校準裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于校準用于將影響元件引入到目標中的系統的校準裝置、校準方法和校準計算機程序，其中，所述影響元件適于影響目標內的靶區域。本發明具體涉及用于校準近距離放射治療系統的校準裝置、校準方法和校準計算機程序。本發明還涉及用于確定用于影響目標內的靶區域的影響計劃的影響計劃確定裝置、影響計劃確定方法和影響計劃確定計算機程序。所述影響計劃優選地是用于近距離放射治療過程的處置計劃。
【背景技術】
[0002]在臨床高劑量率(HDR)近距離放射治療過程期間，導管被插入到人體內的靶區域中，其中，通過插入的導管，輻射源根據限定駐留時間和駐留位置的處置計劃而被引入到靶區域中，以處置靶區域。處置計劃尤其基于插入的導管的三維姿態和形狀而被提前確定，其中，為了確定人體內的導管的三維姿態和形狀，用戶依次將導絲引入到導管中，而各自的導管內導絲的端部的位置被電磁跟蹤。因此，處置計劃，特別是駐留位置，是尤其基于導絲端部的電磁跟蹤位置來確定的。基于各自的導管內的導絲的端部的位置來確定處置計劃并且還尤其基于導管端部的電磁跟蹤位置來遞送處置可能是不準確的，由此降低了近距離放射治療的質量。
【發明內容】
[0003]本發明的一個目的是提供用于校準用于將影響元件引入到目標中的系統的校準裝置、校準方法和校準計算機程序，其中，所述影響元件適于影響所述目標內的靶區域，其允許對所述靶區域的更準確的影響。本發明還涉及允許對更準確的影響計劃的確定的影響計劃確定裝置、影響計劃確定方法和影響計劃確定計算機程序。
[0004]在本發明的第一方面中，提出一種用于校準用于將影響元件引入到目標中的系統的校準裝置，其中，所述影響元件適于影響所述目標內的靶區域，并且其中，所述校準裝置包括:
[0005]-圖像提供單元，其用于提供示出略長的引入設備和跟蹤設備的第一圖像和示出所述引入設備和校準元件的第二圖像，所述略長的引入設備適于被插入到所述目標中以將所述影響元件引入到所述目標中，所述跟蹤設備適于跟蹤所述引入設備并且適于被盡可能遠地插入到所述引入設備中，所述校準元件具有與所述影響元件相同的尺寸并且適于被盡可能遠地插入到所述引入設備中。
[0006]-識別單元，其用于識別所述第一圖像和所述第二圖像中的所述引入設備的端部、所述跟蹤設備和所述校準設備，
[0007]-空間關系確定單元，其用于根據所述第一圖像和所述第二圖像來確定所述跟蹤設備與所述校準元件之間的空間關系，在所述第一圖像和所述第二圖像中，所述引入設備的所述端部、所述跟蹤設備和所述校準元件已經被識別。
[0008]如果恰好在所述影響元件被插入到所述引入設備中之前，所述跟蹤設備被盡可能遠地插入到所述引入設備中，并且如果所述跟蹤設備在對應的最遠位置處的位置被確定，則所述跟蹤設備的這種確定的最遠位置可以與所述跟蹤設備與所述校準元件之間的所述空間關系一起被用于確定影響計劃并且用于根據已確定的影響計劃來引入所述影響元件，所述空間關系已經由所述校準裝置在校準步驟中提前確定。比如，所述引入設備的所述端部的位置與所述跟蹤設備的最遠位置之間的距離以及所述引入設備的所述端部的位置與通過使用所述校準裝置在之前的校準步驟中確定的所述校準元件的最遠位置之間的另一距離可以被用于確定所述跟蹤設備的所述最遠位置與所述引入設備內的所述影響元件的最遠可能位置之間的距離，其中，該距離可以被用于基于所述引入設備內的所述跟蹤設備的實際確定的最遠位置來確定所述引入設備內的所述影響元件的所述最遠可能位置。所述引入設備內的所述影響元件的這種最遠可能位置可以被用于更準確地確定所述影響計劃并且用于根據所述影響計劃更準確地定位所述影響元件，所述影響計劃允許對所述靶區域的經改進的影響。
