專利名稱：生成和/或提供用于組織處理的數(shù)據(jù)的方法
生成和/或提供用于組織處理的數(shù)據(jù)的方法本發(fā)明涉及利用輻射設(shè)備生成和/或提供用于組織處理——特別是用于腫瘤處理——的數(shù)據(jù)的方法。當(dāng)前處理腫瘤的方法例如規(guī)定首先通過手術(shù)切除腫瘤，接下來輻照腫瘤周圍剩余的邊緣組織。也可能僅通過輻照來對(duì)付腫瘤而無需手術(shù)。在執(zhí)行輻照時(shí)，關(guān)鍵是以適當(dāng)方式設(shè)置輻照器械，從而可以調(diào)節(jié)所需的輻照劑量和輻照強(qiáng)度。例如，DE 10 2004 039191A1描述了一種方案，其中為了確定和監(jiān)測輻照治療的參數(shù)，在圖像提供醫(yī)療技術(shù)方法中生成要輻照的組織的第一圖像。利用第一圖像，執(zhí)行輻照器
械的第一參數(shù)設(shè)置。利用這個(gè)參數(shù)設(shè)置輻照組織。此外，生成要輻照的組織的至少一個(gè)另外圖像。接下來，執(zhí)行圖像的自動(dòng)比較，并且在有偏差的情況下生成信號(hào)。例如，已知利用所謂的高能直線加速器執(zhí)行輻照。其中，利用輻射治療單元，例如利用X射線治療單元的腫瘤輻照的規(guī)劃的流程如下首先，在圖像提供方法中生成腫瘤周圍界定區(qū)域的圖像，例如CT或X射線圖像。在顯示屏上顯示這一圖像。然后標(biāo)記出要輻照的腫瘤和/或組織。通過一方法，例如利用適當(dāng)?shù)能浖?，建立輻照?jì)劃。為了在圖像上直接向外科醫(yī)生顯示患者身體中的劑量率，以從輻照計(jì)劃計(jì)算出的值，例如通過繪制等劑量曲線/表面/體積，覆蓋所生成的照片。這種已知方案的缺點(diǎn)是不適用于低能量輻照器械或輻照方法。結(jié)合經(jīng)直線加速器的輻照描述的流程不能用于低能量系統(tǒng)和應(yīng)用。低能量輻照器械頻繁被用于術(shù)中方法。在輻射能量(例如X射線能量)顯著低于利用直線加速器的系統(tǒng)的系統(tǒng)中，由于射線的較低能量，低能量射線與要輻照的組織的物理相互作用顯著更復(fù)雜。這意味著不同類型的組織在不同程度上減弱了射線。例如，這可能是由于所謂的光子效應(yīng)或康普頓效應(yīng)。此外，低能量系統(tǒng)不代表具有單色輻射質(zhì)量的系統(tǒng)。相反，低能量系統(tǒng)顯示出從O到例如50keV的當(dāng)前最大輻射能量的極復(fù)雜輻射譜。這意味著，隨著低能量輻照系統(tǒng)的輻射向組織中的穿透增大，減弱效果甚至隨著同質(zhì)組織而改變，因?yàn)檩椛渥V隨著組織中增大的吸收而改變。因此，關(guān)于直線加速器已知的方法不能被成功用于低能量輻照系統(tǒng)，否則根據(jù)患者體內(nèi)劑量的真實(shí)值的計(jì)算會(huì)有大的偏差。因此，本發(fā)明基于如下問題提供一種通過輻照方法生成和/或提供用于組織處理的數(shù)據(jù)的方法，其中能夠執(zhí)行結(jié)合低能量輻照器械和/或低能量輻照方法的直接的一特別是可視的一福照規(guī)劃。由具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求I的特征的方法以及由具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求10的特征的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品解決這個(gè)問題。可以從從屬權(quán)利要求以及說明書中得出本發(fā)明的更多特征和細(xì)節(jié)。結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法描述的特征和細(xì)節(jié)當(dāng)然也適用于計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的方法特別提供了一種用于低能量輻照系統(tǒng)或輻照方法的方案，其允許進(jìn)行直接的一特別是可視的一治療規(guī)劃。例如，可以在術(shù)中方法中使用這樣的系統(tǒng)或方法。同樣，可以將這樣的系統(tǒng)或方法用于處理表面，例如身體外部。但本發(fā)明不限于所提到的可能應(yīng)用。優(yōu)選地，可以結(jié)合腫瘤處理來使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)或方法。同樣地，也可以執(zhí)行與腫瘤手術(shù)無關(guān)的用途。低能量輻照系統(tǒng)或低能量輻照方法特別分別代表用于例如腫瘤床的組織床的放射療法的系統(tǒng)或方法。在這樣的方法中或?qū)τ谶@樣的系統(tǒng)而言，特別是在切除之后，例如切除腫瘤之后，利用軟射線，特別是X射線，輻照組織床，例如腫瘤床。為此目的，在例如腫瘤床的組織床中放置輻照源的發(fā)射設(shè)備，其優(yōu)選被提供具有正確尺寸的適當(dāng)施用器(applicator)。利用低能量應(yīng)用，可以直接輻照期望的細(xì)胞組織，而無需首先輻照通過健康組織。