校准装置的制造方法_4

文档序号:8515307阅读:来源:国知局
,所述导丝具有形成跟踪设备的电磁感测元件。在步骤104中,由识别单元70识别第一图像中的导管12的端部和跟踪设备16的端部,并且空间关系确定单元71基于在第一图像中识别出的对应元件来确定跟踪设备16的端部与导管12的端部之间的距离X10因此,例如可以存在电磁感测元件的导丝端部与导管端部之间的距离X1被计算出来。在步骤105中,跟踪设备16被从导管12移除,在步骤106中,将具有导航元件47的虚拟辐射源46在装置的几何结构允许的情况下尽可能远地插入到导管12中。虚拟辐射源46具有与在近距离放射治疗中使用的实际辐射源的尺寸相同的尺寸。然后,在步骤107中,通过使用X射线成像系统50来生成导管12的第二 X射线图像,其中,在步骤108中,在第二 X射线图像中识别导管12的端部和导管12内虚拟辐射源46的最远位置,并且由空间关系确定单元71使用导管12的端部和所述最远位置来确定虚拟辐射源46的中心与导管12的端部之间的距离\。在步骤109中,利用距离&和乂2来计算跟踪设备16的端部(具体为导丝16的端部48)与虚拟辐射源46 (具体为虚拟辐射源46的中心)之间的距离X3。
[0086]虽然在以上参考图7描述的校准方法的实施例中示出了步骤的某一顺序,但步骤的顺序可以是不同的。比如,首先可以生成分别示出具有跟踪设备的导管端部和具有虚拟辐射源的导管端部的第一图像和第二图像,其中,接着各自的元件可以在两个图像中都被识别出并用于确定距离XjP X2以及最终的X 3。因此,比如步骤102、103和105至107可以在步骤104、108和109之前执行。
[0087]可以在近距离放射治疗系统I或近距离放射治疗系统I的部分第一次被使用之前执行步骤101至109,以对近距离放射治疗系统I进行初始校准。校准方法可以包括其他步骤,所述其他步骤在近距离放射治疗系统I已经被使用过若干次之后执行,以执行质量保证过程。将参考图8中示出的流程图来在下文中描述可以被实施以执行对应的质量保证过程的校准方法的优选的对应步骤。
[0088]在步骤110中,在跟踪设备16已经引入到各自的导管12之后,通过使用TRUS探头40和超声控制单元42来生成超声图像。在步骤111中,各自的导管12的端部被描绘在由TRUS探头40和超声控制单元42提供的超声图像上。可以由识别单元70来执行这种描绘。在步骤112中,从跟踪设备位置提供单元6获得跟踪设备16端部的最远位置(即在该实施例中的各自的导管端部的EM-报告位置)。如果存在若干导管12,则针对每个导管确定这些位置,其中,如果只存在单个跟踪设备16,则跟踪设备16可以被依次插入到不同导管12中,以便确定在不同导管12中跟踪设备16的端部的最远位置。在步骤113中,针对每个导管12来使在步骤111和112中所确定的位置关联,以便于针对各自的导管端部与各自的导管内跟踪设备的最远位置之间的距离来确定估计值X’ !O对估计值X’ i的这种确定可以由空间关系确定单元71来执行。在步骤114中,确定估计值X’工是否与在上述步骤104中计算出的距离X1相差超过预定阈值,其中,如果差大于阈值,则方法继续至步骤115。否贝1J,方法在步骤116中结束。在步骤115中,估计值X’ 1与在步骤108中确定的距离X2—起被用于确定经更新的距离X3。
[0089]为了执行该质量保证过程,可以使用TRUS兼容并且兼容于所使用的跟踪技术(具体地为EM跟踪)的体模。如果校准设备55是TRUS兼容并且兼容于各自的跟踪技术的,则以上参考图5描述的校准设备55还可以被用于质量保证过程。此外,也可以在导管已经被插入到人体2中之后执行质量保证过程,即质量保证过程可以在程序内执行。
