在高劑量率近距放射治療程序中由組織接收的運動補償劑量的制作方法
【專利摘要】一種系統和方法，包括：形狀感測使能的設備(116)，其具有至少一根光纖(118)；源定位模塊(124)，其被配置為從在結構之內的所述至少一根光纖接收光學信號并且解讀所述光學信號，以提供在所述設備之內的處置源的運動信息；劑量確定模塊(130)，其被配置為提供表示總的處置時間的一個或多個時間箱。對于每個時間箱，所述劑量確定模塊被配置為使用所述處置源的所述運動信息來確定由要被處置的靶區域接收的劑量。所述劑量確定模塊還被配置為組合針對所述一個或多個時間箱中的每個的由所述靶區域接收的劑量，以確定由所述靶區域接收的總的劑量。
【專利說明】在高劑量率近距放射治療程序中由組織接收的運動補償劑量

【技術領域】
[0001]本公開涉及對由靶區域接收的劑量的估計，并且更具體地涉及在醫學應用中使用運動補償對由組織接收的劑量的估計。

【背景技術】
[0002]高劑量率(HDR)近距放射治療涉及通過在革巴位點內部或緊密接近革巴位點(例如，前列腺)的高放射性源的暫時插入對癌癥的處置。在第一處置會話之前，將多根導管經會陰插入靶位點。導管在經直腸超聲(TRUS)圖像中被勾畫出，并且導管位置信息被饋入處置規劃系統，以確定用于在每個導管之內的HDR源的最佳位置及其在每個位置上消耗的時間。然后在幾天的過程中在單個部分或多個部分中施予HDR近距放射治療處置計劃。在一些實例中，可以在每個部分之前和之后執行計算機斷層攝影(CT)掃描，以驗證導管的位置。然而，盡管這提供了在處置期間對導管位置的某些幾何結構的驗證，但是實際遞送給患者的劑量尚未確定。


【發明內容】

[0003]根據本發明的原理，提供了一種系統，所述系統包括:形狀感測使能的設備，其具有至少一根光纖；源定位模塊，其被配置為從在結構之內的所述至少一根光纖接收光學信號并且解讀所述光學信號，以提供在所述設備之內的處置源的運動信息；劑量確定模塊，其被配置為提供表示總的處置時間的一個或多個時間箱。對于每個時間箱，所述劑量確定模塊被配置為使用處置源的運動信息來確定由要被處置的靶區域接收的劑量。所述劑量確定模塊還被配置為組合針對所述一個或多個時間箱中的每個的由所述靶區域接收的劑量，以確定由所述靶區域接收的總的劑量。
[0004]例如，劑量確定模塊能夠被配置為使用處置源的運動信息來確定由處置源遞送的劑量。劑量確定模塊也能夠被配置為使用初始處置計劃來確定由處置源遞送的劑量。此夕卜，劑量確定模塊還能夠被配置為確定由靶區域接收的劑量作為由處置源遞送的劑量。示例性系統還能夠也包括被配置為通過對靶區域進行成像來提供靶區域的運動信息的成像模塊。劑量確定模塊還能夠被配置為基于靶區域的運動信息來創建靶區域的每個體素的運動模式的概率分布函數(HF)。劑量確定模塊也能夠被進一步配置為將每個體素的PDF與由處置源遞送的劑量做卷積，以確定由靶區域接收的劑量。形狀感測使能的設備能夠是導管。成像模塊能夠被配置為執行超聲成像和/或磁共振成像。示例性系統還能夠包括被配置為基于處置源的運動信息和/或靶區域的運動信息來修正處置計劃的規劃模塊。例如，總的處置時間能夠包括用于單個部分、多個部分和/或針對一時間段的部分的時間。
[0005]而且，根據本發明的原理，提供了工作站，所述工作站包括形狀感測系統，所述形狀感測系統包括:形狀感測使能的設備，其具有至少一根光纖；和源定位模塊；其被配置為從在結構之內的所述至少一根光纖接收光學信號并且解讀所述光學信號，以提供在所述設備之內的處置源的運動信息；劑量確定模塊，其被配置為提供表示總的處置時間的一個或多個時間箱。對于每個時間箱，所述劑量確定模塊被配置為使用所述處置源的所述運動信息來確定由要被處置的靶區域接收的劑量。所述劑量確定模塊還被配置為組合針對所述一個或多個時間箱中的每個的由所述靶區域接收的劑量，以確定由所述靶區域接收的總的劑量。還能夠包括顯示器。
