用于高剂量率短距离放射治疗的医学仪器的制造方法

用于高剂量率短距离放射治疗的医学仪器的制造方法
【专利摘要】一种用于使用在介入短距离放射治疗中的施加器设备(100、200、300)，其中，所述施加器设备(100、200、300)被配置为插入活体内的感兴趣区域中或感兴趣区域附近，并且所述施加器设备定义用于接收辐射源(103、203、303)的管腔(101、201、301)，其特征在于，所述施加器设备(100、200、300)包括一个或多个传感器元件(102、202、302)，每个传感器元件被配置为生成指示所述辐射源(103、203、303)是否在所述管腔(101、201、301)中的预定位置处的输出信号。
【专利说明】
用于高剂量率短距离放射治疗的医学仪器
技术领域
[0001] 本发明设及介入短距离放射治疗的领域。更具体而言，本发明设及一种用于在介 入短距离放射治疗中使用的施加器设备，其中，所述施加器设备被配置为插入活体内的感 兴趣区域中或感兴趣区域附近，并且所述施加器设备定义用于接收福射源的管腔。
[0002] 本发明还设及一种用于介入短距离放射治疗的系统，所述系统包括用于在介入短 距离放射治疗中使用的施加器设备，其中，所述施加器设备被配置为插入活体内的感兴趣 区域中或感兴趣区域附近，并且所述施加器设备将定义用于接收福射源的管腔。
[0003] 本发明还设及一种用于使用介入短距离放射治疗的系统的方法，所述系统包括用 于在介入短距离放射治疗中使用的施加器设备。
[0004] 本发明还设及一种计算机程序代码单元，其用于使得用于介入短距离放射治疗的 系统执行用于使用用于介入短距离放射治疗的系统的方法，所述系统包括用于在介入短距 离放射治疗中使用的施加器设备。
【背景技术】
[0005] 短距离放射治疗中的福射源放置技术通常基于使用超声成像的系统或使用X射线 或计算机断层摄影的系统。集成到施加器或导管中，运样的用于正确放置或定位的系统旨 在将正确的福射剂量提供给肿瘤组织并且防止健康组织的过量福射。
[0006] 在例如前列腺癌、宫颈癌、嘴和咽的肿瘤、肺癌或肝癌的处置中，经常应用的有两 个福射治疗概念：同位素短距离放射治疗和电子短距离放射治疗。主要差异在于电子短距 离放射治疗的相对较低的福射能量，提供例如最大50keV(福射源也可W关闭），并且在处置 可能性中：在电子短距离放射治疗中，可W使用X射线设施W及标准操作室(福射的短范围 和低平均能量），其在同位素短距离放射治疗(特别是在所谓的高剂量率化DR)短距离放射 治疗）中是不可能的。一般地，在同位素短距离放射治疗中，福射源通常是放射性同位素(像 例如银同位素 Ir-192)的毫米大小的种子，提供350kV的范围内的福射能量。
[0007] 普遍做法是随时间展开(或者分离)福射能量处置。短距离放射治疗通常在多个分 次中施予W允许正常细胞时间恢复。肿瘤细胞一般地在分次之间的修复中是较低效的。分 次的数目和在每个分次期间要施予的剂量将取决于处置计划W及个体患者条件。
[000引通常，多个施加器设备(或者导管)可W基于例如超声(US)或X射线放置在实时图 像引导下面，或者其可W在放置之后被成像(基于例如计算机断层摄影CT技术)或基于先前 配准的图像放置，其中，种子(或任何福射源)被拉动(在机器人适用的情况下)通过施加器 或通过空隙植入的导管。放置多个施加器设备，使得其各自的端部与肿瘤接触。该布置使得 能够对福照的区域进行更好的控制。在要求使施加器位移时问题出现，尤其由于处置区域 的一个或若干额外地要求的CT扫描，或者在施加器在处置的分次之间移动时，使得患者健 康组织的福射曝光可W是不利地高的，或者替代地，肿瘤细胞的福射曝光可W是不利地低 的。例如，在同位素短距离放射治疗中，在每个福射会话之前完成成像，其中，在治疗的过程 期间，例如可W要求大约十个CT扫描来检查施加器自从最后的分次是否未移动。
[0009] 根据US 2014/0005465已知一种施加器设备。该申请公开了一种包括至少一个组 织传感器响应环境传感器的短距离放射治疗引导系统，其用于例如基于光谱测量结果来确 定可W提供的局部组织特性。通过将组织感测功能集成在短距离放射治疗系统中，可W降 低或者甚至减轻关于低软组织对比度的问题或者关于福照组织的特性的遗漏信息。
[0010] 介入短距离放射治疗设备和系统的已知缺点是，在由福射源福照时，由要福照的 组织(肿瘤)接收的福射的量难W评价和监测。因此，介入短距离放射治疗的效率易于出错。

【发明内容】

[0011] 本发明的目标是提供一种在开篇段落中阐述的类型的施加器设备，其实现对短距 离放射治疗处置计划的更好的监测W及递送到要被福照的所述组织的福射的更准确的评 估。
[0012] 根据本发明的第一方面，前述目标中的至少一个通过在开篇段落中定义的施加器 设备实现，其特征在于一个或多个传感器元件，每个传感器元件被配置为生成指示福射源 是否在施加器设备的所述管腔中的预定位置处的输出信号。
[0013] 本发明使得能够确定施加器设备的管腔内的福射源或种子或任何其他对象的位 置。在预定位置处(例如，在所述施加器设备的端部处(优选地，在靠近要被福照的组织的端 部处）），传感器元件被布置为生成指示所述福射源是否在运样的预定位置处的输出信号。 运样的预定位置处的福射源使得所述传感器元件生成输出信号。将理解到，信号的缺失也 是输出信号。换句话说，所述福射源使得(一个或多个)传感器元件生成输出信号的所述施 加器设备的所述管腔中的任何位置都是预定位置;因此施加器设备可W包括超过一个预定 位置，如其将在下文中进一步解释。
[0014] 本发明是有利的，因为福射源或者种子的定位在介入短距离放射治疗中是非常重 要的，因为所述福射源的所述定位与被福照的组织将接收的放射性福射直接有关(治疗剂 量高度取决于朝向所处置的体积/组织的准确的源定位）。在所述施加器设备的所述插入与 用于处置的所述福射源的递送之间，W及在处置的分次之间，患者移动可W使得剂量递送 导管(或者施加器设备)移动和/或弯曲，引起关于随后递送到被福照的组织的剂量的不确 定性。根据本发明的所述施加器设备在允许福射源的位置的体内定位和/或检查方面减轻 了W上缺点。换句话说，根据本发明的所述施加器设备被布置为指示福射源是否已经到达 预定位置，或者备选地，允许所述施加器设备中的运样的福射源的跟踪(在施加器设备包括 多个传感器元件的实施例中）。换句话说，本发明通过将感测系统集成在剂量递送导管中而 提供了对停留（即：对于短距离放射治疗而言，所述源应当暂停W释放其福射的位置)位置 的独立验证，使得可W确认特定位置中的所述福射源的所述存在。
[0015] 本发明还是有利的，在于其允许在没有对后装载器的重要的修改的情况下使用施 加器设备。本发明因此使得能够通过通常使用的后装载器容易地确定所述福射源，W及提 供准确而经济上有利的方案。由于施加器设备需要在无菌的良好的医学实践下，因而本方 案可W提供为无菌单个处置施加器设备，或者提供为能够经由已知商业手段无菌的施加器 设备。
[0016] 根据实现所述目标的本发明的第二方面，一种用于评估福射源是否在施加器设备 的管腔中的预定位置处，所述方法包括W下步骤:提供施加器设备;将福射源提供到所述施 加器设备的管腔中；生成指示所述福射源是否在所述管腔中的预定位置处的输出信号;检 测所述输出信号，并且根据所述输出信号来评估所述福射源是否在所述预定位置处。
[0017] 在本发明的实施例中，所述一个或多个传感器元件是W下中的一项:-a)-个或多 个光学传感器，或者-b) -个或多个超声传感器，或者-C) 一个或多个电磁传感器。技术人员 将想到将落在那些前述类别中的很多类型的传感器元件，如还将在下文中讨论的。根据本 发明的不同的实施例的要使用的（一个或多个)传感器的类型即是由它的（它们的）大小、由 所述治疗在其中实现的成像模态所限制。要使用的（一个或多个)所述传感器元件将需要与 适于插入人类或动物中的施加设备(诸如导管)兼容。另外，所述施加器设备的期望使用可 W指示在给定条件下使用特定(一个或多个)传感器元件自制，其中，例如，电磁传感器可能 不适于在MRI引导下使用，但是在超声成像下使用所述施加器设备时可W提供备选的传感 器元件。