[0090]还可以以另一顺序来执行以上参考图8描述的步骤。比如,步骤112可以在步骤110和111之前执行。
[0091]执行以上参考图7和图8描述的校准方法所需要的单元可以集成到如图1所示的近距离放射治疗系统I中,或者它们可以形成被连接到近距离放射治疗系统以将所确定的空间关系与近距离放射治疗系统联系的单独的装置。在图9中示意性且示范性地示出了对应的校准装置80。
[0092]校准装置80包括图像提供单元8,图像提供单元8用于提供分别示出具有跟踪设备的各自的端部的各自的导管端部以及具有虚拟辐射源的各自的导管端部的第一图像和第二图像。在该实施例中,图像提供单元8是用于从图像生成系统(如X射线成像系统50)接收第一图像和第二图像的接收单元,其中,图像提供单元8适于提供接收到的第一图像和第二图像。
[0093]校准装置80还包括类似于以上参考图1描述的对应单元的识别单元70、空间关系确定单元71和长度确定单元45。此外,校准装置80包括超声图像提供单元81和跟踪设备位置提供单元82。两个单元都是用于接收各自的信息,即超声图像和跟踪设备的最远位置的接收单元,其中,超声图像提供单元81适于提供接收到的超声图像,并且其中,跟踪设备位置提供单元82适于提供接收到的最远跟踪设备位置。超声图像提供单元81适于提供用于执行上述质量保证过程的超声图像。
[0094]校准装置80还能够包括显示器30。显示器30能够显示例如图像、位置和距离。
[0095]在下文中,治疗计划确定方法的实施例将参考图10所示的流程图进行描述。
[0096]在步骤201中,初始TRUS图像由TRUS探头40和超声控制单元42生成,其中,生成的图像示出人体2内的靶区域11。此外,模板19被邻近人体2放置,使得导管12可以在超声引导下通过模板19中的开口 29被引入到人体2的靶区域11中。在步骤202中,跟踪设备16被引入到已经被插入的导管12中的一个中,其中,在对跟踪设备16的这种引入期间,跟踪设备16的端部沿各自的导管12内的不同位置移动,并且在不同位置处的跟踪设备16的端部的位置被确定。此外,当跟踪设备16到达各自的导管12内的最远位置时,该位置也被确定。在步骤203中,这些位置被用于确定人体2内的各自的导管12的姿态和形状。例如,沿描述各自的导管12的姿态和形状的线布置的所确定的位置可以直接限定各自的导管的姿态和形状,使得采集到的跟踪设备16的所确定的位置的顺序可以直接被看做各自的导管12的所确定的姿态和形状。步骤202和203针对被插入到人体2中的每个导管12执行,以便于针对每个导管12确定在人体2内的姿态和形状。
[0097]在步骤204中,由靶区域姿态和形状提供单元提供人体2内待处置的靶区域11的姿态和形状。具体而言,TRUS图像被用于通过对TRUS图像应用例如分割算法来确定靶区域11的姿态和形状。在步骤205中,处置计划基于导管12的姿态和形状、靶区域11的姿态和形状、各自的导管12内跟踪设备16的最远位置、以及在初始校准过程中确定的距离X3而被确定,其中,该距离X3可以在稍后的质量保证过程中已经被更新。所确定的处置计划可以由近距离放射治疗系统I使用,以根据处置计划在导管12内移动辐射源。
[0098]以上参考例如图1描述的跟踪设备位置提供单元6、引入设备姿态和形状确定单元44、靶区域姿态和形状提供单元43和处置计划确定单元39可以被视为形成用于确定用于近距离放射治疗的处置计划的处置确定装置,所述处置装置与近距离放射治疗系统集成。在其他实施例中,处置计划确定装置还可以是用于确定用于近距离放射治疗的处置计划的单独装置,其中,所确定的处置计划被转移到近距离放射治疗系统,以根据处置计划来执行近距离放射治疗。图11中示意性且示范性地示出了这样的单独处置计划确定装置。