[0006]例如，劑量確定模塊能夠被配置為使用處置源的運動信息來確定由處置源遞送的劑量。劑量確定模塊也能夠被配置為使用初始處置計劃來確定由處置源遞送的劑量。此外，劑量確定模塊還能夠被配置為確定由靶區域接收的劑量作為由處置源遞送的劑量。示例性的工作站還能夠包括被配置為通過對靶區域進行成像來提供靶區域的運動信息的成像模塊。劑量確定模塊還能夠被配置為基于靶區域的運動信息來創建靶區域的每個體素的運動模式的概率分布函數(PDF)。劑量確定模塊也能夠被進一步配置為將每個體素的概率分布函數與由處置源遞送的劑量做卷積，以確定由靶區域接收的劑量。形狀感測使能的設備能夠是導管。成像模塊能夠被配置為執行超聲成像和/或磁共振成像。示例性的工作站還能夠包括被配置為基于處置源的運動信息和/或革E區域的運動信息來修正處置計劃的規劃模塊。例如，總的處置時間能夠包括用于單個部分、多個部分和/或針對一時間段的部分的時間。
[0007]而且，根據本發明的原理，提供了一種方法，所述方法包括確定在被設置在結構之內的形狀感測使能的設備之內的處置源的運動信息。提供了一個或多個表示總的處置時間的時間箱。對于一個或多個時間箱中的每個，使用處置源的運動信息來計算由要被處置的靶區域接收的劑量。組合針對一個或多個時間箱中的每個的由靶區域接收的劑量來確定由靶區域接收的總的劑量。
[0008]例如，對于(一個或多個)時間箱中的每個，示例性方法還能夠包括使用處置源的運動信息來計算由處置源遞送的劑量。對于(一個或多個)時間箱中的每個，示例性方法也能夠包括使用初始處置計劃來計算由處置源遞送的劑量。計算由靶區域接收的劑量能夠包括確定由靶區域接收的劑量作為由處置源遞送的劑量。示例性方法還能夠包括對靶區域進行成像，以提供靶區域的運動信息。此外，示例性方法還能夠包括基于靶區域的運動信息來計算靶區域的每個體素的運動模式的概率分布函數(PDF)。對于示例性方法，也能夠還包括將每個體素的概率分布函數與由處置源遞送的劑量做卷積，以確定由靶區域接收的劑量。形狀感測使能的設備能夠是導管。對靶區域進行成像能夠包括執行超聲成像和/或磁共振成像。此外，示例性方法還能夠包括基于處置源的運動信息和/或靶區域的運動信息來修正處置計劃。例如，總的處置時間能夠包括用于單個部分、多個部分和/或所有部分的時間。
[0009]根據要與附圖結合閱讀的本公開的示意性實施例的以下詳細描述，本公開的這些和其他目的、特征以及優點將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]參考以下附圖，本公開將詳細地呈現對優選實施例的以下描述，其中:
[0011]圖1是示出了根據一個實施例的用于確定被接收的劑量的系統/方法的方框圖/流程圖；
[0012]圖2是示出了根據一個實施例的用于使用運動信息來確定由靶區域接收的劑量的系統/方法的方框圖/流程圖；并且
[0013]圖3是示出了根據一個實施例的用于確定被接收的劑量的系統/方法的方框圖/
流程圖。

【具體實施方式】
[0014]根據本發明原理，提供了由對象的靶區域接收的運動補償劑量分布。具體地，利用一個或多個時間箱表示用于例如高劑量率(HDR)近距放射治療的處置時間。對于每個箱，基于源的運動來確定由在一根或多根導管之內的放射性源遞送的3D劑量分布。優選地，應用形狀感測技術來確定導管的形狀。在導管之內的源的位置可以通過詢問后裝治療機設備來確定。使用導管和源的運動信息以及初始處置計劃來確定由源遞送的3D劑量分布。