[0018] 在实施例中，所提出的（一个或多个)光学传感器元件可W包括例如IR传感器、或 L邸传感器、或光电传感器或光纤。技术人员将在那些光学传感器元件中看到如下的一般性 质:被布置用于发射光学信号(或光信号）、W及感测光学信号(或光信号）的存在，其可W与 原始信号相同或者是反射的光学信号或者是折射的光学信号。而且，运样的光学传感器可 W被配置为能够在缺失光学信号的情况下生成输出信号。对于技术人员而言将清楚的是， 作为光学信号的存在或者光学信号的缺失的所述输出信号取决于传感器元件的所选择的 配置W及福射源的反射性质。
[0019] 备选地，所述(一个或多个)传感器元件可W包括超声传感器。运样的传感器元件 被布置用于发射超声信号并且感测超声信号的存在，其可W是原始发射的超声信号或反射 的信号或折射的信号。运样的超声传感器可W被配置为能够在缺失运样的超声信号的情况 下生成输出信号。对于技术人员而言将清楚的是，作为超声信号的存在或者超声信号的缺 失的所述输出信号取决于所述传感器元件的所选择的配置。
[0020] 备选地，所述传感器元件可W包括电磁传感器，其可W例如或者是电容器、备选地 电阻器、备选地线圈。换句话说，在磁性传感器的情况下，可W通过福射源（的通道)生成磁 场，所述磁场是能够由传感器元件检测的。例如，所述电磁传感器可W被布置为使得在预定 位置处，福射源闭合电路。由所述福射源闭合的该电路生成输出信号。运样的电磁传感器还 可W基于在所述福射源存在于所述预定位置时电容的改变。
[0021] 在实施例中，所述一个或多个传感器元件包括用于将光学信号发射到所述管腔中 的一个或多个光源W及用于从所述管腔接收光学信号的一个或多个光学接收器。光学信号 可W是从远紫外到远红外的波长光谱中的任何电磁信号。该实施例具有W下优点：提供成 本高效的易于制造的施加器设备，其被布置用于足够地生成所述福射源是否在预定位置处 的传感器信号。技术人员将理解到，光信号是通过光的存在或者光的缺失来定义的。所述福 射源的程度为，当在预定位置处时，阻挡由所述光源发射的光，所述光学接收器将停止接收 由所述福射源阻挡的来自所述管腔的所述光信号，其将指示预定位置处的福射源的存在。 备选地，所述福射源可W包括(一个或多个)反射元件，其将，一旦所述福射源定位在预定位 置处，则将由所述光源发射到所述管腔中的所述光反射到所述光学接收器，所述光学接收 器将然后从所述管腔接收所述光学信号。
[0022] 在再另一实施例中，所述施加器设备还包括一条或多条光纤，所述一条或多条光 纤禪合到所述一个或多个光源中的至少一个或所述一个或多个光学接收器中的至少一个。 该实施例在所述施加器设备简单、鲁棒并且易于制造的意义上是有利的。而且，一条或多条 光纤的存在允许要与用于短距离放射治疗的系统连接的所述施加器设备的容易的连接性， 如其稍后将被进一步阐述。此外，光纤是用于将光学信号承载到施加器设备的管腔中W及 从施加器设备的所述管腔当中承载出的容易的器件。将理解到，在该实施例中，所述光源和 所述光学接收器可W是光纤的端部;所述光纤被布置为引导所述光学信号进出所述一条或 多条光纤。
[0023] 在另一实施例中，所述一条或多条光纤中的至少一条包括光纤布拉格光栅。由于 光纤布拉格光栅(FBG)可W被定义为在被布置为反射特定波长的光并且透射所有其他光的 光纤的短段中构建的一种类型的分布式布拉格反射器。运样的布置使得能够根据所述施加 器的应力来关于评估所述福射源是否在所述预定位置处更精确地确定所述福射源的存在。 该构建具有另一优点：提供不太易受归因于污染物(诸如组织或流体)的缺陷的高度敏感的 传感器元件。
[0024] 在另一实施例中，多个布拉格反射器是沿着所述光纤的长度分散的（至少部分地 所述施加器设备的长度），使得所述光学信号至少部分由所述光纤布拉格光栅反射。该布置 具有W下优点：允许系统根据所检测的光学信号来确定沿着所述施加器设备的形状和/或 溫度的改变。如在下文中还将阐述的，通过所述一个或多个特定波长的反射使该布置可能， 除被布置为确定所述福射源是否在所述预定位置处之外，指示所述施加器设备的溫度和/ 或应力。更特别地，该布置使得能够相比于形状感测和/或溫度感测同时地确定所述福射源 在预定位置处，其许可对所述福射源与所述施加器设备的影响的更好的评估。一旦所述福 射源i)被插入施加器设备中，或者ii)在所述施加器设备是稳定的（所述预定位置），或者 iii)被从所述施加器设备取回，则可W确定所述施加器设备的形状和/或溫度的变化，运实 现对所述治疗的更好的监测。
[0025] 在再另外的实施例中，所述传感器元件包括用于将超声信号发射到所述管腔中的 一个或多个超声源和用于从所述管腔接收超声信号的一个或多个超声接收器，其中，对所 述一个或多个超声源和所述一个或多个超声接收器相对于彼此进行定位，使得所发射的超 声信号要么根据到达所述一个或多个超声接收器被阻挡要么在运样的福射源在所述预定 位置处时被重定向到所述一个或多个超声接收器。该实施例具有W下优点：提供可W足够 地允许确定福射源在施加器设备的所述管腔中的预定位置处。在该实施例中，（一个或多 个)超声传感器将必须W使得它们足够小W将超声波生成到所述管腔中的方式被制造。
[0026] 在另一实施例中，所述一个或多个传感器元件被布置为（i)检测导电性的改变，或 者（ii)检测电容的改变，或者（iii)生成电流的感应，或者（iv)检测电阻的改变，指示所述 福射源是否在所述预定位置处。该实施例提供上文所提到的感测元件的备选的感测元件， 其在所述短距离放射治疗处置在特定成像模态的引导下时可W是有利的。
[0027] 在另一实施例中，所述施加器设备包括所述一个或多个传感器元件中的至少两 个，其中，所述一个或多个传感器元件中的所述至少两个被布置为，使得其生成允许到所述 管腔中的所述福射源的跟踪的输出信号。该布置具有W下优点：到那些传感器元件布置在 从所述施加器设备测量的不同的纵轴上的程度，可W监测所述福射源的所述位移，运实现 对治疗的足够的监测。
[00%]根据本发明，所述前述目标中的至少一个通过用于介入短距离放射治疗的系统来 实现，其包括被配置为检测由所述一个或多个传感器元件中的每个所生成的输出信号的检 测器单元。该实施例是有利的，因为其实现进入施加器设备的管腔中的所述福射源的检测。 所述检测器被配置为检测由所述一个或多个传感器元件所生成的输出信号，运样的输出信 号指示是否运样的施加器设备的所述管腔内的所述福射源是或到达预定位置。所述预定位 置的范例可W是要福照的所述组织的附近的所述施加器设备的所述端部。
[0029] 在另一实施例中，所述系统还包括被配置为跟踪所述管腔中的福射源的运动的跟 踪单元。运样的跟踪单元被布置为接收实现所述管腔中的所述福射源的跟踪的所检测的输 出信号(在与包括所述一个或多个传感器元件中的至少两个一起使用时）。通过备选的输出 信号的所述检测实现所述管腔中的所述福射源的跟踪(或者跟踪、或者跟随）。运样的备选 的输出信号由所述福射源对传感器元件的备选的刺激生成;运样的传感器元件被布置为无 论所述福射源是否在所述施加器设备的所述管腔中的预定位置处，生成输出信号。跟踪到 所述施加器设备中的所述福射源具有W下优点：允许定位纽结(所述施加器设备中的曲线 或扭曲），如果存在的话。此外，该布置具有W下优点:根据所述源在每个停留位置（即：对于 短距离放射治疗而言，其中所述源应当暂停W释放其福射的位置）中花费的时间提供质量 保证。
