校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于校准用于将影响元件引入到目标中的系统的校准装置、校准方法和校准计算机程序，其中，所述影响元件适于影响目标内的靶区域。本发明具体涉及用于校准近距离放射治疗系统的校准装置、校准方法和校准计算机程序。本发明还涉及用于确定用于影响目标内的靶区域的影响计划的影响计划确定装置、影响计划确定方法和影响计划确定计算机程序。所述影响计划优选地是用于近距离放射治疗过程的处置计划。
【背景技术】
[0002]在临床高剂量率(HDR)近距离放射治疗过程期间，导管被插入到人体内的靶区域中，其中，通过插入的导管，辐射源根据限定驻留时间和驻留位置的处置计划而被引入到靶区域中，以处置靶区域。处置计划尤其基于插入的导管的三维姿态和形状而被提前确定，其中，为了确定人体内的导管的三维姿态和形状，用户依次将导丝引入到导管中，而各自的导管内导丝的端部的位置被电磁跟踪。因此，处置计划，特别是驻留位置，是尤其基于导丝端部的电磁跟踪位置来确定的。基于各自的导管内的导丝的端部的位置来确定处置计划并且还尤其基于导管端部的电磁跟踪位置来递送处置可能是不准确的，由此降低了近距离放射治疗的质量。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的是提供用于校准用于将影响元件引入到目标中的系统的校准装置、校准方法和校准计算机程序，其中，所述影响元件适于影响所述目标内的靶区域，其允许对所述靶区域的更准确的影响。本发明还涉及允许对更准确的影响计划的确定的影响计划确定装置、影响计划确定方法和影响计划确定计算机程序。
[0004]在本发明的第一方面中，提出一种用于校准用于将影响元件引入到目标中的系统的校准装置，其中，所述影响元件适于影响所述目标内的靶区域，并且其中，所述校准装置包括:
[0005]-图像提供单元，其用于提供示出略长的引入设备和跟踪设备的第一图像和示出所述引入设备和校准元件的第二图像，所述略长的引入设备适于被插入到所述目标中以将所述影响元件引入到所述目标中，所述跟踪设备适于跟踪所述引入设备并且适于被尽可能远地插入到所述引入设备中，所述校准元件具有与所述影响元件相同的尺寸并且适于被尽可能远地插入到所述引入设备中。
[0006]-识别单元，其用于识别所述第一图像和所述第二图像中的所述引入设备的端部、所述跟踪设备和所述校准设备，
[0007]-空间关系确定单元，其用于根据所述第一图像和所述第二图像来确定所述跟踪设备与所述校准元件之间的空间关系，在所述第一图像和所述第二图像中，所述引入设备的所述端部、所述跟踪设备和所述校准元件已经被识别。
[0008]如果恰好在所述影响元件被插入到所述引入设备中之前，所述跟踪设备被尽可能远地插入到所述引入设备中，并且如果所述跟踪设备在对应的最远位置处的位置被确定，则所述跟踪设备的这种确定的最远位置可以与所述跟踪设备与所述校准元件之间的所述空间关系一起被用于确定影响计划并且用于根据已确定的影响计划来引入所述影响元件，所述空间关系已经由所述校准装置在校准步骤中提前确定。比如，所述引入设备的所述端部的位置与所述跟踪设备的最远位置之间的距离以及所述引入设备的所述端部的位置与通过使用所述校准装置在之前的校准步骤中确定的所述校准元件的最远位置之间的另一距离可以被用于确定所述跟踪设备的所述最远位置与所述引入设备内的所述影响元件的最远可能位置之间的距离，其中，该距离可以被用于基于所述引入设备内的所述跟踪设备的实际确定的最远位置来确定所述引入设备内的所述影响元件的所述最远可能位置。所述引入设备内的所述影响元件的这种最远可能位置可以被用于更准确地确定所述影响计划并且用于根据所述影响计划更准确地定位所述影响元件，所述影响计划允许对所述靶区域的经改进的影响。