[0015]然后可以基于靶區域的運動信息來確定由靶區域接收的3D劑量分布。在優選實施例中，可以使用成像(例如，超聲成像)來確定靶區域的運動信息。可以計算針對靶區域的每個體素的運動模式的概率分布函數。可以將針對每個體素的概率分布函數與由源遞送的3D劑量分布做卷積，以提供在該時間箱期間由靶區域接收的3D劑量分布。當靶區域的運動信息不可獲得時，例如，當成像不能被執行時，由靶區域接收的3D劑量分布被確定作為由源遞送的3D劑量分布。由靶區域接收的總的劑量可以通過組合針對一個或多個時間箱中的每個的由靶區域接收的3D劑量分布來確定。
[0016]有利地，根據一個實施例，由靶區域接收的劑量可以用于自適應的處置規劃。例如，由靶區域接收的劑量可以用于修正在遞送期間或在處置部分之間的處置計劃。在其他實施例中，由靶區域接收的劑量可以用于提供回顧性信息，以用于處置遞送的質量保證。
[0017]還應當理解，將從醫學儀器和醫學程序的方面對本發明進行描述；然而，本發明的教導是更為廣泛的，并且可應用于對任何介入程序的監測。在一些實施例中，本發明原理被用在分析復雜的生物系統或機械系統中。例如，本發明原理可以普遍地應用于對任何介入治療程序的處置監測。在其他實施例中，本發明原理可應用于生物系統的內部追蹤程序、身體的所有區域中(例如，肺、胃腸道、排泄器官、血管等)的程序。在附圖中描繪的元件可以以硬件和軟件的各種組合來實施，并且提供可以在單個元件或多個元件中組合的功能。
[0018]在附圖中示出的各種元件的功能能夠通過使用專用硬件以及與適當的軟件相關聯的能夠運行軟件的硬件來提供。當由處理器提供時，能夠由單個專用處理器、單個共享處理器或一些能夠被共享的多個獨立的處理器來提供這些功能。此外，術語“處理器”或“控制器”的明確使用不應被解釋為專指能夠運行軟件的硬件，并且能夠隱含地包括但不限于，數字信號處理器(“DSP”)硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器(“ROM”)、隨機存取存儲器(“RAM”)、非易失性存儲器等。
[0019]此外，本文中詳述原理、各方面和本發明的實施例以及其具體范例的所有陳述旨在涵蓋其結構上和功能上的等價方案。額外地，其旨在這樣的等價方案包括當前已知的等價方案以及將來開發的等價方案(即，所開發的執行相同功能、無論結構如何的任何元件)二者。因此，例如，本領域技術人員應當理解，本文中呈現的方框圖表示實施本發明的原理的圖示性系統部件和/或電路的概念上的視圖。類似地，應當理解，任何流程圖表、流程圖等表示可以實質上被表示在計算機可讀存儲介質中并且因此由計算機或處理器運行的各種過程，無論這樣的計算機或處理器是否被明確示出。
[0020]此外，本發明的實施例能夠采取可從計算機可用存儲介質或計算機可讀存儲介質訪問的計算機程序產品的形式，所述計算機可用存儲介質或計算機可讀存儲介質提供用于由計算機或任何指令運行系統使用或與計算機或任何指令運行系統結合使用的程序代碼。為了本說明書的目的，計算機可用存儲介質或計算機可讀存儲介質能夠是可以包括、存儲、通信、傳播或傳輸用于由指令運行系統、裝置或設備使用或與指令運行系統、裝置或設備結合使用的程序的任何裝置。介質能夠是電學、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統(或裝置或設備)或傳播介質。計算機可讀介質的范例包括半導體或固態存儲器、磁帶、可移動計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、硬磁盤以及光盤。光盤的當前范例包括壓縮盤一只讀存儲器(CD-ROM)、壓縮盤一讀取/寫入(CD-R/W)、藍光?以及DVD。
[0021]現在參考附圖并且從圖1開始，根據一個實施例圖示性地描繪了用于確定被接收的劑量的系統100的方框圖，在所述參考附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的元件。系統100可以包括工作站或控制臺112，從所述工作站或控制臺112監督和管理程序(例如，HDR近距放射治療)。工作站102優選地包括一個或多個處理器106和用于存儲程序和應用的存儲器104。應當理解，系統100的功能和部件可以被集成到一個或多個工作站或系統中。