[0009]所述影響元件優選地是用于執行近距離放射治療的輻射源。對應地，所述校準裝置優選地是用于校準近距離放射治療系統的近距離放射治療校準裝置。此外，所述校準元件優選地是虛擬輻射源，所述虛擬輻射源具有與用于執行所述近距離放射治療的所述輻射源相同的尺寸。所述圖像提供單元優選地適于提供作為所述第一圖像和所述第二圖像的放射照相圖像，即X射線圖像，并且所述跟蹤設備優選地是電磁(EM)跟蹤設備或光纖形狀感測和定位(FOSSL)跟蹤設備。
[0010]所述圖像提供單元還可以適于提供其他種類的第一圖像和第二圖像，如超聲圖像、計算機斷層攝影圖像等。所述目標優選地是如人或動物的活體目標，其中，所述靶區域可以是待處置的區域。所述影響計劃因此優選地是用于處置所述活體目標中的所述靶區域的處置計劃。比如，所述靶區域是人體的前列腺或前列腺的部分。
[0011]所述圖像提供單元優選地是存儲單元，所述第一圖像和所述第二圖像可以被存儲在所述存儲單元中，并且這些圖像可以被從所述存儲單元中檢索以提供這些圖像。所述圖像提供單元還可以是接收單元，所述接收單元用于經由有線或無線數據連接從如X射線成像系統的圖像生成系統接收所述圖像，其中，所述圖像提供單元適于提供接收到的圖像。所述圖像提供單元還可以是圖像生成系統本身。
[0012]優選地，若干引入設備被插入到所述活體目標中，以便于沿不同路徑將若干影響元件引入到所述目標中。所述一個或幾個引入設備優選地是導管或針。
[0013]所述識別單元優選地適于自動識別所述引入設備的所述端部、所述跟蹤設備和所述校準元件，或者適于允許用戶識別所述引入設備的所述端部、所述跟蹤設備和所述校準元件。為了自動識別這些部件，可以使用已知的分割算法，所述分割算法可以是例如基于閾值處理的。
[0014]在實施例中，所述空間關系確定單元適于根據所述第一圖像來確定所述引入設備的所述端部的位置與所述跟蹤設備的位置之間的距離、根據所述第二圖像來確定所述引入設備的所述端部的位置與所述校準元件的位置之間的距離、并且基于所述引入設備的所述端部的位置與所述跟蹤設備的位置之間的所確定的距離、以及所述引入設備的所述端部的位置與所述校準元件的位置之間的距離來確定所述跟蹤設備的位置與所述校準元件的位置之間的距離，所述引入設備的所述端部和所述跟蹤設備已經在所述第一圖像中被識別，并且所述引入設備的所述端部和所述校準元件已經在所述第二圖像中被識別。這允許以相對簡單的方式來準確地確定所述跟蹤設備與所述校準元件之間的所述空間關系，特別是所述跟蹤設備的所述端部與所述較準元件之間的所述空間關系。
[0015]所述校準裝置還可以包括:超聲圖像提供單元，其用于提供所述引入設備的所述端部的超聲圖像；以及跟蹤設備位置提供單元，其用于在所述跟蹤設備已經被盡可能遠地插入到所述引入設備時提供所述跟蹤設備的位置，其中，所述識別單元適于識別所述超聲圖像中所述引入設備的所述端部，并且其中，所述空間關系確定單元適于基于具有識別出的所述引入設備的所述端部和提供的所述跟蹤設備的位置的超聲圖像來更新所述跟蹤設備與所述校準元件之間的所述空間關系，尤其是所述引入設備的所述端部與所述跟蹤設備之間的偏移。因此，在所述空間關系已經在初始校準步驟中被確定之后，比如，在近距離放射治療系統或所述近距離放射治療系統的部分被第一次使用之前，在稍后的質量保證步驟中，在所述初始校準期間確定的所述跟蹤設備與和所述校準元件之間的所述空間關系可以基于超聲圖像而被更新，所述超聲圖像優選地在實際近距離放射治療期間被使用。