[0009]所述影响元件优选地是用于执行近距离放射治疗的辐射源。对应地，所述校准装置优选地是用于校准近距离放射治疗系统的近距离放射治疗校准装置。此外，所述校准元件优选地是虚拟辐射源，所述虚拟辐射源具有与用于执行所述近距离放射治疗的所述辐射源相同的尺寸。所述图像提供单元优选地适于提供作为所述第一图像和所述第二图像的放射照相图像，即X射线图像，并且所述跟踪设备优选地是电磁(EM)跟踪设备或光纤形状感测和定位(FOSSL)跟踪设备。
[0010]所述图像提供单元还可以适于提供其他种类的第一图像和第二图像，如超声图像、计算机断层摄影图像等。所述目标优选地是如人或动物的活体目标，其中，所述靶区域可以是待处置的区域。所述影响计划因此优选地是用于处置所述活体目标中的所述靶区域的处置计划。比如，所述靶区域是人体的前列腺或前列腺的部分。
[0011]所述图像提供单元优选地是存储单元，所述第一图像和所述第二图像可以被存储在所述存储单元中，并且这些图像可以被从所述存储单元中检索以提供这些图像。所述图像提供单元还可以是接收单元，所述接收单元用于经由有线或无线数据连接从如X射线成像系统的图像生成系统接收所述图像，其中，所述图像提供单元适于提供接收到的图像。所述图像提供单元还可以是图像生成系统本身。
[0012]优选地，若干引入设备被插入到所述活体目标中，以便于沿不同路径将若干影响元件引入到所述目标中。所述一个或几个引入设备优选地是导管或针。
[0013]所述识别单元优选地适于自动识别所述引入设备的所述端部、所述跟踪设备和所述校准元件，或者适于允许用户识别所述引入设备的所述端部、所述跟踪设备和所述校准元件。为了自动识别这些部件，可以使用已知的分割算法，所述分割算法可以是例如基于阈值处理的。
[0014]在实施例中，所述空间关系确定单元适于根据所述第一图像来确定所述引入设备的所述端部的位置与所述跟踪设备的位置之间的距离、根据所述第二图像来确定所述引入设备的所述端部的位置与所述校准元件的位置之间的距离、并且基于所述引入设备的所述端部的位置与所述跟踪设备的位置之间的所确定的距离、以及所述引入设备的所述端部的位置与所述校准元件的位置之间的距离来确定所述跟踪设备的位置与所述校准元件的位置之间的距离，所述引入设备的所述端部和所述跟踪设备已经在所述第一图像中被识别，并且所述引入设备的所述端部和所述校准元件已经在所述第二图像中被识别。这允许以相对简单的方式来准确地确定所述跟踪设备与所述校准元件之间的所述空间关系，特别是所述跟踪设备的所述端部与所述较准元件之间的所述空间关系。
[0015]所述校准装置还可以包括:超声图像提供单元，其用于提供所述引入设备的所述端部的超声图像；以及跟踪设备位置提供单元，其用于在所述跟踪设备已经被尽可能远地插入到所述引入设备时提供所述跟踪设备的位置，其中，所述识别单元适于识别所述超声图像中所述引入设备的所述端部，并且其中，所述空间关系确定单元适于基于具有识别出的所述引入设备的所述端部和提供的所述跟踪设备的位置的超声图像来更新所述跟踪设备与所述校准元件之间的所述空间关系，尤其是所述引入设备的所述端部与所述跟踪设备之间的偏移。因此，在所述空间关系已经在初始校准步骤中被确定之后，比如，在近距离放射治疗系统或所述近距离放射治疗系统的部分被第一次使用之前，在稍后的质量保证步骤中，在所述初始校准期间确定的所述跟踪设备与和所述校准元件之间的所述空间关系可以基于超声图像而被更新，所述超声图像优选地在实际近距离放射治疗期间被使用。