CN103889507A - 用于显示导管放置位置的医疗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种医疗装置（200、300、400），包括：磁共振成像系统（202）、显示器（270）、处理器（228）以及用于存储所述处理器的指令的存储器（234）。所述指令使所述处理器接收短程治疗处置计划（240）、采集（100）规划磁共振数据（244）、计算（102）导管放置位置（246、900、902）以及短程治疗导管的导管控制命令（248）。所述指令使所述处理器针对每个导管放置位置重复地进行以下步骤：采集（106）引导磁共振数据（250）、重建（108）图像（252、500）、在所述显示器上显示（110）所述图像和所述导管放置位置、接收（114）来自用户接口的导管插入信号、在接收到所述导管插入信号后分割（116）所述图像以确定所述导管放置位置、在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算（116）所述导管放置位置、并且在接收到所述导管插入信号后针对所有多个导管重新计算（116）所述导管控制命令。

Description

用于显示导管放置位置的医疗装置

技术领域

本发明涉及短程治疗，具体而言，其涉及磁共振引导的短程治疗。

背景技术

高剂量率（HDR）短程治疗是处置不同种类肿瘤的非常有前景的方法。在最小化有创程序中，将一个或多个导管直接插入到一个或几个肿瘤中。通过这些导管，小的放射性种子能够被转移到预定义的位置，以便相比于其他聚焦技术而言，在仅对周围健康组织造成最小损伤的情况下将高辐射剂量精确地沉积在病变中。同时，HDR短程治疗允许处置较大肿瘤，并且不像不易受附近血管的冷却效应的影响的射频消融（RFA）。HDR短程治疗在可变形的或甚至移动的组织中允许准确的聚焦处置。

在介入后，当导管已经置于患者体内并且位置被固定时，当前处置规划软件对剂量分布进行优化。之后能够改变的参数为通过导管被转移的放射性种子的停留位置和停留时间。

除了耗时的图形交互优化算法外，在人工设置这些参数的情况下，执行剂量分布的前向计算以检查是否满足所有约束，已经发展出非常有效的逆向规划算法，其能够在不到一分钟的时间内找到停留时间和位置的最佳分布。

尽管常规上在超声引导下或使用固定于患者的引导模板来执行导管放置，但新的实时的MR引导的技术提供了高得多的功能特异性和空间精确性。随着MR引导的介入程序的发展，开发了处置的进一步优化的方式。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种医疗装置，一种使用所述医疗装置的方法以及一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。

引导短程治疗导管的当前方式的缺点在于医师难以将导管放置到确切的正确位置中。在导管放置之前，能够根据时间计算导管放置和导管内的放射源的位置，但很有可能在已经放置导管后，得到的处置计划是不正确的。

本发明的实施例可以通过使用磁共振成像提供有用于导管放置的引导的图像，来解决这一问题和其他问题。在放置导管后，本发明的实施例可以使用磁共振图像确定所放置的导管的位置。所放置的导管的位置之后用作计算的输入，在该计算中剩余导管的放置是确定的。这提供了对被错误放置的或被置于错误位置的导管进行补偿的途径。

文中使用的“计算机可读存储介质”包含任何可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的有形存储介质。可以将计算机可读存储介质称为计算机可读非暂态存储介质。也可以将计算机可读存储介质称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括但不限于：软盘、穿孔带、穿孔卡片、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储设备、USB拇指驱动器、随机存取存储设备（RAM）、只读存储设备（ROM）、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘（CD）和数字通用盘（DVD），例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指计算机设备能够经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以在调制调解器、因特网或局域网上检索数据。对计算机可读存储介质的引用应当被解读为可能是多个计算机可读存储介质。可以在不同位置存储一个或多个程序的各种可执行部分。计算机可读存储介质例如可以是同一计算机系统之内的多个计算机可读存储介质。计算机可读存储介质也可以是分布于多个计算机系统或计算设备之间的计算机可读存储介质。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是任何可由处理器直接访问的存储器。计算机存储器的范例包括但不限于：RAM存储器、寄存器和寄存器文件。对“计算机存储器”或“存储器”的引用应当被解读为可能是多个存储器。存储器例如可以是同一计算机系统之内的多个存储器。存储器也可以是分布于多个计算机系统或计算设备之间的多个存储器。

“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储设备是任何非易失计算机可读存储介质。计算机存储设备的范例包括但不限于：硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM以及固态硬盘驱动器。在一些实施例中，计算机存储设备还可以是计算机存储器，反之亦然。对“计算机存储设备”或“存储设备”的引用应当被解读为可能是多个存储设备。存储设备例如可以是同一计算机系统或计算设备之内的多个存储设备。存储设备也可以是分布于多个计算机系统或计算设备之间的多个存储设备。

文中使用的“处理器”包含能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。包括“处理器”的计算设备的引用应被解读为能够包含超过一个处理器或处理核。例如，处理器可以是多核处理器。处理器还可以指处于单个计算机系统内的或者分布于多个计算机系统当中的处理器的集合。术语计算设备还应被解读为能够指每者均包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。许多程序具有其由多个处理器执行的指令，这些处理器可以处于相同计算设备内，甚至可以跨多个计算设备分布。

文中使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。也可以将“用户接口”称为“人类接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据，和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使计算机能够接收来自操作者的输入，并且可以将来自计算机的输出提供给用户。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。数据或信息在显示器或图形用户接口上的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指示杆、图形输入板、操纵杆、游戏键盘、网络摄像机、耳机、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞板、遥控器、一个或多个开关、一个或多个按钮以及加速度计的数据接收均为能够从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

文中使用的“硬件接口”包含能够使计算机系统的处理器与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还可以使处理器与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。

文中使用的“显示器”或“显示设备”包含适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出可视、音频和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管（CRT）、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器（VF）、发光二极管（LED）显示器、电致发光显示器（ELD）、等离子体显示板（PDP）、液晶显示器（LCD）、有机发光二极管显示器（OLED）、投影仪和头盔显示器。

文中将磁共振（MR）数据定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线记录的原子自旋发射的射频信号的测量结果。文中将磁共振成像（MRI）图像定义为对磁共振成像数据内包含的解剖结构数据重建的二维或三维可视化。能够使用计算机执行这种可视化。

在一个方面中，本发明提供了一种医疗装置。所述医疗装置包括用于采集来自成像区的磁共振数据的磁共振成像系统。所述成像区是由所述磁共振成像系统生成的磁场内的区域，在那里磁场足够强且均匀以执行磁共振成像。所述医疗装置还包括用于显示图像的显示器，例如显示由磁共振成像系统生成的图像。所述医疗装置还包括用于控制所述医疗装置的处理器。所述医疗装置还包括用于存储由所述处理器执行的机器可执行指令的存储器。所述指令的执行令所述处理器接收用于处置受试者的短程治疗处置计划。所述短程治疗处置计划可以识别这样的内容，例如：待处置受试者的区域以及处置区域应当经受的辐射量。所述短程治疗处置计划还可以描绘出可能由过度辐射损伤的解剖结构的区域。在一些实施例中，所述短程治疗处置计划还包含或详细描述受检者体内适于导管通过的路径。

所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振成像系统采集规划磁共振数据。所述规划磁共振数据是用于规划导管的放置的磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器使用所述短程治疗处置计划和所述规划磁共振数据针对多个短程治疗导管中的每个来计算导管放置位置和导管控制命令。这本质上是优化步骤，其中，所述处理器按经验在受试者或受试者模型内放置不同导管，并尝试优化导管放置和用于控制导管的命令，以优化治疗。导管放置位置可以是导管将被放置的位置或预期位置。

导管控制命令是详细描述了在处置受试者期间短程治疗辐射源应被放置的时间和位置的命令或一组指令。所述导管控制命令例如可以由自动系统执行或由医师执行。一旦已经使用规划磁共振数据和短程治疗处置计划规划了导管放置，那么磁共振成像系统就用于提供医师可以用来引导实际导管放置的数据。针对每个导管放置位置，重复地采集引导磁共振数据。引导磁共振数据是被周期性地或重复地采集以在导管被置于受试者体内时示出导管位置或确定导管位置的磁共振数据。

所述指令的执行还令所述处理器重复地从所述引导磁共振数据重建图像。所述指令的执行还令所述处理器重复地在所述显示器上显示所述图像。所述指令的执行还令所述处理器重复地在所述图像上显示所述导管放置位置。这是有益的，因为医师可以使用在所述显示器上重复更新的图像来引导导管。在已经放置导管后，所述指令的执行令所述处理器接收来自用户接口的导管插入信号。例如，在医师已经适当地放置了导管后，其可以在用户接口上点击指令或命令以指示已经放置了导管。

所述指令的执行还令所述处理器重复地在接收到所述导管插入信号后分割所述图像以确定所述导管放置位置。所述图像的分割允许准确地确定导管在人体内的确切位置。所述指令的执行还令所述处理器重复地在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算导管放置。在已经放置导管后，导管可能不在确定的期望位置。因此，在已经放置导管后，重新计算每个导管放置位置和导管控制命令。还重新计算所述导管控制命令，因为辐射源的定位以及其根据时间的位置两者对于计算处置区的剂量以及周围组织（其在短程治疗处置期间是不期望被辐射的）的剂量是必要的。实质上，即在接收到所述导管插入信号后将针对每个剩余的导管放置位置计算导管放置，又在接收到所述导管插入信号后针对所有多个导管重新计算导管控制命令。

该实施例可以具有如下益处：在放置导管时，医师可能不能将导管确切地放置在导管放置位置。磁共振成像数据用于确定导管放置的实际位置，并且之后通过调节导管控制命令和/或仍需要被放置在受试者体内的导管的导管参数来进行补偿。

