CN111542372A - 使用导管重建的体内剂量计定位 - Google Patents

Abstract

提供了用于近距离治疗处置的系统和方法，其中，跟踪数据被用于重建一条或多条导丝，其用于定位被用于测量由一个或多个放射性辐射源发射的辐射的一个或多个体内剂量测定(ID)测量设备。重建使能定位所述测量设备而不必直接跟踪所述测量设备。

Description

使用导管重建的体内剂量计定位

技术领域

本发明涉及一种用于在处置过程期间采用体内剂量测定的近距离治疗处置(尤其是高剂量率(HDR)近距离治疗处置)的系统、一种对应的方法和相应计算机程序。更特别地，本发明涉及一种用于基于引导管(特别地导管)的ID测量设备的准确定位的系统和方法，通过该导管，ID测量设备可以被引导到期望的测量位置。

背景技术

在近距离治疗处置中，如癌症或者肿瘤的生长通过向靶区域递送辐射来处置。由此，放射性辐射源通常移动通过患者内部的植入引导管(诸如导管或通道)并且由此体内辐照靶区域。通常，放射性辐射源的移动使用通常由治疗控制系统(TCS)控制的所谓的后装机来实现，所述治疗控制系统通过相应引导管驱动放射性辐射源。

为了实现好的处置结果，谨慎的是，放射性辐射适当地递送到靶区域，即，递送到靶区域的放射性辐射量对应于由治疗计划预期的放射性辐射量。

然而，在当前临床方法中，放射性辐射源通常仅移动到导管内部的规划位置并且假定靶区域的辐照根据规划发生。由此，实际上已经递送到靶区域的辐射剂量不能被验证，但是相反假定为等于由处置计划预期的剂量。由于若干潜在误差源(诸如导管内部的源的不精确定位、吸收剂量的介质中的不规则性、由于导管运动的源的移动等)，因而该假定可能不总是真实的。因此，剂量递送过程的质量保证(QA)是相当有限的。

随着体内剂量测定(ID)的引入，更广泛的QA过程已经变得可能。ID涉及将微型传感器(ID设备)放置在靶区域附近。这些微型传感器测量辐射递送期间的放射性剂量或者放射性剂量率。QA然后包括将那些测量剂量(率)与由治疗计划预期的剂量(率)相比较。因此，ID的引入允许验证剂量递送过程并且更准确地重建实际递送剂量。

然而，递送剂量常常可能呈现从一个位置到另一位置的高剂量梯度。因此，关于ID设备相对于放射性辐射源的相对位置的知识对于剂量测量结果的准确度是关键的，因为相对位置的小误差能够导致由ID设备确定的剂量率的大偏差。ID设备的定位可以使用诸如电磁(EM)跟踪的跟踪方法来确定，其中，ID设备被装备有跟踪传感器并且其位置在引入和定位期间被跟踪。

然而，为了成功地执行所述跟踪，不仅ID设备而且源被插入到的导管应当被跟踪，这大大增加了QA过程的复杂性。此外，是否并且如果是的话则EM跟踪传感器如何在测量期间由放射性辐射源影响是未知的。因此，潜在EM干扰将不准确度的另外的元素引入到QA过程中。

发明内容

如上文在本文中所描述的，近距离治疗中的QA过程当前是相当易于出错的。因此，本发明的目的是提供一种用于允许更准确的QA过程的近距离治疗处置的经改进的系统和对应的方法。另一目的是提供一种允许准确地确定ID设备相对于放射性辐射源的位置的系统和对应的方法。又一目的是以允许实际上递送到所述靶区域的剂量的更准确的确定的方式优化ID设备的测量位置。

该目的由用于近距离治疗处置的系统实现，所述系统包括：输入单元，其用于接收跟踪数据，所述跟踪数据包括在沿着至少一个导管的多个位置处采集的多个跟踪值；以及重建单元，其用于基于所述跟踪数据来获得所述至少一个引导管的重建。所述系统还包括：确定单元，其用于基于所述重建来确定由所述至少一个引导管引导的至少一个测量设备相对于至少一个放射性辐射源的至少一个源位置的至少一个测量位置。

优选地，用于近距离治疗的系统还包括：跟踪设备，其被配置用于在沿着至少一个引导管的多个位置处获得跟踪值。当用于近距离治疗的系统在使用中时，其优选地还包括所述引导管和所述测量设备和放射性辐射源。然而，引导管、测量设备和源优选地是一次性用品或者使用在单个患者中并且因此不是用于近距离治疗的系统的基本元件。

在该背景下，术语近距离治疗处置可以通常是指通过将放射性辐射源定位在患者内使得所述源可以体内辐射生长的生长(诸如肿瘤或癌症生长)的处置。更特别地，术语近距离治疗处置可以是指低剂量率(LDR)近距离治疗、脉冲剂量率(PDR)近距离治疗、高剂量率(HDR)近距离治疗中的任一个或这些的组合。

由此，HDR近距离治疗处置包括将用于引导所述放射性辐射源的一个或多个引导管插入到患者中。随后，所述放射性辐射源使用所述引导管定位在特定位置处，其中，可以足够地辐照所述靶区域。该特定位置还可以被称为源位置。所述定位通常通过将所述放射性辐射源附接到被配置用于通过所述引导管驱动的所谓的驱动线并且通过驱动具有通过所述引导管附接到其的源的驱动线使得所述源被定位在其相应源位置处来实现。

在HDR近距离治疗中，所述源展现大于12戈瑞每小时的活动。这样一来，用于HDR近距离治疗的典型源是高度放射性源，诸如碘-125或铱-192等。与HDR近距离治疗相反，LDR近距离治疗处置采用展现更少活动的源，通常大约2戈瑞每小时。在LDR近距离治疗中，所述源沉积在患者的身体内的固定位置处延长时间段(通常多达24小时)。最后，PDR近距离治疗处置可以被执行为HDR或者LDR近距离治疗处置两者。然而，在PDR近距离治疗期间，辐射以脉冲输送。

近距离治疗可以通过将所述源暂时或者永久放置在所述靶区域的源位置处执行。在临时近距离治疗中，所述源在再次提取之前被放置在所述患者内预设持续时间(针对HDR近距离治疗的几分钟、针对LDR近距离治疗的几小时)。精确放置时段由此由各种参数严重影响，诸如剂量递送的要求速率和癌症的类型、大小和位置。

另一方面，可以执行永久近距离治疗-还被称为种子植入术。这种近距离治疗涉及以小LDR放射性种子(或颗粒)的形式将放射性辐射源放置在肿瘤或靶区域内。种子被维持在其逐渐衰变的该位置处。所述种子保持在所述靶区域内几周直到几个月的时段，并且由种子发射的辐射将根据使用的种子的半衰期缓慢减小。

