CN105492072B - 用于在放置源的过程中对信息进行可视化的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种向执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的系统(100)和方法。身体包括感兴趣体积。所述系统(100)包括：输入部(104)，其用于接收处置计划(102)；数据存储器(108)，其用于存储先前放置的能量提供源的位置(P1、P2)；子系统(106)，其用于确定所述感兴趣体积的形状和位置；跟踪系统(107)，其用于获得与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具用于朝向特定位置引导要被放置的能量提供源；处理设备(110)，其被配置用于计算针对感兴趣体积的剂量‑体积直方图(114)；以及显示设备(112)，其用于向人员呈现剂量‑体积直方图(114)。

Description

用于在放置源的过程中对信息进行可视化的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于向执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的系统。

本发明还涉及用于执行用于向执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的方法的计算机程序。

背景技术

在近距治疗中，并且尤其在体内近距治疗中，辐射源(是能量提供源的范例)被放置在身体内要求进行辐射处置的组织之内或附近的位置处。利用近距治疗处置多种形式的癌症，诸如前列腺癌。在这些形式的处置中，重要的是，辐射源被放置在身体内的预定位置处以获得对癌组织的最有效的处置。在开始处置之前，制定处置计划，所述处置计划定义(一个或多个)辐射源必须被放置在被处置的器官中或靠近的哪些位置处。

另外，在其他形式的治疗中，通过探头、针、套管针或者例如导管将能量发射源引导到身体中。在这些形式的治疗中，还要求知道能量发射源在身体内的精确位置。这样的治疗技术的范例是激光诱发的热疗，其中，通过探头将光纤插入到肿瘤中，并且将激光引导至光纤的顶端。

如伯克利大学的报告所指示的，可在网站地址http://automation.berkeley.edu/projects/needlesteering/Brachy.swf(2013年8月29查阅)提供，在近距治疗中，在估计将由每个辐射源产生的辐射剂量云的累积效应的软件的帮助下来制定处置计划。该报告还示出了如何将辐射源插入到被处置的器官中，以及在将辐射源提供到组织期间，超声仪器被用于对被治疗的器官进行可视化。该报告还公开了，当将针插入被治疗的器官中时，通过超声显示器引导医生插入用于放置辐射源的针。由此，基于一幅或多幅后续图像，医生能够看到针在被治疗的器官内所处的位置。已知基于以上过程的针放置不一定得到针对辐射源的精确放置。在这样的过程中，放置辐射源的人员未接收足够质量的反馈，正如也在报告中提出的，其导致次优的结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种向执行将能量提供源放置在身体中的过程的人员提供有用质量的反馈的系统。

本发明的一方面提供一种用于针对执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的系统。本发明的另一方面提供一种用于向执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的方法，以及提供计算机程序。在从属权利要求中定义了有利实施例。

根据本发明的第一方面，一种用于针对给根据处置计划执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的处置过程的人员来可视化质量信息的系统，包括：输入部、数据存储器、用于确定感兴趣体积的形状和位置的子-子系统、跟踪系统、处理设备和显示设备。处置计划包括针对能量提供源的计划位置和能量的计划量。身体包括感兴趣体积。输入部接收处置计划。数据存储器存储先前放置的能量提供源的位置。跟踪系统获得与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具用于朝向身体的部分中的特定位置引导要被放置的能量提供源。跟踪信息与由放置工具跟随的轨迹和/或放置工具的当前位置有关。处理设备基于感兴趣体积的形状和位置、基于先前放置的能量提供源的位置、基于跟踪信息并且基于处置计划中还未被执行的部分来计算针对感兴趣体积的剂量-体积直方图，所述剂量-体积直方图呈现在由感兴趣体积的有关部分的能量的接收量之间的关系。显示设备向人员呈现质量信息，所呈现的质量信息包括剂量-体积直方图。

在近距治疗中能够使用以上系统。在近距治疗的规划阶段，由此，当准备处置计划时，创建剂量-体积直方图，其以图形2D的格式总结了在一个或多个感兴趣器官中的3D剂量分布。另外，在将能量提供源放置在被处置的器官中之后，创建剂量-体积直方图。在Wikipedia网页上并且于2013年8月29日访问的网址http://en.wikipedia.org/wiki/ Dose-volume_histogram上提供了更多的信息。剂量-体积直方图传统地仅仅被用于归档目的。当与最终放置的能量提供源有关的剂量-体积直方图与已经基于处置计划生成的剂量-体积直方图大体匹配时，处置的输出是更成功的。医师、放射科医师或另一医学专业人员使用与最终放置的能量提供源有关的剂量-体积直方图作为被执行的过程的质量的度量。与处置计划有关的剂量-体积直方图被用于估计所规划的处置是否将是有效的。

用于向执行暂时或永久放置能量提供源的过程的人员来可视化质量信息的系统，在放置能量提供源的过程期间，以剂量-体积直方图的形式向执行该过程的人员提供质量反馈。这种反馈允许该人员在插入放置工具的同时做出更好的知情决策。在所呈现的剂量-体积直方图中，人员能够看到，当前使用的放置工具是否处在要被放置的能量辐射源根据计划所处的位置，或者是否正在跟随轨迹，其导致在剂量-体积直方图中的过大的偏差或其导致与期望的处置有关的剂量-体积直方图。更具体地，当剂量-体积直方图示出过大的偏差时，人员可以决定调整放置工具的位置或移除放置工具而不放置能量提供源。由此，通过以剂量-体积直方图的格式向人员提供反馈，人员立即看到他的行为对处置的(预期)质量的影响，并且由此，人员能够更好地放置能量提供源，使得获得更加有效的处置。