[0022]工作站102可以包括一個或多個用于查看的顯示器108。顯示器108還可以允許用戶與工作站102及其部件和功能進行交互。通過用戶接口 110使其進一步被促進，所述用戶接口 110可以包括鍵盤、鼠標、操縱桿或允許用戶與工作站102進行交互的任何其他外圍設備或控制設備。
[0023]存儲器104可以存儲計算機實施的程序122，所述程序122包括被配置為確定在一個或多個設備或儀器116之內的(例如，放射性的)源的運動的源定位模塊124。設備116優選地包括導管，但也可以包括以下中的一個或多個:導絲、探頭、內窺鏡、機器人、電極、過濾設備、氣囊設備或其他部件等。導管116可以被放置在用于處置(例如，高劑量率(HDR)近距放射治療)的對象112 (例如，患者)之內。本發明原理還可以應用于其他類型的處置和程序。
[0024]源定位模塊124可以采用包括形狀感測模塊126的形狀感測系統，以準確且連續地追蹤與導管116和/或其周圍區域相關聯的形狀和姿態。形狀感測系統可以包括光學詢問器136，所述詢問器136提供選定的信號并接收光學響應。可以提供光源138作為詢問器136的部分，或作為用于向形狀感測設備114提供光信號的單獨的單元。形狀感測設備114包括一根或多根光纖118，所述一根或多根光纖118可以以設定的模式被親合到導管116。光纖118可以被集成到導管116中，或者可以被提供為用于向形狀感測設備114提供光信號的單獨的單元。纖維118可以通過布線134被耦合到工作站102。根據需要，布線可以包括光纖、電氣連接、其他儀器儀表等。形狀感測模塊126被配置為解讀來自形狀感測設備或系統114的光學反饋信號(以及任何其他反饋，例如，電磁(EM)追蹤)。也預期追蹤導管116的形狀和姿態的其他方法。
[0025]可以使用光纖傳輸/反射的任何機構來實施具有纖維118的形狀感測114。例如，可以使用以下中的一種或多種來實施具有纖維118的形狀感測114:波分多路復用分布式感測、時間-波分多路復用分布式感測、干涉儀檢測、基于幅度的固有散射等。優選地，具有纖維118的形狀感測114基于纖維布拉格光柵(FBG)原理；然而，也預期其他方法，例如，瑞利散射、拉曼散射或布里淵散射。FBG是光纖的短段，所述光纖的短段反射光的具體波長并傳輸光的其他波長。這通過在纖維芯中添加折射率的周期變化來實現，其產生波長特異性的介質鏡。纖維布拉格光柵能夠因此被用作阻擋特定波長的內聯光學濾波器，或作為波長特異性的反射器。
[0026]纖維118在沿著其長度的任何空間位置上的形狀取決于在纖維中發展的內部應變。布拉格波長對該應變敏感。形狀感測模塊126可以使用在三個或更多個FBG(在一組三根纖維118中，每根纖維118中一個)中的應變來計算纖維組中的局部彎曲。因此，纖維的形狀被累積。沿著纖維的FBG位置的先驗知識能夠被利用，以在所期望的參考框架中提供纖維的形狀和位置的估計結果。
[0027]源定位模塊124也可以通過例如詢問后裝治療機設備(未示出)來確定在任何給定的時間點處的導管116之內的源的位置。初始處置計劃可以指定停留位置和停留時間，所述停留位置是在導管116之內的源要被放置在的位置，所述停留時間是在每個位置處的時間的量。后裝治療機設備用于按順序地定位在導管116之內的源。源定位模塊124可以組合在導管116之內的源的定位與由形狀感測模塊126確定的導管116的形狀信息，以提供源在共同的參考框架中(例如，在經直腸超聲的參考框架中)的運動信息。