术语靶区域特别地是指要由所述放射性辐射源辐照的区域或者感兴趣区域(ROI)。这样一来，所述靶区域通常表示要处置的肿瘤和/或癌生长的区域。所述放射性辐射源由此以必要的辐射剂量入射在靶区域上的这样的方式来定位。

在该背景下，术语引导管可以特别地是指插入患者中并且用于将所述放射性辐射源和/或所述测量设备引导到适当的位置的导管、通道或针头。应当理解，每个引导管可以被配置为精确地引导一个部件，即，引导要么源要么测量设备。应当避免将两个部件同时插入到单个引导管中。

由此，这些引导管可以特别地被实施为要么专有地用于源要么专有地用于测量设备的专用引导管。在这些情况下，所述测量引导管可以通常不适于引导源(例如因为其太大或太小)，并且反之亦然。在该背景下，专有地用于源的引导管应当是指代的源引导管，并且用于测量设备的引导管仅应当是指代的测量引导管。备选地或者额外地，混合引导管可以实施在系统中并且这些混合引导管中的每个可以适于引导源和测量设备两者，无论哪个被期望用于特定近距离治疗会话。

术语测量设备可以通常是指能够测量在所述测量设备附近的患者内的特定位置处发生的辐射数据的体内剂量测定(ID)的微型传感器。

由此，所述测量设备可以特别地通过以下技术中的一个或多个来实施：

·金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

·热致发光剂量计(TLD)。

·塑料闪烁剂量计。

·金刚石探测器。

·辐射变色剂量测定材料。

术语跟踪数据特别地是指沿着用于引导所述测量设备的引导管的纵轴的多个位置处采集的多个跟踪值。应当理解，该引导管可以是要么测量引导管要么混合引导管。

为了获得这样的跟踪值，至少一个跟踪设备可以附接到驱动线，其然后通过相应引导管驱动并且允许收集所述多个位置中的每个处的相应跟踪值。针对所述多个位置获得的跟踪数据然后可以被用于重建跟踪的测量引导管。由此，术语重建可以特别地是指根据所述跟踪数据确定患者内的测量引导管的形状和过程。诸如，相对于用于定位放射性辐射源的引导管在WO2009156893中公开了根据跟踪数据重建引导管。使用所述跟踪数据，如果所述跟踪过程自己是足够准确的，则可以实现所述引导管的适当的重建。

基于应当引导所述测量设备的引导管的重建，可以导出用于放置所述测量设备的至少一个测量位置。出于进一步的解释的缘故，引导测量设备的引导管应当被称为测量引导管，并且引导放射性辐射源的引导管应当被指定为源引导管。应当理解，尽管无论何时提及分别测量源导管，但是分别测量源导管可以是专用引导管或混合引导管。

针对所述测量设备的测量位置可以根据基于测量引导管与用于引导对应的放射性辐射源(即，辐射剂量被假定为使用相应测量设备测量的源)的源引导管的位置关系的引导管的重建来确定。这也允许确定所述测量设备与所述放射性辐射源彼此的位置关系。这允许估计一旦源辐照所述靶区域则应当由所述测量设备测量的剂量。

为了实现针对所述测量引导管中的测量设备和所述源引导管中的源相对于彼此的适当的定位，所述测量引导管和其对应的源引导管的位置关系必须彼此相关。

在一些实施例中，这可以通过分别使用针对所述测量引导管和所述源引导管的跟踪数据的相同跟踪系统实现。这特别地在采用混合引导管的实施例中实现，其中，所述引导管的重建可以独立于其是否被用于源或测量设备执行更晚一个执行。

使所述测量引导管和所述源引导管的重建基于利用相同跟踪系统获得的跟踪数据固有地定义其在同一坐标系中的相应重建的位置。这允许直接导出所述测量引导管与所述源引导管之间的位置关系并且因此相对于所述放射性辐射源的位置的测量位置。

在一些实施例中，不同的跟踪系统可以被用于分别获得针对所述测量引导管和其对应的源引导管的跟踪数据。在这种情况下，基于所述跟踪数据的重建被提供在两个不同坐标系中并且两个跟踪模态与两个坐标系之间的校准(或者共同配准)为确定所述测量引导管与所述源引导管之间的位置关系所必需。这样的校准可以如何执行主要取决于使用的跟踪模态，并且因此对于本领域的技术人员而言是容易显而易见的。

这样一来，针对所述测量设备确定的测量位置对应于相对位置，即，必须相对于相应放射性辐射源确定的位置和/或所述辐射应当递送的靶区域。换句话说：与根据如在WO2009156893中公开的引导管的重建执行的放射性辐射源的定位相反，所述测量设备的定位必须通过鉴于所述源位置和/或所述靶区域确定(相对)测量位置来执行。

在该背景下，必须理解，在本方法适用的所有情况下，至少用于引导所述放射性辐射源的另一源引导管将存在。如上文在本文中所指示的，尽管不需要这两个导管必须根据同一跟踪系统的跟踪数据重建。其还可以根据不同跟踪系统的跟踪数据重建或者通过不同模块确定沿着所述源导管的纵轴的位置可以甚至是可能的，只要这些模块允许确定所述测量引导管与所述源引导管并且因此所述测量设备与所述放射性辐射源之间的位置关系。

相对测量位置然后可以输入-手动地或自动地-到被配置为定位所述测量设备的相应控制单元中。所述控制单元通过其测量导线将所述测量设备驱动到所确定的测量位置。由此，所述控制单元可以特别地使用所述跟踪数据中的跟踪值已经采集的位置来确定所述测量设备可以驱动到的不同位置。即，所述测量设备的测量位置可以被确定为对应于沿着跟踪值已经确定的引导管的纵轴的位置。

通过采用用于定位测量设备的(相对)测量位置基于来自跟踪数据的引导管重建确定的系统，可以避免将跟踪传感器附接到所述测量设备的必要性。这提供相对于使用的体内剂量测定测量技术不可知的当前方法。因此，其可以被用于适合可以使用跟踪数据准确地重建的引导管的任何(ID)测量设备。

此外，由于测量设备的位置借助于所述引导管的重建来确定，跟踪不需要在所述剂量递送过程自己期间执行，从而避免由所述放射性辐射源引起的跟踪数据的潜在干扰。

在一些实施例中，所述跟踪数据使用电磁和/或光纤跟踪来采集。

在一些实施例中，所述跟踪数据可以特别地使用电磁(EM)跟踪来采集。甚至更特别地，所述跟踪数据可以使用EM跟踪探针获得，所述EM跟踪探针被引入到要重建的引导管中并且具有附接到其的相应EM跟踪传感器。场发生器可以被提供用于生成磁场。因此生成的磁场引起EM跟踪探针的跟踪传感器中的磁场，从而允许所述传感器的跟踪。

备选地或者额外地，光纤跟踪可以被用于采集所述跟踪数据。光纤跟踪系统特别地包括光纤，其包括传感器和光源。所述传感器适于根据所述引导管中的光纤的位置修改从光源发出的光学信号并且将其提供到相应探测器，其基于经修改的光学信号来导出所述跟踪数据。

