伽马源跟踪系统的制作方法
【专利说明】伽马源跟踪系统
[0001]优先权
[0002]本专利申请根据35U.S.C § 120要求2012年10月24日提交的美国临时申请第61/717，896号以及2013年3月14日提交的美国临时申请第61/783，943号的优先权权益，在此通过引用将上述每个美国临时申请整体并入本申请。本专利申请还根据35U.S.C§ 119要求2012年10月24日提交的荷兰专利申请第2009686号的优先权，在此通过引用将上述荷兰专利申请整体并入本申请。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于重构被布置成容纳放射治疗放射源的导管的空间位置的方法。
[0004]本发明还涉及一种使得能够保证近距离放射治疗(brachytherapy)治疗质量的
目.ο
[0005]本发明还进一步涉及一种后装治疗机(afterloader)设备。
【背景技术】
[0006]在临床实践中，近距离放射治疗应用性越来越重要。在近距离放射治疗的治疗过程中，借助于适当的导管，诸如近距离放射治疗敷抹器、间隙针、管道(catheter)等，将通常是伽马发射体的放射源引入到患者的靶体积。可以人工地或使用后装治疗机设备引入放射源。通常，后装治疗机设备用于在预先安置的导管内在给定(短)的时段在患者体内提供一个或多个放射源。在这种情况下，伽马源可以是高剂量率源或低剂量率源。可替换地，可以在患者的靶体积内长时间地(几个小时)或甚至永久停留地(直至完全腐烂)提供源(种子)。这种源可以是低剂量率源。
[0007]当代近距离放射治疗技术的缺点是，所述体积内的实际源位置是间接验证的。具体地，当代近距离放射治疗技术的缺点是，不存在关于导管的空间位置和/或关于导管被插入人体之后的变形的具体信息。
[0008]然而，应当理解的是，间隙针、敷抹器或布置成位于患者的组织内的其它适当的导管可以在施加相当大的力的情况下被引入。其结果是，这些导管可能会意外地变形，与为非变形导管计算的预先计划的轨迹相比，这将不可避免地改变患者体内的放射源的轨迹。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种实时地准确地重构用于近距离放射治疗的导管的实际空间位置的方法。本发明的另一目的是提供一种为导管和源的已建立的实际位置实时地重新计算剂量输送计划的方法。
[0010]为此目的，一种用于重构布置成容纳放射治疗放射源的导管的空间位置的方法，所述方法包括:
[0011]-在导管内移位发射辐射的对象，
[0012]-检测所述辐射；
[0013]-一旦检测到所述辐射就产生数据；
[0014]-基于所述数据重构导管的空间位置。
[0015]已经发现，当在导管内移位发射辐射的适当对象并且检测到从所述对象发出的辐射时，可以实时地准确地重构所插入的导管的实际几何结构。将理解，为了解析发射辐射的对象(并且因此，导管)的三维位置，需要实时地配准来自该对象的辐射的至少两个检测器。优选地，用于检测器的是适当的位置敏感器件(PSD)。该检测器可被布置为持续地或对于适当的预定时间间隔检测从该对象发出的辐射。
[0016]在一个方法实施例中，对象产生诸如伽马射线的电磁辐射，可替换地，它可以产生超声射线。在对象正在产生伽马射线的情况下，所述PSD可以与适当的闪烁体晶体协作，该晶体被布置成一旦截获传入的伽马射线就发光。优选地，校准检测器以减少散射分量。在对象正在发射超声波的情况下，适当的检测器被布置成接收传入的声音。
[0017]在根据本发明的进一步的方法实施例中，所述导管是间隙针、敷抹器或管道，该方法还包括以下步骤:
[0018]-访问为导管计算的预先计划；
[0019]-基于所述预先计划和重构的导管的空间位置计算净剂量分布。
[0020]例如，可以使用实际的源用于确定导管的空间位置。然而，将理解，使用可以代表实际源的几何结构、但具有比放射治疗源大大降低的活性的模拟源是有利的。
