伽馬源跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】伽馬源跟蹤系統(tǒng)
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本專利申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C § 120要求2012年10月24日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/717，896號(hào)以及2013年3月14日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/783，943號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，在此通過引用將上述每個(gè)美國臨時(shí)申請(qǐng)整體并入本申請(qǐng)。本專利申請(qǐng)還根據(jù)35U.S.C§ 119要求2012年10月24日提交的荷蘭專利申請(qǐng)第2009686號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將上述荷蘭專利申請(qǐng)整體并入本申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種用于重構(gòu)被布置成容納放射治療放射源的導(dǎo)管的空間位置的方法。
[0004]本發(fā)明還涉及一種使得能夠保證近距離放射治療(brachytherapy)治療質(zhì)量的
目.ο
[0005]本發(fā)明還進(jìn)一步涉及一種后裝治療機(jī)(afterloader)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0006]在臨床實(shí)踐中，近距離放射治療應(yīng)用性越來越重要。在近距離放射治療的治療過程中，借助于適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管，諸如近距離放射治療敷抹器、間隙針、管道(catheter)等，將通常是伽馬發(fā)射體的放射源引入到患者的靶體積。可以人工地或使用后裝治療機(jī)設(shè)備引入放射源。通常，后裝治療機(jī)設(shè)備用于在預(yù)先安置的導(dǎo)管內(nèi)在給定(短)的時(shí)段在患者體內(nèi)提供一個(gè)或多個(gè)放射源。在這種情況下，伽馬源可以是高劑量率源或低劑量率源?？商鎿Q地，可以在患者的靶體積內(nèi)長時(shí)間地(幾個(gè)小時(shí))或甚至永久停留地(直至完全腐爛)提供源(種子)。這種源可以是低劑量率源。
[0007]當(dāng)代近距離放射治療技術(shù)的缺點(diǎn)是，所述體積內(nèi)的實(shí)際源位置是間接驗(yàn)證的。具體地，當(dāng)代近距離放射治療技術(shù)的缺點(diǎn)是，不存在關(guān)于導(dǎo)管的空間位置和/或關(guān)于導(dǎo)管被插入人體之后的變形的具體信息。
[0008]然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，間隙針、敷抹器或布置成位于患者的組織內(nèi)的其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管可以在施加相當(dāng)大的力的情況下被引入。其結(jié)果是，這些導(dǎo)管可能會(huì)意外地變形，與為非變形導(dǎo)管計(jì)算的預(yù)先計(jì)劃的軌跡相比，這將不可避免地改變患者體內(nèi)的放射源的軌跡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確地重構(gòu)用于近距離放射治療的導(dǎo)管的實(shí)際空間位置的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種為導(dǎo)管和源的已建立的實(shí)際位置實(shí)時(shí)地重新計(jì)算劑量輸送計(jì)劃的方法。
[0010]為此目的，一種用于重構(gòu)布置成容納放射治療放射源的導(dǎo)管的空間位置的方法，所述方法包括:
[0011]-在導(dǎo)管內(nèi)移位發(fā)射輻射的對(duì)象，
[0012]-檢測(cè)所述輻射；