[0099]处置计划确定装置84包括用于提供各自的导管12内跟踪设备16的位置的跟踪设备位置提供单元83,其中,所述位置沿各自的导管12的长度来确定。跟踪位置提供单元83还适于提供各自的导管12内跟踪设备16的最远位置。在该实施例中,跟踪设备位置提供单元83适于接收跟踪设备16的跟踪位置,并且适于提供这些接收到的跟踪位置。处置计划确定装置84还包括如以上参考图1描述的引入设备姿态和形状确定单元44、靶区域姿态和形状提供单元43和处置计划确定单元39。此外,处置计划确定装置84还包括用于显示例如所提供的位置、姿态和形状的显示器30。
[0100]近距离放射治疗优选地适于执行癌症治疗形式的HDR近距离放射治疗,所述HDR近距离放射治疗采用在几分钟的数量级的很短的时间段上直接在所述靶上或靠近所述靶递送的高剂量电离辐射。由于涉及高剂量递送率,错误的裕度最小化。因此重要的是不仅能够发展准确的处置计划,而且还能够根据所发展的处置计划来准确地递送辐射。为了获得准确的处置计划和对应的准确的近距离放射治疗过程,近距离放射治疗系统优选地适于提供用于实现例如对近距离放射治疗规划和递送中的EM跟踪技术的无缝使用的空间配准。
[0101]具体而言,近距离放射治疗系统优选地适于提供基于图像的技术,以使导管的端部的位置、各自的导管内的EM追踪器的最远可到达位置和各自的导管内的虚拟辐射源的最远可到达位置相关,其中,射线照相成像技术优选地被用于确定这些位置。当计算和运行处置计划时,优选地确定并考虑这些量中的每个之间的空间偏移。当设备被第一次部署时,优选地初始计算这些空间偏移。对空间偏移的这些测量结果和确定因此也可以被视为是基准测量结果或调试测量结果。近距离放射治疗系统还优选地适于周期性地执行质量保证过程,在执行质量保证过程期间,可以根据需要来重新计算偏移并且将偏移基准测量结果或调试测量结果进行比较。
[0102]为了执行质量保证过程,优选地对TRUS-估计的导管端部和EM-估计的导管端部(即跟踪设备的端部的最远位置)之间的空间关系进行量化,以在IM-TRUS临床工作流中使用。
[0103]以上参考图1描述的近距离放射治疗系统优选地适于执行HDR近距离放射治疗。然而,在其他实施例中,近距离放射治疗系统还可以适于执行其他种类的近距离放射治疗。此外,在上述实施例中,近距离放射治疗系统适于处置人的前列腺。在其他实施例中,近距离放射治疗系统可以适于处置如其他器官的活体目标的其他部分。
[0104]虽然在上述实施例中,TRUS成像已经被用于在整个近距离放射治疗过程期间的不同目的,例如,用于引导对导管的插入、用于执行质量保证过程等,但其他成像技术也可以被用于这些目的。例如,可以使用其他种类的超声成像、计算机断层摄影成像等。
[0105]虽然在上述实施例中,基于射线照相的校准过程仅最初在各自的设备被第一次使用之前被确定,但在其他实施例中,该过程可以以周期性间隔重复地执行,以便更新初始校准过程的结果。
[0106]虽然在上述实施例中,用于将影响元件引入到目标中的系统是近距离放射治疗系统,其中,影响元件适于影响目标内的靶区域并且是辐射源,并且其中,影响计划是近距离放射治疗处置计划,但在其他实施例中,系统还可以适于将其他种类的影响元件引入到目标中。比如,系统可以适于使用工作通道来执行另一介入过程,如EM跟踪设备或FOSSL跟踪设备的跟踪设备最初被插入到所述工作通道中来确定所述工作通道的姿态和形状,其中,可以被认为是如支架、消融针等的治疗递送设备的影响元件接着可以被插入到工作通道中以递送治疗。
[0107]本领域技术人员通过研宄附图、公开
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