[0028]計算機實施的程序122還可以包括被配置為確定對象112的靶區域的形狀和移動的成像模塊128。對于所接收的劑量被估計的組織的區域可以包括除靶區域之外的有風險的器官(OAR)。優選地，實時三維(3D)經直腸超聲(TRUS)成像可以被實施，以搜集靶區域的3D體積信息。TRUS成像可以涉及在經直腸探頭120上的二維或一維矩陣陣列。探頭120可以被機械地或電子地操控。探頭120可以通過布線134連接到工作站102。也預期其他成像技術，例如，計算機斷層攝影(CT)、磁共振成像(MRI)等。
[0029]計算機實施的程序122可以包括被配置為確定由靶區域接收的所估計的3D劑量分布的劑量確定模塊130。劑量確定模塊130可以組合由源定位模塊124和/或成像模塊128確定的運動信息與用于例如HDR近距放射治療的初始處置計劃，以估計由靶區域接收和/或被遞送到靶區域的3D劑量分布。初始處置計劃可以指示在被植入在對象112中的導管116之內的停留位置和停留時間。劑量確定模塊130可以優選地使用基于例如用于線性源的美國醫學物理學家協會(AAPM)任務組(TG)43號形式體系的方法來確定3D劑量計劃。也預期確定3D劑量計劃的其他方法。從每個源得到的3D劑量分布可以被加法疊加在3D劑量計劃中，以產生累積的3D劑量分布。
[0030]在進一步的細節中，劑量確定模塊130可以確定由革El區域接收的3D劑量的估計結果，其中，在導管116之內的源的運動信息和靶區域的運動信息是可獲得的。繼續參考圖1時暫時參考一下圖2，根據一個實施例圖示性地描繪了示出由靶區域接收的劑量的確定的方框圖/流程圖200。該理念是針對較小的時間箱重新計算3D劑量分布并將其與在那些各自的時間處的靶區域和/或OAR的位置相關。
[0031]創建多個時間箱η 202，所述多個時間箱η 202相加等于整個處置遞送時間。所述處置遞送時間可以包括用于如單個部分、多個部分、在時間段上執行的部分、要被執行的所有部分的時間。首先，確定由源遞送的3D劑量分布。對于每個箱202，組合由源定位模塊124確定的源206的運動信息與初始處置計劃204，以計算在該箱202期間由源遞送的3D劑量分布208。優選地，使用例如AAPM TG 43確定被遞送的3D劑量分布。在一個實施例中，通過使用在每個導管116內部的放射性源的停留位置和停留時間以及已知的每個源的放射性分布模式來計算被遞送的3D劑量分布，以計算整個被遞送的劑量。在另一實施例中，源運動與對劑量產生的影響之間的(例如，數學的)關系能夠被確定。因此，所遞送的劑量能夠從源運動模式和初始劑量分布來確定，而不必重新計算劑量。也預期用于確定3D遞送劑量分布的其他實施例。
[0032]對于每個箱202，由成像模塊128確定的靶區域的運動信息210可以用于確定由靶區域接收的3D劑量分布。對于對象112的靶區域的每個體素，創建運動模式的概率分布函數(PDF)212。每個體素的PDF表示在空間區域范圍中由體素消耗的時間的百分比。每個體素的百分比之和為100%。通過首先量化靶區域的運動模式來計算每個體素的HF。運動模式可以包括例如從給定的初始位置的平移和旋轉。運動模式可以應用于每個靶體素來計算其HF。
[0033]將用于靶區域的每個體素的PDF與用于整個靶區域的靜態遞送的3D劑量分布做卷積214，以確定存在運動時由體素接收的劑量以及因此確定在每個箱202期間所接收的3D劑量分布。在整個處置遞送時間上由靶區域接收的累積的3D劑量分布220能夠通過以加法218組合針對每個箱202接收的3D劑量分布來確定。
[0034]如果歸因于技術限制或阻礙諸如TRUS的成像技術的使用的其他挑戰而使靶區域的運動信息不可獲得時，系統100仍然可以通過假設靶區域是靜態的來進行操作。因此，對于每個箱202，所遞送的3D劑量分布被假設為等于由靶區域接收的3D劑量分布。在整個處置遞送時間上由靶區域接收的總的3D劑量分布能夠通過以加法組合在每個箱202期間接收的3D劑量分布來確定。
