用于輔助執(zhí)行近距離放射治療的輔助裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于輔助執(zhí)行近距離放射治療的輔助裝置、輔助方法以及輔助計算機程序。本發(fā)明還涉及包括所述輔助裝置的近距離放射治療系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]US 2009/0198094A1公開了一種用于確定靶體積中選定的治療的分布的裝置。所述裝置包括用于捕捉來自靶體積的體積數(shù)據(jù)的三維超聲換能器和用于接收所述體積數(shù)據(jù)的與所述三維超聲換能器通信的計算設(shè)備。所述計算設(shè)備還適于使用所述體積數(shù)據(jù)來確定所述靶體積中的所述選定的治療沿著一套規(guī)劃的針軌跡的分布，其中，所述針軌跡中的至少一個對于所述規(guī)劃的針軌跡中的至少一個其他的針軌跡是傾斜的。超聲成像的質(zhì)量可以被降低，這繼而可以導(dǎo)致對靶體積中選定的治療的分布的確定的準確降低。如果近距離放射治療是基于這樣的具有被降低的準確度的所確定的分布，則近距離放射治療的質(zhì)量也被降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于輔助執(zhí)行近距離放射治療的輔助裝置、輔助方法以及輔助計算機程序，它們慮及近距離放射治療的改進的質(zhì)量。本發(fā)明的其他目的是提供一種用于對活體應(yīng)用近距離放射治療的近距離放射治療系統(tǒng)，其中，所述近距離放射治療系統(tǒng)包括所述輔助裝置。
[0004]在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于輔助執(zhí)行近距離放射治療的輔助裝置，在所述近距離放射治療期間，包括至少一個近距離放射治療種子的近距離放射治療種子組通過使用引入元件而被引入到活體中，所述裝置包括:
[0005]-跟蹤單元，其用于在所述組到所述活體中的所述引入期間跟蹤所述引入元件的位置，
[0006]-超聲單元，其用于生成所述活體的超聲圖像，其中，所述超聲圖像示出在所述活體之內(nèi)的所述組，其中，所述超聲圖像的所述生成是依據(jù)所述引入元件的跟蹤位置來控制的，以及
[0007]-種子位置確定單元，其用于依據(jù)所生成的超聲圖像來確定所述組的近距離放射治療種子的位置。
[0008]由于跟蹤單元在所述組到活體的引入期間跟蹤引入元件的位置，因此近距離放射治療種子的各自的組被放置在活體之內(nèi)的位置已經(jīng)被粗略地知道。該關(guān)于種子在活體之內(nèi)的位置的粗略知識能夠被超聲單元使用，以用于優(yōu)化用于在活體的該粗略已知的區(qū)域中進行成像的超聲成像，從而慮及超聲可視化的改進。由于所述組的近距離放射治療種子的位置是基于由改進的超聲可視化獲得的超聲圖像來確定的，因此也能夠利用改進的準確度執(zhí)行對近距離放射治療種子的位置的確定。這繼而慮及基于近距離放射治療種子的所確定的位置的近距離放射治療的改進的質(zhì)量。
[0009]至少一個近距離放射治療種子的組能夠包括一個或若干近距離放射治療種子?；铙w優(yōu)選為人類或動物。近距離放射治療優(yōu)選特別適于處置前列腺的低劑量率(LDR)近距離放射治療。
[0010]跟蹤單元優(yōu)選適于在所述組到活體的引入期間以電磁方式跟蹤引入元件的位置。此外，跟蹤單元能夠用于全局性地或粗略地找到具有引入的種子的靶區(qū)域，其中，然后超聲波束能夠被指向該全局性或大致找到的靶區(qū)域。
[0011]超聲單元優(yōu)選適于在所述組被引入到活體中之前生成超聲圖像，并且在所述組已經(jīng)被引入到活體中之后生成實際超聲圖像，其中，種子位置確定單元適于將超聲圖像相對于彼此進行配準，以通過從彼此減去經(jīng)配準的超聲圖像來生成減影圖像，并依據(jù)所生成的減影圖像來確定所述組的近距離放射治療種子的位置。配準優(yōu)選為可變形的配準。
[0012]在所述組被引入到活體中之前生成的超聲圖像能夠是在任何近距離放射治療種子被引入到活體中之前生成的基礎(chǔ)超聲圖像。在該情況中，能夠直接從減影圖像確定所有被引入到活體中的近距離放射治療種子的位置。然而，如果若干組近距離放射治療種子通過使用引入元件而被相繼地引入到活體中，其中，每組包括至少一個近距離放射治療種子，則對于每組近距離放射治療種子，能夠在各自的組已經(jīng)被引入到活體中之后生成實際超聲圖像，并且能夠在各自的組被引入到活體中之前且在先前的組的近距離放射治療種子被引入到活體中之后生成先前的超聲圖像。成像的類別可以被稱為“增量成像”。對于每組近距離放射治療種子，能夠通過從彼此減去各自的實際的超聲圖像和先前的超聲圖像來生成減影圖像，其中，各自的減影圖像能夠用于確定各自的組的一個或若干近距離放射治療種子的位置。由于該對近距離放射治療種子的位置的確定是針對已經(jīng)被引入到活體中的每個組來執(zhí)行的，因此被引入到活體中的所有近距離放射治療種子的位置能夠由增量成像來確定。