[0013]-一旦檢測(cè)到所述輻射就產(chǎn)生數(shù)據(jù)；
[0014]-基于所述數(shù)據(jù)重構(gòu)導(dǎo)管的空間位置。
[0015]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在導(dǎo)管內(nèi)移位發(fā)射輻射的適當(dāng)對(duì)象并且檢測(cè)到從所述對(duì)象發(fā)出的輻射時(shí)，可以實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確地重構(gòu)所插入的導(dǎo)管的實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)。將理解，為了解析發(fā)射輻射的對(duì)象(并且因此，導(dǎo)管)的三維位置，需要實(shí)時(shí)地配準(zhǔn)來自該對(duì)象的輻射的至少兩個(gè)檢測(cè)器。優(yōu)選地，用于檢測(cè)器的是適當(dāng)?shù)奈恢妹舾衅骷?PSD)。該檢測(cè)器可被布置為持續(xù)地或?qū)τ谶m當(dāng)?shù)念A(yù)定時(shí)間間隔檢測(cè)從該對(duì)象發(fā)出的輻射。
[0016]在一個(gè)方法實(shí)施例中，對(duì)象產(chǎn)生諸如伽馬射線的電磁輻射，可替換地，它可以產(chǎn)生超聲射線。在對(duì)象正在產(chǎn)生伽馬射線的情況下，所述PSD可以與適當(dāng)?shù)拈W爍體晶體協(xié)作，該晶體被布置成一旦截獲傳入的伽馬射線就發(fā)光。優(yōu)選地，校準(zhǔn)檢測(cè)器以減少散射分量。在對(duì)象正在發(fā)射超聲波的情況下，適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器被布置成接收傳入的聲音。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的方法實(shí)施例中，所述導(dǎo)管是間隙針、敷抹器或管道，該方法還包括以下步驟:
[0018]-訪問為導(dǎo)管計(jì)算的預(yù)先計(jì)劃；
[0019]-基于所述預(yù)先計(jì)劃和重構(gòu)的導(dǎo)管的空間位置計(jì)算凈劑量分布。
[0020]例如，可以使用實(shí)際的源用于確定導(dǎo)管的空間位置。然而，將理解，使用可以代表實(shí)際源的幾何結(jié)構(gòu)、但具有比放射治療源大大降低的活性的模擬源是有利的。
[0021]在這兩種情況下，可以確定導(dǎo)管的實(shí)際位置，并且在此基礎(chǔ)上，可以確定實(shí)際的治療劑量分布。將理解，當(dāng)這樣的劑量分布是預(yù)期確定的時(shí)，可以例如在源停留位置方面修改劑量計(jì)劃以補(bǔ)償導(dǎo)管的已發(fā)生的意外移位或?qū)Ч艿囊馔庾冃巍?br>[0022]例如，根據(jù)本實(shí)施例，首先，使用可移位對(duì)象確定導(dǎo)管的空間位置。優(yōu)選使用連續(xù)采集對(duì)象發(fā)射的輻射，以采集沿導(dǎo)管的完整長度的關(guān)于導(dǎo)管的位置信息?？商鎿Q地，特別是對(duì)于執(zhí)行了實(shí)際的放射治療計(jì)劃并且確定了放射治療源的多個(gè)預(yù)先計(jì)劃的停留位置的情況，可以在實(shí)際放射治療源的預(yù)先計(jì)劃的停留位置處執(zhí)行對(duì)對(duì)象的數(shù)據(jù)采集。其結(jié)果是，提供了用于檢查實(shí)際放射治療源的預(yù)期停留位置的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并且可以計(jì)算出由此的預(yù)期停留位置的凈劑量分布。優(yōu)選地，導(dǎo)管被可視化為三維地圖，其可以對(duì)醫(yī)學(xué)專家增加過程的透明度。然而，將理解，將三維地圖數(shù)字地存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)中也是可以的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的方法的進(jìn)一步的實(shí)施例中，使用后裝治療機(jī)設(shè)備的測(cè)量電纜獲得所述地圖。