处置计划包括针对能量提供源的规划位置。能够以相对于生物体的身体的参考点或关于要处置的体积的参考点的偏移的形式来定义位置。处置计划还包括被规划的能量辐射源中的每一个必须适于的能量的规划的量。通常，词汇(规划的)剂量被用于能量的(规划的)量。用于确定感兴趣体积的形状和位置的子系统也可以能够生成几何数据，所述几何数据包括相对于参考点中的一个的坐标。

用于针对人员来可视化质量信息的系统被设计成在一个或多个能量提供源的放置期间使用。更具体地，当多于一个能量提供源要被放置时，系统需要具有关于多于一个能量提供源中的一些已经被放置的位置的信息。该信息被存储在数据存储器中，使得当处理设备计算剂量-体积直方图时，所述处理设备能够访问该信息。

用于获得跟踪信息的跟踪系统基于已知的系统。存在能够利用的能够对身体的部分进行成像并在这样的图像中识别具体感兴趣体积的多种系统。所论述的现有技术的报告也表明，例如，超声仪器可以被用于对身体的部分进行成像，并且图像识别技术可以被用于确定特定感兴趣体积，例如器官。图像识别技术可以使用例如身体的图谱来辅助在身体的(一幅或多福)图像中对感兴趣体积的识别。

处理设备可以是运行特定计算机程序的通用计算机，或者可以是被设计为计算剂量-体积直方图的专用硬件。已知的技术可以被用于计算剂量-体积直方图。在这些已知的技术中，仅仅使用规划的位置(和能量的规划的量)或仅仅使用能量提供源的位置(和能量的规划的量)。然而，相对于已知技术的差异是，在计算中使用能量提供源的哪些位置。针对先前已经放置的能量提供源，使用如被存储在数据存储器中的先前放置的能量提供源的位置。对于将要通过放置工具放置的特定能量提供源，使用跟踪信息。针对还未被放置(并且不将通过放置工具放置)的能量提供源，处置计划的规划位置被用于计算剂量-体积直方图。当计算剂量-体积直方图时，处理设备可以考虑能量提供源中的每一个的能量的规划量。由此，针对先前放置的能量提供源，以及针对要被放置的能量提供源，以及针对处置计划中还未被执行的部分，能量的规划量被用于计算剂量-体积直方图。由此，因为对于还未被放置的能量提供源(其是不确定的，即，还未知道并还不可利用的信息)，使用规划位置，所计算的剂量-体积直方图在其已经被计算的时刻尽可能地精确。针对其位置已知的能量提供源：使用跟踪信息，以及已知位置被用于先前放置的能量提供源。应当注意，因为这样的剂量-体积直方图仅仅与先前放置的能量提供源有关，并且因此是不完整的，仅仅基于已知位置来计算剂量-体积直方图似乎不是非常有用。当剂量-体积直方图仅仅基于先前放置的能量提供源时，执行将能量提供源暂时或永久放置在身体的部分中的过程的人员不能够看到完整过程的预期输出是什么。发明人的洞悉之一是基于跟踪信息以及基于处置计划中还未被执行的部分来填充不确定性，使得人员获得与完整过程有关的可靠的质量信息。

任选地，能量提供源是以下中的一个：用于以辐射的形式发射能量的辐射源、通过传导提供热的热源，或者包括用于将电能提供给身体的部分的两个电极的电能源。例如，在特定心脏病处置中，电流被提供到组织用于消融组织的部分。提供热和辐射常常也被用于消融组织的部分。提供的辐射可以例如是光、X射线或伽玛辐射。备选地，能量提供源也可以提供“冷”，其意味着能量提供源被冷却到相对低的温度，使得其接收来自身体的组织的能量用于降低能量提供源的温度。

任选地，跟踪系统还被配置为预测放置工具的延续轨迹，所述延续轨迹是从放置工具的当前位置由放置工具跟随的轨迹的预测延续。跟踪信息包括延续轨迹。换言之，基于通过跟踪系统获得的信息，以及基于有关跟随的轨迹在身体中如何最可能地继续的知识，预测延续轨迹。这生成了针对处理工具的更多信息，所述信息允许处理工具更精确地计算剂量-体积直方图，所述剂量-体积直方图对应于进行中的实际放置。因此，执行过程的人员能够更好地决定要通过放置工具放置的能量提供源的放置的延续。例如，当放置工具是导管并且导管经由血管被插入身体中时，基于血管的轨迹可以预测延续轨迹。例如，当放置工具是针时，延续轨迹大体等于已经由放置工具跟随的轨迹的线性外推，并且当线性外推法与相对硬或固体组织一致时，应用校正。当该系统也对放置工具跟随和将要跟随的轨迹成像时，跟踪系统可以与子系统协作，用于确定感兴趣体积的形状和位置。跟踪系统也可以与生成身体的2D或3D图像或可视化的其他成像系统协作。跟踪系统也可以使用先前获得的身体的2D或3D图像或模型。应当注意，在该任选实施例中，因为该信息是所计算的剂量-体积直方图所基于的跟踪信息的部分，所计算和呈现的剂量-体积直方图将延续轨迹考虑在内。在实施例中，处理单元计算多幅不同剂量-体积直方图，例如，一幅是仅仅考虑可利用跟踪信息的子集(例如，仅仅放置工具的当前位置)，并且一个是考虑更多跟踪信息(例如，也考虑延续轨迹)-显示设备可以被配置为呈现多幅不同的剂量-体积直方图。计算和呈现多幅不同的剂量-体积直方图的上一实施例的推理也应用于下文接下来的任选实施例。