也可以针对系统的一个实施例实现其他跟踪技术，诸如例如放射摄影技术、CT扫描和/或磁共振成像。

在一些实施例中，所述系统还包括计算单元，以用于接收指示相对于所述至少一个源位置的至少一个测量位置的测量位置数据，并且用于基于治疗计划导出针对所述至少一个测量位置的预测剂量数据。

所述系统还可以包括被配置为根据治疗计划确定指示所述预测剂量、剂量率和/或剂量分布的预测剂量数据。由此，所述计算单元可以特别地被配置为针对由所述确定单元先前确定的测量位置中的每个计算这样的预测剂量数据。

所述计算单元被配置为从数据库接收处置计划。该数据库可以包括在处置规划系统(TPS)、处置控制系统等中。在一些实施例中，所述计算单元特别地根据所述处置计划和所述源的相应活动接收所述源的停留时间。

所述测量位置数据可以包括所述测量设备应当贯穿所述近距离治疗定位的(相对)测量位置中的一个或多个。所述测量位置数据可以特别地包括所述测量设备被定位为测量由其对应的源递送的剂量的一个特定(相对)测量位置。所述计算单元可以从所述测量位置数据确定针对所述测量设备的至少一个相对测量位置并且然后使用在所述测量位置处要测量的相应源的停留时间和活动计算指示要在所述至少一个测量位置处递送(并且因此由所述测量设备所测量的)的治疗计划预期的预测剂量和/或剂量率和/或剂量分布的对应的预测剂量数据。在该背景下，应当理解，术语预测剂量分布可以是指单个测量位置处的剂量分布或者可以是指多个测量位置处的剂量分布。还应当理解，所述剂量和/或剂量率和/或剂量分布特别地允许得出关于在处置根据所述治疗计划发生的情况下应当递送到所述靶区域的辐射量的结论。

根据这些实施例，预测将由所述测量设备在测量位置中的每个处确定的剂量(率)是可能的。这可以特别地允许用户(手动地)将所述测量设备放置在测量位置处，其根据所述用户的理解将展现所述辐射剂量的足够准确的测量结果。

在一些实施例中，所述系统还包括验证单元，其用于基于由所述至少一个测量设备在所述至少一个测量位置处采集的辐射数据来导出由所述至少一个放射性辐射源在所述至少一个测量位置处递送的剂量的递送剂量数据，并且将所述递送剂量数据与针对该特定测量位置导出的预测剂量数据相比较。

在一些实施例中，验证单元被提供以验证在放置所述放射性辐射源时已经预期被递送到所述靶区域的剂量实际上已经递送并且没有误差已发生。这通过将所计算的预测剂量数据-其对应于已经由所述治疗计划期望什么-和实际上递送的剂量数据彼此比较并且通过确定其彼此偏离来实现。

为了执行这样的比较，所述验证单元被配置为计算指示递送到所述靶区域的剂量和/或剂量率和/或剂量分布的相应递送剂量数据。由此，该递送剂量数据可以特别地根据在所确定的测量位置处已经由所述测量设备采集的辐射数据来计算。在该背景下，辐射数据可以特别地是指相应测量设备的传感器已经在一个或多个测量位置处经历的(局部)辐射剂量和/或剂量率(剂量每时间间隔)。

所述验证单元还被配置为从所述计算单元接收指示已经预期根据所述处置计划针对所述一个或多个测量位置确定的剂量的预测剂量数据。所述验证单元被配置为将所述预测剂量数据和所述递送剂量数据彼此比较。借助于指示所述递送剂量(率)的递送剂量数据与指示已经根据所述治疗计划预期的预测剂量(率)的预测剂量数据之间的比较，可以改进所述过程的质量保证。

为此目的，可以确定所述处置计划和对应的近距离治疗处置是否导致期望的结果或者所述治疗计划的调整是否可能是必要的。更特别地，从这样的比较可以确定所述递送剂量和所述预测剂量彼此偏离。这样的偏离可以特别地被认为是由所述源发射的辐射更强地吸收或未吸收以及规划和/或所述源未适当地放置并且因此未能正确辐照所述靶区域的指示。这将最终导致治疗计划的调整。

当评估递送剂量数据与预测剂量数据之间的偏离的容差时，应当认为导出所述递送剂量数据的测量和计算误差可能发生，即，递送(测量)剂量分布将以相应分布差量与所述预测剂量分布自然偏离。归因于测量和计算误差的该偏差可以取决于用于采集辐射数据以及基于所述辐射数据在递送剂量数据的计算期间执行的计算近似的测量设备而变化。因此，分布数据可以被用作用于相应治疗计划适配和/或误差检测的阈值。即，如果分布差量在预定义容差内，则处置继续而不偏离所述处置计划。如果所述分布差量不在预定义容差内部，则处置可以继续调整或重新调度治疗计划和/或可以指示误差。

所述阈值或者分布差量可以特别地被配置为位于1％与20％偏差之间、甚至更特别地在1％与5％偏差之间的范围内。在一些实施例中，当比较所述剂量分布时，针对偏差的公共阈值可以甚至更特别地被配置为是小于1％的范围内的偏差。在一些实施例中，可以确定(例如通过相应用户配置)测量剂量和预测剂量根本不应当偏离。

所述验证单元因此允许所述近距离治疗处置的经改进的质量保证，并且因此使能所述处置计划中的不准确度的检测和所述处置计划的后续调节，因此改进所提供的总体近距离治疗处置。

在一些实施例中，所述系统还包括显示单元，其用于生成所述递送剂量数据的第一图形表示和所述预测剂量数据的第二图形表示，并且联合显示所述第一图形表示和所述第二图形表示。

在该背景下，术语显示单元可以是指被配置为可视化指示针对用户的递送剂量和预测剂量的数据的任何种类的显示器。所述显示单元可以例如是计算机屏幕和/或LCD显示器等。所述显示单元可以被提供作为所述系统的一部分或者可以是可连接到所述系统的外部实体。

术语第一图形表示和第二图形表示特别地分别是指所述递送剂量数据和所述预测剂量数据的可视化。所述图形表示可以是二维或三维的。在一些实施例中，所述递送剂量和所述预测剂量可以被绘制为时间的函数并且交叠在相应坐标系中。在这些情况下，所述图形表示对应于所述坐标系中的交叠剂量值的图形表示。

在一些实施例中，所述靶区域中的不同位置中间的递送剂量和预测剂量的剂量分布可以根据所述递送剂量数据和预测剂量数据来确定。在这些情况下，所述图形表示可以特别地以要么交叠方式要么彼此靠近示出递送剂量数据和/或预测剂量数据的分布图。通过交叠所述图形表示或者通过将其并排显示，所述显示单元联合显示所述第一图形表示和第二图形表示。