具体地，具有识别出的所述引入设备的所述端部和提供的所述跟踪设备的位置的超声图像可以与在所述初始校准期间确定的所述引入设备的所述端部的位置与所述校准元件的位置之间的所述距离一起被用于更新所述跟踪设备的位置与所述校准元件的位置之间的所述距离。对于所述质量保证步骤，不需要已经被用于执行所述初始校准的成像模态，如X射线成像系统。所述质量保证过程可以对可以导致所述引入设备、所述跟踪设备和/或所述影响元件之间的所述空间关系变化的涉及的设备随时间发生的机械磨损或损耗或其他物理变化负有责任。比如，每次过程、每天、每三个月、每年等周期性地执行所述质量保证过程可以保证所述近距离放射治疗的质量随时间维持在高水平。
[0016]所述超声图像提供单元可以是存储单元，所述超声图像被存储在所述存储单元中并且所述超声图像可以被从所述存储单元中检索以提供所述超声图像。所述超声图像提供单元还可以是接收单元，所述接收单元用于经由有线或无线数据连接从超声图像生成设备接收所述超声图像，其中，所述超声图像提供单元适于提供接收到的超声图像。所述超声图像提供单元还可以是所述超声图像生成设备本身。所述超声图像提供单元优选地适于提供经直肠超声(TRUS)图像。如果一个或几个影响元件将被引入到人体的前列腺中，则使用TRUS图像允许利用靠近所述前列腺的超声换能器来生成超声图像，使得TRUS图像是特别优选的。
[0017]所述超声图像提供单元还可以适于提供其他种类的超声图像，如经腹、经尿道或经会阴的超声图像。
[0018]所述跟踪设备位置提供单元还可以是存储单元，其中，在这种情况下，所述存储单元适于存储跟踪设备位置，并且适于检索存储的跟踪设备位置以提供跟踪设备位置。此外，所述跟踪设备位置提供单元还可以是接收单元，所述接收单元用于经由有线或无线数据连接从跟踪系统接收跟踪设备位置，其中，所述跟踪设备位置提供单元可以适于提供接收到的位置。所述跟踪设备位置提供单元还可以是所述跟踪系统本身。
[0019]进一步优选的是，所述跟踪设备位置提供单元适于提供所述跟踪设备的EM-或FOSSL-跟踪位置。通过使用EM跟踪或FOSSL跟踪来跟踪所述跟踪设备的位置允许以非常高的准确度来确定所述跟踪设备的位置，由此进一步改进对影响计划的确定以及基于所述跟踪设备的位置的影响过程(如近距离放射治疗)的性能。
[0020]在优选的实施例中，所述跟踪设备位置提供单元适于在所述跟踪设备在所述引入设备内被朝向和/或远离所述引入设备内的最远位置移动的同时提供所述跟踪设备的位置，其中，所述校准装置还包括长度确定单元，所述长度确定单元用于基于所提供的位置来确定所述引入设备的长度。因此不必根据例如对所述活体目标之外的所述引入设备的手动测量结果和对所述活体内的所述引入设备的基于超声的测量结果来推断所述引入设备的长度。所述引入设备的长度可以以简单的方式通过使用已经被用于确定所述引入设备的姿态和形状的相同的过程来确定，即不必执行用于确定所述引入设备的长度以及用于确定所述活体目标内所述引入设备的姿态和形状的两个不同的单独过程。
[0021]在本发明的另一方面中，提出了一种用于校准用于将影响元件引入到目标中的系统的校准设备，其中，所述影响元件适于影响所述目标内的靶区域，并且其中，所述校准设备包括具有能在放射照相图像中识别的不透射线的基准点的射线透射的块，以及用于接收所述引入设备的通道，所述引入设备适于被插入到所述目标中以将所述影响元件引入到所述目标中。优选地，所述基准点中的至少一些被平行于所述通道布置。还优选的是，所述块包括具有不同直径的若干通道。所述块还可以包括用于将所述引入设备在所述通道内固定就位的固定单元。此外，所述块可以包括用于跟踪所述块的位置的跟踪传感器。比如，所述追踪传感器是电磁跟踪传感器。在优选的实施例中，所述块是超声兼容的。这还允许将所述校准设备用于基于超声的质量保