具體地，具有識別出的所述引入設備的所述端部和提供的所述跟蹤設備的位置的超聲圖像可以與在所述初始校準期間確定的所述引入設備的所述端部的位置與所述校準元件的位置之間的所述距離一起被用于更新所述跟蹤設備的位置與所述校準元件的位置之間的所述距離。對于所述質量保證步驟，不需要已經被用于執行所述初始校準的成像模態，如X射線成像系統。所述質量保證過程可以對可以導致所述引入設備、所述跟蹤設備和/或所述影響元件之間的所述空間關系變化的涉及的設備隨時間發生的機械磨損或損耗或其他物理變化負有責任。比如，每次過程、每天、每三個月、每年等周期性地執行所述質量保證過程可以保證所述近距離放射治療的質量隨時間維持在高水平。
[0016]所述超聲圖像提供單元可以是存儲單元，所述超聲圖像被存儲在所述存儲單元中并且所述超聲圖像可以被從所述存儲單元中檢索以提供所述超聲圖像。所述超聲圖像提供單元還可以是接收單元，所述接收單元用于經由有線或無線數據連接從超聲圖像生成設備接收所述超聲圖像，其中，所述超聲圖像提供單元適于提供接收到的超聲圖像。所述超聲圖像提供單元還可以是所述超聲圖像生成設備本身。所述超聲圖像提供單元優選地適于提供經直腸超聲(TRUS)圖像。如果一個或幾個影響元件將被引入到人體的前列腺中，則使用TRUS圖像允許利用靠近所述前列腺的超聲換能器來生成超聲圖像，使得TRUS圖像是特別優選的。
[0017]所述超聲圖像提供單元還可以適于提供其他種類的超聲圖像，如經腹、經尿道或經會陰的超聲圖像。
[0018]所述跟蹤設備位置提供單元還可以是存儲單元，其中，在這種情況下，所述存儲單元適于存儲跟蹤設備位置，并且適于檢索存儲的跟蹤設備位置以提供跟蹤設備位置。此外，所述跟蹤設備位置提供單元還可以是接收單元，所述接收單元用于經由有線或無線數據連接從跟蹤系統接收跟蹤設備位置，其中，所述跟蹤設備位置提供單元可以適于提供接收到的位置。所述跟蹤設備位置提供單元還可以是所述跟蹤系統本身。
[0019]進一步優選的是，所述跟蹤設備位置提供單元適于提供所述跟蹤設備的EM-或FOSSL-跟蹤位置。通過使用EM跟蹤或FOSSL跟蹤來跟蹤所述跟蹤設備的位置允許以非常高的準確度來確定所述跟蹤設備的位置，由此進一步改進對影響計劃的確定以及基于所述跟蹤設備的位置的影響過程(如近距離放射治療)的性能。
[0020]在優選的實施例中，所述跟蹤設備位置提供單元適于在所述跟蹤設備在所述引入設備內被朝向和/或遠離所述引入設備內的最遠位置移動的同時提供所述跟蹤設備的位置，其中，所述校準裝置還包括長度確定單元，所述長度確定單元用于基于所提供的位置來確定所述引入設備的長度。因此不必根據例如對所述活體目標之外的所述引入設備的手動測量結果和對所述活體內的所述引入設備的基于超聲的測量結果來推斷所述引入設備的長度。所述引入設備的長度可以以簡單的方式通過使用已經被用于確定所述引入設備的姿態和形狀的相同的過程來確定，即不必執行用于確定所述引入設備的長度以及用于確定所述活體目標內所述引入設備的姿態和形狀的兩個不同的單獨過程。
[0021]在本發明的另一方面中，提出了一種用于校準用于將影響元件引入到目標中的系統的校準設備，其中，所述影響元件適于影響所述目標內的靶區域，并且其中，所述校準設備包括具有能在放射照相圖像中識別的不透射線的基準點的射線透射的塊，以及用于接收所述引入設備的通道，所述引入設備適于被插入到所述目標中以將所述影響元件引入到所述目標中。優選地，所述基準點中的至少一些被平行于所述通道布置。還優選的是，所述塊包括具有不同直徑的若干通道。所述塊還可以包括用于將所述引入設備在所述通道內固定就位的固定單元。此外，所述塊可以包括用于跟蹤所述塊的位置的跟蹤傳感器。比如，所述追蹤傳感器是電磁跟蹤傳感器。在優選的實施例中，所述塊是超聲兼容的。這還允許將所述校準設備用于基于超聲的質量保