应当理解，所述显示单元可以被配置为显示另外的图形表示。在一些特定实施例中，所述显示单元还被配置为显示所述跟踪数据的图形表示和/或由医学成像模块获得的诊断图像数据的图形表示，诸如X射线扫描、计算机断层摄影(CT)、X射线血管造影、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、超声成像等。在一些特定实施例中，所述跟踪数据和所述诊断图像数据由所述显示单元共同配准并且联合可视化。由此，术语共同配准特别地是指确定所述跟踪数据中的哪个图像位置对应于所述诊断图像数据的哪个图像位置的流程。应当理解，关于所述共同配准的精确细节取决于使用的跟踪模态和/或医学成像模态。使用跟踪数据的一个或多个引导管的重建将总是导致与所述跟踪系统相关联的三维空间中的路径。这些跟踪数据可以共同配准到来自所述诊断图像数据的对应的诊断图像并且可以通过将重建的引导管贴片显示在所述诊断图像之上联合显示。由此，所述诊断图像可以从针对所述患者先前已经采集的诊断图像数据导出。备选地，在示出所述跟踪数据时可以采集所述诊断图像数据。

第一图形表示和第二图形表示以及跟踪数据、诊断图像数据和/或其组合的图形表示可以特别地由所述显示单元显示为相应用户接口的一部分。由此，该用户接口可以包括另外的元件，诸如允许所述用户控制用于将另外的信息呈现给所述用户的系统或者元件的输入元件。

所述诊断图像数据连同所述跟踪数据一起的共同配准可以特别地使用在所述跟踪数据单独不足以提供准确的跟踪结果的情况下。在这种情况下，可以引入额外的图像处理步骤，其中，根据所述跟踪数据重建的贴片周围的相当窄的感兴趣区域使用所述诊断图像数据来处理。这可以改进所述跟踪的准确度。

在一些实施例中，所述系统还包括指示单元，其用于如果所述递送剂量数据和所述预测剂量数据彼此偏离预定义容差，则触发至少一个指示。

如上文在本文中所指示的，所述验证单元可能能够检测所述递送剂量数据与所述预测剂量数据之间的偏离。这样的偏离可以允许识别特定误差情形。在一些实施例中，这样的偏离可以被认为是针对放射性辐射源和/或所述测量设备的错位的指示。更特别地，这样的偏离可以指示引导管或通道已经切换，使得所述源当前由错误引导管引导，诸如被认为是用于所述测量设备的引导管或者完全不同的引导管。同样地，偏离可以指示所述测量设备可能未适当地定位。

为了将这样的误差发信号给用户，可以提供被配置为触发至少一个指示的指示单元。由此，所述指示可以对应于听觉、视觉或者触觉警报。该警报可以示出所述分布差量不在预定义容差内部。所述用户然后可以决定如何继续或者所述处理是否应当取消。

在一些实施例中，所述系统还包括用于根据基于所述治疗计划预测的预测剂量数据将所述至少一个测量位置优化为至少一个优化测量位置的优化单元。在一些实施例中，所述优化单元还被提供用于根据基于所述治疗计划预测的预测剂量分布数据来优化多个引导管的插入序列。

在一些实施例中，所述测量位置的位置优化可以基于如从相应预测剂量分布数据导出的预测剂量分布来执行。即，测量位置可以被选择诸如以提供在可以获得最好测量结果的区域中。由此，所述优化可以依赖于任何数值优化方法，但是可以特别地使用以下优化方法中的一个或多个执行：

贪婪优化

基于梯度的优化(例如鲍威尔研究、共轭梯度方法、或更高级的(l-)BFGS方法)。

随机优化(例如模拟退火或者遗传算法)。

如所指示的，所述优化单元可以特别地被用于优化所述引导管内的测量设备的位置。此外，所述优化单元还可以被配置为优化相应引导管的插入序列。即，所述优化方法可以使用所述预测剂量数据和任选地从所述治疗计划导出的另外的信息来确定将导致最好的信噪比(SNR)的插入序列。

在该背景下，优化特定引导管内的测量设备的位置的一个特定方法是所述预测剂量分布中的惩罚函数的使用。由此，可以提供用于所述测量设备的引导管(即，不包括用于所述源的引导管)，并且然后，迭代地，所述引导管以及其中的测量位置可以基于被认为根据可以针对所述预测剂量分布实现的优化信噪比来优化所述位置的惩罚函数中的剂量分布梯度来选择。

借助于该优化，可以改进所述ID测量设备的定位，并且因此，可以增强使用所述测量设备执行的测量的准确度。这导致与所述ID测量设备的位置未优化的方法相比较更好的QA。

应当理解，以相同的方式，可以优化用于所述放射性辐射源的引导管的插入序列。这还可以特别地通过预测剂量分布中的相应惩罚函数实现。更特别地，所述预测剂量分布梯度由所述惩罚函数惩罚。由此，要放置的引导管(特别地要放置的针)基于所述惩罚函数中的梯度迭代地选择。由此，该数学方法转换为选择对危及器官中的剂量分布具有最大影响的管。

在一些实施例中，将所述至少一个测量设备的至少一个测量位置优化为所述至少一个优化测量位置包括：确定至少一个另外的测量设备的至少一个另外的测量位置；根据所述至少一个另外的测量设备的至少一个另外的测量位置将所述至少一个测量设备的至少一个测量位置优化为所述至少一个优化测量位置；和/或根据所述至少一个测量设备的至少一个测量位置将所述至少一个另外的测量设备的至少一个另外的测量位置优化为至少一个另外的优化测量位置。

在一些情况下，使用在所述患者内部的各测量位置处的多个设备来测量由一个或多个放射性辐射源递送的辐射剂量可以是有益的。如果在这样的情况下使用上文所提到的优化方法，则针对多个测量设备的优化测量位置可以交叠。

为了防止将多个测量设备放置在同一测量位置处，将所述测量设备定位在其相应测量位置处可以基于所述测量设备之间的期望距离来执行。更特别地，当确定用于定位应当测量由一个或多个放射性辐射源递送的剂量的第一测量设备和第二测量设备的第一测量位置和第二测量位置时，可以考虑第一测量位置和第二测量位置应当彼此远离预定义距离的确定。

考虑所述测量位置的优化中的期望距离的一个可能方法是采用惩罚函数来惩罚所述测量设备之间的某些距离。更特别地，可以添加基于个体(例如第一和第二)测量设备之间的期望距离的惩罚函数，其惩罚这些测量设备之间的距离。通过惩罚所述距离，可以针对个体测量设备中的每一个找到优化测量位置。由此，针对所述测量设备中的每一个的优化测量位置可以特别地通过惩罚针对一个或多个第二测量设备的候选位置集与第一测量设备的优化位置之间的距离来确定，并且反之亦然。