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種經(jīng)低能量輻照器械特別是自動(dòng)生成和/或提供用于組織處理(特別是腫瘤處理)的數(shù)據(jù)的方法，其中低能量輻照器械具有輻照源和發(fā)射設(shè)備，輻照·源用于生成軟輻射，優(yōu)選是能譜為從O到IOOkeV最大輻射能量的輻射，特別是能譜為從O到50keV最大輻射能量的輻射，發(fā)射設(shè)備用于向要輻照的組織發(fā)射輻射。本發(fā)明不限于高達(dá)IOOkV (特別是50kV)的輻射源。相反，本發(fā)明一般適用于軟輻射范圍，特別是軟X射線范圍。于是，低能量輻照器械首先具有輻射源，其在工作中生成輻射，例如X輻射。經(jīng)由適當(dāng)?shù)陌l(fā)射設(shè)備使所生成的輻射指向要輻照的組織。發(fā)射設(shè)備可以直接被布置和/或形成在輻射源處，或者可以經(jīng)由探頭設(shè)備被連接到輻射源。通常，還在本發(fā)明的輻照器械中使用所謂的施用器裝置。例如，施用器裝置由施用器元件組成，其被設(shè)計(jì)成容納發(fā)射設(shè)備。這意味著，將發(fā)射設(shè)備(可能具有探頭設(shè)備)插入，例如推進(jìn)，到施用器元件中。如果正使用施用器裝置，施用器裝置例如可以是發(fā)射設(shè)備。特別地，可以定義發(fā)射設(shè)備，使其為一種設(shè)備，經(jīng)由該設(shè)備或從該設(shè)備，視情況而定，從輻照器械向要輻照的組織發(fā)射輻射。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于以下步驟-在剛離開發(fā)射設(shè)備時(shí)確定輻射源的物理數(shù)據(jù)；-確定組織的質(zhì)量數(shù)據(jù)，例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織的質(zhì)量數(shù)據(jù)；-結(jié)合輻射源的輻射確定所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)；-從所確定的數(shù)據(jù)生成用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)和/或提供所確定的數(shù)據(jù)以生成用于組織處理(特別是腫瘤處理)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的方法不限于特定過程方案，特別是前三個(gè)方法步驟。唯一重要的是確定相應(yīng)數(shù)據(jù)并接下來對(duì)其進(jìn)一步處理。優(yōu)選地，在計(jì)算機(jī)的支持下執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。于是，在那種情況下，優(yōu)選提供至少一個(gè)處理設(shè)備和/或至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理設(shè)備，在其上執(zhí)行該方法。根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，在剛離開發(fā)射設(shè)備時(shí)確定輻射源的物理數(shù)據(jù)。特別地，在所述輻射源的輻射離開發(fā)射設(shè)備的位置或該位置的區(qū)域或附近確定那些物理數(shù)據(jù)。特別地，物理數(shù)據(jù)是這樣的數(shù)據(jù)，其從物理上描述和/或表征輻射源和/或從所述輻射源輸送或發(fā)射的輻射。例如，可以規(guī)定在剛離開發(fā)射設(shè)備時(shí)確定輻射源的能譜作為輻射源的物理數(shù)據(jù)。例如，可以確定剛離開探頭元件的尖端或施用器裝置時(shí)的輻射源的能譜。優(yōu)選可以通過適當(dāng)?shù)臏y量來生成能譜的值，有利地在文件或數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)其結(jié)果。例如，也可以想到所謂的蒙特卡羅計(jì)算，其從頭開始計(jì)算和/或模擬X射線源的發(fā)射特性。文件和/或數(shù)據(jù)庫優(yōu)選被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中，視情況而定，該方法或在其上執(zhí)行該方法的處理單元訪問或可以訪問該存儲(chǔ)設(shè)備。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，確定組織(例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織)的質(zhì)量數(shù)據(jù)。特別地，質(zhì)量數(shù)據(jù)是這樣的數(shù)據(jù)，其提供關(guān)于組織的質(zhì)量和/或本質(zhì)和/或構(gòu)成和/或外觀和/或特性和/或組成和/或一致性和/或構(gòu)造和/或肌理等的信息。例如，可以規(guī)定利用圖像提供方法確定組織(例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織)的質(zhì)量數(shù)據(jù)。例如，可以生成適當(dāng)?shù)膱D像，例如CT圖像、倫琴圖、X射線圖像等。為了確定，優(yōu)選自動(dòng)確定，組織類型，例如腫瘤組織或腫瘤附近的組織的組織類型，例如可以使用預(yù)先拍攝的圖像，例如CT照片或X射線照片?？梢韵氲?，在組織附近(例如腫瘤附近)的每個(gè)任意的空間體積，即所謂的體素處，可以從相應(yīng)灰度值(優(yōu)選以Hounsfield為單位)推論出在該位置處的相應(yīng)