[0021]在这两种情况下，可以确定导管的实际位置，并且在此基础上，可以确定实际的治疗剂量分布。将理解，当这样的剂量分布是预期确定的时，可以例如在源停留位置方面修改剂量计划以补偿导管的已发生的意外移位或导管的意外变形。
[0022]例如，根据本实施例，首先，使用可移位对象确定导管的空间位置。优选使用连续采集对象发射的辐射，以采集沿导管的完整长度的关于导管的位置信息。可替换地，特别是对于执行了实际的放射治疗计划并且确定了放射治疗源的多个预先计划的停留位置的情况，可以在实际放射治疗源的预先计划的停留位置处执行对对象的数据采集。其结果是，提供了用于检查实际放射治疗源的预期停留位置的准确的数据并且可以计算出由此的预期停留位置的净剂量分布。优选地，导管被可视化为三维地图，其可以对医学专家增加过程的透明度。然而，将理解，将三维地图数字地存储在适当的计算机中也是可以的。
[0023]根据本发明的一个方面的方法的进一步的实施例中，使用后装治疗机设备的测量电缆获得所述地图。
[0024]已经发现使用后装治疗机设备的测量电缆用于确定导管的三维位置是特别有利的。该技术特征是基于以下洞察力:使用后装治疗机设备中提供的可用机动电缆而在导管内部输送对象是有利的。
[0025]可以进一步理解，对于放射治疗，可以使用多个导管，例如多个管道、敷抹器或导管。因此，可以对每个这种导管重复以三维建立导管实际位置的过程。
[0026]更优选地，用于确定导管的实际位置的可移位对象可以被布置成模拟实际放射治疗源。这种模拟可以在几何结构方面和/或在发射的辐射方面实施。例如，该对象可以包含与实际放射治疗源中使用的放射性同位素相同的、但具有相当低活性的放射性同位素。例如，放射性对象的水平可以是比实际放射治疗源的水平弱10至100倍。
[0027]在根据本发明的又一方面的方法的又一实施例中，使用多个导管，其中每一个导管根据治疗计划被分配预定的三维位置，该方法进一步包括验证每个导管的实际三维地图是否匹配预定的三维位置的步骤。
[0028]该特征对于确定导管是否被正确放置以及它们是否偶然地未被互换是尤其重要的。因此，当提供了提供所有导管的地图时，可以可视化、或者以其它方式检查导管位置和配方数量两者是否匹配预先计划。这些因素对于保持的放射治疗计划的一致性尤其重要，因为放射源可以在每个导管内具有不同的停留位置和/或不同的停留时间。因此，导管的互换，诸如针，可能会导致输送剂量的巨大的扰动。
[0029]根据方法的又一实施例，它还包括以下步骤:
[0030]-在导管内移位放射治疗放射源，
[0031 ]-检测由放射源发射的辐射；
[0032]-重构由放射治疗放射源输送的总剂量。
[0033]已经发现，适合用于检测来自发射伽马射线的可移位对象的辐射的检测器可以被用于检测治疗期间由实际放射治疗源发射的辐射。其结果是，提供了一种输送剂量的高效和准确的配准(registrat1n)方法，其可以用于提高近距离放射治疗的质量保证。
[0034]在根据本发明的一个方面的装置中，包括:
[0035]-适于在导管内移位的可移位对象，所述对象发射福射，
[0036]-能够检测来自对象的辐射的检测器；
[0037]-基于所述检测器的输出重构所述导管的空间位置的处理器。
[0038]优选地，所述对象被布置为至少在几何结构方面模拟用于治疗的放射治疗放射源。优选地，对于导管维度的确定过程，使用比实际放射治疗放射源具有大大降低的剂量率的源。例如，这种模拟源可以在后装治疗机装置的伪导线(dummy guidewire)上设置，它通常是被发出以检查用于接收实际放射源的导管的可访问性。更优选地，根据本发明的另一方面的装置的处理器适于重构由导管中容纳和移位的放射治疗放射源输送的总剂量。本领域技术人员将容易理解，所确定的导管的空间位置可以很容易地基于所调整的源停留位置在剂量规划系统中使用用于重新计算剂量计划。将理解，导管的可能的变形可以引起复杂剂量输