在一些实施例中，用于体内剂量测定的特别个体测量设备的测量位置之间的距离可以针对特定感兴趣区域来惩罚。在这种情况下，可以使用仅惩罚第一测量设备与被发现为最接近于所述第一测量设备的测量设备的单个第二测量设备的位置之间的距离的惩罚函数。这可以降低对于确定针对多个ID设备的优化测量位置所需要的处理能力。

在一些实施例中，将所述至少一个测量位置优化为所述至少一个优化测量位置还包括：识别针对所述测量设备的多个候选位置；并且基于所述治疗计划来预测针对所述多个候选测量位置中的每一个的预测剂量数据。此外，所述优化包括通过将惩罚方法应用到所述预测剂量数据根据所述多个候选测量位置确定至少一个优化测量位置。在一些实施例中，将所述惩罚方法应用到所述预测剂量数据包括应用多个惩罚函数并且使用加权和将多个惩罚函数结合到目标函数中。

在一些实施例中，所述测量位置的优化可以通过导出可以是用于放置所述测量设备的潜在候选的一个或多个位置并且确定用于这些候选位置中的每一个的剂量分布基于所述预测剂量分布来执行。(优化)测量位置然后可以通过应用惩罚方法选自所述候选位置。

更特别地，识别所述候选位置，其在所述靶区域中或附近、在感兴趣区域或危及器官中，其未由用于治疗递送的针、植入物或引导管采用，并且其不在未通过区域中。

使用起因于所述多个候选位置的跟踪，所述优化单元然后根据所述预测剂量数据针对沿着所述轨道的每个候选位置计算所述预测剂量或者剂量率。备选地或者额外地，所述优化单元还可以从计算单元获得所述预测剂量或者剂量率，其中，所述计算单元被配置为从所述预测剂量数据导出所述预测剂量(率)。由此，可以特别地使用采用惩罚方法的数值优化。因此，针对所述测量设备应当放置的测量位置的要求在一组代表性惩罚函数中转变。这些惩罚函数可以使用在(加权)和中以公式化要由优化软件优化的目标函数。

在该背景下，以下惩罚函数可以特别地被用于优化至少一个ID测量设备的测量位置：

将ID测量设备定位在具有预测剂量分布中的高空间梯度的区域中通过计算每个候选位置处的最后处置计划中的空间梯度幅度来惩罚。如果要求更高的惩罚，则可以选择使用平方梯度幅度或者考虑最后处置计划中的空间梯度的x、y和z分量的和或最大值。

将测量设备定位在具有所述预测剂量分布中的低剂量或剂量率的区域中通过计算所述剂量或剂量率的最小可接受水平和所述预测水平之间的差来惩罚。备选公式可以代替在(单侧)二次或高次多项式中、在指数函数中、或在强烈侧函数中的该差异。

接近于感兴趣区域的测量位置通过计算候选位置与这样的感兴趣区域之间的距离来优先化。备选公式可以代替在(单侧)二次或高次多项式中、在指数函数中、或在强烈侧函数中的该距离。

另外，关于该惩罚函数的变化可以通过计算到规划剂量分布中的局部最小值/最大值的距离以提出测量位置使得测量最重要的剂量或剂量率来公式化。

所述惩罚函数可以使用加权和结合到目标函数中。加权可以被分配(自动和/或通过用户)以改变问题中的个体方面之间的平衡。

随后，核心优化方法可以通过将所述测量设备移动通过解空间使完整目标函数最小化。该核心方法可以依赖于任何数值优化方法，但是可以特别地通过贪婪优化、基于梯度的优化和/或随机优化执行。

为了支持能够识别误差情形，可以引入另一惩罚函数，计算例如根据计划预期的预测剂量或剂量率信号与在引导管错误连接的情况下的剂量或剂量率信号的相关性。这将朝向如果误差发生则测量结果改变最大的位置驱动解。此外，备选公式可以代替在(单侧)二次或高次多项式中、在指数函数中、或在强烈侧函数中的相关性。另外，代替于使用相关性量度，可能依赖于简单差异量度或更高级的相互信息量度。

在一些实施例中，针对(一个或多个)测量设备的测量位置的优化还可以基于所述一个或多个个体源被定位的序列。这特别是这样，因为低空间梯度根据所述治疗计划发生的靶区域中的位置可以在剂量递送期间展现更高的空间梯度。在这种情况下，计算针对所述递送期间的所有时间点上的测量设备的惩罚函数以便跟踪该过程期间的空间梯度的改变可以是有益的。

在一些实施例中，所述优化单元还被提供用于接收所述治疗计划中的改变的至少一个改变指示，并且基于所述至少一个改变指示将所述至少一个测量位置优化为所述至少一个优化测量位置。

如上文在本文中所描述的，近距离治疗处置可以持续延长时间段。在该时间期间，癌症生长和/或肿瘤中的改变能够需要所述治疗计划的调节。该调节可以特别地通过所述用户接口和/或相应用户输入模块由用户手动执行。在治疗计划改变的情况下，所述优化单元可以接收改变的相应指示，除其他外，包括源、使用的源等的规划源位置中、规划停留时间中的改变。因此，基于该指示，所述优化单元可以调节所述测量位置的优化。这可以特别地通过重新计算包括针对所述靶区域的预测剂量和/或剂量率的预测剂量数据并且使用调节预测剂量数据以便从多个候选位置导出优化测量位置来执行。

根据另外的方面，提供了一种用于近距离治疗处置的方法，所述方法包括以下步骤：接收跟踪数据，其包括在沿着至少一个引导管的多个位置处采集的多个跟踪值，基于所述跟踪数据来获得至少一个引导管的重建；并且基于所述重建来确定由所述至少一个引导管引导的至少一个测量设备相对于至少一个放射性辐射源的至少一个源位置的至少一个测量位置。

在另外的方面中，提供了一种用于控制上文所描述的系统的计算机程序，其当由处理单元运行时适于执行根据本发明的方法步骤。在又一方面中，提供了在其上存储有上文记载的计算机程序的计算机可读介质。

应当理解，用于近距离治疗处置的系统可以借助于处理单元实现。由此，所述输入单元、所述重建单元、所述确定单元、所述计算单元驱动单元、所述验证单元和所述优化单元可以被实施为所述处理单元中的模块。这些模块的功能可以特别地借助于相应算法来实施。该算法可以特别地使用被实施在包括所述模块的所述处理单元上的机器学习算法来实施。

应当理解，根据权利要求1所述的系统、根据权利要求13所述的方法、根据权利要求14所述的计算机程序和根据权利要求15所述的计算机可读介质具有类似和/或相同的优选实施例，尤其是如在从属权利要求中定义的。

应当理解，本发明的优选的实施例还可以是从属权利要求或以上实施例与相应的独立权利要求的任何组合。

本发明的这些和其他方面将从在下文中所描述的实施例而显而易见并且得到阐述。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性地图示了根据实施例的用于确定用于近距离治疗处置中的质量保证的体内剂量测定(ID)测量设备的测量位置的系统。