吸收，從而推論出組織類型。其中，術(shù)語體素特別指三維圖中的數(shù)據(jù)元素。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，例如首先可以利用圖像提供方法生成組織(例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織)的圖像。然后優(yōu)選利用分析方法，例如針對(duì)各個(gè)灰度值，分析這樣生成的圖像。然后從所確定的灰度值確定組織類型并將其作為或按照質(zhì)量數(shù)據(jù)提供?；叶戎岛徒M織類型之間的聯(lián)系例如可以作為數(shù)據(jù)庫或在數(shù)據(jù)庫中存在。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，結(jié)合輻射源的輻射確定已經(jīng)確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，將確定質(zhì)能吸收系數(shù)作為結(jié)合輻射源的輻射確定的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，規(guī)定如果針對(duì)不同組織類型，軟輻射范圍(例如X射線范圍)中取決于能量的相應(yīng)質(zhì)能吸收系數(shù)[μ/P (E)] {組織類型}是已知的，則這些值作為文件或數(shù)據(jù)庫中的表格被存儲(chǔ)或可以在因特網(wǎng)中檢索到。如果針對(duì)特定組織類型取決于能量的相應(yīng)質(zhì)能吸收系數(shù)[μ/P (E)] {組織類型}是未知的，則它們可以被預(yù)先借助于組織一致性從相應(yīng)元素的質(zhì)能吸收系數(shù)[μ/P (E)] {元素}計(jì)算出來，且然后可以被存儲(chǔ)在這一表格中。文件和/或數(shù)據(jù)庫優(yōu)選被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中，視情況而定，該方法或在其上執(zhí)行該方法的處理單元訪問或可以訪問存儲(chǔ)設(shè)備。于是可以在文件或數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)這些值，以供將來特別是自動(dòng)使用和/或計(jì)算。接下來，根據(jù)本發(fā)明的方法，從所確定的數(shù)據(jù)生成用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)和/或提供所確定的數(shù)據(jù)以生成用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)。將在描述過程中更詳細(xì)地描述對(duì)此的優(yōu)選但非排他的示例。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，特別地，能夠結(jié)合組織的質(zhì)量數(shù)據(jù)，例如利用CT圖像或X射線圖像，直接地特別是可視地利用低能量輻照系統(tǒng)指示或顯示用于規(guī)劃組織處理(例如腫瘤處理)所需的數(shù)據(jù)。于是，特別地，根據(jù)本發(fā)明的方法允許通過計(jì)算和顯示低能量輻射系統(tǒng)的物理和/或生物和/或醫(yī)療有效性，利用低能量輻射系統(tǒng)規(guī)劃組織處理，例如腫瘤處理。優(yōu)選地，可以從所確定的數(shù)據(jù)特別是自動(dòng)地計(jì)算要輻照的組織的劑量率。如果在組織之內(nèi)的特定位置，在處理期間到達(dá)該位置的劑量率的值是需要或期望的，則現(xiàn)在可以容易利用根據(jù)本發(fā)明的方法計(jì)算它，特別地，如果在發(fā)射設(shè)備或施用器設(shè)備的表面處的能譜是已知的話。例如，對(duì)特定點(diǎn)的吸收劑量率的計(jì)算可以從輻射譜和該點(diǎn)處的組織類型執(zhí)行。在優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算過程可以是這樣的確定輻射發(fā)射設(shè)備的等中心和要輻照的組織的點(diǎn)之間的連接矢量以用于計(jì)算劑量率；計(jì)算連接矢量在輻射發(fā)射設(shè)備的表面處的出離點(diǎn)；計(jì)算出離點(diǎn)與要輻照的組織的點(diǎn)之間的路徑段；沿著所計(jì)算的路徑段確定組織(例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織)的質(zhì)量數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)空間體積；確定組織類型及它們沿所計(jì)算的路徑段的位置和/或延伸；計(jì)算在沿所計(jì)算的路徑段傳輸之后存在于要輻照的組織的點(diǎn)處的輻射譜；以及從輻射譜和要輻照的組織的點(diǎn)處的組織類型計(jì)算要輻照的組織的點(diǎn)處的劑量率。