在另一实施例中，多个短程治疗导管中的至少一个被配置用于生成各向异性的辐射场。所述导管控制命令还针对每个停留时间描述了放射治疗导管的各向异性的辐射场的旋转位置。实质上，导管可以被创建为在所有不同的方向上不均等地生成辐射。这可以是尤其有益的，因为期望处置的区域可能邻近不期望暴露于辐射的敏感器官。所述导管控制命令还包括指示短程治疗导管应如何被插入并旋转以确保辐射处于期望方向上的旋转指令。

在另一实施例中，所述医疗装置还包括导管致动器，所述导管致动器被配置用于根据时间控制多个短程治疗导管中的每个的各向异性的辐射场的位置和/或旋转位置。所述指令的执行还令所述处理器根据所述导管控制命令利用所述导管致动器来根据时间控制所述多个短程治疗导管的位置。该实施例是有益的，因为一旦在受试者体内插入导管，所述导管致动器可以用于自动地执行并根据时间控制所述短程治疗导管的位置。这可以实现对处置区域的更精确的短程治疗。

在另一实施例中，多个短程治疗导管中的至少一个包括各向异性的辐射源，所述各向异性的辐射源用于生成具有径向和/或轴向不对称性的各向异性的辐射场。例如，辐射源的珠或部分可以是不对称的，或其可以被不均等地屏蔽在导管内。例如，所述各向异性的辐射源的一部分可以具有辐射屏蔽，这造成了各向异性的辐射场。

在另一实施例中，至少一个短程治疗导管包括描述了所述各向异性的辐射场的旋转位置的磁共振位置标记。例如，显示在磁共振数据上的共振线路可以包括在短程治疗导管中，或者诸如氟的高度造影剂或其他源可以包括在顶端处。所述线路的旋转位置可以通过将共振线路的天线垂直于旋转来确定，使得当所述源旋转时信号发生变化。如果高度造影剂包含在导管顶端处的小的容器内，则该容器可以具有可识别的并且指示当在磁共振图像中观察时的其位置的形状。

所述指令的执行还令所述处理器通过在引导磁共振数据中识别位置标记的取向来确定所述各向异性的辐射场的当前旋转位置。例如，所述辐射源可以插入到导管中，并且之后确定旋转位置。导管控制命令是根据当前旋转位置生成的。该实施例可以是有益的，因为所述辐射源的旋转位置是通过测量识别的，这降低了确定的旋转位置是不确定的几率。这使得程序更安全并得到更准确的短程治疗处置。

在另一实施例中，所述医疗装置还包括导管位置验证系统，所述导管位置验证系统被配置用于针对所述多个短程治疗导管中的每个来测量导管位置。所述指令的执行还令所述处理器在针对所有所述多个短程治疗导管接收到所述导管插入信号后，使用所述位置验证系统针对所述多个短程治疗导管中的每个来测量所述导管位置。所述位置验证系统是用于测量导管相对于彼此的位置或相对位置的系统。这可以有用于确定导管在处置过程中是否已经移动。例如，对于短程治疗，患者可能已经被插入导管并且之后在若干不同时段内被处置。导管位置验证系统的使用可以是有用的，因为其可以消除获得另外的图像以确定导管位置的需要。

所述指令的执行还令所述处理器在针对所有所述多个短程治疗导管接收到所述导管插入信号后，使用所述位置验证系统针对所述多个短程治疗导管中的每个来测量重复导管位置。实质上，在所有导管已经被插入后，所述位置验证系统用于进行测量，该测量之后用于验证之后的导管位置。所述指令的执行还令所述处理器在所述多个短程治疗导管中的每个的所述重复导管位置在距所述导管位置的预定距离内的情况下，生成导管位置验证信号。如果导管仍在距彼此或特定绝对位置的特定距离内，那么对导管进行重新规划或重新成像是不必要的。

所述指令的执行还令所述处理器在所述多个短程治疗导管中的每个的所述重复导管位置不在距所述导管位置的预定距离内的情况下，生成导管移动信号。该实施例是特别有益的，因为如果重复导管位置在距彼此的预定距离内，那么在休息后执行治疗之前，检查导管位置是不必要的。例如，受试者可能已经被放置了导管，之后医师可以对受试者执行治疗。之后该受试者可以在几小时或甚至几天后进行另一疗程。导管可以在不同疗程之间留在原处。如果导管在预定距离内，那么检查其位置可以是不必要的。这会加速执行治疗的过程，也降低了使用诸如磁共振成像系统的昂贵成像仪器来确认导管位置的需要。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器在生成导管移动信号的情况下使用磁共振成像系统重新采集规划磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器使用短程治疗处置计划和重新采集的规划磁共振数据针对所述多个短程治疗导管中的每个来重新计算导管控制命令。在该实施例中，所述处理器能够在生成导管移动信号的情况下重新采集规划磁共振数据。这可以是有益的，因为在不同疗程之间，导管可能已经充分移动或改变位置，使得初始导管控制命令不再有效。

在另一实施例中，所述多个短程治疗导管中的每个包括顶端。所述顶端包括用于发送和/或接收超声脉冲的压电换能器。所述导管位置验证系统被配置用于使用所述多个短程治疗导管中的每个的压电换能器发送超声脉冲，并利用所述多个短程治疗导管中的至少另一个接收超声脉冲。实质上，超声脉冲或声音能够在特定短程治疗导管的顶端处生成。通过测量由其他短程治疗导管接收脉冲的延迟或发射的声音和接收的声音的相位差，能够开发出不同短程治疗导管间的相对距离的度量。预定距离能够根据时间或延迟或相位差而不是根据绝对距离而被表达。这可以是特别有益的，因为组织的确切类型以及超声在顶端中的速度可能是未知的。

所述指令的执行还令所述处理器使用所述多个短程治疗导管中的每个的压电换能器来生成超声脉冲。所述指令的执行还令所述处理器利用所述多个短程治疗导管中的至少另一个接收超声脉冲。所述指令的执行还令所述处理器确定接收超声脉冲的延迟。所述指令的执行还令所述处理器还令所述处理器在存储器中将延迟存储为导管位置。延迟可以被转换为估计距离，或者实际延迟可以被存储为导管位置。导管位置、重复导管位置以及预定距离也可以被解读为指示诸如延迟的距离的测量结果。

在另一实施例中，所述多个短程治疗导管中的每个包括形状感测光纤。所述导管位置验证系统被配置用于使用所述多个短程治疗导管中的每个的形状感测光纤来测量导管位置。所述指令的执行还令所述处理器使用所述多个短程治疗导管中的每个的形状感测光纤来测量导管位置。自注：在此插入关于形状感测光纤的数据。该实施例可以是有利的，因为形状感测光纤能够确定嵌入于短程治疗导管中的光纤的绝对位置。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器分割从引导磁共振数据重建的图像以识别导管位置。所述指令的执行还令所述处理器在显示器上显示导管位置。

在另一实施例中，所述医疗装置还包括导管致动器，所述导管致动器被配置用于根据时间控制所述多个短程治疗导管的位置。所述指令的执行还令所述处理器通过根据所述导管控制命令控制所述导管致动器来控制所述多个短程治疗导管的位置。该实施例是有益的，因为所述医疗装置能够使在短程治疗导管内的辐射源的定位和致动自动化。

在另一方面中，本发明提供了一种使用用于引导导管的医疗装置的方法。所述医疗装置包括用于采集来自成像区的磁共振数据的磁共振成像系统。所述医疗装置还包括用于显示图像的显示器。所述方法包括接收用于处置受试者的短程治疗处置计划的步骤。所述方法还包括使用所述磁共振成像系统采集规划磁共振数据的步骤。所述方法还包括使用所述短程治疗处置计划和所述规划磁共振数据针对多个短程治疗导管中的每个来计算导管放置位置和导管控制命令的步骤。

所述导管控制命令描述了针对所述多个短程治疗导管内的放射源的位置和持续时间。所述导管控制命令中的位置是短程治疗导管内的辐射源的位置。所述辐射源能够移动到导管的特定位置，并在那里保持一段特定时间以执行治疗。所述方法还包括重复地采集引导磁共振数据的步骤。所述方法还包括重复地从所述引导磁共振数据重建图像的步骤。所述方法还包括重复地在所述显示器上显示所述图像的步骤。所述方法还包括重复地在所述图像上显示所述导管放置位置的步骤。

所述方法还包括重复地接收来自用户接口的导管插入信号的步骤。所述方法还包括重复地在接收到所述导管插入信号后分割所述图像以确定所述导管放置位置的步骤。所述方法还包括重复地在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算导管放置的步骤。所述方法还包括重复地在接收到所述导管插入信号后针对所有多个导管重新计算所述导管控制命令的步骤。该实施例的优点已在之前得以讨论。

在另一实施例中，所述方法还包括针对每个导管放置位置将所述多个短程治疗导管中的一个插入到所述受试者中的在步骤。所述方法还包括使用所述图像上的所述导管放置位置来调节所述多个短程治疗导管中的一个的导管放置。所述图像被用作适当调节导管放置的位置的指导。

在另一方面中，本发明提供了一种包括由控制医疗装置的处理器执行的机器可执行指令的计算机程序产品。所述医疗装置包括用于采集来自成像区的磁共振数据的磁共振成像系统。所述医疗装置还包括用于显示图像的显示器。所述指令的执行令所述处理器接收用于处置受试者（210）的短程治疗处置计划。所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振成像系统采集规划磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器使用所述短程治疗处置计划和所述规划磁共振数据针对多个短程治疗导管中的每个来计算导管放置位置和导管控制命令。所述导管控制命令描述了针对所述多个短程治疗导管中的至少一个的位置和针对所述位置的停留时间。

