用于近距離放射治療或活檢的成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在近距離放射治療或活檢期間對(duì)生物體內(nèi)的例如導(dǎo)管或針的引入元件進(jìn)行成像的成像裝置、成像方法和成像計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明還涉及一種包括所述成像裝置的用于執(zhí)行近距離放射治療或活檢的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在低劑量率(LDR)近距離放射治療和高劑量率(HDR)近距離放射治療中，用于引入輻射源的例如導(dǎo)管或針的引入元件由醫(yī)生在超聲成像的引導(dǎo)下插入人體，以利用由輻射源發(fā)出的輻射處置人體的內(nèi)部區(qū)域。在插入過(guò)程期間，醫(yī)生必須手動(dòng)控制超聲換能器的位置和圖像平面，這導(dǎo)致在成像中的不準(zhǔn)確，從而使引入元件的尖端相對(duì)于所述前端應(yīng)當(dāng)最終被定位的人體內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域并不總是準(zhǔn)確地可視化的。醫(yī)生因此經(jīng)常進(jìn)行反復(fù)處理，包括多次嘗試將引入元件的尖端引導(dǎo)至目標(biāo)區(qū)域。這導(dǎo)致時(shí)間上比較長(zhǎng)，而且不是非常準(zhǔn)確的插入過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于在近距離放射治療或活檢期間對(duì)生物體內(nèi)的引入元件進(jìn)行成像的成像裝置、成像方法和成像計(jì)算機(jī)程序，其允許更快且更準(zhǔn)確地插入引入元件。
[0004]在本發(fā)明的第一方面中，提出一種用于對(duì)生物體內(nèi)的引入元件進(jìn)行成像的成像裝置，所述引入元件適于為了執(zhí)行活檢或?qū)⑤椛湓匆肷矬w內(nèi)以執(zhí)行近距離放射治療而被插入到所述生物體內(nèi)，其中，所述成像裝置包括:
[0005]-跟蹤單元，其用于跟蹤所述生物體內(nèi)的所述弓I入元件的位置，
[0006]-成像單元，其用于基于所跟蹤的位置來(lái)生成示出所述生物體的包括所述引入元件的所跟蹤的位置的內(nèi)部部分的圖像，以及
[0007]-顯示器，其用于顯示所述圖像。
[0008]由于人體或動(dòng)物的生物體內(nèi)的引入元件的位置由所述跟蹤單元來(lái)跟蹤，并且由于所述成像單元基于所跟蹤的位置來(lái)生成示出包括生物體的所述引入元件的所跟蹤的位置的內(nèi)部部分的圖像，其中，所生成的圖像最終在顯示器上示出，因此，在所述插入過(guò)程期間，所述顯示器能夠始終顯示示出了所述生物體內(nèi)的引入元件的當(dāng)前位置的圖像，而不需要用戶(hù)手動(dòng)控制所述成像單元。例如，醫(yī)生不必手動(dòng)控制所述成像單元的位置和圖像平面，以在插入過(guò)程期間對(duì)引入元件的尖端進(jìn)行成像。這允許引入元件更精確和更快地插入到生物體內(nèi)，從而可靠地達(dá)到目標(biāo)區(qū)域。
[0009]所述引入元件優(yōu)選是在圖像引導(dǎo)下插入的針或?qū)Ч埽渲?，所述引入元件?yōu)選適于執(zhí)行活檢和/或?qū)⒎派湫暂椛湓匆氲缴矬w內(nèi)。具體地，所述成像裝置適于在插入過(guò)程期間對(duì)引入元件進(jìn)行成像以執(zhí)行活檢、LDR近距離放射治療或HDR近距離放射治療。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述成像裝置適于在前列腺活檢、LDR前列腺近距離放射治療或HDR前列腺近距離放射治療期間對(duì)引入元件進(jìn)行成像。
[0010]所述成像單元優(yōu)選適于基于所述引入元件的所跟蹤的位置實(shí)時(shí)更新所生成的圖像，其中，所述顯示器適于實(shí)時(shí)顯示更新后的圖像。其優(yōu)選是超聲成像單元，特別是經(jīng)直腸的超聲成像單元。例如，所述成像單元可以包括三維超聲探頭，即，超聲換能器的二維陣列，以覆蓋生物體內(nèi)的三維區(qū)域。然而，所述成像單元也可以包括二維超聲探頭，即，超聲換能器的一維陣列，覆蓋生物體內(nèi)的二維區(qū)域。使用超聲對(duì)生物體的內(nèi)部部分進(jìn)行成像允許生成高質(zhì)量的圖像，而不會(huì)損害生物體的組織。