[0035]計算機實施的程序122還可以包括規劃模塊132。規劃模塊132可以涉及一個或多個顯示器108和/或用戶接口 110。在一個實施例中，規劃模塊132可以在處置遞送期間向臨床醫生提供實時反饋。規劃模塊132可以基于源和導管116以及靶區域的更新的運動信息來提供對處置計劃的修正建議或自動修正。例如，如果由靶區域接收的劑量分布小于在例如靶區域的后部區域范圍中的所規劃的劑量，那么在最接近于靶區域的后部區域范圍的導管116中的放射性源的停留位置和停留時間能夠被相應地調節(例如，被增加)，以補償在該區域范圍中被降低的劑量。
[0036]在另一實施例中，規劃模塊132可以提供日常自適應的處置規劃。對于所有被遞送的部分，規劃模塊132可以以被遞送到靶區域的累積的3D劑量的形式來提供日常反饋。對于剩余的部分，規劃模塊132可以提供對處置計劃的修正建議或自動修正。
[0037]在又另一實施例中，規劃模塊132可以為了質量保證而提供回顧性的規劃和遞送。規劃模塊132可以為了質量保證目的而提供被遞送到靶區域的3D劑量分布的回顧性估計結果。可以建立與對患者的特性的劑量測定結果相關的數據庫。患者的特性可以包括例如年齡、體重、疾病類型、疾病階段等。也預期其他特性。
[0038]現在參考圖3，根據一個實施例圖示性地描繪了示出用于估計由靶區域接收的劑量的方法300的流程圖。在方框302中，創建累積地表示總的處置時間的一個或多個時間箱。總的處置時間可以表示例如單個部分、多個部分、在一時間段上執行的部分、所有要被執行的部分等。該理念是重新計算針對較小的時間箱的3D遞送劑量分布，并且將所述3D遞送劑量分布與靶區域在那些時間處的位置相關聯，以便計算由靶區域接收的3D劑量分布。所接收的劑量被估計的組織的區域可以包括除靶區域之外的OAR。
[0039]在方框304中，對于每個時間箱，確定由(例如，放射性的)源遞送的3D劑量分布。所述源優選地被定位在諸如導管的設備之內；然而，應當注意，所述設備可以包括以下中的一個或多個:導絲、探頭、內窺鏡、機器人、電極、過濾設備、氣囊設備或其他醫學部件等。所述導管被定位在用于處置的對象(例如，患者)之內。在方框306中，確定由源遞送的劑量分布可以包括確定源的運動。在優選實施例中，形狀感測可以應用于追蹤導管和/或其周圍區域范圍的形狀和姿態。形狀感測可以包括來自形狀感測設備的(例如，光學、電磁的等)解讀反饋信號。也預期確定源的運動的其他方法。
[0040]形狀感測可以包括一根或多根光纖。所述光纖可以被集成到導管中，或者可以被提供為單獨的單元。形狀感測可以使用光纖傳輸/反射的任何機構來實施。例如，形狀感測可以使用以下中的一種或多種來實施:波分多路復用分布式感測、時間-波分多路復用分布式感測、干涉儀檢測、基于幅度的固有散射等。優選地，形狀感測基于光纖布拉格光柵(FBG)原理；然而，也預期其他方法，例如，瑞利散射、拉曼散射或布里淵散射。
[0041]纖維在沿著其長度的任何空間位置處的形狀取決于在纖維中發展的內部應變。形狀感測可以使用在三個或更多個FBG (在一組三根纖維中，每根纖維中一個)中的應變來計算在該纖維組中的局部彎曲。因此，纖維的形狀被累積。沿著纖維的FBG位置的先驗知識能夠用于在所期望的參考框架中提供纖維的形狀和位置估計結果。
[0042]在一個實施例中，確定由源遞送的3D劑量分布包括確定在導管之內的源的位置。可以詢問后裝治療機設備來確定針對任何給定時間的停留位置。可以組合導管的形狀(例如，使用形狀感測)與源的位置來提供由源遞送的劑量分布。優選地，使用例如AAPM TG 43來確定被遞送的3D劑量分布。在一個實施例中，通過使用在每個導管內部的放射性源的停留位置和停留時間以及已知的每個源的放射性分布模式來計算被遞送的3D劑量分布，以計算被遞送的總共的劑量。在另一實施例中，源運動與對劑量產生的影響之間的(例如，數學)關系能夠被確定。因此，能夠從源運動模式和初始劑量分布來確定所遞送的劑量，而不必重新計算劑量。也預期用于確定3D遞送劑量分布的其他實施例。