所述指令的执行令所述处理器针对每个导管放置位置重复以下步骤：采集引导磁共振数据；从所述引导磁共振数据重建图像；在所述显示器上显示所述图像；在所述图像上显示所述导管放置位置；接收来自用户接口的导管插入信号；在接收到所述导管插入信号后分割所述图像以确定所述导管放置位置；在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算导管放置；并且在接收到所述导管插入信号后针对所有多个导管重新计算所述导管控制命令。该实施例的优点已在之前得以讨论。

附图说明

在下文中将仅通过举例，并参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了流程图，其图示了根据本发明实施例的方法；

图2图示了根据本发明实施例的医疗装置；

图3图示了根据本发明另一实施例的医疗装置；

图4图示了根据本发明另一实施例的医疗装置；

图5示出了磁共振图像的绘图；

图6示出了根据本发明实施例的短程治疗处置计划；

图7图示了图6的短程治疗处置计划能够被错误放置的导管如何改变；

图8图示了响应于图7的错误放置的导管来移动短程治疗辐射源的位置的优点；

图9示出了根据本发明另一实施例的短程治疗处置计划；

图10示出了具有错误放置的导管的图9的短程治疗处置计划；

图11图示了图10的错误放置的导管能够被如何补偿；

图12图示了向图10中错误放置的导管应用根据本发明实施例的方法的益处；

图13图示了根据本发明实施例的导管位置验证系统的工作；

图14图示了来自各向异性的辐射源的辐射场；

图15图示了根据本发明实施例的辐射源或种子；

图16图示了根据本发明另一实施例的辐射源或种子；

图17图示了根据本发明另一实施例的辐射源或种子；

图18图示了根据本发明另一实施例的辐射源或种子；

图19图示了根据本发明另一实施例的辐射源或种子；

图20图示了根据本发明另一实施例的辐射源或种子；

图21图示了根据本发明另一实施例的辐射源或种子；

图22图示了根据本发明实施例的短程治疗导管；并且

图23示出了流程图，其图示了根据本发明另一实施例的方法。

附图标记

200 医疗装置

202 磁共振成像系统

204 磁体

206 开放空间

208 成像区

210 受试者

212 受试者支撑物

214 梯度线圈

216 梯度线圈电源

218 射频线圈

220 接收器

222 导管

224 计算机

226 硬件接口

228 处理器

230 用户接口

232 计算机存储设备

234 计算机存储器

240 短程治疗处置计划

242 脉冲序列

244 规划磁共振数据

246 导管放置位置

248 导管控制命令

250 引导磁共振数据

252 磁共振图像

254 图像分割

260 控制模块

262 图像重建模块

264 图像分割模块

266 导管放置和控制命令生成模块

268 图形用户接口驱动器模块

270 图形用户接口

274 处置区

276 导管放置位置

278 导管插入按钮

300 医疗装置

302 导管致动器

400 医疗装置

402 导管位置验证系统

404 测量的导管位置

406 导管位置验证系统驱动器

500 磁共振图像

501 图形用户接口

502 第一导管放置位置

504 第二导管放置位置

506 导管

508 识别编号

600 任意单位的第一方向量纲

602 任意单位的第二方向量纲

604 第一短程治疗辐射源

606 第二短程治疗辐射源

608 第三短程治疗辐射源

610 参考点

704 第一短程治疗辐射源

706 第二短程治疗辐射源

708 第三短程治疗辐射源

800 参考点编号

802 相对剂量误差

804 没有校正

806 具有校正的停留时间

808 具有校正的停留时间和位置

900 第一导管放置位置

902 第二导管放置位置

904 第一辐射源的停留位置

906 第二辐射源的停留位置

1204 没有校正

1206 具有校正的停留时间

1208 具有校正的停留时间和位置

1300 健康组织

1302 肿瘤体积

1304 导管

1306 压电陶瓷换能器

1308 第一距离

1310 第二距离

1312 第三距离

1400 目标区域

1402 有风险的器官

1404 进入路径

1406 辐射源

1408 各向同性的辐射场

1500 放射性种子的横截面侧视图

1502 放射性种子的横截面轴向图

1504 放射性物质

1506 屏蔽材料

1508 非屏蔽区域

1510 种子控制线

1600 放射性种子的横截面侧视图

1602 放射性种子的横截面轴向图

1700 放射性种子的横截面侧视图

1702 放射性种子的横截面轴向图、

1800 放射性种子的横截面侧视图

1802 放射性种子的横截面轴向图

1900 放射性种子的侧视图

1902 放射性种子的轴向图

1904 凹槽

2000 放射性种子的侧视图

2002 放射性种子的轴向图

2004 模式化表面

2100 放射性种子的侧视图

2102 放射性种子的轴向图

2104 带槽的表面

2200 短程治疗导管

2202 种子引导器

2204 放射性种子或源

2206 轴向位置感测和移动控制

2208 径向位置感测和旋转控制

具体实施方式

这些附图中的编号相似的元件是等价元件或执行相同功能。如果功能等价，先前论述过的元件未必会在后面的图中加以论述。

图1示出了流程图，其图示了根据本发明实施例的方法。在步骤100中，采集规划磁共振数据。接下来在步骤102中，使用规划磁共振数据和短程治疗处置计划计算导管放置位置和导管控制命令。接收短程治疗处置计划的步骤未示出。接下来在步骤104中，针对第一导管执行该方法。在步骤106中，采集引导磁共振数据。在步骤108中从引导磁共振数据重建图像。之后在显示器上显示110该图像。接下来在步骤112中，在所述图像上示出在步骤102中计算的导管放置位置。在一个导管已经插入后，可以针对其他导管显示重新计算的导管放置位置。步骤114是决策框。系统进行测试以确认是否已经接收了导管插入信号。如果没有，那么重复步骤106-112直到接收到导管插入信号。实质上，重复地采集MR数据并之后更新图像以示出导管相对于导管放置位置的位置。

一旦医师已经完成导管的插入，其能够向系统发信号，并且导管插入信号被接收到。在接收到信号后，该方法继续进行至步骤116。步骤116是决策框，其询问是否已插入所有导管。如果所有导管还未被插入，则在步骤118中重新计算导管放置位置和导管控制命令。不重新计算已经插入导管的导管放置位置。重新计算仍需要放置的导管的放置位置。针对所有导管，重新计算实质上描述了放射源根据时间的位置的导管控制命令。步骤118可以包括分割一幅或多幅磁共振图像以确定放置的导管的位置的步骤。在步骤122中，该方法继续进行至下一导管。之后针对下一导管重复步骤106-112，直到接收到114导管插入信号。

如果所有导管都已经插入116，那么该方法继续进行至步骤122。在步骤122中，重新计算导管控制命令。在一些实施例中，如果导管在预定距离内或在计算的导管放置位置的位置，那么不重新计算导管控制命令。步骤122可以包括分割一幅或多幅磁共振图像以确定放置的导管的位置的步骤。在已经重新计算导管控制命令后，所述方法在步骤124结束。

图2图示了根据本发明实施例的医疗装置200。医疗装置200包括磁共振成像系统202。在该范例中，磁共振成像系统202包括磁体204。在该范例中，磁体204为所谓的开放磁体，其使用在受试者210上的环型磁体。开放磁体具有大的开放空间206以及在中心的成像区208。使用开放磁体204是有利的，因为其为医师给出了更多的空间以连接或移动导管222。受试者210在开放空间206内并且部分地躺在成像区208内。受试者210休息在受试者支撑物212上。在开放空间206内部还有梯度线圈214。梯度线圈214连接至梯度线圈电源216。邻近受试者210和成像区208有射频线圈218。射频线圈218连接至收发器220。导管222已被插入受试者210体内。导管222的顶端在成像区208内。收发器220和梯度线圈电源216连接至计算机224的硬件接口226。计算机还包括使用硬件接口226控制并操作磁共振成像系统202的处理器228。计算机系统还包括用户接口230、计算机存储设备232以及计算机存储器234，所有这些都连接至处理器228并由处理器228控制。

计算机存储设备232被示为包含短程治疗处置计划240。短程治疗处置计划240包括描述了用于处置受试者210体内的处置区274的计划的信息。短程治疗处置计划240还可以包括描述了导管222能够采取的朝向处置区274的路径的数据。计算机存储设备232还被示为包含脉冲序列242。脉冲序列242包括使磁共振成像系统202能够采集磁共振数据的指令。计算机存储设备232还被示为包括或包含规划磁共振数据244。计算机存储设备232还被示为包含导管放置位置246。

计算机存储设备232还被示为包含导管控制命令248。导管控制命令248包含关于导管内的辐射源的位置和停留时间的详细指令，以便选择性地对处置区274进行处置。计算机存储设备232还被示为包含引导磁共振数据250。计算机存储设备232还被示为包含从引导磁共振数据250重建的磁共振图像252。图像分割表示对放置的导管进行定位的图像分割，和/或其还可以表示识别受试者210的解剖结构中能够实现导管放置位置246的计算的关键元素的图像分割254。例如，这可以包括通过静脉和动脉的孔和/或通路。

计算机存储器234被示为包含控制模块260。该控制模块包括使处理器228能够控制医疗装置200的运行功能的计算机可执行代码。控制模块260可以使用脉冲序列242采集规划磁共振数据244和/或引导磁共振数据250。计算机存储器还被示为包含图像重建模块262。图像重建模块262可以用于从规划磁共振数据244和/或引导磁共振数据250重建磁共振图像。例如，图像重建模块262可以用于从引导磁共振数据250重建磁共振图像252。

计算机存储器234还被示为包含图像分割模块264。所述图像分割模块可以用于分割磁共振图像252，以用于识别受试者210体内的关键解剖位置并还用于识别已经放置的导管222的位置。图像分割模块264还可以用于识别位于受试者210和/或导管222上的受托标记。例如，导管可以具有能够实现对导管的位置和取向进行识别的受托标记。在一些实施例中，放射源也可以具有可以由图像分割模块264识别的受托标记。计算机存储器234还被示为包含导管放置和控制命令生成模块266。导管放置和控制命令生成模块266包含可以使用短程治疗处置计划240、规划磁共振数据244、引导磁共振数据250和/或磁共振图像252生成导管放置位置246和/或导管控制命令248的计算机可执行代码。