[0011]優(yōu)選地，所述引入元件是細(xì)長(zhǎng)元件，所述細(xì)長(zhǎng)元件具有要通過(guò)用于保持所述引入元件的保持元件內(nèi)的開(kāi)口插入所述生物體內(nèi)的尖端和細(xì)長(zhǎng)主體，其中，在實(shí)施例中，所述跟蹤單元包括線性編碼器，其用于確定所述引入元件的尖端相對(duì)于所述開(kāi)口的線性位置，同時(shí)通過(guò)所述保持元件的開(kāi)口被插入到所述生物體內(nèi)，其中，所述跟蹤單元適于基于所確定的線性位置和開(kāi)口的已知位置來(lái)確定在所述生物體內(nèi)的所述引入元件的尖端和/或細(xì)長(zhǎng)主體的位置。例如，所述尖端的位置能夠通過(guò)將所確定的線性位置矢量地增加至所述開(kāi)口的已知位置來(lái)確定。所述生物體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)主體的位置可以被確定為所述尖端的所確定的線性位置和所述開(kāi)口的已知位置之間的長(zhǎng)度。使用可以是絕對(duì)編碼器和增量編碼器的線性編碼器允許以技術(shù)上相對(duì)簡(jiǎn)單的方式確定所述生命體內(nèi)的引入元件的位置，如果能夠假定所述引入元件實(shí)質(zhì)上在所述生物體中直線行進(jìn)，這將產(chǎn)生特別精確的結(jié)果。
[0012]所述引入元件可以包括在其外表面上的刻度，其中，所述線性編碼器可以適于讀取所述引入元件的外表面上的刻度并基于所讀取的刻度來(lái)確定所述引入元件的線性位置。所述線性編碼器能夠適于讀取所述引入元件的光學(xué)可檢測(cè)刻度、磁性可檢測(cè)刻度、電容可檢測(cè)刻度、電感可檢測(cè)刻度等。然而，所述線性編碼器還能夠適于以其他方式確定所述引入元件的線性位置，例如，通過(guò)使用基于齒輪的編碼。
[0013]所述成像裝置還可以包括附接元件，其用于將所述線性編碼器附接至所述引入元件通過(guò)其被插入到所述生物體內(nèi)的保持元件的開(kāi)口。所述保持元件可以包括若干個(gè)開(kāi)口，其中，所述附接元件可以適于在所述保持元件的開(kāi)口之間可移動(dòng)。這允許確定所述引入元件相對(duì)于所述引入元件通過(guò)其實(shí)際插入的所述保持元件的任意開(kāi)口的線性位置。所述成像裝置還能夠包括鎖定機(jī)構(gòu)，其用于將所述附接元件鎖定和保持在開(kāi)口處。所述保持元件優(yōu)選為包括開(kāi)口的網(wǎng)格的網(wǎng)格模板。
[0014]在實(shí)施例中，所述跟蹤單元適于通過(guò)電磁跟蹤和/或光學(xué)形狀感測(cè)跟蹤來(lái)跟蹤所述引入元件的位置。使用電磁跟蹤技術(shù)和/或光學(xué)形狀感測(cè)跟蹤技術(shù)允許非常準(zhǔn)確地跟蹤在所述生物體內(nèi)的所述引入元件的位置，即使所述引入元件不是直的而是彎曲的。這些技術(shù)因此能夠?qū)е略谒錾矬w內(nèi)的所述引入元件的位置的確定的改進(jìn)的精確度。在光學(xué)形狀感測(cè)的情況下，所述引入元件的整個(gè)長(zhǎng)度可以配備有形狀感測(cè)光纖，從而使包括所述引入元件的尖端的整個(gè)長(zhǎng)度的位置能夠在插入過(guò)程期間的任何時(shí)間處被確定。在電磁跟蹤的情況下，所述跟蹤單元可以適于電磁跟蹤所述引入元件的尖端的位置。此外，所述跟蹤單元可以適于存儲(chǔ)在插入期間被跟蹤的所述引入元件的尖端的所跟蹤的位置，以便確定在所述生物體內(nèi)的所述弓I入元件的細(xì)長(zhǎng)主體的位置。
[0015]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述跟蹤單元適于跟蹤所述引入元件的尖端的位置，其中，所述成像單元適于確定包括所述引入元件的尖端的所跟蹤的位置的所述生物體內(nèi)的尖端切片，并適于生成表示所述尖端切片的尖端圖像，其中，所述顯示器適于顯示所生成的尖端圖像。此外，所述成像單元可以適于通過(guò)圖像處理來(lái)檢測(cè)表示所確定的尖端切片的所述尖端圖像內(nèi)的所述引入元件的尖端，適于確定包括檢測(cè)到的所述引入元件的尖端的其他尖端切片，其中，該其他尖端切片的厚度小于原始的第一個(gè)尖端切片的厚度，并且適于生成表示所述其他尖端切片的其他尖端圖像，其中，所述顯示器適于顯示所生成的其他尖端圖像。所述成像單元可以適于確定軸向尖端切片和/或矢狀尖端切片，并適于生成分別表示軸向尖端切片和/或矢狀尖端切片的軸向尖端圖像和/或矢狀尖端圖像，其中，所述顯示器可以適于顯示所生成的軸向尖端圖像和/或矢狀尖端圖像。此外，所述成像單元可以適于確定所述尖端切片，從而使其垂直于所述引入元件的細(xì)長(zhǎng)主體。
[0016]此外，所述跟蹤單元可以適于確定所述生物體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)主體的位置，其中，所述成像單元可以適于確定所述生物體內(nèi)的包括所述細(xì)長(zhǎng)主體的長(zhǎng)度的主體切片，并適于生成表示所述主體切片的主體圖像，其中，所述顯示器適于顯示所生成的主體圖像。具體地，所述成像單元可以適于確定所述主體切片，從而使所確定的主體切片包括所述細(xì)長(zhǎng)主體的長(zhǎng)度的最大部分。在實(shí)施例中，所述成像單元適于確定包括所述細(xì)長(zhǎng)主體的長(zhǎng)度的其他部分的其他主體切片，并適于生成表示所述生物體中的所確定的其他主體切片的其他主體圖像，其中，所述顯示器適于顯示所述其他主體圖像。所述成像單元可以適于確定軸向主體切片和/或矢狀主體切片，并適于生成分別表示所述軸向主體切片和/或矢狀主體切片的軸向主體圖像和/或矢狀主體圖像，其中，所述顯示器可以適于顯示所生成的軸向主體圖像和/或矢狀主體圖像。
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