任选地，跟踪系统被配置为预测基于轨迹的预测延续并且基于处置计划要被放置的能量提供源引导到的预测的位置。跟踪信息包括预测的位置。由此，所计算的剂量-体积直方图考虑能量提供源将最可能结束的位置。由此，人员获得更精确的信息，并且能够做出更好的知情决策，并且正因如此，能量提供源将在更符合处置计划的放置位置结束，更具体地，在更符合单独基于处置计划的剂量-体积直方图的放置位置结束。对预测位置的预测基于处置计划和延续轨迹。这意味着，当延续轨迹与处置计划的规划位置一致时，预测位置将是一致规划位置中的一个。其也可以是，当延续轨迹与处置计划的规划位置不一致时，预测位置是靠近处置计划的规划位置的延续轨迹上的位置。

任选地，所述处置计划包括理想剂量-体积直方图，或者所述处理单元基于处置计划来计算理想剂量-体积直方图，并且所述显示设备被配置为也呈现理想剂量-体积直方图。由此，理想剂量-体积直方图与所有能量提供源被放置在规划位置的情形有关。当呈现理想剂量-体积直方图连同基于已经放置的能量提供源、跟踪信息和处置计划的部分的剂量-体积直方图时，人员能够看到最近计算的剂量-体积直方图偏离理想情形多少。

任选地，处理设备也被配置为确定偏差带宽，并且所述偏差带宽指示剂量-体积直方图可以偏离理想剂量-体积直方图多少，使得所述处置将是有效的。显示设备也显示偏差带宽连同剂量-体积直方图。应当注意，偏差带宽指示在哪个带宽内最终的剂量-体积直方图与高质量处置有关，换言之，当所有能量提供源被放置时，剂量-体积直方图看起来怎么样。带宽可以基于预定偏差百分比，但是也可以基于在关于利用向身体的部分提供的能量的量的处置中对特定剂量的有效性的临床研究中获得的知识。

任选地，用于确定感兴趣体积的形状和位置的子系统还确定另一感兴趣体积的形状和位置。处理设备还被配置为计算针对所述另一感兴趣体积的另一剂量-体积直方图，并且显示设备显示所述另一剂量-体积直方图连同剂量-体积直方图。例如，当感兴趣体积是必须进行处置的器官时，通常重要的是，知道在被处置器官的附近的器官的剂量-体积直方图。重要的是，附近的器官不接收过多的能量以防止永久损伤。通过提供另一剂量-体积直方图，人员得到关于能量提供源的放置的质量/结果的更精确的信息，并且正因如此，人员能够将能量提供源更精确地放置到身体内的正确位置。

任选地，剂量-体积直方图和/或另一剂量-体积直方图是累积剂量-体积直方图。代替呈现针对每个特定剂量组(bin)感兴趣体积的哪一相对部分接收这一剂量，连续组被累积以获得呈现感兴趣体积的哪一相对部分接收特定剂量组的至少剂量的剂量-体积直方图的特定子类。

任选地，系统还可以包括位置确定系统，其用于确定放置工具暂时或永久放置要被放置的能量提供源的放置位置。确定系统被配置为将放置位置提供到数据存储器，所述数据存储器用于存储放置位置连同其他存储位置。位置确定系统可以与例如跟踪系统集成，或者可以是精确地确定能量提供源被放置在哪一位置的分离的系统。位置确定系统可以是生成身体的部分的2D或3D图像并且在其中借助模式/对象识别技术识别能量提供源的成像系统。位置确定系统也可以是被直接耦合到或链接到放置工具的系统，使得在放置工具实际地放置能量提供源的时刻，能够非常精确地确定位置。

任选地，所述放置工具是用于朝向特定位置引导能量提供源的针。在许多形式的处置中，例如，在近距治疗中，针是用于朝向特定位置引导能量提供源的有效放置工具。在另一实施例中，放置工具是用于通过空心器械的空心内部引导能量提供源的空心器械。空心器械可以是柔性的，例如，放置工具可以是导管。放置工具的其他实施例是套管针和探头。

根据本发明的系统能够执行用于向执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的方法。身体包括感兴趣体积。所述方法包括以下阶段：i)接收用于用能量提供源处置身体的部分的处置计划，所述处置计划包括针对能量提供源的规划位置和能量的规划量；ii)存储先前放置的能量提供源的位置；iii)确定感兴趣体积的形状和位置；iii)获得与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具用于朝向在身体的部分中的特定位置引导要被放置的能量提供源，所述跟踪信息与放置工具跟随的轨迹或放置工具的当前位置有关；iv)基于感兴趣体积的确定形状和确定位置、基于先前放置的能量提供源的位置、基于跟踪信息并且基于处置计划中还未被执行的部分，在处理设备中计算针对感兴趣体积的剂量-体积直方图，所述剂量-体积直方图呈现在由感兴趣体积的相关部分的能量的接收量之间的关系；v)在显示设备上向人员呈现剂量-体积直方图。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机程序，所述计算机程序包括用于令处理器系统执行以上论述的方法的方法的指令。