這將利用簡明的實(shí)施例作為示例來闡明如果在組織之內(nèi)的特定位置G，在處理期間到達(dá)該位置的劑量率D的值是需要或 期望的，則可以如下進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計(jì)算過程，其中在本示例中，發(fā)射設(shè)備的表面處的能譜必須是已知的首先，確定倫琴系統(tǒng)XRS的等中心I與點(diǎn)G之間的連接矢量。然后，計(jì)算連接矢量在發(fā)射設(shè)備的表面處的出離點(diǎn)。接下來，從A到G的路徑段以及相關(guān)聯(lián)的體素被沿著已經(jīng)預(yù)先生成的圖像(例如CT圖像)中的這一路徑段而計(jì)算出來。此外，執(zhí)行對(duì)組織類型以及它們沿著從A到G的路徑段和/或在所確定的體素中的相應(yīng)位置和/或延伸的計(jì)算或確定。此外，計(jì)算輻射譜，例如倫琴譜，其沿從A到G的路徑段傳輸之后存在于終點(diǎn)G處。從該點(diǎn)處的輻射譜S和組織類型執(zhí)行對(duì)點(diǎn)G處的吸收劑量率D的計(jì)算。由此，物理有效性變得已知。優(yōu)選地，可以生成和/或確定和/或提供進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)，其中所述進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)被用于生成用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)和/或被提供以用于生成用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)。例如，根據(jù)期望，可以在組織中的每個(gè)任意位置計(jì)算并優(yōu)選顯示(例如示出)RBE(相對(duì)生物有效性)作為生物值，并且計(jì)算并優(yōu)選顯示(例如示出)腫瘤復(fù)發(fā)概率(復(fù)發(fā)概率)作為醫(yī)療值。為了解決低能量處理與其他處理或治療形式(例如利用直線加速器的輻照)的可比較性問題，利用上文進(jìn)一步所述的圖像，例如利用CT照片、X射線圖像或倫琴圖，低能量系統(tǒng)與其他處理形式相比確保了同樣的處理有效性的那些區(qū)域或體積(例如利用上文進(jìn)一步所述的Hounsfield標(biāo)度)可以額外地被計(jì)算并接下來被示出在圖像中以供用戶參考。例如，可以想到所謂的“等價(jià)球面”。這例如被描述在如下文章中“Carsten Herskind, JiirgenGriebel, Uta Kraus-Tiefenbacher, Frederik Wenz-Sphere of Equivalence—a novelTarget volume concept for intraoperative radiotherapy using low-energy Xrays, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. Vol. 72No. 5, pp 1575-1581，2008”，通過引用將其公開內(nèi)容并入本發(fā)明的說明書中。優(yōu)選可以在圖像(例如CT圖像或X射線圖像)中示出這些等價(jià)球面值。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以在顯示屏上可視地顯示所確定和/或計(jì)算的數(shù)據(jù)和/或用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)。特別地，可以規(guī)定與組織(例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織)的質(zhì)量數(shù)據(jù)一起可視地顯示，特別是在其中示出輻射源的物理數(shù)據(jù)和/或結(jié)合輻射源的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)和/或進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)。利用上述根據(jù)本發(fā)明的方法，特別地，能夠利用低能量輻照系統(tǒng)，與組織(例如腫瘤組織)及組織附近區(qū)域的CT圖像、X射線圖像或倫琴圖一起或在其中，在顯示屏上直接可視地示出用于規(guī)劃組織處理(特別是腫瘤處理)所需的數(shù)據(jù)。圖像中示出的數(shù)據(jù)可以為不同用戶提供關(guān)于系統(tǒng)和/或處理的物理/生物/醫(yī)療有效性的重要信息，否則這些信息將必須繁瑣地由用戶自己計(jì)算。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，不僅可以計(jì)算組織中的劑量率。相反也可以在組織的圖像中示出這一數(shù)據(jù)。此外，也可以計(jì)算并也在圖像中示出進(jìn)一步的生物/ 醫(yī)療數(shù)據(jù)/信息。根據(jù)本發(fā)明的方法基于低能量輻照系統(tǒng)的輻射的物理性質(zhì)(例如能譜)以及結(jié)合低能量輻照系統(tǒng)的輻射和/或軟射線的不同組織類型的物理性質(zhì)的知識(shí)，后者意味著在高達(dá)IOOkeV特別是高達(dá)50keV的X輻射的情況下組織取決于能量的吸收行為等。此外，該方法還特別基于例如受影響的組織附近區(qū)域(例如腫瘤附近區(qū)域)的CT照片或倫琴照片的圖像的知識(shí)，其中圖像中照片像素的灰度級(jí)例如基于Hounsfield標(biāo)度關(guān)聯(lián)到相應(yīng)組織類型。