计算机存储器234还被示为包含图形用户接口驱动器模块268。图形用户接口驱动器模块268被配置用于驱动图形用户接口270。图形用户接口270被示为由用户接口230操作。例如，图形用户接口270可以显示在计算机监视器、显示器或平板电脑上。图形用户接口270显示磁共振图像252。在磁共振图像252内，示出了插入导管222的受试者210。导管放置位置246叠加在受试者210上。处置区274也叠加在受试者210的图像上。

当插入导管222时，医师或其他医疗提供者可以使用显示的导管放置位置246作为在哪里放置导管222的引导。应注意，在该图像中，导管222没有被确切地放置在导管放置位置246所处的地方。一旦医师或医疗提供者已经插入导管222，其可以点击导管插入按钮278。这样从用户接口230向处理器228发送导管插入信号。处理器228之后可以分割图像252并识别导管222的位置。如果导管在距导管放置位置246的预定距离之外，则处理器229之后可以重新计算剩余的导管放置位置246并重新计算所有导管控制命令248。

图3示出了根据本发明实施例的医疗装置300的实施例。图3中所示的实施例类似于图2中所示的。在该实施例中，有附接至导管222的导管致动器302。导管222旨在能够表示受试者210体内插入的多个导管。导管致动器302被配置用于根据时间控制导管222的每个内的放射性短程治疗源的位置。在该实施例中，处理器228执行控制模块260。控制模块260使用导管控制命令248控制导管致动器302。以此方式，医疗装置300能够执行受试者210的自动放射治疗。在备选实施例中，所述医疗装置仅包括导管致动器302。在又一实施例中，磁共振成像系统202和导管致动器302位于单独的位置处。例如，当受试者210在磁共振成像系统202内时可以插入导管。受试者210之后可以被移动到单独的位置处，在那里放射源插入到导管中并之后连接到导管致动器以用于致动。

图4示出了根据本发明另一实施例的医疗装置400。医疗装置400类似于图2和图3中所示的。图4中的实施例示出了导管位置验证系统402。导管位置验证系统402连接至两个或更多导管222。导管位置验证系统402连接至硬件接口226。导管位置验证系统402使用一个或多个传感器确定导管222相对于彼此的绝对位置或相对位置。这在确定导管222是否已在各疗程之间发生移动时可以是有用的。例如，可以使用导管222的顶端处的形状感测光纤和/或压电换能器。计算机存储设备232还被示为包含测得的导管位置404。这些可以是绝对位置，或它们可以是由导管位置验证系统402从导管222采取的传感器读数。

计算机存储器还被示为包含导管位置验证系统驱动器406。导管位置验证系统驱动器406包含使得处理器228能够控制导管位置验证系统402并采集测得的导管位置404的计算机可执行代码。在图3和图4中所示的特征可以组合。在一些实施例中，磁共振成像系统202不存在。亦即，导管位置验证系统402可以是单机的。这在一些情况中的有用的，例如，导管位置验证系统402可以用于在导管222插入受试者210中后，同时受试者210仍在磁共振成像系统202内并且未被移动，立即采取测得的导管位置404。受试者210之后可以移动到不同位置以执行短程治疗的疗程。在执行短程治疗之前，受试者210可以连接至不同的导管位置验证系统402或连接至移动到相同位置的同一个。这可以用于在治疗开始前验证导管位置。

图5示出了磁共振图像500的绘图，其能够在根据本发明实施例的医疗装置的图形用户接口501中显示。叠加在该磁共振图像500上的是第一导管放置位置502和第二导管放置位置504。医师或医疗提供者可以将这两个位置502、504用作插入导管506的引导。存在沿第一导管放置位置502插入的导管506。在导管506插入后。医师或医疗提供者可以沿第二导管放置位置504插入第二导管。图5图示了在介入期间在实时图像的顶部显示导管信息的可行方式。在该范例中，介入列表可以沿第一导管放置位置502插入导管506。在图像500上显示第二导管放置位置504，尽管第二导管还未被插入。除了显示导管放置位置502、504，图形用户接口还能够显示一些额外的信息，像识别不同导管的识别编号508。

本发明的实施例可以提供针对用于使用磁共振成像引导的高剂量率短程治疗的导管的优化放置的程序。这可以包括找出最佳导管布置的计算机算法的使用、辅助介入医师在最佳位置插入导管的方法以及随后验证定位的方法。

具体而言，实施例可以提供具有简化算法的常规的处置规划算法，其仅使用有限数量的剂量计算参考点。这样的计算足够快且灵活以找出导管位置的良好初始猜测，并在介入期间快速确定小的校正。与实时的MR引导的介入技术相组合，相比于常规程序能够显著改进短程治疗导管的放置。

在一些实施例中，导管位置的验证可以独立于医疗成像模态。以此方式，能够在疗程开始之前直接验证导管位置，而无需移动患者。

在短程治疗中，放射性种子的放置是非常关键的。由于能够被输送至肿瘤区域的辐射剂量受到与靠近肿瘤的有风险的器官相容的最大剂量的限制，因此必须找到辐射源相对于肿瘤体积和周围器官两者的位置和停留时间的最佳分布。

如果通过其插入放射源的导管未被放置在最佳位置，则剂量率对于安全条件的所需限制将因此导致更低效率的肿瘤处置，或导致需要以更高水平的程序有创性来放置更多数量的施用器以实现相同的处置效率。本发明的实施例可以解决以下问题（编号为1到4）：

1、在常规HDR短程治疗中，在介入过程之后，即当导管已经就位时，由软件工具完成源位置和停留时间的优化。然而，导管位置自身不必表示最佳布置，因为它们是由医师建议的而不是由算法优化的。实施例可以通过向放射科医师或辐射肿瘤医师建议导管的最佳空间布置而克服该问题。

2、另外，医师可能必须放置大量导管以实现期望的剂量分布。本发明的实施例可以自动地以这样的方式优化布置，即使得所需导管的数量被最小化。这能够有助于避免不必要的介入。

3、由介入医师执行的导管的实际放置即使在图像引导下执行也绝不可能是完美确切的。那么，在介入后计算的最终处置计划仅能够根据之后固定的导管位置来优化。为了克服这一缺点，本发明的实施例可以在介入程序期间提供向介入医师显示的导管放置计划的在线校正。在已经放置一个导管后，在考虑已经插入的导管的位置的情况下更新随后导管的理想布置。

重要的是应注意，介入前规划和在线校正都不能代替介入后计算的最终处置计划。只有由辐射肿瘤医师批准的最终规划才可以用于实际处置。在介入之前或期间执行的剂量计算的唯一目的是辅助介入医师在最佳位置放置导管。

4、HDR短程治疗通常被分为若干过程。这种所谓的分期允许健康组织恢复，而肿瘤细胞在各分期之间的修复中通常效率更低。其还允许肿瘤细胞在给出下一分期之前循环进入细胞循环的辐射敏感相位。因此分期进一步改善了治疗的效果。导管在整个治疗的过程期间通常保持在患者的身体内。如果导管的位置在疗程之间略微变化，则原始处置计划可能必须要被校正。在每个疗程的开始时采取导管的MR图像通常是不可行的。且不提与MR成像相关的额外的成本、时间和工作，处置发生在放射科的辐射屏蔽的区域内，在那里MR扫描器通常不可用。即使图像是在疗程前直接采取的，患者仍必须在处置开始前被移动，使得测得的导管位置可能不可靠。

本发明提出了一种方案，其用于在疗程开始前导管位置的快速和简单的验证，而无需医疗成像模态，同时患者能够针对导管验证和处置保持在相同位置中。

本发明的一些实施例可以具有以下特征或元素：

1、具有在线治疗规划更新的用于MRI引导的聚焦治疗的系统，包括：

2、具有允许介入程序的实时监测的适当扩展的MRI系统

3、在介入前定义最佳导管位置的扩展的规划系统

4、将介入期间的预定义导管路径可视化，使得介入医生能够精确地遵循该路径的应用

5、确定相对于原始规划图像的导管位置的专用MR成像序列

6、允许介入医师通知软件一个导管何时就位并且系统应何时继续进行下一个的通信设备（例如，按钮、踏板）

7、每次已经插入导管时调整建议的进一步的导管位置以忽略误对准的在线优化算法

8、在导管放置后和在每个疗程前立即在MRI环境中验证导管位置的方法，具体而言采用装配有例如压电换能器的导管以用于相互距离测量。这些方法还需要连接至导管的读出电子器件以执行测量。

本发明的实施例可以提供MRI系统的扩展，包括室内显示器、控制器和应用特异的软件解决方案（包括链接至治疗规划模块和图像数据库的数据）。

本发明的实施例可以在介入前提供最佳处置规划。

将现有的处置规划算法（例如通过模拟退火法的逆向规划）扩展至更宽的参数范围，以便不仅优化导管内的停留性质，还优化导管自身的位置。这能够以以下方式实现：

首先，使用快速算法确定合理的导管布置：出于该目的，能够将计量计算限制于临界面上的有限数量的参考点（该方式类似于以下描述的介入期间的在线优化）。这种限制实现非常快速的对种子停留参数和可能导管位置的迭代的优化。该算法改变导管（其服从由医师就解剖结构上可行的针路径而言批准的约束）的位置和成角。此外，该算法尝试将所需导管的总数最小化。

其次，常规的规划算法利用在第一优化步骤中获得的导管布置计算确切的剂量分布。导管位置的精细调整现在通过针对多个略微变化的导管布置计算最佳处置计划而是可能的。通过迭代这样的计算，能够找到得出最好的可能处置计划的导管位置。由于已经在第一步骤中确定了针对导管布置的良好的“初始猜测”，将仅需要这种耗时的计算的少数迭代。