任选地，计算机程序被包含在计算机可读介质上。

根据本发明的以上论述的各方面的计算机程序提供与根据本发明的第一方面的系统相同的益处，并且具有与系统的对应实施例的类似效果的类似实施例。

计算机程序可以是对于分布式处理器系统的计算机程序，并且可以包括计算机代码，所述计算机代码令第一处理器系统执行以上讨论的方法的步骤的子集并且令第二处理器系统执行以上讨论的方法的步骤的另一子集。步骤的子集和步骤的另一子集可以是互斥的。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并得以阐述。

本领域技术人员将认识到，可以以认为有用的任何方式对本发明的上述选项、实施方式和/或方面中的两个或更多个进行组合。

基于本说明书，能够由本领域技术人员实现对应于描述的系统的修改和变型的系统、方法和/或计算机程序产品的修改和变型。

附图说明

在附图中：

图1示意性示出了根据本发明的系统的实施例，

图2示意性示出了在其中提供一些能量提供源的器官(其是感兴趣体积)，

图3示意性示出了累积剂量-体积直方图的实施例，

图4示意性示出了根据本发明的能够由系统执行的方法的范例。

应当注意，在不同附图中用相同参考数字指示的项具有相同的结构特征和相同的功能，或是相同的信号。其中，已经解释了这样的项的功能和/或结构，在详细描述中没有必要重复对其进行解释。

附图仅仅是图示性的，并非按比例绘制。特别为了清晰的目的，夸张地扩大了一些维度。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本发明的系统100的实施例。系统100被配置为在将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中时辅助医师。所述身体包括感兴趣体积，例如，包括必须被处置的体积。感兴趣体积是例如器官。在实施例中，生物体是人类，或者换言之，是患者。在下文详细的描述中，在使用术语“医师”的每个位置处，也已经旨在一般地指代医学专业人员，诸如医生、外科医生、放射科医师以及更一般地，被训练以执行将能量辐射源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员。

被暂时或永久放置的能量提供源可以是以下类型的能量提供源中的一种：用于以辐射(例如，光、X-射线或伽玛辐射)的形式发射能量的辐射源、热源或电能源(例如，具有两个电极的工具，在所述两个电极上提供电压，使得当电极与组织接触时，电流将流过组织)。在另一实施例中，能量提供源可以是冷却元件，当冷却元件与组织接触时，其吸取来自组织的热。在实施例中，能量提供源被配置为消融(短期或中长期)存在于身体的部分中的组织/器官的部分。

系统100包括输入部104、数据存储器108、用于确定感兴趣体积的形状和位置的子系统106、跟踪系统107、处理设备108和显示设备112。处理设备108被耦合到输入部104、数据存储器108、子系统106和跟踪系统107以接收数据。处理系统108还被耦合到显示设备110以提供要想显示设备112显示的图像。

输入部104接收处置计划102，所述处置计划102用于利用能量提供源处置身体的部分。处置计划102包括针对能量提供源的规划位置pp1、pp2、…、ppn。处置计划102还包括必须由能量提供源施予的能量的规划量(未示出)。可能的是，所有能量提供源必须施予相同量的能量，但也可能的是，处置计划规定特定能量提供源必须施予不同于其他能量提供源的能量的量。术语“剂量”通常被用于必须施予的“能量的量”。在实际放置能量提供源之前，制定处置计划102。基于诊断、预期有效的处置和先前获得的身体的部分的2D或3D图像，来确定规划位置pp1、pp2、…、ppn。处置计划还可以包括关于能量的量的信息，所述能量的量将要由每个个体能量提供源来提供。

数据存储器108被配置为存储先前放置的能量提供源的位置P1、P2、…。当还没有放置能量提供源时，数据存储器不存储这样的位置P1、P2、…。当暂时放置能量提供源时，在数据存储器108中存储它们提供能量的暂时位置。

用于确定感兴趣体积的形状和位置的子系统106可以基于用于对身体的部分进行成像的2D或3D成像技术。用于确定的子系统106还可以包括图像处理单元，其基于例如身体的图谱来识别在2D或3D图像中的感兴趣体积。当在图像中识别了感兴趣体积时，能够确定其精确形状，并且能够确定其在身体内的精确位置。应当注意，确定特定感兴趣体积的形状和位置可以基于已知的医学成像技术。