图2示意性地图示了根据实施例的用于确定用于近距离治疗处置中的质量保证的ID测量设备的测量位置的方法。

图3示意性地图示了根据另一实施例的用于确定和优化ID测量设备的测量位置的系统。

图4图示了用于优化ID测量设备的测量位置的方法。

图5图解地图示了根据本发明的实施例的用于近距离治疗的系统。

具体实施方式

附图的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或者相同元件被提供有相同附图标记。

图1示意性地表示根据示范性实施例的用于支持引导管(诸如导管)内的体内剂量测定(ID)测量设备的定位的系统1。系统1包括输入单元10、重建单元200、确定单元300、计算单元400、验证单元500、显示单元700和指示单元800。系统1还连接到数据库2，其在图1的示范性实施例中被配置为治疗规划系统，以及用于控制被配置为采集辐射数据2的一个或多个ID设备的定位的控制单元3。

输入单元100接收至少一个测量引导管的跟踪数据10。在根据图1的示范性实施例中，跟踪数据10对应于已经通过将电磁跟踪元件插入到至少一个引导管中并且通过跟踪沿着所述引导管的纵向长度的多个位置处的跟踪元件获得的电磁跟踪数据10。在WO2014013418中更详细地描述了使用电磁跟踪元件的引导管的电磁跟踪。

电磁跟踪数据10然后被提供给重建单元200。重建单元200使用在沿着至少一个引导管的多个位置处采集的电磁跟踪数据10来重建所述测量引导管。至少一个测量引导管的重建然后从重建单元200提供到确定单元300。

确定单元300使用重建来确定由表示在该重建中的测量引导管引导的ID测量设备的测量位置。由此，测量位置相对于相应放射性辐射源的对应的源位置来确定。换句话说，分别确定测量引导管与其对应的源引导管之间的位置关系，其继而允许确定ID测量设备相对于辐射应当使用所述ID测量设备来测量的源的位置的相对位置。

在图1的示范性实施例中，这通过使用相同跟踪系统和相同跟踪元件跟踪和重建至少一个测量引导管和对应的至少一个源引导管两者实现。使用针对两者的相同跟踪系统，测量引导管和源引导管固有地定义相同坐标系中的这两个引导管的重建。这允许从采集的跟踪数据直接导出位置关系。

基于此，确定单元300获得指示ID测量设备相对于其相应源的对应的源位置的测量位置的测量位置数据并且将该测量位置数据提供给计算单元400。

计算单元400接收测量位置数据并且从其导出测量位置。此外，计算单元400接收来自治疗规划系统2的治疗计划。在根据图1的示范性实施例中，计算单元400特别地连同关于源的活动的信息一起接收由治疗计划指示的源的停留时间。使用源的停留时间和活动，计算单元400然后计算指示预期在测量位置处发生的剂量的相应预测剂量数据。计算单元400将预测剂量数据提供到验证单元500。

确定单元300还向控制单元3提供指示至少一个测量位置的测量位置数据。控制单元3可以被配置为将ID测量设备自动定位在测量位置数据中所指示的测量位置处。备选地或者额外地，控制单元可以被配置为将测量位置数据呈现给用户。用户然后可以被提示以手动地将ID测量设备驱动到测量位置。

ID测量设备然后被用于在测量位置处获得辐射数据20。采集的辐射数据20被提供到验证单元500。验证单元500使用在测量位置处采集的辐射数据20来导出指示实际上已经递送到靶区域的剂量的递送剂量数据。验证单元500然后将递送剂量数据与从计算单元400接收到的预测剂量数据相比较以便验证剂量递送已经根据计划执行并且以便执行过程的所请求的质量保证。

在根据图1的示范性实施例中，验证单元然后将递送剂量数据和预测剂量数据提供到显示单元700。显示单元700生成递送剂量数据的第一图形表示和预测剂量数据的第二图形表示并且在显示器(诸如计算机屏幕)上将其联合显示，以针对用户将其可视化。由此，第一图形表示和第二图形表示特别地提供在同一坐标系中，并且甚至更特别地交叠以便允许更容易的比较。

系统1还被提供有指示单元800。指示单元800通信地连接到验证单元500以输出验证结果(即，递送剂量数据与预测剂量数据之间的比较的结果)的指示。作为范例，在验证单元500指示递送剂量数据与预测剂量数据之间的比较都在预定义参数内的情况下，指示单元800可以指示辐射递送已经根据计划执行，例如视觉地通过显示绿光和/或听觉地通过提供声音和/或以触觉的方式。

在一些实施例中，验证单元500可以确定递送剂量数据和预测剂量数据以超过预定偏离阈值的方式彼此偏离，即，实际上递送到靶区域的剂量与如根据治疗计划预期的预测剂量显著地不同。这可以例如是源的错位的结果，诸如将源插入到不正确的引导管中。在这种情况下，指示单元800可以唤起警报，这指示误差已经发生。该警报可以是诸如红光的视觉警报、听觉警报和/或触觉警报。

图2示意性地表示根据实施例的用于确定用于ID测量设备的测量位置的方法。在步骤S101处，输入单元100接收针对测量引导管获得的跟踪数据10以引导相应ID测量设备。在步骤S201中，重建单元200从输入单元100接收跟踪数据10并且使用采集的跟踪数据10在步骤S202处重建测量引导管。

在步骤S301处，确定单元300接收测量引导管的重建并且使用该重建来确定ID测量设备的测量位置并且在步骤S302中获得相应测量位置数据，其随后被发送到计算单元400和控制单元3。

在步骤S401中，在计算单元400处接收测量位置数据。在步骤S402中，计算单元400还接收来自治疗规划系统2的治疗计划，特别地源的停留时间和活动。使用治疗计划，计算单元400然后在步骤S403中计算测量位置处的预期剂量的预测剂量数据并且将预测剂量数据提供到验证单元500。

如所指示的，控制单元3还接收测量位置数据并且提示ID测量设备以采集测量位置处的辐射数据20。在步骤S501中，将所采集的辐射数据20提供到验证单元500。在步骤S502中，验证单元500使用辐射数据20来导出测量位置处的递送剂量数据，指示实际上递送到靶区域的剂量。在步骤S503中，验证单元500还接收预测剂量数据并且将递送剂量数据与预测剂量数据相比较。在比较后，验证单元500将递送剂量数据和预测剂量数据提供到显示单元700。

在步骤S701中，在显示单元700处接收递送剂量数据和预测剂量数据。在步骤S702中，显示单元700生成递送剂量数据的第一图形表示和预测剂量数据的第二图形表示。在步骤S703中，显示单元700然后将图形表示联合显示给用户。

此外，验证单元500可以将关于递送剂量数据和预测剂量数据的比较的验证信息提供到指示单元800。在步骤S801中，在指示单元800处接收该验证信息。响应于此，在步骤S802中，指示单元可以输出相应指示，为何可以是要么肯定的(即，示出所有事情按计划进行)要么否定的(即，警报由于误差已经发生而唤醒)。