[0043]在方框308中，對于每個時間箱，確定由靶區域接收的3D劑量分布。在方框310中，確定靶區域的運動信息是否是獲得的。在方框312中，可以優選地根據對靶區域進行成像來獲取運動信息。對靶區域進行成像優選地涉及實時3D TRUSo TRUS成像可以涉及在經直腸探頭上的二維或一維矩陣陣列。探頭可以被機械地或電子地操控。也預期其他成像技術，例如，CT,MRI等。
[0044]在方框314中，如果靶區域的運動信息是可獲得的，則計算針對靶區域的每個體素的運動模式的H)F。在方框316中，通過將針對每個體素的PDF與由源遞送的劑量分布做卷積來確定在該時間箱期間接收的3D劑量分布。在方框318中，如果靶區域的運動信息是不可獲得的，則在該時間箱期間由靶區域接收的3D劑量分布被確定為是針對該時間箱遞送的3D劑量分布。歸因于例如技術上的限制或可以阻礙成像的使用的其他挑戰，運動信息可以是不可獲得的。在方框320中，通過組合針對一個或多個時間箱中的每個接收的劑量分布來確定由靶區域接收的總的劑量分布。
[0045]在方框322中，處置可以基于由靶區域接收的總的劑量分布而被調整。在一個實施例中，可以在處置遞送期間向臨床醫生提供在飛行中的實時反饋。可以基于源和/或靶區域的被更新的運動信息來提供對處置計劃的修正建議或自動修正。例如，如果由靶區域接收的劑量分布小于在例如靶區域的后部區域中的規劃的劑量，那么在最接近靶區域的后部區域的導管中的放射性源的停留位置和停留時間能夠被相應地調節(例如，被增加)，以補償在該區域中降低的劑量。
[0046]在另一實施例中，可以提供日常自適應的處置規劃。例如，對于所有被遞送的部分，可以提供被遞送到靶區域的累積的3D劑量分布。對于剩余的部分，可以提供對處置計劃的修正建議或自動修正。在又另一實施例中，可以提供由源遞送的回顧性3D劑量分布和任選地由組織接收的回顧性3D劑量分布，以用于質量保證目的。可以建立與對患者特性的劑量測量結果相關的數據庫。患者特性可以包括例如，年齡、體重、疾病類型、疾病階段等。
[0047]在解釋權利要求時，應當理解:
[0048]a) “包括” 一詞不排除存在給定權利要求中列出的元件或動作之外的其他元件或動作；
[0049]b)元件前的“一”或“一個”一詞不排除存在多個這樣的元件；
[0050]c)在權利要求中的任何參考標記不限制其范圍；
[0051]d)若干“器件”可以由相同的項目或硬件或實施結構或功能的軟件來表示；以及
[0052]e)并不要求動作的具體順序，除非具體指示。
[0053]已經描述了用于在高劑量率近距放射治療程序中由組織接收的運動補償的劑量的優選實施例(其旨在圖示而非限制)，應當注意，按照以上教導，本領域技術人員能夠做出修改和變型。因此，應當理解，在本公開的具體實施例中可以做出改變，公開的所述改變在如權利要求書概括的在本文中公開的實施例的范圍之內。因此，已經描述了由專利法要求的詳情和特征，在權利要求書中闡述了由專利證書權利要求和期望保護的內容。
【權利要求】
1.一種系統，包括: 形狀感測使能的設備(116)，其具有至少一根光纖(118); 源定位模塊(124)，其被配置為從在結構之內的所述至少一根光纖接收光學信號并且解讀所述光學信號，以提供在所述設備之內的處置源的運動信息； 劑量確定模塊(130)，其被配置為提供表示總的處置時間的一個或多個時間箱，其中，對于每個時間箱，所述劑量確定模塊被配置為使用所述處置源的所述運動信息來確定由要被處置的靶區域接收的劑量，所述劑量確定模塊還被配置為組合針對所述一個或多個時間箱中的每個的由所述靶區域接收的劑量，以確定由所述靶區域接收的總的劑量。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述劑量確定模塊(130)被配置為使用所述處置源的所述運動信息來確定由所述處置源遞送的劑量。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述劑量確定模塊(130)被配置為使用初始處置計劃來確定由所述處置源遞送的劑量。