跟踪系统107被配置为获得与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具被用于朝向身体的部分中的特定位置来引导要被放置的能量提供源。跟踪信息与放置工具跟随的轨迹有关，例如直到跟踪信息被提供到处理设备的时刻，和/或跟踪信息与放置工具的当前位置有关。当将能量提供源放置在身体的部分中时，医师使用特定工具来朝向在理想情况下等于处置计划102的规划位置pp1、pp2、…、ppn中的一个的位置来引导能量提供源。放置工具例如是针或导管。这可以通过获得身体的部分的2D或3D图像和使用图像识别技术来识别图像中的放置工具来完成。也可以使用其他技术，例如，放置工具可以包括记录电磁场的一个或多个线圈，所述电磁场存在于系统100正在使用的房间中。通过分析由线圈记录的信号，可以计算放置工具的精确位置。为了获得与跟随的轨迹有关的跟踪信息，跟踪系统可以包括记录设施，其用于记录在身体中的放置工具的连续位置。在跟踪系统107的任选实施例中，跟踪系统107还被配置为预测放置工具的延续轨迹。延续轨迹是放置工具跟随的轨迹的预测延续，并且延续轨迹从放置工具的当前位置开始。除了先前论述的跟踪信息类型的信息之外，延续轨迹也被添加到跟踪信息，并且正因如此，被处理设备使用。在实施例中，延续轨迹的预测基于对直到延续轨迹被预测的时刻所跟随的轨迹的外推。由此，例如，曲线被拟合到直到延续轨迹被预测的时刻所跟随的轨迹，并且在外推中使用该曲线。在又一实施例中，跟踪系统还被配置为基于预测的延续轨迹以及基于处置计划102来预测要被放置的能量提供源被引导到的预测位置。预测位置是在身体的部分内要被放置的能量提供源最可能将要结束的位置。在实施例中，预测位置是在对应于要被放置的能量提供源的规划位置的z-坐标的预定z-坐标处的预测延续轨迹上的点。在该实施例中，假设z-维度是对应于理想线性放置轨迹以到达要被放置的能量提供源的规划位置的维度。z-维度涉及医师能够操纵的较少参数中的一个，亦即，长度，沿着所述长度，放置工具被插入到身体中。预测位置也将被添加到跟踪信息，并且正因如此，其可以被处理设备使用。

处理设备110从输入部104接收处置计划102、从数据存储器108接收先前放置的能量提供源的位置P1、P2、…、从系统106接收感兴趣体积的形状和位置以及从跟踪系统107接收跟踪信息。处理系统110基于感兴趣体积的确定形状和(确定的)形状和(确定的)位置、基于先前放置能量辐射源的位置P1、P2、…、基于跟踪信息以及基于处置计划102中还未被执行的部分，来计算针对感兴趣体积的剂量-体积直方图。剂量-体积直方图呈现在由感兴趣体积的相关部分接收的能量的量之间的关系。剂量-体积直方图的子类是呈现感兴趣体积的哪一相关部分接收至少哪一剂量的累积剂量-体积直方图。已知如何计算剂量-体积直方图，以及在该文献的上下文中，被用于计算剂量-体积直方图的能量提供源的位置是唯一的。一些信息是已知的，其是高确定性，即，先前放置的能量提供源的位置。此外，针对要被放置的能量提供源，相关确定的信息是可利用的，其指示要被放置的能量提供源将要被放置在哪里-该相关确定信息是跟踪信息。随后，针对还未被放置的能量提供源，未精确知道他们将要在身体的部分中的哪里结束，但是相对好的指示是处置计划102的规划位置pp1、pp2、…、ppn。由此，计算的剂量-体积直方图呈现最好地呈现能量提供源的放置的实际情形的剂量-体积直方图。换言之，基于计算的剂量-体积直方图，如果还未放置的所有能量提供源被精确地放置在其规划位置，医师能够最好地确定剂量-体积直方图将看起来如何。应当注意，处理设备还考虑由个体能量提供源提供或将要提供的能量的量。关于能量的量的信息可以被呈现在处置计划102中，并且针对已经放置的能量提供源，可以基于与由已经放置的能量提供源提供的能量的量有关的测量。

显示设备112被耦合到处理设备110，并且接收与计算的剂量-体积直方图有关的图形信息。显示设备112呈现计算的剂量-体积直方图114。

具体地，系统100适于在将多个能量提供源放置在身体的部分中的完整过程期间连续使用。这意味着确定多个连续剂量-体积直方图。并且，另外换句话来表达，剂量-体积直方图被动态地更新。处理设备110可以被配置为，在生成第一剂量-体积直方图之后，生成更新的剂量-体积直方图，所述更新的剂量-体积直方图基于先前计算的剂量-体积直方图，并且其基于最近获得的跟踪信息响度与先前计算的剂量-体积直方图被更新。计算更新的剂量-体积直方图可以导致在处理设备100中的附加效率。

在实施例中，处置计划102还可以包括理想剂量-体积直方图。理想剂量-体积直方图是目的在于以便获得身体的部分的有效处置的剂量-体积直方图。理想剂量-体积直方图与能量提供源的规划位置pp1、pp2、…、ppn匹配。当这样的理想剂量-体积直方图未呈现在处置计划102中时，处理设备110可以被配置为基于在处置计划中呈现的信息来计算理想剂量-体积直方图。根据该具体实施例，当理想剂量-体积直方图是可利用的时，显示设备112可以被配置为也呈现理想剂量-体积直方图。

任选地，系统100包括位置确定系统116，其能够确定放置工具暂时或永久放置将要被放置的能量提供源的放置位置。所述确定系统116被配置为将放置位置提供至数据存储器，所述数据存储器用于存储放置位置以及先前放置能量提供源的位置。该实施例确保了，当放置将要被放置的能量提供源时，更新数据存储器中的数据，使得当通过放置工具朝向其规划位置引导随后要被放置的能量提供源时，系统100能够生成与(放置处理的)实际情形最匹配的剂量-体积直方图。应当注意，位置确定系统116可以与跟踪系统107集成，并且位置确定系统116可以基于诸如在所获得的身体的2D或3D图像中识别目标的类似技术，。