图3示意性地表示用于支持如表示在图1中的导管内的ID测量设备的定位的系统的修改。经修改的系统1’包括输入单元10、重建单元200、确定单元300、计算单元400、验证单元500、显示单元700和指示单元800，其以如相对于图1所描述的类似的方式配置。系统1’因此还连接到数据库、或治疗规划系统2、以及控制单元3。此外，系统1’包括优化单元600，其被配置用于优化如相对于图4特别地描述的ID测量设备的测量位置。

经修改的系统1’中的流程以与相对于图1所描述的相同的方式执行：输入单元100接收至少一个测量引导管的跟踪数据10并且重建单元200使用跟踪数据10来重建所述测量引导管。测量引导管的重建然后被提供给确定单元300。

确定单元300然后使用重建来确定由如重建的测量引导管引导的ID测量设备的测量位置。这特别地通过导出指示沿着测量引导管的多个位置的测量位置数据的确定单元300实现，其可以分别对应于已经获得跟踪数据的位置。确定单元300然后可以将指示多个测量位置的测量位置数据提供到计算单元400。

计算单元400接收测量位置数据并且导出多个测量位置。此外，计算单元400接收从治疗规划系统2接收到的治疗计划。计算单元400然后可以将测量位置数据中指示的多个测量位置和治疗计划提供到优化单元600。

优化单元600接收测量位置数据和治疗计划并且从所述测量位置数据识别多个候选位置。由此，这些候选位置对应于被认为是ID测量设备应当定位的优化测量位置的潜在候选的位置。应当理解，该背景下的术语多个候选位置可以定义测量位置数据中指示的所有测量位置或者可以是指多个测量位置的子集。

优化单元600然后导出预测剂量数据，包括针对候选位置中的每个的多个候选位置处预期的预测剂量和/或剂量率。优化单元600然后在指示如相对于图4更详细地描述的多个候选位置处的预测剂量(率)的预测剂量数据上应用惩罚方法。基于该惩罚方法，识别优化测量位置，即，ID测量设备将提供最好测量结果的位置。优化单元600然后可以要么调节接收到的测量位置数据以包括优化测量位置要么可以生成仅指示优化测量位置的优化测量位置数据。优化单元600可以将(优化)测量位置数据连同指示优化测量位置处的预测剂量(率)的预测剂量数据一起提供到计算单元400。

计算单元400然后将预测剂量数据提供到验证单元500并且将(优化)测量位置数据提供到确定单元300。确定单元300然后将至少指示优化测量位置的(优化)测量位置数据提供到控制单元3。控制单元3然后可以将ID测量设备自动定位在优化测量位置处，或者备选地或者额外地，将优化测量位置显示给用户以提示所述用户将ID测量设备定位在优化测量位置处。

ID测量设备然后被用于在最佳测量位置处采集辐射数据20。辐射数据20被提供到验证单元500，其使用辐射数据20来导出指示实际递送剂量的递送剂量数据。验证单元500然后比较如本文上面相对于图1所描述的递送剂量数据和预测剂量数据并且将指示该比较的结果的验证信息提供到显示单元700和/或指示单元800。

在根据图3的示范性实施例中，治疗规划系统2包括用户接口900。用户接口900可以被配置为允许用户将治疗计划的改变输入到治疗规划系统2中。在这种情况下，治疗规划系统2将相应改变指示提供到系统1’并且从而到优化单元600。改变指示包括关于治疗计划的改变的信息，诸如源位置、源活动、停留时间等的改变。优化单元600然后被配置为根据改变指示来调整优化。即，根据新治疗计划调节预测剂量数据的确定，并且根据调节的预测剂量数据执行优化流程。

图4示意性地表示如可以特别地由作为系统1’的一部分的优化单元600执行的用于优化测量位置的方法。在步骤S601中，在优化单元600处接收测量位置数据和治疗计划。在步骤S602中，优化单元600基于测量位置数据来识别多个候选位置。在步骤S603中，优化单元600基于治疗计划来确定指示候选位置中的每个处的预测剂量(率)的预测剂量数据-并且因此，候选位置中间的预测剂量分布，并且使用预测剂量数据通过应用惩罚方法来优化测量位置。在根据图4的示范性实施例中，优化被执行为通过将以下考虑转换到相应惩罚函数中展现最好QA的数值优化：

ID测量设备的定位应当在具有规划辐射剂量分布中的高空间梯度的区域中避免。否则，相对定位中的小误差导致针对所测量的辐射剂量的大偏差。

ID测量设备可能不足够敏感以测量从所有源位置递送的辐射剂量或辐射剂量率。因此，应当避免根据治疗计划展现低辐射剂量的区域。

接近于靶器官或者危及器官或在其内部的关键区域中的高置信度QA应当优先化。因此，传感器或者ID设备的布置-如果允许的话则-应当针对这些区域优先化。

源位置的顺序影响空间剂量梯度随时间的演变。

在步骤S604中，将ID测量设备定位在具有由预测剂量数据指示的高空间梯度的区域中通过计算每个候选位置处的最后计划中的空间梯度幅度来惩罚。如果要求更高的惩罚，则可以选择使用平方梯度幅度或者考虑最后计划中的空间梯度的x、y和z分量的和或最大值。

在步骤S605中，将ID测量设备定位在具有如预测剂量数据中所指示的低剂量或剂量率的区域中通过计算剂量或剂量率的最小可接受水平和预测水平之间的差异来惩罚。备选公式可以代替在(单侧)二次或更高次多项式中、在指数函数中、或在强烈侧函数中的该差异。

在步骤S606中，接近于靶器官或危及器官或在其内部的测量位置(即，接近于特别地选定的感兴趣区域)的任何候选位置通过计算相应候选位置与这样的感兴趣区域之间的距离来优先化。备选公式可以代替在(单侧)二次或高次多项式中、在指数函数中、或在强烈侧函数中的该距离。另外，关于该惩罚函数的变化可以通过以下来公式化：计算到规划剂量分布中的局部最小值/最大值的距离以提出测量位置，使得测量最重要的剂量或剂量率。

在步骤S607中，通过计算递送期间的全部时间点来考虑放射性辐射源被放置的顺序。

此外，在步骤S608中，惩罚函数被引入以识别递送失败情况，诸如源和/或测量引导管等的交换。在这样的源和/或测量引导管的交换的情况下，该惩罚函数可以特别地计算预测剂量(率)和剂量率的相关性。这可以朝向由ID测量设备执行的测量将在这样的失败发生的情况下改变最多的优化测量位置驱动解。而且在这种情况下，备选公式可以被用于代替在(单侧)二次或高次多项式中、在指数函数中或强烈侧函数中的相关性。备选地或者额外地，差异量度可以被用于识别递送失败。