本发明的实施例可以提供为已经描述的程序设想出的介入磁共振系统，其包括向介入医师提供实时MR图像的显示器。该显示器必须扩展至对以下信息进行可视化：

·如计算的导管的理想位置和取向，以及当前插入的导管的位置

·描绘的目标和有风险的器官

·任选地，利用导管的当前布置和/或规划的剂量分布预计的空间中的（最佳）剂量分布

本发明的实施例可以具有以下特征：导管位置是相对于介入前采集的规划图像而计算的。为了在实时图像上查看提出的针路径，规划图像的坐标必须映射至实时图像。如果考虑的器官在介入期间没有显著移动，则系统能够使用固定坐标系，该固定坐标系是在介入之前通过指定空间中的一个或多个点并将它们与规划图像中的点相关而定义的。如果不能排除器官的运动（例如，呼吸运动），则有以下若干选项：

a、从实时图像检测运动，通过一些适当的器件将与规划数据具有准确的几何对应性的那些突出显示或在视觉上进行强调。最简单的实施方式使用具有根据术前数据和规划结果规划的几何结构的冠状和横向实时成像切片。两个实时成像切片都应该总是包含前进期间的针。平行冠状（paracoronal）平面将额外地在病变随呼吸周期移动时总是显示该病变，而平行横向（paratransverse）平面将仅在规划数据的运动状态与实时数据匹配的情况下才显示病变。

b、使用选通技术检测呼吸周期并获得图像。这种方法具有速度慢且在一些情况下不准确的缺点。

c、将规划图像和实时图像自动比较；由计算机算法确定失真和位移。这可能需要采集多幅图像。

本发明的实施例可以提供用于最佳地支持包括程序的规划、实时引导和验证的工作流程、或支持该工作流程的部分的磁共振成像序列。

对于器官的程序规划可视化，目标病变和结构以及有风险的器官是重要的。根据肿瘤和器官的类型，将需要一组扫描：用于器官和（一个或多个）肿瘤的成像的DCE、用于包括周围器官的解剖结构的总体显示的T1W-3D-TFE。用于肿瘤的进一步说明的扩散加权和T2W加权的成像是非常可能的范例。同时，扩散和T2量化可以变成相关的未来方法。

对于实时引导，将通常在一个或若干交错的2D成像叠片中执行成像。使用若干交错的成像叠片对于在移动器官（例如，肝脏）中或可变形器官（例如，乳房）中的肿瘤是有利的。在肝脏的具体情况中，通常，冠状视图将用于连续地监测呼气期间病变的位置。能够增加平行冠状视图以立即检测在两种成像平面中的平面外的针前进。

多叠片方法在需要最大准确性（例如针对小病变（例如乳房））的情况中是有利的。所述叠片的几何结构能够立即从之前的规划迭代结果推导出。能够针对其意图的目的来优化个体叠片，例如，能够通过简单地使用像1、1、…、2的序列来单独地选择视场、帧速率以及分辨率（例如，对于肝脏范例，为了最佳地分辨呼吸运动诱发的目标病变的运动，叠片（=叠片1）的帧速率能够相对于横向叠片（=叠片2）而增加）。能够最佳地选择重影和读出，使得针伪影是有利的：例如，能够期望在叠片1的图像中具有厚的针伪影，以用于鲁棒的引导，而期望在叠片2的图像中具有薄的准确伪影，使得两个叠片一起将同时传输鲁棒的跟踪和准确的位置测量结果。

一般而言，多成像叠片序列受益于数据的适当显示：在简单的情况中，被规划为包含针的两个正交叠片能够在3D中显示，以额外地立即对剖面线进行可视化，并因此还对3D中的针路径进行可视化。叠片也能够在相同几何结构处被测量，但是，如所提到的，具有不同的内容，或者技术上更先进地，甚至具有不同类型的对比和序列（T1W、T2W、T1/T2W、IR、2D、3D）。这样的技术对于需要更复杂的方法以用于肿瘤表征的应用（例如，前列腺）而言是有价值的。对于这样的数据，可以应用覆盖技术以最佳地表现该数据。

将通常执行验证扫描以确认并评估程序的中间结果和最终结果。一个范例是测量诸如针、导管或导丝的设备的适当放置。能够自动地规划并执行这样的扫描使得最佳评估是可能的，例如，通过准备一组图像以在给定的呼吸状态中对设备的顶端进行最佳地可视化，之后通过先前信息的（部分）引导立即执行一组图像，从而在相同的呼吸状态中，以相对于先前扫描的高的相对准确性来对目标病变或邻近的（有风险的）器官或结构进行可视化。

来自验证扫描的或额外地来自后续采集的图像的信息理想上立即适于被馈送至在线治疗规划模块（设备位置，目标病变更新（可能发生肿胀）），更新有风险的器官（同样可能发生肿胀）。与这样的验证扫描一起，能够使用上面测量的参数将靶向的并发症检测扫描包括进来。例如，如果推断出在邻近器官中或在沿针路径的关键血管附件有出血的某种概率，则能够推荐或自动执行相应的扫描。

本发明的实施例可以提供一种方法，其中，一旦针就位，则介入医师能够指示计算机执行在线优化、对下一个要跟随的针路径进行可视化并针对后续MRI扫描做出相应调节。

这能够使用脚踏板、鼠标、触摸板、按钮、摄像机跟踪系统或在临床环境中的任何其他适当器件，通过介入软件套件的额外的输入功能来实现。

尽管插入期间使用高级图像引导，但可能错误对准导管。本发明实施例可以提供一种对剩余导管进行轻微位置校正的方法，其对于保证最佳可能的剂量分布是必要的。

为了建议这些校正，计算机首先需要确定实际导管位置。这能够通过分析采集的实时图像或通过使用导管上的标记来实现。之后，原则上能够使用与在介入之前的初始规划中的优化程序相同的优化程序，以保持已经放置的导管固定。即使利用今天的计算机硬件，这样的优化程序也可能确实花费几分钟或更长，这显著增加了整个介入所需的时间。

由于仅需校正与初始计划的轻微偏离，在下文中提出快得多的计算方法。

在空间中定义多个参考点，优选在描绘的病变或有风险的器官的表面上。开始于初始计算的最佳源分布，现在使用在本质上具有1/r²行为的点或线源上的简单加和，仅在这些少数点上计算剂量。

这能够由几何方程G(r,θ)来表达。能够忽略所有常数和更高阶的项，因为仅与初始状态的小偏离是感兴趣的，并且绝对值是非必要的。针对参考点i和源位置j，这种简化的剂量为

$d_i^{\left(0\right)}=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{t}_{j}G(r_j,{\mathrm{\θ}}_j),$

其中，t_j是在位置j处的停留时间。当针就位时，仅确定并通过改变源位置和停留时间来优化与这些初始计算的值的偏离，由此将平方和最小化，

$\min \left[\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{(d_i^{\left(0\right)}-d_i^{\left(1\right)})}^2\right]$

其中，

是新导管布置下参考点处的剂量。该算法背后的概念在图6到图8中以简单范例的形式示出。

图6示出了根据本发明实施例的短程治疗处置计划。标为600的x轴是任意单位的第一方向量纲。标为602的y轴是任意单位的第二方向量纲。在中心内，有第一短程治疗辐射源604、第二短程治疗源辐射606、以及第三短程治疗辐射源608的位置。辐射源604、606、608的这些位置的周围是20个参考点610。参考点610可以例如为受试者体内的解剖结构位置。

图7图示了短程治疗处置计划能够如何被错误放置的导管改变。在图7中，参考点610等同于图6中示出的。在该范例中，示出了辐射源604、606和608的原始放置。然而，当介入医师插入导管时，点604的导管被错误放置。位置704示出了实际放置。为了补偿这点，第二短程治疗辐射源被重新放置在重置706，并且第三短程治疗辐射源被重新定位在位置708。

图8图示了响应于第一短程治疗辐射源704来转移第二短程治疗辐射源706和第三短程治疗辐射源708的优点。标为800的x轴示出针对参考点800中的每个的剂量误差。标为804的曲线示出了在发生相对于初始规划的错误放置而没有任何校正后，在参考点处沉积的剂量的偏离。标为806的曲线示出了仅优化的停留时间的校正。亦即，使用了位置606和608。标为808的曲线示出了即校正停留时间又使用经校正的位置706和708的效应。

在图6到图8中，以停留位置A、B和C的初始分布开始，根据非常简单的方案计算多个参考点中的剂量分布，在这种情况下，这仅为具有1/r²行为的点源的加和。在以轻微的错误对准放置了第一针后，停留位置A向右转移。该算法之后计算剩余停留位置以及停留时间的校正，以保持参考点中的剂量偏离（相比于初始状态）尽可能小。

如从图8中能够看出的，该程序显著降低了由于第一针错误对准导致的误差（红色曲线相比于蓝色曲线）。没有空间重新对准，仅停留时间的优化不能产生这样良好的结果（绿色曲线）。

优化算法的实施方式能够被简单地扩展以允许参考点的加权或允许对停留位置的可能运动的限制（例如，仅沿导管管道）。

图9示出了短程治疗处置计划的不同范例。这类似于图6中所示的范例，除了示出了第一导管放置位置900并示出了第二导管放置位置902。沿这些导管放置位置900、902中的每个的是短程治疗辐射源的停留位置。沿第一导管放置位置900，有第一辐射源904的四个停留位置。沿第二导管放置位置902，有第二辐射源906的四个停留位置906。停留位置904、906的半径是停留时间的相对长度的指示。