处置计划102包括针对能量提供源的规划位置。能够以相对于生物体的身体的参考点或相对于要被处置的体积的参考点的偏移的形式来定义位置。可能的是，系统100在使用期间将参考点转化成其他参考，例如，转化成在能量提供源的放置期间身体存在于其中的房间的参考点。借助于手动输入，或基于由特定测量工具进行的测量，在放置开始之前，可以提供这样的转化的输入。可能有用的是，将处置计划102的位置朝向关于在房间中的参考点的位置转化，因为相对于在房间中的这样的参考点很好地定义了其他位置确定设备和系统(子系统106，其用于确定感兴趣的对象和跟踪系统的形状和位置)的位置。用于确定感兴趣体积的形状和位置的子系统106还可以能够生成几何数据，所述几何数据包括关于上述参考点中的一个的坐标。一般地，可能有用的是，将坐标朝向感兴趣体积的参考点转化。在能量提供源的放置期间，感兴趣体积可以获得不同的形状，或者位置可以稍微改变，并且因为计算针对感兴趣体积的剂量-体积直方图，在特定实施例中，关于感兴趣体积的参考点存储和处理位置和/或坐标。在实施例中，当已经探测到形状随着时间改变-例如，关于形状(和/或位置)的改变适应坐标和位置时，系统100考虑感兴趣体积的形状(和/或位置)的改变。

图2示意性示出了在其中已经放置了一些能量提供源202并且在其中插入了用于朝向规划位置216引导要被放置的能量提供源206的放置工具204的器官200。在图2的实施例中，放置工具是空心针204，通过所述空心针204可以朝向器官内的特定位置推进将要被放置的能量提供源。备选地，当放置工具204被插入到器官200中时，放置工具204已经包括将要被放置的能量提供源206，并且当放置工具204到达要被放置的能量提供源206必须被放置的位置时，释放机构释放要被放置的能量提供源206。在范例中，如图2中所示，能量提供源202、206是发射辐射(例如X-射线或伽玛辐射)的所谓种子。图2呈现了已经放置两个能量提供源202的情形-图1的系统100将其位置存储在数据存储器108中。在图2的情境中，系统106借助于先前论述的技术来确定器官200的形状和位置。表示形状的信息能以特定数据格式来表示，例如以三角化表面的表示来表示。器官200的位置可以被表示为相对于身体的参考点或在当放置能量提供源时身体所在的房间中的参考点的器官的参考点218。图1的跟踪系统107确定跟随的轨迹和放置工具204的当前位置。在图2中，利用208指示跟随的轨迹。跟随的轨迹208不仅仅限于感兴趣体积(在图2的范例中其是器官200)。跟随的轨迹208可以涉及通过身体的放置工具所跟随的完整轨迹，或者可以涉及通过身体的部分的放置工具所跟随的轨迹。图1的跟踪系统107还可以预测是跟随轨迹的外推的延续轨迹。可能的延续轨迹利用210示意性指示。当器官200是相对软组织，跟随轨迹206的最合乎逻辑的外推是跟随轨迹206的线性外推。这也被示出。图1的跟踪系统107还可以被配置为考虑器官200是否也包括更硬或固体组织，诸如例如利用参考数字214示意性指示的组织。当放置工具到达更硬或固体组织214时，延续轨迹210弯曲远离更硬或固体组织214。图1的跟踪系统107还可以被配置为预测要被放置的能量提供源206应当可能结束的预测位置212。这样的预测位置212最可能在延续轨迹210上被找到，并且将靠近处置计划的规划位置216中的一个。预测位置212和/或延续轨迹210作为跟踪信息的部分被提供到图1的处理设备110，并且可以由处理设备110使用以计算剂量-体积直方图。在实施例中，以上论述的所有位置与器官200的参考点218有关。可以预定义器官200的哪一点被看作参考点218(并且例如其在处置计划中被定义)，但是在其他实施例中，该点可以由医师交互地选择或者由图1的系统100来选择，没有人机交互。

图3在图表300中示意性示出了以上论述的剂量-体积直方图302的范例。图表300还呈现了另一剂量-体积直方图的范例。图3的范例呈现了累积剂量-体积直方图。剂量-体积直方图302涉及感兴趣体积。另一剂量-体积直方图涉及另一感兴趣体积，在实施例中，用于图1的确定的子系统106还确定所述另一感兴趣体积的形状和位置。感兴趣体积是，例如被处置器官，并且另一感兴趣体积是，例如存在于靠近被处置器官的位置的器官或组织。在剂量-体积直方图302上，第一点312和第二点314被呈现以解释在累积剂量-体积直方图中呈现的信息。在点312处，已经呈现了感兴趣体积的至少100％至少接收剂量(能量的量)D₁。在点314处，已经呈现了感兴趣体积的50％接收至少能量的量(剂量)D₂。由此，剂量-体积直方图302示出大体整个感兴趣体积接收相对高的剂量。另一剂量-体积直方图310示出另一感兴趣体积仅仅接收高剂量的有限量并且主要接收相对低的剂量。在图1的显示设备112上可以呈现图3的图表300。应当注意，其他剂量-体积直方图可以与剂量-体积直方图302和诸如例如理想剂量-体积直方图的另一剂量-体积直方图310一起被呈现。甚至可以呈现多于一个的理想剂量-体积直方图，例如，一个针对感兴趣体积以及一个针对另一感兴趣体积。