在步骤S609中，不同惩罚函数使用加权和被结合到目标函数中。权重可以被分配(自动和/或通过用户)以改变问题中的个体方面之间的平衡。这允许根据要由其实现的主要目标调节优化(经改进的质量保证、快速递送故障检测等等)。

图5图解地图示了根据本发明的实施例的用于近距离治疗的系统500。引导管503、504可以插入到处置靶502中，其可以是前列腺。为了更准确地定位引导管，可以使用网格510。后装机504可以被用于将放射性辐射源501移动到引导管503中。图5还示出了被配置用于生成EM场的场发生器506，其继而可以被用于跟踪移动通过如上文所解释的该EM场的引导管503和504的位置。以这种方式，可以获得测量设备508相对于放射性辐射源501的位置。

尽管上文所描述的实施例涉及用于高剂量率(HDR)近距离治疗的方法，但是应当理解，本发明不限于HDR近距离治疗，而是还可以应用于低剂量率(LDR)近距离治疗或脉冲剂量率(PDR)近距离治疗。

此外，应当理解，尽管在上文所描述的实施例中，系统被实施为用于近距离治疗规划的治疗规划系统(TPS)的一部分，但是系统可以同样地被实现在治疗控制系统(TCS)、治疗验证系统(TVS)中或者可以被实施为用于将放射性辐射源驱动通过其相应导丝的后装机的一部分。

尽管在上文所提到的实施例中，优化单元被配置为优化用于个体ID测量设备的测量位置，但是应当理解，优化单元可以同样地被用于优化源定位。

通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，本领域的技术人员在实践所请求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或设备可以实现权利要求中记载的若干项的功能。互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

由一个或若干单元或设备执行的流程可以由任何其他数目的单元或设备执行，如引导管的重建、测量位置的确定、测量位置的优化、预测剂量数据或者递送剂量数据的导出、预测剂量数据和递送剂量数据的比较、手动和/或自动控制、由听觉和/或触觉和/或可见警报造成的指示、可视化等等。由此，根据本发明的这些流程可以被实施为计算机程序的程序代码模块和/或专用硬件。

计算机程序可以被存储和/或被分布在适合的介质(诸如连同其他硬件一起或作为其一部分供应的光学存储介质或固态介质)上，但是也可以以其他形式分布，诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统分布。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为对范围的限制。

本发明涉及一种用于近距离治疗处置的系统，包括：输入单元，其用于接收跟踪数据，所述跟踪数据包括在沿着至少一个引导管的多个位置处采集的多个跟踪值，重建单元，其用于基于跟踪数据来获得至少一个引导管的重建；以及确定单元，其用于基于重建来确定由所述至少一个引导管引导的至少一个测量设备相对于至少一个放射性辐射源的至少一个源位置的至少一个测量位置。

借助于这样的系统，体内剂量测定测量设备的定位可以以更高的准确度来执行，并且从而，实现了近距离治疗中的质量保证流程的改进。

Claims (15)

1.一种用于近距离治疗处置的系统，包括：

输入单元，其用于接收跟踪数据，所述跟踪数据包括在沿着至少一个引导管的多个位置处采集的多个跟踪值；

重建单元，其用于基于所述跟踪数据来获得所述至少一个引导管的重建；以及

确定单元，其用于基于所述重建来确定由所述至少一个引导管引导的至少一个测量设备相对于至少一个放射性辐射源的至少一个源位置的至少一个测量位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述跟踪数据是使用电磁和/或光纤跟踪采集的。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

计算单元，其用于：

接收指示相对于所述至少一个源位置的所述至少一个测量位置的测量位置数据，并且

基于治疗计划来导出针对所述至少一个测量位置的预测剂量数据。

4.根据权利要求3所述的系统，还包括：

验证单元，其用于：

基于由所述至少一个测量位置处的所述至少一个测量设备采集的辐射数据来导出由所述至少一个测量位置处的所述至少一个放射性辐射源递送的剂量的递送剂量数据，并且

将所述递送剂量数据与针对该特定测量位置导出的所述预测剂量数据进行比较。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括：

显示单元，其用于：

生成所述递送剂量数据的第一图形表示和所述预测剂量数据的第二图形表示，并且

联合显示所述第一图形表示和所述第二图形表示。

6.根据权利要求4所述的系统，还包括：

指示单元，其用于在所述递送剂量数据和所述预测剂量数据偏离彼此预定义容差的情况下触发至少一个指示。

7.根据权利要求3所述的系统，还包括：

优化单元，其用于根据基于所述治疗计划预测的所述预测剂量数据将所述至少一个测量位置优化为至少一个优化测量位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，

所述优化单元还被提供用于根据基于治疗计划预测的预测剂量分布数据来优化多个引导管的插入序列。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，对所述至少一个测量设备的所述至少一个测量位置到所述至少一个优化测量位置的所述优化包括：

确定至少一个另外的测量设备的至少一个另外的测量位置；

根据所述至少一个另外的测量设备的所述至少一个另外的测量位置将所述至少一个测量设备的所述至少一个测量位置优化为所述至少一个优化测量位置；和/或

根据所述至少一个测量设备的所述至少一个测量位置将所述至少一个另外的测量设备的所述至少一个另外的测量位置优化为至少一个另外的优化测量位置。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，对所述至少一个测量位置到所述至少一个优化测量位置的所述优化还包括：

识别针对所述测量设备的多个候选位置；

基于所述治疗计划来预测针对所述多个候选测量位置中的每个候选测量位置的所述预测剂量数据；并且

通过将惩罚方法应用到所述预测剂量数据根据所述多个候选测量位置来确定至少一个优化测量位置。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，将所述惩罚方法应用到所述预测剂量数据包括应用多个惩罚函数并且使用加权和将所述多个惩罚函数结合到目标函数中。

12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述优化单元还被提供用于：

接收对所述治疗计划的改变的至少一个改变指示；并且

基于所述至少一个改变指示来调节对所述至少一个测量位置到所述至少一个优化测量位置的所述优化。

13.一种用于近距离治疗处置期间的质量保证的方法，所述方法包括以下步骤：

接收跟踪数据，所述跟踪数据包括在沿着至少一个引导管的多个位置处采集的多个跟踪值；

基于所述跟踪数据来获得对所述至少一个引导管的重建；并且

基于所述重建来确定由所述至少一个引导管引导的至少一个测量设备相对于至少一个放射性辐射源的至少一个源位置的至少一个测量位置。

14.一种计算机程序，所述计算机程序当由处理单元运行时适于执行包括以下步骤的方法：

接收跟踪数据，所述跟踪数据包括在沿着至少一个引导管的多个位置处采集的多个跟踪值；

基于所述跟踪数据来获得对所述至少一个引导管的重建；并且

基于所述重建来确定由所述至少一个引导管引导的至少一个测量设备相对于至少一个放射性辐射源的至少一个源位置的至少一个测量位置。

15.根据权利要求14所述的计算机程序，还被配置用于控制根据权利要求1-12中的任一项所述的系统。

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