[0013]總體上，超聲圖像可以包括明亮的圖像偽影，所述明亮的圖像偽影能夠是由活體中的微鈣化引起的，并且可以被誤分類為近距離放射治療種子。這些明亮的圖像偽影被假設(shè)存在于后續(xù)圖像中，使得如果這些圖像被從彼此減去，則結(jié)果得到的減影圖像應(yīng)當不包括這些明亮的圖像偽影。通過基于減影圖像來確定近距離放射治療種子的位置，誤分類的可能性(即，對實際上例如是微鈣化位置的假設(shè)的種子位置的確定)能夠因此被降低，從而進一步改進確定近距離放射治療種子位置的質(zhì)量，并且因此改進基于這些所確定的位置的近距離放射治療的質(zhì)量。
[0014]進一步優(yōu)選的是，若干組近距離放射治療種子通過使用引入元件而被相繼地引入到活體中，其中，每組包括至少一個近距離放射治療種子，其中，超聲單元適于在組已經(jīng)被引入到活體中之后生成實際超聲圖像，其中，種子位置確定單元適于依據(jù)所生成的實際超聲圖像來確定被引入到活體中的組的近距離放射治療種子的位置，以便慮及依據(jù)已經(jīng)被引入的組的近距離放射治療種子的位置來引入其他組。具體地，種子位置確定單元能夠適于:a)將實際的超聲圖像與先前的超聲圖像相對于彼此進行配準，所述先前的超聲圖像在先前的組被引入之后且實際的組被引入之前被采集；b)通過從彼此減去經(jīng)配準的超聲圖像來生成減影圖像；c)依據(jù)所述減影圖像來確定實際引入的組的近距離放射治療種子的位置；d)在實際的組被引入之前提供已經(jīng)被引入到活體中的組的放射治療種子的位置，以及e)將實際確定的位置和所提供的位置進行組合，以用于確定已經(jīng)被引入到活體中的所有組的位置。這允許考慮在已經(jīng)被引入的近距離放射治療種子的位置中的修正，其可以是由活體(例如，前列腺)的腫脹引起的，同時引入其他近距離放射治療種子，從而慮及近距離放射治療的其他改進的質(zhì)量。
[0015]在優(yōu)選實施例中，所述裝置還包括感興趣區(qū)域確定單元，所述感興趣區(qū)域確定單元用于依據(jù)所生成的實際超聲圖像來確定在活體之內(nèi)要被處置的感興趣區(qū)域，以便慮及還依據(jù)感興趣區(qū)域來引入其他組，所述感興趣區(qū)域是依據(jù)實際超聲圖像來確定的。在活體之內(nèi)要被處置的感興趣區(qū)域是例如前列腺或在前列腺之內(nèi)如腫瘤區(qū)域的在前列腺之內(nèi)的特定區(qū)域。感興趣區(qū)域確定單元也能夠適于基于實際超聲圖像來確定(即，分割)活體的其他元件，如血管、器官等。感興趣區(qū)域(即，感興趣區(qū)域的位置和/或形狀)以及任選的其他經(jīng)確定的元件可以在對若干組近距離放射治療種子的引入期間改變。在引入若干組近距離放射治療種子的同時考慮該可能的改變能夠進一步提高確定近距離放射治療種子位置的準確度，并且因此提高依據(jù)所確定的位置的所應(yīng)用的近距離放射治療的質(zhì)量。
[0016]所述裝置優(yōu)選地還包括:a)處置計劃提供單元，其用于提供定義在活體之內(nèi)的近距離放射治療種子的空間布置的處置計劃，其中，引入元件適于根據(jù)處置計劃引入所述組，以及b)處置計劃更新單元，其用于基于已經(jīng)被引入到活體中的組的近距離放射治療種子的所確定的位置來更新處置計劃，其中，引入元件適于依據(jù)所更新的處置計劃來引入其他組。處置計劃更新單元還可以適于也基于所確定的感興趣區(qū)域和任選的活體的其他元件來更新處置計劃，所述活體的其他元件可以是基于實際超聲圖像來確定的。
[0017]所提供的處置計劃優(yōu)選依據(jù)在基礎(chǔ)超聲圖像中示出的感興趣區(qū)域和任選的活體的其他元件，如血管、器官等，其中，感興趣區(qū)域應(yīng)當由近距離放射治療種子進行處置，其中，基礎(chǔ)超聲圖像在任何一組近距離放射治療種子被引入到活體中之前被采集，其中，感興趣區(qū)域確定單元適于生成將基礎(chǔ)超聲圖像與實際超聲圖像相對于彼此進行配準的配準變換，并且適于通過使用所述配準變換來更新基礎(chǔ)超聲圖像中示出的感興趣區(qū)域和任選的其他元件，并且其中，處置計劃更新單元適于基于已經(jīng)被引入到活體中的組的近距離放射治療種子的所確定的位置、基于所更新的感興趣區(qū)域、并且還任選地基于所更新的其他元件來更新處置計劃。因此，不一定要求在每個可以是在增量成像期間采集的實際超聲圖像中分割感興趣區(qū)域和任選的其他元件，這是因為實際的感興趣區(qū)域(即，感興趣區(qū)域的實際定位和/或形狀)以及任選的實際的其他元件能夠容易地通過向最初在基礎(chǔ)超聲圖像中確定的感興趣區(qū)域和任選的其他元件應(yīng)用配準變換來確定。例如，在基礎(chǔ)超聲圖像中，感興趣區(qū)域以及活體的其他部分可以被分割，以用于確定它們在活體之內(nèi)的定位和/或形狀，其中，配準變換能夠被應(yīng)用于這些分割，以便提供能夠用于更新處置計劃的經(jīng)更新的分割。
[0018]實際超聲圖像與基礎(chǔ)超聲圖像之間的配準能夠是直接的配準，S卩，針對各自的組生成的每個實際超聲圖像能夠與基礎(chǔ)超聲圖像進行配準，以用于針對各自的組生成配準變換。然而，也能夠使用增量配準，以用于最終獲得基礎(chǔ)超聲圖像與各自的組的實際超聲圖像之間的配準。