在3D中計(jì)算未必是強(qiáng)制性的。通常，2D截面視圖也是足夠的。在組織充分均質(zhì)的情況下，例如對(duì)于僅乳房的處理，該方法未必要有計(jì)算非均質(zhì)組織的能力。在那種情況下，計(jì)算均質(zhì)組織就足夠了。根據(jù)另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在被在數(shù)據(jù)處理設(shè)備或單元上執(zhí)行或被加載在這種設(shè)備或單元中時(shí)，其交互以在數(shù)據(jù)處理單元上執(zhí)行根據(jù)上述發(fā)明的方法。計(jì)算機(jī)程序優(yōu)選是用于低能量輻照系統(tǒng)的程序，其計(jì)算并顯示系統(tǒng)的物理和/或生物和/或醫(yī)療有效性。在下文中，將參考附圖
利用實(shí)施例更周密地解釋本發(fā)明。其中圖I以示意圖示出了低能量輻照器械，利用其可以執(zhí)行用于生成和/或提供用于術(shù)中腫瘤處理的數(shù)據(jù)的根據(jù)本發(fā)明的方法；圖2以示意圖示出了低能量輻照器械，利用其可以執(zhí)行用于生成和/或提供用于表面處的組織處理的數(shù)據(jù)的根據(jù)本發(fā)明的方法；以及圖3以示意圖示出了如何可以在特定點(diǎn)G處計(jì)算要輻照的組織的劑量率。在圖I中，示出了一種低能量輻照器械10，其可用于乳房腫瘤切除之后的組織的術(shù)中輻照。低能量輻照器械10具有用于生成電子束的布置11和相鄰的射束偏轉(zhuǎn)器12。此夕卜，提供了引導(dǎo)設(shè)備13，用于向輻射源14引導(dǎo)所生成的電子束。輻射源14可以具有金靶，并生成低能量軟輻射，例如能譜從O到IOOkeV——特別是50keV——的最大輻射能量。由輻射源14生成的輻射可以經(jīng)由發(fā)射設(shè)備指向要輻照的組織上。其中，可以向預(yù)定義的組織中以靶定方式釋放輻射。為了在腫瘤床中或在輻照的位置處靶定定位輻射源14，視情況而定，提供施用器裝置16，在圖示示例中為氣囊施用器。輻照器械10應(yīng)當(dāng)用于在乳房輻照期間輻照腫瘤附近的組織17。首先，通過手術(shù)切除腫瘤。接下來，在輻照位置引入施用器裝置16。接下來，向施用器裝置16中插入輻射源14，其中可以利用施用器裝置16精確地定位輻射源14。利用根據(jù)本發(fā)明的方法生成和提供用于腫瘤處理的所需數(shù)據(jù)，在下文中將詳細(xì)解釋其過程。為了更好的理解，圖中涉及該方法過程的那些部件被以虛線示出。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種利用低能量輻照器械10生成和/或提供用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)的方法。提供了一種處理單元20以執(zhí)行該方法。在剛離開發(fā)射設(shè)備15時(shí)確定輻射源14的物理數(shù)據(jù)。例如，為此目的可以規(guī)定在剛離開發(fā)射設(shè)備15時(shí)確定輻射源14的能譜作為輻射源14的物理數(shù)據(jù)，這由連接線21表示。優(yōu)選可以利用適當(dāng)?shù)臏y量來生成能譜的值，優(yōu)選在文件或數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)其結(jié)果。文件和/或數(shù)據(jù)庫被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備22中，視情況而定，該方法或在其上執(zhí)行該方法的處理單元20訪問或可以訪問存儲(chǔ)設(shè)備22。此外，確定腫瘤附近的組織17的質(zhì)量數(shù)據(jù)。例如可以規(guī)定利用用于執(zhí)行圖像提供方法的設(shè)備23生成腫瘤附近的組織17的質(zhì)量數(shù)據(jù)，這由連接線24表示。例如，可以利用設(shè)備23生成適當(dāng)?shù)膱D像，例如CT圖像、X射線圖像等。為了優(yōu)選自動(dòng)確定腫瘤附近的組織17的類型，例如可以使用預(yù)先拍攝的圖像，例如CT照片或X射線照片。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，例如，首先可以利用圖像提供方法生成腫瘤附近的組織17的圖像。然后將這樣生成的圖像發(fā)送到處理單元20之內(nèi)的分析設(shè)備25，這由連接線26表示，并且，利用分析方法， 例如針對(duì)各個(gè)灰度值，在分析設(shè)備25中分析該圖像。在處理單元20中，然后從所確定的灰度值確定組織類型，并將其以質(zhì)量數(shù)據(jù)的形式提供或提供為質(zhì)量數(shù)據(jù)。此外，確定結(jié)合輻射源14的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，為此目的確定質(zhì)能吸收系數(shù)。特別地,規(guī)定針對(duì)不同組織類型,軟福射范圍(例如X射線范圍)中取決于能量的質(zhì)能吸收系數(shù)[μ / P (E) ] {組織類型}是已知的。