200680037432
公开日2008年10月8日 申请日期2006年8月10日 优先权日2005年8月11日
发明者D·M·纽斯塔德特, G·科恩布劳 申请人:纳沃特克医药有限公司