图10等同于图9，除了在图10中，第一导管已被插入，但被错误对准。标为1000的线以及在该条线上的五个点指示五个错误对准的停留时间。

图11图示了根据本发明实施例的方法能够如何用于补偿错误对准的导管1000。图11等同于图10，除了已经执行了在线优化以找到第二导管1000的修改位置。还已经重新计算了停留时间。对于导管1000、1100，减少在几个停留点处的时间，并已经增加了其他处的时间。

图12类似于图8之处在于，其示出了向图9-11图示的情形应用该方法的益处。同样，针对标为1-20的参考点800中的每个，示出了相对剂量误差802。标为1204的曲线示出了使用导管位置1000和902而不校准停留时间的效应。标为1206的曲线示出了仅校正停留时间的效应。最后，曲线1208示出了校正停留时间并使用导管位置1000和1100的效应。能够看出，使用1208中示出的两种校正降低了剂量相对误差。

本发明实施例可以提供一种方法，其中，如果将在两个或更多个疗程上遵循处置计划，则导管在各疗程之间不发生移动是关键的。否则，计算的剂量分布将是无效的，并且根据计划的处置能够导致在肿瘤体积内不充足的剂量沉积，并导致周围敏感组织的损伤。在许多情况中，在每个疗程之前采集额外的MR图像以用于验证是不可行的。在下文中描述的验证方案不依赖于医疗成像，而是采用一种由直接附接于导管的传感器执行的相互距离确定的方法。

图13图示了根据本发明实施例的导管位置验证系统的工作。在图13中，肿瘤体积1302由健康组织1300围绕。已经通过健康组织1300将三个导管1304插入到了肿瘤体积1302中。在每个导管1304的顶端是压电换能器1306。该压电换能器适于发送并接收超声信号。在该范例中，每个导管1304能够发出压电信号，并且其他两个剩余导管1304能够接收该信号。超声信号的发送和接收间的延迟或发射信号与接收信号的相位差可以用于确定每个顶端间的相对距离。使用这种方法，可以建立三个不同距离。距离被标记为1308、1310和1312。如果导管中的一个移动，那么这些距离中的两个可能改变。尽管导管相对于受试者的解剖结构的绝对位置是未知的，但由这三个距离1308、1310、1312确定各导管顶端间的相对位置。因此，如果这些探头顶端中的一个或多个移动，则这可以由这些距离中的一个或多个的变化来指示。如果距离改变超过预定量，则能够将受试者放置回磁共振成像系统中，在那里能够以绝对项确定导管相对于患者的位置，并且能够使用测量的导管放置位置重新计算导管控制命令。

在图13中，导管顶端位置是使用被引入到导管中或与导管集成的、并经由沿导管管道的薄MR相容线缆与外界连接的小压电元件来测量的。现在能够通过测量肿瘤体积中的声音传播时间来确定任何两个顶端间的相对距离。由压电换能器中的一个发出超声波，并由所有其他换能器接收该超声波。外部电路测量信号的发射与接收间的时间或发射信号与接收信号的相位差。之后，下一个导管用作发射器，依此类推。以此方式，确定声音传播延迟（即各导管顶端间距离）的完整矩阵。一般而言，测量正弦波的相移可能比测量脉冲传播时间更可靠。能够在许多振荡周期上采取这样的测量结果以增加准确性，并且能够使用锁定检测器技术以测量甚至非常小的信号幅度。假设超声频率为100kHz，则水中的波长约为15mm。因此能够简单地检测到mm范围内的导管的相对空间位移。

在图13中，能够使用定位于导管顶端处的小压电元件来验证导管的位置。在另一实施例中，它们能够在导管顶端处与导管集成。在这种情况中，沿导管的MR相容的布线允许换能器去外界接触，而不损害MR安全性。一个接一个地，压电换能器发出由所有其他换能器接收的超声波。测量声音的传播时间（或发射信号与接收信号的相位差）。以此方式，能够非常精确地确定任何两个导管顶端间的距离。

在导管插入后直接采取距离的第一参考测量（理想地，同时患者仍然处于实时MR观察之下）以确认位置是正确的。在每个疗程开始时，通过将距离测量与初始采取的值进行比较来验证导管顶端的相对位置。

在此公开的用于导管位置验证的方法依赖于微型压电陶瓷超声换能器。尽管复杂得多，类似设备已经可用于医疗应用；它们当前用于血管内超声成像（IVUS）以及心脏内成像。中空球换能器由于其球形对称辐射模式而似乎特别适于在此描述的应用。也已经提出这种类型的压电陶瓷用于医疗应用，例如，高强度超声暴露测定（exposimetry）和组织消融。

能够采用实时导管位置测量来将患者移动至正确位置，使得导管良好对准。在导管错误对准的确定中能够包括关于器官运动的额外信息（例如，膀胱填充/排空的仿真）。

在一个实施例中，介入前规划软件不仅建议优化，还建议多个导管放置的良好解。由于导管放置的约束有时难以定义，对于医师来说从一些良好建议中选出一个而不是尝试调整约束定义是更简单且更省时的。

在一个实施例中，HDR处置是使用微型X射线源而不是放射性源（像由Xoft Inc.制造的）来执行的。这消除了对辐射屏蔽环境（“屏蔽舱”）的需求，并允许在MR扫描器附近或内部进行疗程。以此方式，能够简单地使用MR成像来完成导管位置的验证。此外，能够在实时MR成像期间执行完整的疗程以验证导管内的种子的确切位置。

基于声音传播的导管位置验证的一个实施例采用附接于导管侧部的额外压电元件。以此方式，不仅能够验证顶端位置，而且能够验证导管的角度布置。

在另一实施例中，超声换能器不是固定于导管顶端的，而是能够类似于放射性种子暂时地从外部插入。声音换能器恰好通过导管的开放顶端而转移，以便确保良好的向组织反射的声音。导管顶端处的机械停止机构确保换能器的可重复对准。

在一个实施例中，将可移动超声换能器插入到导管中，并且在以恒定速度沿导管牵拉换能器（这能够由牵拉换能器的机械线连接来确保）的同时，连续地或逐步地执行距离测量。以此方式，假设声音与周围组织的充分局部的耦合是可能的，则不仅能够验证顶端位置，还能够验证完整的导管路径。

一个实施例包括在身体外的导管远端的稳定机械连接。与顶端的距离测量相组合，这种测量确保了导管的正确成角。

导管放置验证的一个实施例采用光学形状感测设备，即使用反射计的光纤，以确定其自身形状和位置。这样的技术例如由Luna Technologies提供。能够将形状感测光纤一个接一个插入到导管中，以精确地确定导管顶端的位置和导管的弯曲。如果所有导管的远端都牢固地连接，则能够以此方式确定所有导管的相对位置。

在一个实施例中，形状感测光纤是导管的永久性部分。除了上述位置验证外，光纤还能够用于介入期间的实时位置确定。

在一个实施例中，规划图像和实时图像的绘制是由介入医师手动执行的。仅在规划图像上显示提出的针路径。当针就位时，医师通过比较各图像以及规划图像上实际针位置的标记来确定与提出的针路径的偏离。软件之后使用这种信息来计算优化建议。如果自动图像绘制因为运动或缺少图像中的结构而是不可能，则这可以是选择的方法。

在一个实施例中，将呼吸运动的动力学考虑在内以自动绘制规划图像和实时图像。这需要关于运动的额外信息的采集。这能够通过使用外部呼吸状态测量设备或固定于导管的形状感测光纤来实现。

在一个实施例中，永久附接于导管的形状感测光纤用于在疗程期间实时地确定导管的运动和位置。能够采用额外的实时优化算法以在施加期间诱发种子位置的轻微变化，以便补偿关键器官由于呼吸而相对于种子的运动。

在一个简化的优化算法的实施例中，剂量偏离被表达为商，而不是差：

$\min \left[\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{(1-\frac{d_i^{\left(1\right)}}{d_i^{\left(0\right)}})}^2\right]$

该算法的另一实施例考虑以不等式表达的所允许剂量的边界条件。

根据实施例的方法或可以包含在根据本发明实施例的方法中的内容是：

1、产生规划MR扫描以对病变和周围组织/器官在三维中进行可视化。

2、放射科医师指定处置体积和待施加的辐射剂量，并利用辐射剂量的对应限制描绘出周围有风险的器官。

3、处置规划软件建议导管的最佳放置和HDR短程治疗源的停留位置，以针对所需导管的最小数量和最佳剂量分布进行优化。

4、在MR引导的介入中，由介入医师放置针。将计算的针路径叠加在实时MR图像上以帮助医师找到最佳位置。

5、在每次针放置后，使用已经插入的针作为固定参数，重新计算从MR图像处置计划确定的最终针位置。

6、在介入后，使用压电换能器测量导管的相对位置。之后，最终的处置计划利用常规的规划软件来计算，并由放射科医师批准。

7、执行疗程。在每个疗程之前，验证导管的正确位置。可以在实时导管位置测量的引导下，通过移动患者来校正导管位置。能够将器官运动（例如膀胱填充/排空）的仿真考虑在内。如果不能校正错误对准，则必须基于一组新的MR图像设置新的处置计划。

使用短程治疗的癌症处置涉及将放射性源种子插入到目标区域（即肿瘤）中。辐射剂量的精确施加是破坏恶性肿瘤同时使健康组织免受伤害的必要需求。当前使用的种子具有旋转对称的设计并因此具有大体上径向对称的辐射/剂量分布。由于目标区域与有风险的器官的相邻性，局部且适当引导的辐照是必要的。所提出的设计允许辐照目标，同时“屏蔽”有风险的器官，并得到显著改进的剂量分布。

在本发明的一个实施例中，辐射源的设计不是旋转对称的，并允许共形的（调整为各向异性的）剂量分布。根据本发明实施例的工作流程包括插入期间基于图像的剂量和源放置规划以及角度施用器控制/图像引导的组合。这种方式可以允许以局部增大的剂量的更高的放置准确性，实现减小的不利副作用的对有风险器官的减少的辐照，提高的治愈率以及更有效的临床工作流程。