[0030] 在另一实施例中，所述系统还包括信号发生器，所述信号发生器被布置为生成要 对所述管腔传达的生成信号。该布置具有W下优势:要发送到所述管腔中的所述信号起源 于所述系统而不是所述施加器设备。该布置实现对所述信号的更好的控制，运有利地允许 所述信号的更好的精确度(例如:在所述波长的数目方面）。该布置还是有利的，因为其许可 对于所述短距离放射治疗处置的更小并且更鲁棒的施加器设备的使用。所述信号发生器可 W直接禪合到所述施加器设备的引导装置(即：将把所生成的信号引导、指导到所述信号源 的元件)或者可W间接地禪合到运样的引导装置(例如:光学地禪合的）。
[0031] 在实施例中，所述信号发生器被布置为生成具有预定义的波长或者预定义的波长 范围的一个或多个光学生成信号。备选地，所述信号发生器被配置为同时或连续地生成所 述一个或多个光学生成信号。该布置具有W下优点：改进所述形状感测和溫度感测的所述 准确度，同时允许对所述福射源的跟踪。
[0032] 在另一实施例中，所述系统还包括被布置为处理所检测的（一个或多个)输出信号 的处理单元。该处理的所检测的（一个或多个)输出信号确定a)所述施加器设备的溫度和/ 或形状，或b)由所述福射源（i)被部署到所述管腔中，和/或（ii)在所述预定位置处，和/或 (iii)被从所述管腔当中取回所造成的施加器设备的所述溫度和/或所述形状的变化。在该 实施例中，所述处理单元被配置为处理由所述光纤布拉格光栅所生成的所述一个或多个输 出信号，备选地，所述处理单元被配置为利用瑞利(Ralei曲)散射来检测形状和/或溫度感 巧。。该布置是有利的，因为可W推断关于发射到组织的福射的量的信息。该布置的另一优点 在于，如果所述信号在特定预定义的阔值之外，则所处理的所检测的信号可W使得作为安 全措施所述系统能够停止。
[0033] 在另一实施例中，所述系统还包括用户接口单元，所述用户接口单元被配置为表 示(或者描绘或者示出）所述管腔中的所述福射源的位置(或者定位）。额外地或者备选地， 所述用户接口单元可W被布置为呈现所述管腔中的所述福射源的所述运动。该布置具有W 下优点：实现由人类大脑对信息的迅速并且足够的处理，因此运允许来自操作者和/或用户 的迅速的反应、响应或任何其他(一个或多个)主动或被动动作。运样的实施例在允许操作 者通过视觉表示迅速地看到所述福射源进入所述管腔(在所述系统包括跟踪单元时）中的 运动。
[0034] 在实施例中，所述系统还包括警报发生器单元，其被配置为在基于所检测的输出 信号确定所述管腔中的所述福射源的所述位置和/或所述运动违反预定限制时，生成警报。 由于福射源是放射性的并且可W潜在地使得对健康组织的损伤是高的，因而该布置是有利 的，因为所述警报可W迅速地触发用户行为。运样的警报可W是例如视觉信号、音频信号或 者能够吸引所述操作者(或者所述用户）的注意力的任何其他装置，使得可W提供可W触发 所述操作者采取(一个或多个)动作的迅速的信号。
[0035] 根据本发明的方法的特征在于，在如上文所定义的施加器设备内，可W确定进入 所述管腔中的福射源的位置和/或运动。前述内容即通过W下步骤来实现：提供施加器设 备;将福射源提供到所述施加器设备的管腔中；生成指示所述福射源是否在所述管腔中的 预定位置处的输出信号;检测所述输出信号，根据所述输出信号来评估所述福射源是否在 所述预定位置处。
[0036] 上文所描述的方法提供与根据本发明的第一方面的用于短距离放射治疗的系统 相同的益处。在使用在包括上文所描述的不同的实施例的系统中时，该方法具有与所述系 统的对应的实施例类似的优点。所提出的方法是有利的，因为其使得用于介入短距离放射 治疗的系统能够确定所述位置，或者备选地许可跟踪施加器设备的所述管腔中的福射源， 使得所述系统的操作者可W具有对关于体内的福射源的信息的容易的访问。
[0037] 根据本发明，所述目标中的至少一个由计算机程序来实现，所述计算机程序包括 用于在运行时使得用于介入短距离放射治疗的系统执行如上文所定义的方法的步骤的程 序代码单元。该布置是有利的，因为其实现在用于介入短距离放射治疗的系统上完全自动 化上文所讨论的方法，例如，所述计算机程序许可机器人或任何其他机器继续进行上文所 描述的方法的步骤。自动化是有利的，因为其使得能够保护操作者免受在使用在用于介入 短距离放射治疗中时由所述福射源发射或生成的任何福射。
[0038] 本发明的运些和其他方面根据在下文中所描述的实施例而显而易见并且参考在 下文中所描述的实施例得W阐述。
[0039] 本领域的技术人员将理解到，可被认为有用的任何方式组合本发明的所述上 文所提到的选项、实现方案和/或方面中的两个或两个W上。
【附图说明】
[0040] 根据本发明的施加器设备、系统和方法的运些和其他方面将参考附图进一步得W 阐述和描述，其中：
[0041] 图1示意性地示出了根据本发明的施加器设备的实施例；
[0042] 图2示意性地示出了根据本发明的施加器设备的实施例的截面图；
[0043] 图3示意性地示出了根据本发明的施加器设备的实施例的截面图；
[0044] 图4示意性地示出了根据本发明的系统的实施例;并且
[0045] 图5示意性地示出了根据本发明的方法的实施例。
【具体实施方式】
[0046] 现在将参考附图更详细地描述某些实施例。在W下描述中，即使在不同的附图中， 针对相似的元件使用相同附图标记。提供诸如详细构建和元件的在描述中定义的事项W辅 助示范性实施例的全面理解。而且，未详细描述众所周知的功能或构建，因为其将W不必要 的细节使实施例难W理解。而且，在元件的列表之前，诸如"……中的至少一个"的表达修饰 元件的整个列表并且不修饰列表的单独的元件。
[0047] 根据本发明的施加器设备100可W是用于短距离放射治疗的导管、针或任何空屯、 设备，其中，用户或操作者将对足够地知道插入其中的福射源1〇3(或种子)在或不在感兴趣 的预定位置，或者备选地运样的用户或运样的操作者是否对跟踪施加器设备100中的运样 的福射源103的运动感兴趣。福射源103可W是固体，备选地放射性固体或甚至液体，到液体 具有粘度W允许检测的程度。在其他细节中，福射源103具有大约几毫升的尺寸并且包括 wsi，或备选地1251。
[0048] 图la包括根据本发明的施加器设备100或导管。在该实施例中，施加器设备100形 成定义管腔101的圆形空屯、形状。优选地，所述施加器设备100由塑料、或备选地娃树脂、备 选地聚氯乙締(PVC)、或备选地橡胶乳或备选地金属制成。本领域的技术人员将理解到，任 何生物相容性柔性材料可W被用于根据本发明的施加器设备100的外部包络(外壁120)。施 加器设备100包括外壁(与周围的环境接触）120和内壁(定义管腔的边界）121。用于使用在 介入短距离放射治疗中的施加器设备100将具有由不诱钢或备选地聚甲醒制成的壁120、 121中的至少一个或两者W便限制或衰减或优选地阻挡由插入施加器设备100中的福射源 103发射的放射性福射W经由外壁120到达周围的环境。
[0049] 福射源103被布置用于在施加器设备的两个末端之间的管腔101中是可位移的。那 些末端之一被布置用于从后装载器(未示出）接收福射源103。施加器设备的第二末端被布 置用于插入人类或动物身体中使得其在要被福照的组织的附近（因此，介入短距离放射治 疗处置需要被承载到之处）。将理解到，在使用中，那两个末端中的一个将插入人类或动物 的身体中，而另一个末端将在身体之外，使得福射源可W通过后装载器插入其中（例如:插 入端)。