例如可以規(guī)定針對(duì)不同組織類型的質(zhì)能吸收系數(shù)被存儲(chǔ)于或已經(jīng)被存儲(chǔ)于文件或數(shù)據(jù)庫中。文件和/或數(shù)據(jù)庫優(yōu)選被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)設(shè)備27中，視情況而定，該方法或在其上執(zhí)行該方法的處理單元20訪問或可以訪問存儲(chǔ)設(shè)備27。接下來，從所確定的數(shù)據(jù)生成用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)28和/或提供所確定的數(shù)據(jù)以用于生成用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，可以特別是自動(dòng)地從所確定的數(shù)據(jù)計(jì)算要輻照的組織的劑量率。在顯示屏29上可視地示出所確定和/或計(jì)算的數(shù)據(jù)和/或用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)。特別地，可以規(guī)定與腫瘤附近的組織的質(zhì)量數(shù)據(jù)一起可視地示出，特別是在其中示出輻射源14的物理數(shù)據(jù)和/或結(jié)合輻射源14的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)和/或進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)。在圖2中示出了一種低能量輻照器械10，其用于輻照身體表面的組織。低能量輻照器械10具有用于生成電子束的布置11和相鄰的射束偏轉(zhuǎn)器12。此夕卜，提供了引導(dǎo)設(shè)備13，用于向輻射源14引導(dǎo)所生成的電子束。輻射源14例如可以具有金革巴，并生成低能量軟輻射，例如能譜從O到IOOkeV——特別是50keV——的最大輻射能量。由輻射源14生成的輻射可以經(jīng)由發(fā)射設(shè)備15指向要輻照的組織上。其中，可以向預(yù)定義的組織中以靶定方式釋放輻射。如圖2進(jìn)一步所示，提供施用器裝置16，它是一個(gè)表面施用器，從而也可以在身體外部，也獨(dú)立于腫瘤手術(shù)，執(zhí)行對(duì)組織17的輻照。在根據(jù)圖2的實(shí)施例中，不是如結(jié)合圖I指出的那樣在術(shù)中引入輻射。相反向要輻照的表面施加輻射。為了能夠利用施用器裝置16生成不同輻射特性，例如能夠在要輻照的組織中的不同深度輻照，圖2所示的實(shí)施例的施用器裝置16具有用于影響射線的元件18。用于影響射線的元件18優(yōu)選被提供為透鏡，用于改變射線特性。元件18優(yōu)選可互換地，即意味著可拆卸地，被布置在施用器裝置16上。從輻射源14經(jīng)由射線影響元件18向要輻照的組織表面17施加輻射。例如，圖2中所示且上文描述的實(shí)施例還適于輻照表面病灶或腫瘤，特別是皮膚上或器官表面上的表面病灶或腫瘤。再次利用根據(jù)本發(fā)明的方法生成和提供用于組織處理的所需數(shù)據(jù)，在下文中將詳細(xì)解釋其過程。為了更好的理解，在圖2中，圖中涉及該方法過程的那些部件也被以虛線示出。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種利用低能量輻照器械10生成和/或提供用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)的方法。提供了一種處理單元20以執(zhí)行該方法。在剛離開發(fā)射設(shè)備15時(shí)確定輻射源14的物理數(shù)據(jù)。例如，為此目的可以規(guī)定在剛離開發(fā)射設(shè)備15時(shí)確定輻射源14的能譜作為輻射源14的物理數(shù)據(jù)，這由連接線21表 示。優(yōu)選可以利用適當(dāng)?shù)臏y量來生成能譜的值，優(yōu)選在文件或數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)其結(jié)果。文件和/或數(shù)據(jù)庫被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備22中，視情況而定，該方法或在其上執(zhí)行該方法的處理單元20訪問或可以訪問存儲(chǔ)設(shè)備22。此外，確定腫瘤附近的組織17的質(zhì)量數(shù)據(jù)。例如可以規(guī)定利用用于執(zhí)行圖像提供方法的設(shè)備23生成腫瘤附近的組織17的質(zhì)量數(shù)據(jù)，這由連接線24表示。例如，可以利用設(shè)備23生成適當(dāng)?shù)膱D像，例如CT圖像、X射線圖像等。為了優(yōu)選自動(dòng)確定腫瘤附近的組織17的類型，例如可以使用預(yù)先拍攝的圖像，例如CT照片或X射線照片。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，例如，首先可以利用圖像提供方法生成腫瘤附近的組織17的圖像。然后將這樣生成的圖像發(fā)送到處理單元20之內(nèi)的分析設(shè)備25，這由連接線26表示，并且，利用分析方法，例如針對(duì)各個(gè)灰度值，在分析設(shè)備25中分析該圖像。在處理單元20中，然后從所確定的灰度值確定組織類型，并將其以質(zhì)量數(shù)據(jù)的形式提供或提供為質(zhì)量數(shù)據(jù)。