0发送的并由超声传感器接收到的超声辐射来生成超声信号；以及位置确定单元44，其用于基于所生成的超声信号来确定超声传感器的位置，并且用于基于超声传感器的所确定的位置来确定近距离放射治疗导管12在活体2内的姿态和形状。
[0057]在该实施例中，HDR近距离放射治疗系统I包括装备有超声传感器4的导丝53，如在图5中示意性且示范性地图示的，其中，导丝53适于被插入到各自的近距离放射治疗导管12中，以将超声传感器4布置在各自的近距离放射治疗导管12在人2内的定位处。导丝53装备有单个超声传感器4，所述单个超声传感器4被布置在导丝53的端部处并且经由电气连接56被电气连接到位置确定单元44，其中，导丝53被插入到各自的近距离放射治疗导管12中并被从各自的近距离放射治疗导管12收回，并且其中，超声传感器4适于在导丝53被插入到近距离放射治疗导管12中和/或导丝53被从近距离放射治疗导管12收回时生成超声信号。位置确定单元44适于基于在导丝53被插入到近距离放射治疗导管12中和/或导丝53被从近距离放射治疗导管12收回时生成的超声信号来确定超声传感器4的不同位置，并且适于基于超声传感器4的所确定的位置来确定近距离放射治疗导管12的姿态和形状。这能够针对每个近距离放射治疗导管12来执行，以便针对每个近距离放射治疗导管12确定各自姿态和形状。为了基于在导丝53被插入到各自的近距离放射治疗导管12中和/或导丝53被从各自的近距离放射治疗导管12收回时确定的超声传感器的位置来确定各自的近距离放射治疗导管12的各自姿态和形状，对各自的近距离放射治疗导管12进行建模的曲线能够被拟合到超声传感器4的所确定的位置。在拟合流程期间，可以使用由各自的近距离放射治疗导管12的机械特性强加的约束，如各自的近距离放射治疗导管12的最大可能弯曲度。
[0058]因此，被布置在导丝53的端部处的超声传感器4可以用于执行流程前近距离放射治疗导管映射，其中，导丝53被按顺序地插入到每个近距离放射治疗导管12中。具有超声传感器4的导丝53和近距离放射治疗导管12优选地被调整为使得具有超声传感器4的导丝53能够进入各自的近距离放射治疗导管12的端部，其中，具有超声传感器4的导丝53的直径优选地匹配各自的近距离放射治疗导管12的内径，以便确保紧密贴合。
[0059]随着导丝53被插入到近距离放射治疗导管中和/或导丝53被从近距离放射治疗导管收回，超声传感器4的所确定的位置被存储并且能够已经被视为表示各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。因此，位置确定单元44能够适于将近距离放射治疗导管的三维姿态和形状确定为已经是超声传感器4的所确定的位置的序列。然而，位置确定单元44也能够适于对超声传感器4的所确定的位置应用更为复杂的算法，以确定各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。例如，如上文已经提及的，能够在的由近距离放射治疗导管12的已知机械特性强加的约束下拟合超声传感器的所确定的位置。
[0060]在另外的实施例中，装备有几个超声传感器4的导丝153可以用于流程前近距离放射治疗导管映射。在图6中示范性且示意性地图示了具有几个超声传感器4的这样的导丝153，所述超声传感器4经由电气连接56被与位置确定单元44电气连接并被引入到近距离放射治疗导管12中。在该实施例中，一个超声传感器4被布置在导丝153的端部处，并且其他超声传感器4被沿着导丝153的长度分布。每个超声传感器4适于基于由TRUS探头40发送的并由各自的超声传感器4接收到的超声辐射来生成超声信号，其中，位置确定单元44适于基于在导丝153在各自的近距离放射治疗导管12中的插入和/或收回期间生成的各自的超声信号来针对每个超声传感器4确定各自的超声传感器4的不同位置的集合。位置确定单元44还适于针对各自的超声传感器4的不同位置的每个集合确定各自的近距离放射治疗导管12的各自的姿态和形状，以便确定各自的近距离放射治疗导管12的姿态和形状的集合，并且位置确定单元44还适于对各自的近距离放射治疗导管12的所确定的姿态和形状的集合中的姿态和形状求平均，以确定各自的近距离放射治疗导管12的平均姿态和平均形状。尤其地，各自的超声传感器的不同位置的每个集合能够已经被视为表示各自的近距离放射治疗导管的姿态和形状，使得对各自的近距离放射治疗导管的姿态和形状求平均能够通过对针对不同的超声传感器确定的位置求平均而得以执行，以便确定平均姿态和平均形状。该求平均流程可以在导丝153装备有两个或三个超声传感器时来执行，其中，一个超声传感器4被定位在导丝153的端部处。