[0024]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用后裝治療機(jī)設(shè)備的測(cè)量電纜用于確定導(dǎo)管的三維位置是特別有利的。該技術(shù)特征是基于以下洞察力:使用后裝治療機(jī)設(shè)備中提供的可用機(jī)動(dòng)電纜而在導(dǎo)管內(nèi)部輸送對(duì)象是有利的。
[0025]可以進(jìn)一步理解，對(duì)于放射治療，可以使用多個(gè)導(dǎo)管，例如多個(gè)管道、敷抹器或?qū)Ч?。因此，可以?duì)每個(gè)這種導(dǎo)管重復(fù)以三維建立導(dǎo)管實(shí)際位置的過程。
[0026]更優(yōu)選地，用于確定導(dǎo)管的實(shí)際位置的可移位對(duì)象可以被布置成模擬實(shí)際放射治療源。這種模擬可以在幾何結(jié)構(gòu)方面和/或在發(fā)射的輻射方面實(shí)施。例如，該對(duì)象可以包含與實(shí)際放射治療源中使用的放射性同位素相同的、但具有相當(dāng)?shù)突钚缘姆派湫酝凰亍＠?，放射性?duì)象的水平可以是比實(shí)際放射治療源的水平弱10至100倍。
[0027]在根據(jù)本發(fā)明的又一方面的方法的又一實(shí)施例中，使用多個(gè)導(dǎo)管，其中每一個(gè)導(dǎo)管根據(jù)治療計(jì)劃被分配預(yù)定的三維位置，該方法進(jìn)一步包括驗(yàn)證每個(gè)導(dǎo)管的實(shí)際三維地圖是否匹配預(yù)定的三維位置的步驟。
[0028]該特征對(duì)于確定導(dǎo)管是否被正確放置以及它們是否偶然地未被互換是尤其重要的。因此，當(dāng)提供了提供所有導(dǎo)管的地圖時(shí)，可以可視化、或者以其它方式檢查導(dǎo)管位置和配方數(shù)量?jī)烧呤欠衿ヅ漕A(yù)先計(jì)劃。這些因素對(duì)于保持的放射治療計(jì)劃的一致性尤其重要，因?yàn)榉派湓纯梢栽诿總€(gè)導(dǎo)管內(nèi)具有不同的停留位置和/或不同的停留時(shí)間。因此，導(dǎo)管的互換，諸如針，可能會(huì)導(dǎo)致輸送劑量的巨大的擾動(dòng)。
[0029]根據(jù)方法的又一實(shí)施例，它還包括以下步驟:
[0030]-在導(dǎo)管內(nèi)移位放射治療放射源，
[0031 ]-檢測(cè)由放射源發(fā)射的輻射；
[0032]-重構(gòu)由放射治療放射源輸送的總劑量。
[0033]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，適合用于檢測(cè)來自發(fā)射伽馬射線的可移位對(duì)象的輻射的檢測(cè)器可以被用于檢測(cè)治療期間由實(shí)際放射治療源發(fā)射的輻射。其結(jié)果是，提供了一種輸送劑量的高效和準(zhǔn)確的配準(zhǔn)(registrat1n)方法，其可以用于提高近距離放射治療的質(zhì)量保證。
[0034]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的裝置中，包括:
[0035]-適于在導(dǎo)管內(nèi)移位的可移位對(duì)象，所述對(duì)象發(fā)射福射，
[0036]-能夠檢測(cè)來自對(duì)象的輻射的檢測(cè)器；
[0037]-基于所述檢測(cè)器的輸出重構(gòu)所述導(dǎo)管的空間位置的處理器。
[0038]優(yōu)選地，所述對(duì)象被布置為至少在幾何結(jié)構(gòu)方面模擬用于治療的放射治療放射源。優(yōu)選地，對(duì)于導(dǎo)管維度的確定過程，使用比實(shí)際放射治療放射源具有大大降低的劑量率的源。例如，這種模擬源可以在后裝治療機(jī)裝置的偽導(dǎo)線(dummy guidewire)上設(shè)置，它通常是被發(fā)出以檢查用于接收實(shí)際放射源的導(dǎo)管的可訪問性。更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的裝置的處理器適于重構(gòu)由導(dǎo)管中容納和移位的放射治療放射源輸送的總劑量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，所確定的導(dǎo)管的空間位置可以很容易地基于所調(diào)整的源停留位置在劑量規(guī)劃系統(tǒng)中使用用于重新計(jì)算劑量計(jì)劃。將理解，導(dǎo)管的可能的變形可以引起復(fù)雜劑量輸