此外，確定結(jié)合輻射源14的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，為此目的確定質(zhì)能吸收系數(shù)。特別地，規(guī)定針對(duì)不同組織類型，軟輻射范圍(例如X射線范圍)中取決于能量的質(zhì)能吸收系數(shù)[μ / P (E) ] {組織類型}是已知的。例如可以規(guī)定針對(duì)不同組織類型的質(zhì)能吸收系數(shù)被存儲(chǔ)于或已經(jīng)被存儲(chǔ)于文件或數(shù)據(jù)庫中。文件和/或數(shù)據(jù)庫優(yōu)選被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)設(shè)備27中，視情況而定，該方法或在其上執(zhí)行該方法的處理單元20訪問或可以訪問存儲(chǔ)設(shè)備27。接下來，從所確定的數(shù)據(jù)生成用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)28和/或提供所確定的數(shù)據(jù)以用于生成用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，可以特別是自動(dòng)的從所確定的數(shù)據(jù)計(jì)算要輻照的組織的劑量率。在顯示屏29上可視地示出所確定和/或計(jì)算的數(shù)據(jù)和/或用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)。特別地，可以規(guī)定與腫瘤附近的組織的質(zhì)量數(shù)據(jù)一起可視地示出，特別是在其中示出輻射源14的物理數(shù)據(jù)和/或結(jié)合輻射源14的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)和/或進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)。在圖3中示意性示出了如何可以在特定點(diǎn)G處計(jì)算要輻照的組織的劑量率。如果在組織中的特定點(diǎn)G處，在處理期間到達(dá)該點(diǎn)的劑量率的值是需要的或期望的，則現(xiàn)在可以容易利用根據(jù)本發(fā)明的方法計(jì)算它。
如果在組織中的特定位置G，其可以位于腫瘤組織中或腫瘤組織的周圍區(qū)域中，在處理期間到達(dá)該位置的劑量率的值是期望的，則可以如下執(zhí)行利用根據(jù)本發(fā)明的方法的計(jì)算的過程，其中在本示例中，發(fā)射設(shè)備的表面處的能譜必須是已知的。首先，確定位于施用器裝置16之內(nèi)的輻射源14 (這里是X射線源)的尖端區(qū)域中的等中心I與點(diǎn)G之間的連接矢量V。然后，計(jì)算在發(fā)射設(shè)備(在本示例中是施用器裝置)的表面處的連接矢量V的出離點(diǎn)A。接下來，從A到G的通過不同組織類型1、2、3和4的路徑段以及相關(guān)聯(lián)的體素被沿著已經(jīng)預(yù)先生成的圖像(例如CT圖像)中的這一路徑段而計(jì)算出來。此外，執(zhí)行對(duì)組織類型1、2、3和4以及它們沿著從A到G的路徑段和/或在所確定的體素中的相應(yīng)位置和/或延伸的計(jì)算或確定。此外，計(jì)算輻射譜，例如倫琴譜，其沿從A到G的路徑段傳輸之后存在于終點(diǎn)G處。從該點(diǎn)處的輻射譜S和組織類型執(zhí)行對(duì)點(diǎn)G處的吸 收劑量率D的計(jì)算。由此，物理有效性變得已知。附圖標(biāo)記10低能量輻照器械11用于生成電子束的布置12射線偏轉(zhuǎn)器13用于引導(dǎo)電子束的引導(dǎo)設(shè)備14輻射源15發(fā)射設(shè)備16施用器裝置17要輻照的腫瘤/組織附近的組織18用于影響射線的元件。20處理單元21確定輻射源的能譜22具有輻射源的物理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備23用于執(zhí)行圖像提供方法的裝置24生成組織的質(zhì)量數(shù)據(jù)25分析設(shè)備26質(zhì)量數(shù)據(jù)的傳輸27具有不同組織類型的質(zhì)能吸收系數(shù)的存儲(chǔ)設(shè)備28用于腫瘤處理的數(shù)據(jù)29顯示屏
權(quán)利要求
1.一種用于利用低能量輻照設(shè)備(10)生成和/或提供用于組織處理的數(shù)據(jù)的方法，其中所述低能量輻照設(shè)備(10)具有輻照源(14)和發(fā)射設(shè)備，所述輻照源(14)用于生成軟輻射，優(yōu)選是能譜為從O到IOOkeV最大射線能量的輻射，特別是能譜為從O到50keV最大輻射能量的輻射，所述發(fā)射設(shè)備用于向要輻照的組織發(fā)射輻照，所述方法的特征在于以下步驟 -在剛離開所述發(fā)射設(shè)備(15)時(shí)確定所述輻照源(14)的物理數(shù)據(jù)； -確定所述組織(17)的構(gòu)成數(shù)據(jù)； -結(jié)合所述輻照源(14)的輻照確定所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)； -從所確定的數(shù)據(jù)生成用于所述組織處理的數(shù)據(jù)(28)和/或提供所確定的數(shù)據(jù)以生成用于所述組織處理的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于確定剛離開所述發(fā)射設(shè)備(15)時(shí)的所述輻射源(14)的能譜作為所述輻射設(shè)備(14)的物理數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，利用圖像提供方法確定所述組織(17)的所述構(gòu)成數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定質(zhì)能吸收系數(shù)作為結(jié)合所述輻射源(14)的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從所確定的數(shù)據(jù)確定要輻照的所述組織的劑量率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，為了計(jì)算劑量率 確定所述輻射發(fā)射設(shè)備(15)的等中心與要輻照的所述組織的點(diǎn)之間的連接矢量； 計(jì)算所述連接矢量在所述輻射發(fā)射設(shè)備的表面處的出離點(diǎn)； 計(jì)算所述出離點(diǎn)與要輻照的所述組織的點(diǎn)之間的距離； 沿著所計(jì)算出的距離確定所述組織(17)的所述構(gòu)成數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)空間體積； 確定組織種類以及它們沿所計(jì)算出的距離的位置和/或延伸； 計(jì)算在沿所計(jì)算出的距離執(zhí)行傳輸之后存在于要輻照的所述組織的點(diǎn)處的輻射譜；以及 從所述輻射譜和要輻照的所述組織的點(diǎn)處的組織種類計(jì)算要輻照的所述組織的點(diǎn)處的劑量率。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，可以生成和/或確定和/或提供進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)，并且所述進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)被用于生成用于所述組織處理的數(shù)據(jù)(28)和/或被提供以用于生成用于所述組織處理的數(shù)據(jù)，所述組織處理例如是腫瘤處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在顯示屏(29)上可視地顯示所確定的數(shù)據(jù)和/或用于所述組織處理的數(shù)據(jù)(28)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，可視地顯示所述輻射源(14)的物理數(shù)據(jù)和/或結(jié)合所述輻射源(14)的輻射的所確定的組織的物理性質(zhì)和/或進(jìn)一步的物理和/或生物和/或醫(yī)療數(shù)據(jù)，連同所述組織的構(gòu)成數(shù)據(jù)，特別是融合在其中。
10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在被在數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行或被加載在這種設(shè)備中時(shí)，其與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相交互，從而在所述數(shù)據(jù)處理單元上執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I到9中的任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于經(jīng)低能量輻照器械(10)生成和/或提供用于組織處理(特別是腫瘤處理)的數(shù)據(jù)(28)的方法。其中，低能量輻照器械(10)具有輻射源和發(fā)射設(shè)備(15)，輻射源用于生成軟輻射，優(yōu)選是能譜為從0到100keV最大輻射能量的輻射，特別是能譜為從0到50keV最大輻射能量的輻射，發(fā)射設(shè)備(15)用于向要輻照的組織發(fā)射輻射。該方法的特征在于如下步驟在剛離開發(fā)射設(shè)備(15)時(shí)確定輻射源(14)的物理數(shù)據(jù)；確定組織(例如腫瘤組織和/或腫瘤附近的組織(17))的質(zhì)量數(shù)據(jù)；結(jié)合輻射源(14)的輻射確定所確定的組織的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。從所確定的數(shù)據(jù)生成用于組織處理(例如腫瘤處理)的數(shù)據(jù)(28)和/或提供所確定的數(shù)據(jù)以用于生成用于組織處理(特別是腫瘤處理)的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61N5/10GK102869408SQ201180022183
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者F·威甘德, C·賀斯肯德, F·溫茲 申請(qǐng)人:卡爾蔡斯醫(yī)藥技術(shù)股份公司