图3还呈现了偏差带宽的上限304和偏差带宽的下限306。图1的处理设备110可以被配置为计算偏差带宽，并且处理设备110可以将信息提供到显示设备，使得显示设备能够呈现与偏差带宽有关的信息(诸如上限304和下限306)。还能够以在图表300中的带宽的形式来提供与偏差带宽有关的信息，图表300具有另一颜色或使阴影。偏差带宽是在所述带宽内，最终剂量-体积直方图必须结束以便具有有效处置的带宽，所述最终剂量-体积直方图是与放置所有能量提供源的情形有关的剂量-体积直方图。由此，只要剂量-体积直方图在偏差带宽之内，在能量提供源的放置期间呈现所述剂量-体积直方图，通知医师最可能导致成功的处置的放置。图1的处理设备110还可以计算与另一感兴趣体积有关的另一偏差带宽，并且显示设备可以呈现另一偏差带宽(未示出)。

图4示意性示出了根据本发明的由系统执行的方法400的范例。方法400是用于向执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的过程的人员来可视化质量信息的方法。身体包括感兴趣体积。所述方法包括以下阶段：i)接收402用于利用能量提供源处置身体的部分的处置计划，所述处置计划包括针对能量提供源的规划位置和能量的规划量；ii)存储404先前放置的能量提供源的位置；iii)确定406感兴趣体积的形状和位置；iv)获得408与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具用于朝向身体的部分中的特定位置来引导要被放置的能量提供源，所述跟踪信息与放置工具跟随的轨迹或放置工具的当前位置有关；v)基于感兴趣体积的确定的形状和确定的位置、基于先前放置的能量提供源的位置，基于跟踪信息以及基于处置计划中还未被执行的部分，在处理设备中计算410针对感兴趣体积的剂量-体积直方图，所述剂量-体积直方图呈现在由感兴趣体积的相关部分的能量的接收量之间的关系；并且vi)在显示设备上向人员呈现412剂量-体积直方图。

应当认识到，本发明也延伸到计算机程序，尤其是在载体上或载体中的计算机程序。(一个或多个)计算机程序包括用于令处理器系统执行图4的方法400的指令。所述程序可以是源代码、目标代码、源和目标代码中间的代码的形式，诸如部分编译的形式，或者适合于在根据本发明的方法的实施中使用的任何其他形式。还应当认识到，这样的程序可以具有许多不同的架构设计。例如，实施根据本发明的方法或系统的功能的程序代码可以被细分为一个或多个子例程。将功能分布在这些子例程之间的许多不同方式对技术人员来说将是显而易见的。子例程可以一起被存储在一个可执行文件中，以形成自包含程序。这样的可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如，处理器指令和/或解读器指令(例如，Java解读器指令)。备选地，一个或多个或者所有子例程可以被存储在至少一个外部库文件中，并且例如在运行时，静态地或动态地与主程序链接。主程序包含对子例程中的至少一个的至少一个调用。同样的，子例程可以包括对彼此的函数调用。与计算机程序产品有关的实施例包括对应于所提出的方法中的至少一个的处理步骤中的每个的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程，和/或被存储在可以静态地或动态地被链接的一个或多个文件中。与计算机程序产品有关的另一实施例包括对应于所提出的系统和/或产品中的至少一个的器件中的每个的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程，和/或被存储在可以静态地或动态地被链接的一个或多个文件中。

计算机程序的载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括存储介质，诸如，ROM(例如，CD ROM或半导体ROM)或磁记录介质(例如，软盘或硬盘)。而且，载体可以是可传送载体，诸如电信号或光信号，其可以经由电缆或光缆或通过无线电设备或其他器件进行输送。当程序被体现在这样的信号中时，载体可以由这样的缆线或其他设备或器件构成。备选地，载体可以是程序被嵌入其中的集成电路，所述集成电路适于执行相关方法，或用于相关方法的执行。

总之，在本应用中提供用于可视化质量信息给执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分的过程的人员的系统和方法。身体包括感兴趣体积。所述系统包括输入部，其用于接收处置计划，数据存储器，其用于存储先前放置的能量提供源的位置，子系统，其用于确定感兴趣体积的形状和位置，跟踪系统，其用于获得与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具用于朝具体位置引导将要被放置的能量提供源，处理设备，其被配置用于计算对于感兴趣体积的剂量-体积直方图，以及显示设备，其用于向人员呈现剂量-体积直方图。

应当注意，上述实施例图示而非限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计许多备选实施例，而不脱离权利要求书的范围。

在权利要求中，被放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用不排除权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助包括若干不同元件的硬件，以及借助适当编程的计算机来实施。在设备权利要求中枚举了若干器件，这些器件中的若干可以被体现在一个和同一项硬件中。在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (13)

1.一种用于向根据处置计划(102)执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的处置过程的人员来可视化质量信息的系统(100)，所述处置计划包括针对所述能量提供源的规划位置(pp1、pp2、ppn)和能量的规划量，所述身体包括感兴趣体积(200)，所述系统(100)包括：

-输入部(104)，其用于接收所述处置计划(102)，

-数据存储器(108)，其用于存储先前放置的能量提供源(202)的位置(P1、P2)，

-子系统(106)，其用于确定所述感兴趣体积(200)的形状和位置，-跟踪系统(107)，其用于获得与放置工具(204)有关的跟踪信息，所述放置工具(204)用于朝向所述身体的所述部分中的特定位置来引导要被放置的能量提供源(206)，所述跟踪信息与所述放置工具所跟随的轨迹(208)和/或所述放置工具的当前位置有关，