[0050] 根据图la的施加器设备还包括一个传感器元件102,其定位在被布置为插入人类 或动物中的施加器设备100的端部附近或端部130处。传感器元件102的运样的位置对应于 相对于施加器设备100的优选的位置。备选地，传感器元件102的数目可W超过一个，例如2、 或3、或5、或10或甚至更多。具有多个传感器元件102可W是有利的，如其还将阐述的（例如： 针对跟踪）。一个或多个传感器元件102可W定位在相对于施加器设备100的任何位置处，使 得一个或多个传感器元件102中的每个被布置为生成指示福射源103是否在预定位置处的 输出信号。
[0051] -个或多个传感器元件102的位置对应于到施加器设备100的管腔中的福射源103 的感兴趣位置。在施加器设备103包括超过一个传感器的意义上，将在所述施加器设备100 中找到若干感兴趣位置。如上文所提到的，感兴趣位置可W是施加器设备的端部，但是也可 W在施加器设备100的中间位置，使得由运样的位置处的传感器元件102生成的输出信号指 示福射源103已经到达施加器设备100的插入端与所述施加器设备的端部130(在待福照的 组织的附近)之间的距离的一半。预定位置通常由点或管腔101内的若干毫米的距离范围定 义，使得由一个或多个传感器元件102生成的输出信号指示福射源103在该范围的界限内， 因此在感兴趣位置处。
[0052] 在实施例中，传感器元件102是光学传感器。所述传感器元件102可W定位于施加 器设备100的内壁120与外壁121之间，备选地，运样的传感器元件可W禪合到指示部分位于 管腔101内的内壁102。备选地，所述传感器元件102可W完全定位于管腔101内。备选地，所 述传感器元件可W禪合到施加器设备101，使得在福射源在预定位置处时，输出信号能够由 运样的传感器元件102生成。将注意到，本发明还设及一个或多个传感器元件102,其是超声 传感器，并且备选地电磁传感器。
[0053] 将利用图lb的装置进一步解释作为光学传感器或超声传感器的一个或多个传感 器元件102。在实施例中，传感器元件102包括电磁传感器，其被布置为要么i)检测导电性的 改变;要么ii)检测电容的改变;要么iii)生成电流的感应;要么iv)检测电阻的改变。在福 射源103由导电材料制成时，技术人员将预见到能够形成那些类型的电磁传感器的若干传 感器元件。例如，在传感器元件102是磁性传感器时，可W由磁性传感器的位置处的福射源 1〇3(的通道)生成电磁场。磁场使得所述传感器元件102能够生成输出信号。在备选实施例 中，输出信号可W是在所述福射源在预定义位置处(其是传感器元件102的位置或在传感器 元件102的位置的几毫米的范围内）时闭合电路的福射源103的结果。备选地，电磁传感器的 特征还可W是在福射源在预定位置处时电容的改变。
[0054] 在福射指示福射源103在预定位置处时生成输出信号是当在福射源103在感兴趣 位置时引起传感器元件102中的行为的改变时，输出信号由传感器元件102生成，如其还将 通过图lb的装置阐述的。出于清晰的缘故，初始信号的禁止在福射源103在预定位置处时 (与在福射源不在预定位置处时初始信号的生成相比较)将看作输出信号。如将从下文清楚 的，可W预见若干装置W在目标（即：福射源)与传感器元件102相互作用时实现信号的生成 或者禁止。与传感器元件102相互作用必须宽泛地解释为禪合到所述传感器元件102,或者 备选地在所述传感器元件102的附近或者靠近所述传感器元件102, W使得所述传感器元件 102能够生成指示福射源在预定义位置处的输出信号。
[0055] 图化表示根据本发明的施加器设备的实施例的截面图。利用信号源102a和信号接 收器102b还定义了一个或多个传感器元件102中的每一个。信号源102a被布置为将初始信 号发射到管腔101中，信号接收器102b被配置为从管腔101接收发射的信号。在优选的实施 例中，在垂直于施加器设备100的轴线上对信号源102a和信号接收器10化彼此相对地进行 定位。在该配置中，传感器元件102被布置为使得由信号接收器10化从管腔接收的发射的信 号是在缺失预定位置处的福射源的情况下如由信号源103a发射的原始信号。
[0056] 备选地，光源102a和光学接收器（103b)相对于彼此的位置可W与上文所描述的位 置不同，使得期望目标得W满足。因此，管腔中发射的光可W由光学接收器容易地接收，或 者备选地反射直到源阻挡(或利用不同的强度进一步反射)光学信号。信号源102和信号接 收器102b可W被相对于彼此定位为使得当在垂直于施加器设备100的纵轴的平面上测量 时，形成45度与180度之间的角。在该配置中，在所述福射源103在预定位置处时，可W由福 射源103反射或折射或吸收初始信号，使得生成输出信号。
[0057] 在本发明的范例实施例中，传感器元件102是光学传感器。在该实施例中，所述传 感器元件被配置为i)将光发射到管腔101中，W及ii)从管腔接收光。可W通过用于将光学 信号发射到管腔101中的至少一个光源102a和用于从管腔101接收发射的光学信号的一个 或多个光学接收器10化来实现前述内容。针对(一个或多个)光源可W预见若干装置，例如， 发光源(例如:LED、OLED、激光），或者备选地，所布置的光纤，使得由所述光纤引导的光信号 可W进入管腔101中。本发明不限于特定或一系列光波长;针对前述构建（图lb中示意性地 示出的）可W最佳的若干光波长，其中，由光源102a发射的光学信号不需要在可见光谱内； 因此，将相应地选择光学接收器103b。
[0058] 光学接收器102b被布置用于在预定位置处的福射源103的存在的情况下从管腔 101接收发射的光学信号。备选地，光学接收器10化将在预定位置处的福射源103的存在的 情况下停止从管腔101接收发射的光学信号。备选地，光学接收器10化将在预定部分处的福 射源103的存在的情况下从管腔101接收具有不同的波长的发射的光学信号。备选地，光学 接收器102b将在预定部分处的福射源103的存在的情况下从管腔101接收具有不同的强度 的发射的光学信号。
[0059] 光学接收器10化可W是被布置为从管腔接收发射的信号的光纤的端部。备选地， 运样的光源102a可W包括反射装置，运样的一个或多个镜或一个或多个选择性镜可W安装 在引导装置中（例如:光纤），使得在管腔101中发射光信号。
[0060] 在使用中，跟随应用设备100中的对象(例如:福射源103)的插入，一旦在预定位置 处，则福射源103穿过由福射源102a在管腔101中发射的光学信号。作为福射源103在预定位 置处的结果，由光学接收器10化要接收的发射的光学信号与在福射源103不在预定位置处 时不同，使得通过传感器元件生成指示福射源103是否在管腔101中的预定位置处的输出信 号。
[0061] 如上文所提到的，图lb中表示的实施例示出了相对于彼此定位W在垂直于施加器 设备的纵轴的轴线上形成180度的角的光源102a和光学接收器103b。通过前述布置，多个传 感器元件102、因此多个组合光源102a和光学接收器103b可W并入施加器设备100中，使得 定义若干感兴趣位置。组合光源102a和光学接收器10化中的每个和每一个被布置为生成指 示福射源103是否在管腔101中的预定位置处的输出信号。
[0062] 在备选的实施例中，传感器元件102可W是超声传感器。在该实施例中，传感器元 件102被配置为i)将超声信号发射到管腔101中，和ii)从管腔101接收发射的超声信号。可 W通过用于将超声信号发射到管腔101中的至少一个超声源102a和用于从管腔101接收发 射的超声信号的一个或多个超声接收器102b来实现前述内容。对于（一个或多个)超声源 102a可W预见若干装置。本发明不限于特定或一系列超声波长;对于前述构建可W最佳的 若干超声波长。