[0061]如果在一实施例中导丝装备有几个超声传感器4，尤其地，装备有四个或更多个超声传感器4，其中，优选地一个超声传感器4被定位在导丝153的端部处并且其他超声传感器4被沿着导丝153的长度分布，则超声传感器4的位置可以在静止情形中得以确定，S卩，当导丝153已经被插入到各自的近距离放射治疗导管12中时，其中，能够基于超声传感器4的所确定的位置来执行多项式拟合，以便确定各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。因此，在该范例中各自的近距离放射治疗导管12的三维姿态和形状可以在无需确定导丝153的超声传感器4在导丝153的插入和/或收回期间的位置的情况下得以确定。
[0062]在另外的实施例中，每个近距离放射治疗导管112可以装备有被沿着各自的近距离放射治疗导管12的长度布置的几个超声传感器4，如在图7中示意性且示范性地图示的。各自的近距离放射治疗导管112的每个超声传感器4适于基于由TRUS探头40发送的并由各自的超声传感器4接收到的超声福射来生成超声信号，其中，位置确定单元44能够适于确定基于由超声传感器4生成的超声信号来确定超声传感器4的位置，并且适于基于所确定的位置来确定各自的近距离放射治疗导管112的姿态和形状。为了将所生成的超声信号提供到位置确定单元44，超声传感器4经由电气连接56与位置确定单元44连接，所述电气连接56可以被嵌入在近距离放射治疗导管的壁中。
[0063]如果各自的近距离放射治疗导管112装备有多个超声传感器4，则各自的近距离放射治疗导管112的姿态和形状能够在介入流程期间得以确定，S卩，该实施例适合于流程中近距离放射治疗导管映射。此外，其允许实时三维近距离放射治疗导管姿态和形状确定，而无需用户插入和/或收回被跟踪的导丝。在任意时间点处，能够确定个体超声传感器位置，并且多项式函数或另一曲线能够被拟合到这些确定的位置，以便确定各自的近距离放射治疗导管112的三维姿态和形状。例如，能够在处置的递送期间监测近距离放射治疗导管112的三维姿态和形状，尤其是核查距递送前配置的偏差。拟合流程能够使用约束的优化算法来根据个体超声传感器位置重建各自的近距离放射治疗导管姿态和形状，其中，能够使用这样的约束:如各自的近距离放射治疗导管112的最大允许弯曲度和/或对多个近距离放射治疗导管112之间的交叉的限制。
[0064]尽管在参考图5至图7所描述的实施例中装备有超声传感器4的导丝53、153或装备有超声传感器4的近距离放射治疗导管112是与三维TRUS探头40—起使用的，但是在其他实施例中二维TRUS探头也可以用于确定各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。例如，在一实施例中，使用如在图6中示意性且示范性地图示的包括几个超声传感器4的导丝153，以及与适于生成人2内的成像平面6的二维图像的超声图像生成单元42—起的TRUS探头40，其中，成像平面6的位置是能修改的，以便将超声辐射发送到人2内的不同区域，从而允许几个超声传感器4基于由TRUS探头发送的并由各自的超声传感器4接收到的超声辐射来生成超声信号。成像平面位置提供单元75可以确定成像平面6的各自位置，并且位置确定单元44可以适于基于由超声传感器4生成的各自的超声信号和成像平面6的所确定的各自位置来确定超声传感器4的位置，其中，超声传感器4的这些确定的位置能够继而用于确定各自的近距离放射治疗导管12的三维姿态和形状。