短程治疗涉及将多个辐射源（种子）放置在目标区域（肿瘤）中。根据适当性标准，低、中或高剂量短程治疗能够用于处置（低剂量率（LDR）、中剂量率（MDR）、高剂量率（HDR））。

在HDR处置期间，计算机控制的机器（后装治疗机）一个接一个地将单个高放射性种子推送至先前放置的导管或针中以保持可变的（剂量规划的）持续时间。HDR通常在连续2-5天上的几个疗程中（HDR单一治疗）被施加，而不是针对外部射束辐射的通常5-7周的更多分次的施加，或其用作附加项目以缩短组合治疗中的外部射束辐射方案。

这些类型的程序的成功可能需要根据程序前计划将剂量准确输送至目标体积，且其受到短程治疗种子的不准确的放置和/或停留时间的影响。

向目标区域（肿瘤）的剂量的精确施加以及使周围组织（有风险的器官）免受伤害是实现更高的处置剂量、更短的处置时间、减小的不利副作用、提高的治愈率以及因此的更有效的工作流程的必要前提。

图14图示了为什么使用具有各向异性的辐射源的短程治疗辐射源是有益的。区域1400是目标区域。目标区域1400可以例如表示肿瘤。区域1400以下的区域1402被识别为有风险的器官或区域。例如，这可以是这样的器官：在辐射目标区域1400的同时对其进行辐照是不利。1404示出了目标区域1400和有风险的器官1402之间的进入路径。进入路径1404例如可以由短程治疗导管提供。点1406图示了各向同性的辐射源的位置。各向同性的辐射源1406产生各向同性的辐射场1408。各向同性的辐射场1408的产生是不利的，因为目标区域1400和有风险的器官1402都被辐射。因此，具有各向异性的辐射源是有益的，使得辐射可以优选地被引导至目标区域1400中而不进入有风险的器官1402中。

如图14所示的，当前的源的径向对称设计显著限制了剂量分布的自由度。因为针对种子放置1406的可行进入路径1404的数量通常在解剖结构上受限制，并且目标区域和周围组织间的边界表面能够非常近，因此当前采用的种子的剂量分布1408不总是充足的。如果种子在目标1400和有风险的器官1402的边界的中心，则目标边界被良好处置但有风险的器官得到过高的剂量。如果垂直上移进入路径来使有风险的器官免受伤害，则仅低剂量到达目标的外缘。这种设计的限制导致了彻底处置与使有风险的器官免受伤害之间的不期望的妥协。

今天使用的种子的剂量分布在径向上可以是相当不均匀的。这种不同种子间的变化增加了关于真实施加的剂量分布的额外不确定性。

根据本发明的一些实施例的辐射源（种子）具有设计上的非旋转对称的剂量分布，以允许各向异性的辐射模式。经由选择具有适当辐照角度以及受控的辐射源成角/旋转的种子，能够获得改进的共形剂量分布。

为了简化施加程序，提出了包括与计算机控制的种子放置和任选的基于图像的种子跟踪相结合的基于图像的剂量/放置规划的工作流程，其允许有效的高准确性剂量施加和处置。

图15示出了根据本发明实施例的用于短程治疗的各向异性的辐射源的范例。示出了放射性种子1500的横截面侧视图和相同放射性种子的横截面轴向图。在上半部，是具有由屏蔽材料1506构成的底部半球的放射性物质1504。非屏蔽区域或材料1508覆盖放射性物质1504。屏蔽材料1506的使用造成放射性种子1500、1502周围的各向异性的辐射分布。有种子控制线1510，其允许放射性种子1500、1502被插入到短程治疗导管中并被旋转。旋转放射性种子允许控制其生成的各向异性的辐射场。

图16示出了根据本发明实施例的各向异性的辐射源的另一实施例。同样，有放射性种子或源的横截面侧视图1600和横截面轴向图1602。图16中示出的实施例类似于图15中示出的，除了沿轴向方向，放射性物质1504更短。这导致轴向缩短的辐照场。

图17示出了根据本发明实施例的各向异性的辐射源的另一实施例。该实施例类似于图15和图16中示出的实施例，除了在该情况中，放射性材料更小并且更远离种子控制线1510的进入处。这导致径向聚焦的辐照场。

图18示出了根据本发明实施例的各向异性的辐射源的另一实施例。在该实施例中，处理放射性材料使得其产生轴向均匀分布的辐照场。在沿轴向方向的不同位置处，有不同量的放射性材料。

在图15到18中，图示了各种辐射种子。考虑来自图14的进入路径情形，明显地，各向异性的剂量分布允许针对目标区域的更高剂量，同时当以屏蔽点向下插入时“屏蔽”有风险的器官。

可以使用各种核苷酸1504来构建各向异性的辐射源，一些例子为，但不限于：

可能的屏蔽材料1506的范例为但不限于：铅、硫酸钡以及钢。

为了实现施加期间的标记的正确成角，方向性标记是必要的。在图19、20和21中示出了各自种子外壳设计的一些可能实施例。

图19示出了根据本发明另一实施例的放射性种子的侧视图1900和轴向图1902。图19中的放射性种子是各向异性的辐射场。从而能够理解，在产生场的方向中，在放射性种子或源的末端上有凹槽1904。

图20示出了根据本发明实施例的放射性种子或源的另一实施例。示出了侧视图2000和轴向图2002。为了指示各向异性的辐射场的方向，使用模式2004或涂绘的表面来指示放射性种子的轴向对称性。

图21示出了根据本发明实施例的放射性种子或源的另一实施例。示出了侧视图2100和轴向图2102。在该实施例中，有带槽的表面2104。槽能够在非屏蔽的涂覆材料中或也可以包括带槽的物质和/或屏蔽材料。图19-21中示出的实施例能够实现各向异性的辐射场的方向的确定。在另一实施例中，可以在辐射屏蔽上安装受托标记，使得放射性种子的方向或取向可以使用磁共振成像来确定。

角度表面着色和槽原理能够被扩展至更高级的模式（即条码）以识别种子类型连同其取向。还能够将类似的取向/识别设计置于附接的种子控制线上以简化源自身的设计。

还能够恰在处置之前在施用器内部测量种子的实际剂量分布（测量各向异性的剂量分布），并相应地调节处置计划。

另外，能够将成像标记包含在设计中。这种特征将允许标记位置/取向的实时跟踪和验证。

在图22中，示出了施用器和控制设备的示意性草图。图22示出了根据本发明实施例的短程治疗导管2200。所述短程治疗导管包括种子引导器2202。所述种子引导器是插入受试者体内的导管管道。之后有连接至导管控制线1510的放射性种子或源2204。该线1510使得放射性种子2204能够插入种子引导器2202中或从种子引导器2202中移除。此外，其还使得放射性种子2204的旋转取向能够被控制。能够根据时间控制放射性种子2204在种子引导器2202内的位置和旋转取向。

种子控制线1510连接至轴向位置感测移动和控制设备2206以及径向位置感测和旋转控制设备2208。这使得放射性种子2204能够被旋转并还能够被移进和移出种子引导管道2202。在备选实施例中，径向位置感测和旋转控制设备2208可以缺省。例如当放射性种子2204产生各向同性的辐射场时这将是有用的。还能够手动控制这样的短程治疗导管2202。种子控制线1510能够具有控制其深度的设备并还具有指示放射性种子2204的旋转取向的指示器。

图23示出了根据本发明实施例的方法。首先在步骤2300中，执行对目标以及包括进入路径的周围组织进行的成像。这利用图1中的步骤100来执行。接下来在步骤2302中，确定目标区域和有风险的器官的描绘。接下来在步骤2304中，执行剂量规划。接下来在步骤2306中执行放射性种子选择和放置规划。可以选择不同强度的放射性种子和放射性种子的类型。例如，可以选择产生各向同性的辐射场的种子和/或产生各向异性的辐射场的种子。接下来在步骤2308中，执行患者、机器与图像数据的数据变换共配准。最后在步骤2310中，向受试者施加种子。这包括放射性种子的放置控制和跟踪。例如，在一些实施例中，可以使用磁共振成像跟踪放射性种子的位置和/或确定放射性种子的旋转取向。在图1中的步骤可以与在图23中示出的那些步骤相组合。图23中示出的步骤具体倾向于具有各向异性的辐射源的放射性种子的使用。在一些实例中，图23中所示的方法可以独立于图1中所示的步骤而执行。

为了有效地使用本发明的实施例，建议图23中示出的工作流程。首先，完成对（一个或多个）目标区域的成像。基于这种数据，执行目标和有风险的器官或与计量规划相关的其他结构的描绘。此后，能够执行考虑了由各向异性的剂量模式提供的额外自由度的剂量规划。计算的结果提供了关于放置（所述放置包括各自种子类型的旋转和它们的施加持续时间）的信息。在介入期间，这种数据与患者空间和施用器设备进行空间共配准，所述施用器设备之后根据规划数据放置种子。

根据施用器类型（例如刚性针或挠性导管），能够以不同方式完成精确定位和取向的控制。

对于刚性施用器，精确的机械设计和电动化的控制回路提供了固有的定位准确性。

对于挠性施用器，能够使用实时成像（例如US、MR）监测精确的放置。这还将允许更高级的工作流程，其涉及根据各自真实施用器和器官位置对种子放置进行潜在的实时重新规划。还能够使用形状感测施用器管道来实现这种跟踪。还能够从在施用器放置之后但在种子放置之前采集的图像数据（磁共振成像、计算机断层摄影、超声、X射线）获得施用器形状以及因此的轨迹信息。使用上述任何方法给出施用器形状，则能够借助种子控制线的机械模型，根据种子控制线的近端的取向来计算种子的取向。