[0063] 超声接收器102b被布置用于在预定位置处的福射源103的存在的情况下从管腔 101接收发射的超声信号。备选地，超声接收器10化将在预定部分处的福射源103的存在的 情况下停止从管腔101接收发射的超声信号。备选地，超声接收器10化将在预定部分处的福 射源103的存在的情况下从管腔101接收具有不同的波长的发射的超声信号。备选地，超声 接收器102b将在预定位置处的福射源103的存在的情况下从管腔101接收具有不同的强度 的发射的超声信号。
[0064] 在实施例中，表示相对于彼此定位W在垂直于施加器设备的纵轴的轴线上形成 180度的角的超声源102a和超声接收器103b。通过前述布置，多个传感器元件102、因此多个 组合超声源102a和超声接收器103b可W并入施加器设备100中，使得定义若干感兴趣位置。 组合超声源102a和超声接收器10化中的每个和每一个被布置为生成指示福射源103是否在 管腔101中的预定位置处的输出信号。
[0065] 可W预见如上文所定义的所有传感器元件102的组合。例如，施加器设备100可W 包括超过一个传感器元件102,可W包括，包括光源102a和光学接收器10化的组合的至少一 个传感器元件102, W及包括超声源102a和超声接收器10化的组合的至少一个传感器元件 102。
[0066] 图Ic中示意性地表示的实施例是备选实施例，其中，光源102a和光学接收器10化 例如定位在平行于施加器设备的纵轴的相同轴线上。备选地，光源102a和光学接收器10化 可W包括光纤的相同端部，如在下文中将更详细解释的。例如，通过前述布置，对光学接收 器10化进行布置，使得从管腔接收的光学信号指示所述福射源103是否在预定位置处。因 此，可W对福射源103的反射(或折射)性质实现后者。在该布置中，预定位置处的福射源将 向光学接收器103b反射发射到管腔中的光学信号。备选地，反射装置被布置为通过光源 102a反射发射的光学信号，使得光学接收器103b在缺失预定位置处的福射源103的情况下 从管腔101接收反射的信号。例如，运可W通过施加器设备100的内壁121的管腔侧的反射涂 层来实现。备选地，可W通过被定位为在缺失预定位置处的福射源103的情况下反射来自管 腔的发射的光学信号的一个或多个镜来实现前述内容。在那些布置中，由光源102a发射的 光学信号由福射源103反射，或者备选地在预定位置处时全部由福射源103阻挡。运使得要 由光学接收器103b从管腔接收的发射的光学信号在强度方面是不同的。备选地，要由光学 接收器103b从管腔接收的发射的光学信号具有与由信号源102a发射的光学信号不同的波 长。备选地，鉴于预定位置处的福射源103的存在，未由光学接收器103b从管腔接收发射的 光学信号。在所有前述备选方案中，预定位置处的福射源103的存在使得信号元件102生成 指示福射源103是否在管腔101中的预定位置处的输出信号。在该配置中，在所述福射源103 在预定位置处时，可W通过福射源103反射或折射或吸收由信号源102a发射的光学信号。
[0067] 备选地，前述内容可W通过一条光纤来实现(参见图2)，其被布置为将光学信号发 射到管腔(光源102a)中，并且从管腔接收发射的光学信号(光学接收器10化）。在该布置中， 在所述信号由要么一个镜要么多个镜反射时，使得预定位置处的福射源的存在阻挡发射的 信号，使得来自管腔的光学信号未由光纤(即：光学接收器)接收。
[0068] 图2示意性地表示本发明的本发明的备选实施例。在该实施例中，施加器设备200 包括一条或多条光纤204。光纤204是一般地由硅胶或塑料制成的柔性的透明光纤，但是其 他备选方案是可能的，使得其可W用作用于在光纤的两端之间发射光学信号的波导（换句 话说"光导管"）。根据本实施例的施加器设备200可W包括一条、或备选地两条、或备选地Ξ 条、或备选地四条、或更多条光纤，其被禪合(或光学地禪合巧Ij 一个或多个传感器元件202。 更详细地，光纤204可W被禪合到一个或多个光源202a和/或一个或多个光学接收器203b。
[0069] -条或多条光纤204可W被布置为纵向地(优选地，在所述施加器设备200的两端 (或端部、或开口）之间)沿循施加器设备200。该布置允许沿着施加器设备200的长度的光学 信号(或光信号）的引导。例如，利用两条光纤204,第一光纤204a被布置用于将光学信号引 导到施加器设备200的管腔201中。第二光纤204b被布置为从管腔接收发射的光学信号，并 且还被布置为引导指示福射源203是否在预定位置处的输出信号。将理解到，通过前述布 置，输出信号可W是从管腔201接收的发射的光学信号。在优选的实施例中，输出信号由第 二光纤204引导向检测器单元(在图2中未示出）。
[0070]在具有两条光纤204的前述布置中，光源202a可W是第一光纤204a的端部（或末 端）（使得在管腔101中发射由光纤204引导的光学信号）。备选地，光源202a可W是被布置为 由第一光纤204a引导到管腔201中的光学信号（的一部分)的镜。备选地，光源202a可W是选 择性反射器，其被布置为反射预定波长(或波长的范围）使得光学信号由第一光纤204a引导 到管腔201中。光学接收器20化可W是第二光纤204b的端部，使得通过第二光纤204b从管腔 201接收发射的光学信号。所述第二光纤还被布置为生成要由第二光纤204b引导向检测器 411(在图2中未示出）的输出信号。该输出信号将指示福射源203是否在管腔201中的预定位 置处。例如，在使用中，在福射源203阻挡来自管腔的发射的信号时，使得由光学接收器204b 接收的信号指示福射源203在预定位置处。在优选的实施例中，对第一光纤204a和第二光纤 204b的相应端部进行布置，使得预定位置在施加器设备200的端部(或末端)230处。
[0071 ]备选地，可W对第一光纤204a和第二光纤204b进行光学地禪合，使得仅一条光纤 具有接收和/或发射施加器设备200外的信号的开口。
[0072] 备选地，可W预见具有一条光纤204的布置。在该实施例中，所述光纤包括用于反 射由光纤引导到管腔201中的光信号（的一部分）的至少一个反射器。该实施例的一个或多 个传感器元件202包括反射装置(未示出），所述反射装置用于将从管腔101发射的光学信号 反射回到光纤204中，使得生成指示福射源204是否在管腔201中的预定位置处的输出信号。 为了实现后者结果，光源204a的若干布置是可能的。非限制性地，光源204可W是光纤204的 端部，或者备选地光纤204内的一个或多个选择性反射器，或者光纤内的一个或多个双路反 射器。预定位置处的福射源103使得发射到管腔201中的光信号被阻挡或反射，使得光学接 收器20化也不从管腔201接收光学信号。备选地，光学接收器202b从管腔201接收不同强度 的光学信号。备选地，光学接收器202b从原始发射的光学信号接收具有(一个或多个)不同 的波长的光学信号。
[0073] -条或多条光纤204可W包括沿着一条或多条光纤204的长度的光源202a和光学 接收器202a的若干组合。如上文所描述的，该布置的特征可W在于多个反射器。在该布置 中，光源202a和光学接收器202a的每个组合将生成指示福射源203是否在管腔201中的预定 位置处的输出信号。多个输出信号可W使得能够在被检测和处理时，若干要成为结果，如将 在下文中进一步描述。在优选的实施例中，一个或多个光源202a中的每一个将被布置为在 管腔201中发射包括预定波长(或者备选地预定的波长范围）的光学信号。在运样的一个或 多个光源202a包括被布置为将一个(或备选地小波长范围）发射到管腔201中的选择性反射 器(未示出）时，运是可能的。可W通过将生成依赖于光学信号的接收的发射的波长的输出 信号的相关联的光学接收器20化接收那些发射的波长或波长范围中的每一个。运是容易地 可想到的，因为每个和每一个光学接收器20化将同时生成指示福射源203是否在管腔201中 的预定位置的输出信号，其中，每个和每一个输出信号将具有依赖于由光源202a在管腔201 中发射并且由光学接收器20化从管腔201接收的波长的不同的波长(或波长范围）。