-处理设备(110)，其被配置用于：基于所述感兴趣体积(200)的所述形状和所述位置、基于所述先前放置的能量提供源(202)的所述位置(P1、P2)、基于所述跟踪信息以及基于所述处置计划(102)中还未被执行的部分，来计算针对所述感兴趣体积(200)的剂量-体积直方图(114、300)，所述剂量-体积直方图(114、300)呈现在由所述感兴趣体积的相关部分的能量的接收量之间的关系，以及

-显示设备(112)，其用于向所述人员呈现所述质量信息，所呈现的质量信息包括所述剂量-体积直方图(114、300)。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述跟踪系统还被配置为预测所述放置工具(204)的延续-轨迹(210)，所述延续-轨迹(210)是所述放置工具(204)所跟随的所述轨迹(208)的预测延续，所述延续-轨迹(210)从所述放置工具(204)的所述当前位置开始，并且所述跟踪信息包括所述延续-轨迹(210)。

3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述跟踪系统(107)被配置为基于所预测的延续-轨迹(210)并且基于所述处置计划(102)来预测所述要被放置的能量提供源(206)被引导到的预测位置，并且所述跟踪信息包括所述预测位置。

4.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述处置计划(102)包括理想剂量-体积直方图，或者所述处理设备(110)基于所述处置计划(102)来计算理想剂量-体积直方图，并且所述显示设备(112)也被配置为呈现所述理想剂量-体积直方图。

5.根据权利要求4所述的系统(100)，其中，

-所述处理设备(110)被配置为确定偏差带宽(304、306)，所述偏差带宽(304、306)指示剂量-体积直方图能够偏离所述理想剂量-体积直方图多少，使得所述处置将是有效的，

-所述显示设备(112)也被配置为显示所述偏差带宽(304、306)。

6.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，用于确定所述感兴趣体积的所述形状和所述位置的所述子系统(106)还确定另一感兴趣体积的形状和位置，其中，所述处理设备(110)还被配置为计算针对所述另一感兴趣体积的另一剂量-体积直方图(310)，并且其中，所述显示设备(112)用于呈现所述剂量-体积直方图(114、300)连同所述另一剂量-体积直方图(310)。

7.根据权利要求1或6所述的系统(100)，其中，所述剂量-体积直方图(114、300)是累积剂量-体积直方图。

8.根据权利要求6所述的系统(100)，所述剂量-体积直方图(114、300)和所述另一剂量-体积直方图(310)是累积剂量-体积直方图。

9.根据权利要求1所述的系统(100)，还包括位置确定系统(116)，所述位置确定系统用于确定所述放置工具(204)暂时或永久放置所述要被放置的能量提供源(206)的放置位置，其中，所述位置确定系统(116)被配置用于将所述放置位置提供至所述数据存储器(108)，所述数据存储器(108)用于存储所述放置位置连同先前放置的能量提供源(202)的所述位置(P1、P2)。

10.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述能量提供源是用于以辐射的形式发射能量的辐射源，所述能量提供源提供热或冷，或者所述能量提供源提供电能。

11.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述放置工具(204)是针(204)，所述针用于朝向所述特定位置引导所述要被放置的能量提供源(206)。

12.一种用于向根据处置计划(102)执行将能量提供源暂时或永久放置在生物体的身体的部分中的处置过程的人员来可视化质量信息的装置，所述处置计划包括针对所述能量提供源的规划位置(pp1、pp2、ppn)和能量的规划量，所述身体包括感兴趣体积(200)，所述装置包括：

-用于接收(402)处置计划的单元，

-用于存储(404)先前放置的能量提供源的位置的单元，

-用于确定(406)感兴趣体积的形状和位置的单元，

-用于获得(408)与放置工具有关的跟踪信息的单元，所述放置工具用于朝向身体的部分中的特定位置来引导要被放置的能量提供源，所述跟踪信息与所述放置工具所跟随的轨迹和/或所述放置工具的当前位置有关，

-用于基于所述感兴趣体积的确定的形状和确定的位置、基于所述先前放置的能量提供源的所述位置、基于所述跟踪信息并且基于所述处置计划中还未被执行的部分在处理设备中计算(410)针对所述感兴趣体积的剂量-体积直方图的单元，所述剂量-体积直方图呈现在由所述感兴趣体积的相关部分的能量的接收量之间的关系，

-用于在显示设备上向人员呈现(412)质量信息的单元，所述质量信息包括所述剂量-体积直方图。

13.一种包括包含指令的计算机程序的计算机可读介质，当所述指令被加载到根据权利要求1所述的系统中时，所述指令用于令所述系统执行以下步骤：

-接收(402)处置计划，

-存储(404)先前放置的能量提供源的位置，

-确定(406)感兴趣体积的形状和位置，

-获得(408)与放置工具有关的跟踪信息，所述放置工具用于朝向身体的部分中的特定位置来引导要被放置的能量提供源，所述跟踪信息与所述放置工具所跟随的轨迹和/或所述放置工具的当前位置有关，

-基于所述感兴趣体积的确定的形状和确定的位置、基于所述先前放置的能量提供源的所述位置、基于所述跟踪信息并且基于所述处置计划中还未被执行的部分，在处理设备中计算(410)针对所述感兴趣体积的剂量-体积直方图，所述剂量-体积直方图呈现在由所述感兴趣体积的相关部分的能量的接收量之间的关系，

-在显示设备上向人员呈现(412)质量信息，所述质量信息包括所述剂量-体积直方图。