4.如權利要求2所述的系統，其中，所述劑量確定模塊(130)還被配置為確定由所述靶區域接收的劑量作為由所述處置源遞送的劑量。
5.如權利要求2所述的系統，還包括成像模塊(128)，所述成像模塊被配置為通過對所述靶區域進行成像來提供所述靶區域的運動信息。
6.如權利要求5所述的系統，其中，所述劑量確定模塊(130)還被配置為基于所述靶區域的所述運動信息來創建所述靶區域的每個體素的運動模式的概率分布函數(HF)。
7.如權利要求6所述的系統，其中，所述劑量確定模塊(130)還被配置為將每個體素的PDF與由所述處置源遞送的劑量做卷積，以確定由所述靶區域接收的劑量。
8.如權利要求5所述的系統，其中，所述成像模塊(128)被配置為執行超聲成像或磁共振成像中的至少一種。
9.如權利要求1所述的系統，其中，所述形狀感測使能的設備(116)是導管。
10.如權利要求1所述的系統，還包括規劃模塊(132)，所述規劃模塊被配置為基于所述處置源的所述運動信息或所述革E區域的運動信息中的至少一個來修改處置計劃。
11.如權利要求1所述的系統，其中，所述總的處置時間包括用于以下中的至少一種的時間:單個部分、多個部分或針對一時間段的部分。
12.—種工作站，包括: 形狀感測系統，包括: 形狀感測使能的設備(116)，其具有至少一根光纖(118); 源定位模塊(124)，其被配置為從在結構之內的所述至少一根光纖接收光學信號并且解讀所述光學信號，以提供在所述設備之內的處置源的運動信息； 劑量確定模塊(130)，其被配置為提供表示總的處置時間的一個或多個時間箱，其中，對于每個時間箱，所述劑量確定模塊被配置為使用所述處置源的所述運動信息來確定由要被處置的靶區域接收的劑量，所述劑量確定模塊還被配置為組合針對所述一個或多個時間箱中的每個的由所述靶區域接收的劑量，以確定由所述靶區域接收的總的劑量；以及 顯示器(108) ο
13.如權利要求12所述的工作站，其中，所述劑量確定模塊(130)被配置為使用所述處置源的所述運動信息或初始處置計劃中的至少一個來確定由所述處置源遞送的劑量，并且其中，所述劑量確定模塊(130)還被配置為確定由所述靶區域接收的劑量作為由所述處置源遞送的劑量。
14.如權利要求13所述的工作站，還包括成像模塊(128)，所述成像模塊被配置為通過對所述靶區域進行成像來提供所述靶區域的運動信息，其中，所述劑量確定模塊(130)還被配置為基于所述靶區域的所述運動信息來創建所述靶區域的每個體素的運動模式的概率分布函數(PDF)，并且其中，所述劑量確定模塊(130)還被配置為將每個體素的PDF與由所述處置源遞送的劑量做卷積，以確定由所述靶區域接收的劑量。
15.—種方法，包括: 確定(306)被設置在結構之內的形狀感測使能的設備之內的處置源的運動信息； 提供(302)表示總的處置時間的一個或多個時間箱； 對于所述一個或多個時間箱中的每個，使用所述處置源的所述運動信息來計算(316)由要被處置的靶區域接收的劑量；并且 組合針對所述一個或多個時間箱中的每個的由所述靶區域接收的劑量，以確定由所述靶區域接收的總的劑量。
【文檔編號】A61N5/10GK104487136SQ201380039401
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2012年7月25日
【發明者】S·巴拉特 申請人:皇家飛利浦有限公司