[0074] 图3a示意性地表示了根据本发明的施加器设备300的另一实施例。施加器设备300 包括一条或多条光纤304,所述一条或多条光纤包括光纤布拉格光栅305,每条光纤布拉格 光栅包括多个布拉格反射器306。包括特异性介电镜的每个布拉格反射器306反射特定波长 或备选地特定波长范围。多个布拉格反射器的使用作为整体生成光纤304的折射率中的周 期性变化。因此，布拉格反射器306可W用作阻挡特定波长的线内滤光器或波长特异的反射 器。光纤布拉格光栅305可W用作针对应力和溫度的直接感测元件，如在下文中将阐述的。 光纤布拉格光栅305还可W用作转换元件，运将另一传感器的输出（例如：由光学接收器 30化生成的输出信号)进行转换来确定施加器设备300的应力或溫度变化。
[0075] 备选地，施加器设备300被布置为使得施加器设备300的端部处的福射源303的存 在引起应力。该应力是福射源303在预定位置处的结果。对于该应力而言因此，将诱发经处 理的峰与针对光纤布拉格光栅305的反射的波长的偏移。在该实施例中，管腔301的直径贯 穿施加器设备300的长度不是恒定的。换句话说，提出预定位置处的管腔301的较小的直径， 运引起在福射源303在预定位置处时施加器设备300的应力。在该布置中，在光纤布拉格光 栅305包括优选的位置处的一个或多个反射器时，应力将引起由光纤布拉格光栅305反射的 (一个或多个)反射的波长的偏移。该偏移指示预定位置处的福射源303的存在。在预定位置 是施加器设备300的端部时，本领域的技术人员将看到该实施例的优点。然而，由于光纤布 拉格光栅305对于应力变化敏感，因而前述实施例可W备选地或者额外地被用于管腔301中 的福射源303的跟踪。在后者实施例中，施加器设备300包括管腔301的直径较窄的若干位 置，使得一旦福射源303定位在运样的较窄的位置中，造成的应力将使光纤布拉格305生成 指示福射源303在预定位置处的输出信号。
[0076] 更详细地，施加器设备300可W包括多个传感器元件302W使得能够生成同时输出 信号而允许对管腔300中的福射源303的跟踪。施加器设备300可W包括2、5、7、8、10或更多 个传感器元件302,每个生成指示福射源301是否在预定位置处的输出信号。备选地，多个传 感器元件302的子集可W被用于确定施加器设备300的应力或溫度改变，同时运样的多个传 感器元件302的另一子集可W被用于跟踪福射源303。备选地，超过一个光学传感器元件302 可W被布置为生成指示施加器设备300的管腔301中的福射源303的运动的输出信号，并且 一个或多个传感器元件可W被布置为生成指示福射源303在施加器设备300的端部处的输 出信号。基于本发明，传感器元件302的其他备选组合对于技术人员而言可W是明显的。
[0077] 图3b示意性地表示本发明的另一实施例。在该实施例中，施加器设备300包括Ξ条 光纤304，每条包括至少一条光纤布拉格光栅305 (每个包括多个布拉格反射器306)。Ξ条光 纤304与由施加器设备300生成的轴线平行布置，使得在从管腔的原点（中屯、)传递的线测量 时，在Ξ条光纤304中的每条之间形成至少120度的角。通过该布置，在与特定于一个波长的 布拉格反射器306使用时，如上文所提到的Ξ条光纤304的布置允许对施加器设备303的计 算机重建。在该布置中，针对布拉格反射器306中的每一个的反射的波长的峰由于施加器设 备的应力的改变而偏移。在利用光谱分析器(未示出）处理时，可W检测到运样的峰。另外， 运样的峰还可W被处理为计算并且因此确定施加器设备303的形状和沿着施加器设备303 的溫度。
[0078] 更详细地，该布置可W包括若干选择性布拉格反射器306, W生成指示福射源303 在管腔301中的预定位置处的一个或多个输出信号。备选地，该布置使得能够跟踪管腔301 中的福射源303的运动，如上文所描述的。备选地，该布置允许检测施加器设备300的应力或 溫度改变。为了检测施加器设备300的应力或溫度改变，优选的实施例包括若干选择性布拉 格反射器306(例如，8、10、12、15)，其各自针对特定波长(或所选择的波长范围）是选择性 的。作为成本效率的问题，认为具有施加器设备300的20cm的距离上的10个布拉格反射器 306是足够的。
[0079] 图4示意性地表示了根据本发明的用于短距离放射治疗的系统410。技术人员将理 解到，所述系统可W包括本文所描述的施加器设备400的任何实施例和其任何等价方案。
[0080] 在实施例中，系统410包括检测器单元411，其被配置为检测由施加器设备400的一 个或多个传感器元件402中的每个生成的(一个或多个)输出信号。检测器单元411被布置为 使得用户或操作者能够根据信号评估，从而检测福射源403是否在管腔401中的预定义位置 处。备选地，所述检测器单元411可W被布置为将所检测的光学信号和/或备选地所检测的 超声信号变换为电信号或能够由处理器单元414或备选地任何其他单元处理的任何其他信 号。技术人员将能够预见可W实现前述内容的若干类型的检测器单元411。
[0081] 在实施例中，检测器单元411被配置为检测和识别输出信号的每个波长。在该实施 例中，所生成的所检测的信号指示输出信号的波长。
[0082] 在实施例中，在施加器设备400包括光纤布拉格光栅405时，如上文还详述的，检测 器单元411被布置为检测所反射的波长的峰的幅度。
[0083] 备选地或者额外地，系统410还包括跟踪单元412。运样的跟踪单元被配置为跟踪 (跟随运动、位移)进入管腔401中的福射源403。在其中施加器设备400包括多个传感器元件 402的实施例中，跟踪单元412被配置用于接收来自检测器的检测到的输出信号。检测到的 输出信号的时间的连续将由跟踪单元412转变为管腔中的福射源403的跟踪。更详细地，通 过该布置，技术人员将预见到来自多个传感器元件402的不同的输出信号可W具有不同的 波长(或波长范围）。那些不同的波长或波长范围能够由检测单元411检测并且由跟踪单元 412转变为对施加器设备403的跟踪。备选地，输出信号可W在将由检测单元411检测的不同 的时间处生成并且转变为对福射源403的跟踪。更详细地，施加器设备400中的福射源403的 运动通过多个传感器元件402生成多个输出信号，每个输出信号指示福射源403进入管腔中 的不同的位置(指示福射源403在预定义位置处）。
[0084] 备选地或者额外地，跟踪单元411可W允许来自跟随如由检测器单元411检测的布 拉格反射器405的连续的选择性反射生成的输出信号的福射源403的跟踪。
[0085] 备选地或者额外地，跟踪单元和检测单元可W是一个单个单元。
[0086] 在另一实施例中，系统410包括禪合到施加器设备的信号发生器413。信号发生器 被布置为生成将全部或备选地部分发射到管腔中的所生成的信号。在优选的实施例中，信 号发生器413被禪合或备选地被光学禪合到一条或多条光纤404。所述一条或多条光纤404 被布置为将所生成的光学信号引导到信号元件402的光源402a。信号源402a被布置为将所 发射的光学信号从所生成的光学信号发射到管腔中。在包括多个信号源402a的实施例中， 所生成的信号可W通过信号源402a部分被反射到管腔401中，同时非反射部分将继续进入 光纤404中直到下一个信号源402曰。本领域的技术人员将清楚的是，在信号源404a中的每一 个是选择性反射器时，所生成的信号的仅一部分将被反射，并且所生成的信号的剩余部分 将在光纤404中继续。