在针对LDR的实施例中，将种子制成椭圆（或任何其他非径向对称的）形状，以防止放置后的种子旋转，否则可能由于生理运动发生这种旋转。或者，种子可以装配有在从针/导管释放后固定在组织上的钩子、铰链。

本发明的一些实施例可以具有以下特征：

1）具有确定的各向异性的辐射模式（径向和/或轴向非对称性）的短程治疗种子的设计。

2）放置和处置期间种子的受控角度定位。

3）设计特征（标记）允许确定种子的径向取向。

4）涉及具有各种辐射模式、旋转和移动方案的种子的处置规划程序。

5）针对调整的处置规划的实际剂量分布的测量。

6）对目标区域的成像和对处置的各自重新规划。

7）具有刚性施用器的上述种子的放置和控制机制。

8）在图像引导下的上述种子的放置。

9）使用形状感测施用器的上述种子的放置。

尽管已经在附图和前面的描述中详细说明并描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实施请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，量词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储和/或分布在适当的介质上，所述介质例如是与其他硬件一起供应或作为其他硬件一部分供应的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种医疗装置（200、300、400），包括：

-磁共振成像系统（202），其用于采集来自成像区（208）的磁共振数据（244、250）；

-显示器（270、501），其用于显示图像（252、500）；

-处理器（228），其用于控制所述医疗装置；

-存储器（234），其用于存储由所述处理器执行的机器可执行指令，

其中，所述指令的执行令所述处理器接收用于处置受试者（210）的短程治疗处置计划（240），

其中，所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振成像系统采集（100）规划磁共振数据（244），

其中，所述指令的执行还令所述处理器使用所述短程治疗处置计划和所述规划磁共振数据针对多个短程治疗导管中的每个来计算（102）导管放置位置（246、900、902）和导管控制命令（248），其中，所述导管控制命令描述了针对所述多个短程治疗导管中的一个的位置和针对所述位置的停留时间，

其中，所述指令的执行令所述处理器针对每个导管放置位置来重复以下步骤：

-采集（106）引导磁共振数据（250）；

-从所述引导磁共振数据重建（108）图像（252、500）；

-在所述显示器上显示（110）所述图像；

-在所述图像上显示（112）所述导管放置位置；

-接收（114）来自用户接口的导管插入信号；

-在接收到所述导管插入信号后分割（116）所述图像以确定所述导管放置位置；

-在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算（116）所述导管放置位置；并且

-在接收到所述导管插入信号后针对多个导管重新计算（116）所述导管控制命令。

2.根据权利要求1所述的医疗装置，其中，所述多个短程治疗导管（1500、1600、1700、1800）中的至少一个被配置用于生成各向异性的辐射场，其中，所述导管控制命令还针对所述停留时间的每个描述了所述短程治疗导管的所述各向异性的辐射场的旋转位置。

3.根据权利要求2所述的医疗装置，其中，所述医疗装置还包括导管致动器（302、2206、2208），所述导管致动器被配置用于根据时间控制所述多个短程治疗导管中的每个的所述各向异性的辐射场的位置和旋转位置，其中，所述指令的执行还令所述处理器根据所述导管控制命令利用所述导管致动器来根据时间控制所述多个短程治疗导管的位置。

4.根据权利要求2或3所述的医疗装置，其中，所述多个短程治疗导管中的所述至少一个包括用于生成径向和/或轴向不对称的各向异性的辐射场的各向异性的辐射源。

5.根据权利要求2、3或4所述的医疗装置，其中，所述至少一个短程治疗导管包括描述了所述各向异性的辐射场的旋转位置的磁共振位置标记，其中，所述指令的执行还令所述处理器通过识别所述位置标记在所述引导磁共振数据中的取向来确定所述各向异性的辐射场的当前旋转位置，并且其中，所述导管控制命令是根据所述当前旋转位置生成的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的医疗装置，其中，所述医疗装置还包括导管位置验证系统（402），所述导管位置验证系统被配置用于针对所述多个短程治疗导管中的每个来测量导管位置，其中，所述指令的执行还令所述处理器在针对所有所述多个短程治疗导管接收到所述导管插入信号后，使用所述位置验证系统针对所述多个短程治疗导管中的每个来测量所述导管位置。

7.根据权利要求6所述的医疗装置，其中，所述指令的执行还令所述处理器：

-在针对所有所述多个短程治疗导管接收到所述导管插入信号后，使用所述位置验证系统针对所述多个短程治疗导管中的每个来测量重复导管位置（1306、1308、1310）；

-如果所述多个短程治疗导管中的每个的所述重复导管位置在距所述导管位置的预定距离内，则生成导管位置验证信号；并且

-如果所述多个短程治疗导管中的每个的所述重复导管位置不在距所述导管位置的预定距离内，则生成导管移动信号。

8.根据权利要求7所述的医疗装置，其中，所述指令的执行还令所述处理器：

-如果生成所述导管移动信号，则使用所述磁共振成像系统重新采集所述规划磁共振数据；

-使用所述短程治疗处置计划和所重新采集的规划磁共振数据针对所述多个短程治疗导管中的每个来重新计算所述导管控制命令。

9.根据权利要求6、7或8所述的医疗装置，其中，所述多个短程治疗导管中的每个包括顶端，其中，所述顶端包括压电换能器（1306）以发送并接收超声脉冲，其中，所述导管位置验证系统被配置用于使用所述多个短程治疗导管中的每个的所述压电换能器发送超声脉冲，并利用所述多个短程治疗导管中的至少另一个接收所述超声脉冲，其中，所述指令的执行还令所述处理器：

-使用所述多个短程治疗导管中的每个的所述压电换能器来生成所述超声脉冲；

-利用所述多个短程治疗导管中的至少另一个接收所述超声脉冲；

-确定所接收的超声脉冲的延迟和/或相移；并且

-在所述存储器中将所述延迟和/或相移存储为所述导管位置。

10.根据权利要求6到9中任一项所述的医疗装置，其中，所述多个短程治疗导管中的每个包括形状感测光纤，所述导管位置验证系统被配置用于使用所述多个短程治疗导管中的每个的所述形状感测光纤来测量所述导管位置，其中，所述指令的执行还令所述处理器使用所述多个短程治疗导管中的每个的所述形状感测光纤来测量所述导管位置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的医疗装置，其中，所述指令的执行还令所述处理器：

-分割从所述引导磁共振数据重建的所述图像以识别导管位置；并且

-在所述显示器上显示所述导管位置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的医疗装置，其中，所述医疗装置还包括导管致动器（302、2206），所述导管致动器被配置用于根据时间控制所述多个短程治疗导管的位置，其中，所述指令的执行还令所述处理器通过根据所述导管控制命令控制所述导管致动器，来控制所述多个短程治疗导管的位置。

13.一种使用用于引导导管（222、506）的医疗装置（200、300、400）的方法，其中，所述医疗装置包括用于采集来自成像区（208）的磁共振数据（244、250）的磁共振成像系统（202），其中，所述医疗装置还包括用于显示图像（252、500）的显示器（270、501），其中，所述方法包括以下步骤：

-接收用于处置受试者（210）的短程治疗处置计划（240），

-使用所述磁共振成像系统采集（100）规划磁共振数据（244），

-使用所述短程治疗处置计划和所述规划磁共振数据针对多个短程治疗导管中的每个来计算（102）导管放置位置（246、900、902）和导管控制命令，其中，所述导管控制命令描述了针对所述多个短程治疗导管的位置和针对所述位置的停留时间，

其中，所述方法还包括重复地执行以下步骤：

-采集（106）引导磁共振数据（250）；

-从所述引导磁共振数据重建（108）图像（252、500）；

-在所述显示器上显示（106）所述图像；

-在所述图像上显示（112）所述导管放置位置；

-接收（114）来自用户接口的导管插入信号；

-在接收到所述导管插入信号后分割（116）所述图像以确定所述导管放置位置；

-在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算（116）所述导管放置位置；并且

-在接收到所述导管插入信号后针对多个导管重新计算（116）所述导管控制命令。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：

-针对每个导管放置位置将所述多个短程治疗导管中的一个插入到所述受试者中；并且

-使用所述图像上的所述导管放置位置来调节所述多个短程治疗导管中的所述一个的导管放置。

15.一种包括由控制医疗装置（200、300、400）的处理器（228）执行的机器可执行指令（260、262、264、266、268）的计算机程序产品，其中，所述医疗装置包括用于采集来自成像区（208）的磁共振数据（244、250）的磁共振成像系统（202），其中，所述医疗装置还包括用于显示图像的显示器（270、501），

其中，所述指令的执行令所述处理器接收用于处置受试者（210）的短程治疗处置计划（240），

其中，所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振成像系统采集（100）规划磁共振数据（244），

其中，所述指令的执行还令所述处理器使用所述短程治疗处置计划和所述规划磁共振数据针对多个短程治疗导管中的每个来计算（102）导管放置位置（246、900、902）和导管控制命令（248），其中，所述导管控制命令描述了针对所述多个短程治疗导管中的至少一个的位置和针对所述位置的停留时间，

其中，所述指令的执行令所述处理器针对每个导管放置位置来重复以下步骤：

-采集（106）引导磁共振数据（250）；

-从所述引导磁共振数据重建（108）图像（252、500）；

-在所述显示器上显示（110）所述图像；

-在所述图像上显示（112）所述导管放置位置；

-接收（114）来自用户接口的导管插入信号；

-在接收到所述导管插入信号后分割（116）所述图像以确定所述导管放置位置；

-在接收到所述导管插入信号后针对每个剩余的导管放置位置重新计算（116）所述导管放置位置；并且

-在接收到所述导管插入信号后针对多个导管重新计算（116）所述导管控制命令。

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