[0065]因此，如在图8中示范性地图示的--出于清楚的原因，图8仅示出导丝153，即，没有导丝153已经被插入其中的各自的近距离放射治疗导管一一在该实施例中仅能够进行二维成像的TRUS探头40能够在由附图标记50指示平行于z方向的方向上被移动，以便在z方向上移动平行于x-y平面的成像平面6。如果成像平面6经过在图8中被布置在左侧的超声传感器4，则可以生成超声信号51，并且如果成像平面6经过在图8中的左侧传感器4随后的超声传感器4，则可以生成超声信号52。由于成像平面6在生成各自的超声信号51、62的该时间点处的位置是确定的，并且由于各自的超声传感器4在该时间点处在成像平面6内的位置也是确定的，因此提供允许位置确定单元44确定各自的超声传感器4在三维空间中的位置的信息，其中，结果得到的超声传感器4的三维位置能够用于确定各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。
[0066]该流程适合于流程前近距离放射治疗导管映射，其中，优选地，导丝153被完全插入到各自的近距离放射治疗导管中并被固定，并且其中，导丝153包括在其端部处的一个超声传感器4以及沿着导丝153的长度分布的其他超声传感器。TRUS探头40可以被安装在编码器上以访问第三维度，即，成像平面位置提供单元75可以为编码器，所述编码器在该实施例中提供被布置在平行于x-y平面的平面中的成像平面6的z位置。TRUS探头40被收回并且由各自的超声传感器4生成的超声信号用于探测各自的超声传感器4是否在二维成像平面6中。在其他实施例中也可以以另一方式修改成像平面6的位置，例如，可以旋转成像平面，其中，也是在该情况中成像平面位置提供单元适于确定成像平面的各自的实际位置。
[0067]在另外的实施例中，如在图5中示意性且示范性地图示的装备有单个超声传感器4的导丝53与二维TRUS探头40—起用于确定各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。也是在该实施例中，二维TRUS探头40适于修改其成像平面6的位置，以便将超声辐射发送到人2内的不同区域中，从而允许在导丝53的端部处的超声传感器4生成超声信号，同时在导丝53的插入和/或收回期间超声传感器4处于各自的近距离放射治疗导管内的不同位置处。如在图9中示意性且示范性地图示的，导丝控制单元76可以基于由成像平面位置提供单元75提供的成像平面6的各自位置和/或基于由超声传感器4生成的超声信号来控制导丝53的插入和/或收回，导丝控制单元76可以经由位置确定单元44接收所述超声信号，使得在修改成像平面6的位置时超声传感器4保持在成像平面6内。也在该范例中，位置确定单元44适于基于所生成的超声信号和成像平面的所提供的各自位置来确定超声传感器4的位置，其中，各自的近距离放射治疗导管的三维姿态和形状是基于超声传感器4的所确定的不同位置来确定的。
[0068]因此，具有单个超声传感器4的导丝53可以被使用在闭合环路控制中，以便使用二维TRUS探头40映射近距离放射治疗导管的三维姿态和形状。导丝控制单元76优选地包括用于分别插入和/或收回导丝53的电动机，以及用于以超声传感器4总是处于成像平面6中一一即，在通过使用来自移动中的TRUS探头40的超声数据生成的二维超声图像中一一的方式控制电动机的控制器。TRUS探头40优选地被手动地或自动地沿着z轴一一即，垂直于成像平面6—一平移。然而，TRUS探头40也能够以另一方式被移动，以修改成像平面6的位置，例如，其能够被旋转。在TRUS图像中探测到的超声传感器4的二维位置被与所跟踪的TRUS探头的位置组合，以揭示超声传感器4在导丝53的插入和/或收回期间的三维位置。该技术适合于流程前近距离放射治疗导管映射。
[0069]在图7中示意性且示范性地图示的近距离放射治疗导管112的超声传感器4的位置也能够通过使用仅能够进行二维成像的TRUS探头来确定，其中，能够使用类似于上文参考图8描述的技术的技术，S卩，类似于对导丝153的超声传感器4的位置的探测。尤其地，在该范例中用于HDR近距离放射治疗流程的全部近距离放射治疗导管112都装备有多个超声传感器4，其中，TRUS探头40的成像平面的位置是能修改的，以便将超声辐射发送到人2内的不同区域中，从而允许几个超声传感器4基于由TRUS探头40发送的并由各自的超声传感器4接收到的超声辐射来生成超声信号。成像平面位置提供单元一一其优选为位置编码器，TRUS探头可以被安装于其上一一提供成像平面的各自位置，其中，位置确定单元44能够适于基于由超声传感器4生成的各自的超声信号以及成像平面的各