[0087] 更详细地，所述信号生成器413可W被布置为生成可W具有一个或多个预定义的 (或预选的）波长或(一个或多个)波长范围的光信号，其中，同时或相继地生成所述一个或 多个光学信号。由信号发生器413发射的波长的范围是定义福射源403的形状感测、溫度感 测和跟踪的准确度和分辨率的重要参数。备选地，信号发生器413被配置为生成经由一条或 多条光纤404的经由光源402a发射到管腔中的波长的动态变化。
[0088] 在另一实施例中，系统410包括处理单元414,处理单元414被布置为处理检测的输 出信号来确定a)施加器设备400的溫度和/或形状，或者b)由福射源403的施加器设备400由 (i)被部署到管腔401中，和/或(ii)在预定位置处，和/或（iii)被从管腔当中取回而造成的 施加器设备400的溫度和/或形状的变化。可W有利地使用光纤布拉格光栅405输出信号完 成该过程。作为对光纤布拉格光栅405备选，前述过程也可W经由瑞利散射来实现。
[0089] 在实施例中，处理单元414包括光谱分析器或任何备选的测量器件，其测量光信号 的幅度对施加器设备400的全频率范围内的频率。20Hz的光谱分析器允许对指示施加器设 备400的溫度改变和/或形状改变的检测的输出信号的分析。大约300Hz的光谱分析器允许 对管腔401中的福射源403的跟踪的分析。
[0090] 更详细地，光谱分析器被配置为从检测器单元411接收检测的信号，使得将确定预 定位置处的福射源403的存在或者缺失。备选地，光谱分析器被配置为每秒接收多个信号， 由此可W推断波长的峰改变。技术人员将预见到将能够充当光谱分析器的若干装置，但是 应明白理解到，光谱分析器的分辨率将也是定义针对形状、溫度和HDR源跟踪的准确度和分 辨率的关键参数。
[0091] 例如，处理单元414可W被布置为处理一个或多个所检测的信号的所接收和所检 测的幅度(在特定波长处）。备选地，处理单元414可W被布置为同时处理所检测的输出信号 中的反射峰的波长的偏移来确定福射源403是否在预定位置处，但是还可W与被用于跟踪 管腔401中的福射源的运动的跟踪单元411协作。更为先进地，动态处理方法可W是相关的， 特别是与不同的光源组合。
[0092] 如果施加器设备400的实施例包括光纤布拉格光栅405和布拉格反射器406,则处 理单元414可W被布置为处理来自检测器411的不同的检测的信号，使得所检测的信号或所 检测的信号的一部分被用于确定形状和溫度感测，同时所检测的信号的另一部分或另一所 检测的信号（其可W是从定位在组织的附近的施加器设备的端部430处的光纤布拉格光栅 405或备选地布拉格反射器406生成的一个），使得该输出信号被用于确定福射源403是否存 在于预定位置处。
[0093] 例如，一旦由检测器411检测，则处理单元414可W被布置为处理来自不同的布拉 格反射器406的反射信号(输出信号），所述不同的检测的输出信号被处理为指示如上文所 解释的溫度改变和/或如上文所描述的形状改变和/或福射源403是否存在于预定位置处。
[0094] 可W通过处理器确定应力(应力是表示相对于参考长度的身体中的颗粒之间的位 移的变形的归一化度量)和溫度，如在下文中所描述的。由检测器单元411检测的输出信号 由处理器理解为引起布拉格波长ΔλΒ中的偏移的测量结果。归因于所应用的应力（ε)和溫 度的改变（A Τ)的布拉格波长中的相对偏移Δ λβ/λΒ近似由W下给出，其中，Cs是应力的系 数，其与应力光学系数Pe有关。而且，打是溫度的系数，其由光纤的热膨胀系数αΛ和热光系数 an组成-
[0095]
[0096] 或
[0097]
[0098] 在另一实施例中，系统410还包括警报发生器415,警报发生器415被布置为在所检 测的输出信号指示福射源403在预定位置处或备选地不在预定位置处时，生成警报信号。例 如，在将福射源40巧日载到施加器设备400中与所述福射源403到达预定位置之间的时间不 是其应该的样子时（其是针对施加器设备的已知长度的标准和系统410的协议），可W生成 该警报信号。在前述范例中，在检测器单元411将接收输出信号或不接收输出信号（其指示 福射源403不在预定位置处)时，将触发警报发生器415。
[0099] 将理解到，在施加器设备400被配置为包括若干预定位置的意义上，可W通过那些 预定位置中的仅一个、全部那些预定位置或任何已知数目的预定位置来触发警报发生器 415。另外，例如，在系统410被用于不同患者上的短距离放射治疗处置或相同患者上的处置 的不同分次时，可W针对每次协议运行而不同地配置可W触发警报的预定位置的数目。所 述警报信号可W是音频信号、光信号、两者的组合或将触发用户或操作者反应的任何其他 信号。将理解到，警报将使得用户能够基于警报的已知意义进行动作，其中，例如，如果警报 发生器415被布置为在福射源403尚未到达预定位置时生成警报，则将从施加器设备400的 管腔401取回福射源403。
[0100] 在另一实施例中，系统410包括显示器或用户接口450,其使得用户或操作者能够 得到关于视觉形式的信息。作为非限制性范例，运样的用户接口450可W是内置屏幕或经由 有线或无线与系统410的其他部件连接的单独的屏幕，使得所述用户接口 450被布置为通过 使用接收为了便于系统410的使用而要视觉表示的信息。例如，用户接口 450可W使得用户 能够视觉地看到警报发生器415的输出。备选地或者同时地，用户接口450可W使能跟踪单 元411或者处理单元412的输出的视觉表示，其中，在字母数字或图形表示上可W使所检测 和所测量的应力和/或溫度改变可用。
[0101] 备选地，运样的用户接口 450可W被用于将注释录入系统410中。运样的注释可W 是例如协议、处置计划或任何特定指令，其将使得系统410能够根据用户或操作者的期望进 行动作。
[0102] 在又一实施例中，系统410还包括递送设备(未示出），所述递送设备被配置为执行 选自W下各项之一的动作中的至少一个：（i)将至少一个福射源403部署到施加器设备400 的管腔401中W用于福照感兴趣区域和（ii)经由施加器设备400的管腔从感兴趣区域当中 取回至少一个福射源，其中，所述递送设备（未示出）包括一个或多个福射源馈送设备，其 中，所述一个或多个福射源馈送设备包括具有禪合到电缆的端部部分的福射源403的电缆。
[0103] 图5表示了根据本发明的表示用于评估福射源是否在施加器设备的管腔中的预定 位置处的方法1000。由系统待执行的所述方法可W使能运样的系统的全面自动化，其中，用 户在用户接口 450上接收所有相关信息。
[0104] 图5中示意性地示出的包括将提供根据本发明的施加器设备的第一步S1。在优选 的实施例中，将提供施加器设备，使得其端部到达感兴趣区域。例如，运样的感兴趣区域可 W是要被福照的肿瘤组织或应当福照的任何其他对象。
[0105] 所述方法包括第二步S2,所述步骤的特征在于，在根据本发明的施加器设备的管 腔中提供福射源。例如，通过S2,后装载器内的福射源被引导到施加器设备的管腔中。例如， 福射源可W经由使得所述福射源能够到达所述施加器设备的端部的机械装置(例如，经由 接线）引导到施加器设备的管腔中。备选地，S2可W使得通过管腔内的压力差提供和取回。
[0106] 所述方法包括第Ξ步S3,所述步骤的特征在于，根据输出信号来评估福射源是否 在预定位置处。非限制性地，可W根据从施加器设备接收的输出信号的检测通过本文档中 详述的任何装置实现该步骤。
[0107] 此外，所述方法可W包括第四步S4,所述步骤的特征在于，跟踪施加器设备的管腔 内的福射源的运动或者位移。如先前所阐述的，可W例如通过同时输出信号的检测和/或处 理来实现福射源的所述跟踪，其中，所述输出信号指示福射源在施加器设备的管腔中的预 定位置处。
[0108] 额外地或者备选地，所述方法可W包括第五步S5,所述步骤的特征在于，在福射源 在或不在预定位置处时，发出信号或发出警报。例如，通过S5可W提供警报用户福射源在给 定时间内到达施加器设备的端部的警报信号。
[0109] 额外地或者备选地，所述方法可W包括第六步S6,所述步骤是输出信号的处理使 得确定形状改变、或者额外地或者备选地溫度改变。如上文所详述的，技术人员可W预见若 干器件来检测形状改变或溫度改变，其中，S6不由本文所公开的器件限制。
[0110] 从前述描述清楚的，步骤S4、S5和S6可不同的顺序，使得例如步骤S6在步骤S4 之前。备选地，顺序可W是步骤S5是由方法执行的最后步骤，其中，步骤S6和步骤S4W任何 顺序在步骤S5之前。备选地，步骤S4是由方法执行的最后步骤，其中，步骤S5和S6W任何顺 序在步骤S4之前。
[0111] 可W通过包括程序代码单元的计算机程序单元执行图5中所描绘或备选地上文所 描述的方法，所述程序代码单元在运行时用于使得用于介入短距离放射治疗的系统根据上 文所描述的方法工作。
[0112] 虽然在附图和前述描述中已经详细说明和描述了本发明，但是运样的说明和描述 将被认为是说明性或示范性而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域的技术 人员通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，在实践所主张的本发明时可W理解和实 现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语"包括"不排除其他元件或者步骤，并且 词语"一"或"一个"不排除多个。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是 运并不指示不能有利地使用运些措施的组合。计算机程序可W存储/分布在合适的介质上， 例如连同其他硬件或者作为其一部分提供的光学存储介质或者固态介质，而且可诸如 经由因特网或其他有线或无线电信系统的其他形式分布。权利要求中的任何附图标记都不 应被解释为对范围的限制。
【主权项】
1. 一种用于在介入短距离放射治疗中使用的施加器设备（100、200、300)，其中， 所述施加器设备（100、200、300)被配置为插入活体内的感兴趣区域中或感兴趣区域附 近，并且 所述施加器设备定义用于接收辐射源（103、203、303)的管腔（101、201、301)， 其特征在于， 所述施加器设备（100、200、300)包括一个或多个传感器元件（102、202、302 )，每个传感 器元件被配置为生成指示所述辐射源（103、203、303)是否在所述管腔（101、201、301)中的 预定位置处的输出信号。2. 根据权利要求1所述的施加器设备（100、200、300)，其中，所述一个或多个传感器元 件（102)是以下中的一项： 一个或多个光学传感器;或 一个或多个超声传感器;或 一个或多个电磁传感器。3. 根据权利要求2所述的施加器设备（100、200、300)在a)情况下，其中，所述一个或多 个传感器元件包括用于将光学信号发射到所述管腔（101、201、301、401)的一个或多个光源 (102a、202a、302a)和用于从所述管腔（101、201、301、401)接收所发射的光学信号的一个或 多个光学接收器（l〇3b、203b、303b)。4. 根据权利要求3所述的施加器设备（100、200、300)，其中，所述一个或多个光源 (102a、202a、302a)和所述一个或多个光学接收器相对于彼此被定位为使得所发射的光学 信号在所述辐射源（1〇3、203、303)在所述预定位置处时要么被阻挡免于到达所述一个或多 个光学接收器要么被重定向到所述一个或多个光学接收器。5. 根据权利要求3或4所述的施加器设备（100、200、300)，还包括用于使光信号被引导 通过所述施加器设备（100、200、300)的长度的一条或多条光纤(304)，所述一条或多条光纤 (304)被耦合到： 所述一个或多个光源（1〇2&、202&、302&)中的至少一个;或 所述一个或多个光学接收器（1〇313、20313、30313)中的至少一个。6. 根据权利要求5所述的施加器设备（100、200、300)，其中，多个光纤布拉格光栅沿着 所述光纤的所述长度被分散，使得由所述光纤布拉格光栅发射的所述光学信号使得能够导 出所述施加器设备(100、200、300)的温度和/或应力。7. 根据前述权利要求中的任一项所述的施加器设备（100、200、300)，包括根据前述权 利要求中的任一项所述的一个或多个传感器元件中的至少两个，其中，所述一个或多个传 感器元件中的所述至少两个被布置为使得在使用中时，由此生成的所述输出信号使得能够 跟踪所述管腔（101、201、301)中的所述辐射源（103、203、303)的运动。8. -种用于介入短距离放射治疗的系统(410)，其被布置为与以下项进行协作： 根据前述权利要求中的任一项所述的施加器设备（100、200、300、400)， 其特征在于，所述系统(410)还包括： 检测器单元(411)，其被配置为检测由所述一个或多个传感器元件(402)中的每个所生 成的所述输出信号。9. 根据权利要求8所述的系统(410)，其中，所述系统(410)包括多于一个传感器元件， 每个传感器元件用于生成输出信号，并且其中，所述系统(410)还包括： 跟踪单元(412)，其被配置为跟踪所述管腔(401)中的所述辐射源(403)的运动，所述跟 踪(412)单元被布置为基于对所述输出信号的所述检测来跟踪所述管腔(401)中的所述辐 射源(403)。10. 根据权利要求9所述的系统(410 )，还包括： 信号发生器(413)，其被布置为生成要传送到所述管腔(401)的生成信号，其中，所述信 号发生器(413)被布置为生成预定义波长或波长范围的一个或多个光学生成信号，并且其 中，所述信号发生器(413)被布置为同时地或相继地生成所述一个或多个光学信号。11. 根据权利要求8至10中的任一项所述的系统(410)，还包括： 处理单元(414)，其被布置为处理所检测的输出信号来确定a)所述施加器设备(400)的 温度和/或形状，或者b)由所述辐射源(403)的所述施加器设备(400)(i)被部署到所述管腔 (401)中，和/或（ii)在所述预定位置处，和/或（iii)被从所述管腔(401)中取回所造成的所 述施加器设备(400)的所述温度和/或所述形状的变化。12. 根据权利要求8至11所述的系统(410)，还包括用户接口单元(450)，所述用户接口 单元用于表示所述管腔(401)中的所述辐射源(403)的位置。13. 根据权利要求8至12所述的系统(410)，还包括： 警报发生器单元(415)，其被配置为在基于所检测的输出信号确定所述管腔(401)中的 所述辐射源(403)的所述位置和/或所述运动违反预定限制时生成警报。14. 一种用于评估辐射源是否在施加器设备的管腔中的预定位置处的方法，所述方法 包括以下步骤： 提供根据权利要求1至7所述的施加器设备； 将辐射源提供到所述施加器设备的所述管腔中， 其特征在于，所述方法还包括以下步骤： 基于所述输出信号来评估所述辐射源是否在所述预定位置处。15. -种包括程序代码单元的计算机程序，所述程序代码单元用于，在被运行时，使根 据权利要求8至13中的任一项所述的用于介入短距离放射治疗的系统执行根据权利要求14 所述的方法的步骤。
【文档编号】A61N5/10GK106029172SQ201580010519
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月10日
【发明人】G·L·T·F·豪特瓦斯特, D·宾内卡普
【申请人】皇家飞利浦有限公司