CN116600857A - 用于外部放射疗法的程序的身体组织的可重复对准的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本文提供了一种用于在包括一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，该系统(100)包括具有基座端(422、422a)和操作机构端的机器人臂RA(400、400a)以及具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)，该操纵引导装置(300)包括被配置为插入到受试者(50)的管(602)中或附接至插入装置(204)(被配置为插入到受试者(50)的管(602)中)的在远端(20)处的刚性操作机构轴杆(310)，其中定位工具(200)被配置为响应于机器人臂的移动而移动和/或固定管(602)以用于外部放射疗法疗程。
Description
技术领域
本系统和方法涉及分次放射疗法的领域。特别地，其涉及与定位工具组合的机器人臂，该定位工具在治疗过程中相对于电离放射疗法束重复且可再现地进行身体放置。
背景技术
放射疗法是许多患有各种癌症(包括胸部和骨盆区域周围)的患者的标准治疗方法。使用具有旋转电离辐射治疗头的放射疗法装置的治疗技术允许将非常高的剂量聚焦地递送至用于治疗的目标(例如肿瘤、器官)，同时以极大准确度使相邻的健康组织幸免。适形放射疗法(其中在电离辐射治疗头旋转时使用多叶准直器动态地改变电离辐射束的形状)允许肿瘤的形状在三维空间中被该束非常接近地跟随。这样的系统由Varian、CyberKnife、Tomotherapy(Accuray)、Shinva等制造。这些技术提供最大的益处的前提是目标的移动被减少到最低限度。
在受试者通过放射疗法装置进行治疗之前，典型地通过CT扫描或较不经常地通过MRI来拍摄受试者的治疗区域的三维图像。根据这些图像，确定与电离辐射束的束相交体积(例如等中心)相关的一个或多个位置目标。放射肿瘤学家通常在每个CT和/或MR切片上画出肿瘤区域的形状，以及要保护的健康组织的轮廓，这些健康组织应该接收更少的剂量。他定义了由每个结构不得不接收的剂量。物理学家和放射肿瘤学技术人员使用专用软件以计算是否要通过360°旋转臂递送的辐射的“量”，以及在肿瘤区域周围的辐射等剂量、束形状和治疗头的移动。将来自模拟的数据(包括一个或多个束相交体积的三维位置信息)传送至用于操作放射疗法装置(直线加速器或其他发射电离辐射的装置)的软件。这个阶段被称为“治疗模拟”或“模拟”。
位于骨盆区域周围的大多数组织结构(膀胱、肛门、前列腺、直肠、子宫颈、子宫、阴道)并未附于骨盆壁上，并且可能从为了模拟而拍摄治疗区域的医学图像的那一天到通过放射疗法装置递送通过外部放射疗法进行的首次治疗的那一天发生显著移动。
躺在台上的受试者通常将具有一个或多个墨水标记、纹身或其他在身体上提供的标记，并且将使用位于侧壁上并沿放射疗法治疗台的轴线投射的一个或多个激光束相对于这些标记进行定位。大多数现代的外部放射疗法机都具有内置的医学成像单元，其可以在用于治疗患者的同一个台上拍摄(例如，进行X射线、低质量CT扫描)受试者的图像。这允许确保组织目标相对于由放射疗法装置发射的电离辐射束的束相交体积的位置的细调等。在使用激光束的这种首次定位之后，通常是通过内置医学成像单元准确可视化的骨骼结构，其用于将受试者精确定位在治疗台上。在治疗台和模拟台上，将总是在一个可再现位置放置受试者。然而，受试者的这种定位并没有考虑到内部结构的位移。
为了允许周围的健康组织愈合，放射疗法通常是分次进行的——将总辐射剂量分成在数天、数周或数月的时间内递送的许多个较小剂量。分次外部放射疗法可持续6-7周，通常每周5次，并且受试者的位置在每个疗程时都以毫米精度与电离辐射束精确对准，以聚焦于肿瘤并减少对健康组织的损害。这是通过使用越过受试者身上的墨水标记、纹身标记的投射激光线来将受试者在放射疗法治疗台上准确对准而实现的。然而，即使将受试者准确对准，内部器官的位置也会有变化，主要是因为它们不是直接附接至骨骼结构的。例如，根据我们自身的考察，子宫颈可以在每个方向上移动多达2cm，这需要在原始治疗区周围引入大的体积裕度，增大了被治疗的体积，这导致更高的急性和晚期副作用发生率。两个疗程之间的子宫颈的移动可能是由膀胱和/或直肠的充盈或排空(由于排便和部分地由于呼吸运动)引起的。因此，患者可能被要求在每个放射疗法疗程之前排空她们的直肠并充盈他们的膀胱。这使得子宫移位减少，但没有以可再现方式防止它们。事实上，在整个治疗持续时间(例如28-30个疗程)期间，患者通常不能够将膀胱保持充盈在相同的程度，因为在持续时间接近结束时，膀胱的炎症阻止膀胱完全充盈。此外，排空直肠使前直肠壁和后直肠壁两者在子宫颈周围的具有16-20mm的治疗裕度的高剂量等剂量体积内在一起，这增加了放射疗法的毒性。
因此，对于允许可重复固定组织结构以获益于高治疗精度的系统和方法存在需要。
发明内容
本文提供了一种用于在包括一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，该系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为捅入到受试者(50)的管中，
和
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，
其中所述处理单元(440)被配置为控制所述机器人臂RA(400、400a)的移动以将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，其中治疗姿态对应于在所述外部放射疗法疗程期间所述受试者(50)的管(602)与由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束关联的通过定位工具(200)的空间对准。
还提供了一种用于在包括一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，所述系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为插入到所述受试者(50)的管中，
和
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，其中所述处理单元(440)被配置为在所述外部放射疗法疗程期间控制和固定所述机器人臂RA(400、400a)的移动，并且
-所述定位工具(200)包括：
-具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)，其包括：
-在所述远端(20)处的刚性操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中或者附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
-与所述操作机构轴杆(310)固定关联地设置在所述近端(40)处的刚性把手部(316)，用于控制所述操作机构轴杆(310)的位置和/或方向，并且被配置为附接至所述RA配件(430、430a)，
-将所述把手部(316)联结至所述操作机构轴杆(310)的刚性传动装置(314)，
其中所述定位工具(200)被配置为响应于所述机器人臂的移动而移动和/或固定所述管(602)以用于所述外部放射疗法疗程。
所述处理单元(440)可以被配置为将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，其中治疗姿态对应于所述受试者(50)的管(602)的通过所述定位工具(200)的空间对准以用于所述外部放射疗法。
所述处理单元(440)可以被配置为根据所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态来确定所述一个或多个治疗姿态。
所述受试者(50)的管(602)的通过所述定位工具(200)的空间对准：
-可以在所述外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)带入到由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束中，
或者
-可以在所述外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)移动远离由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束。
所述处理单元(440)可以被配置为确定定位工具(200)的治疗姿态，其包括：
-接收(a)一组模拟确定的参数，所述参数包括所述定位工具(200)相对于位置参考的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，所述位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与所述模拟台(522)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，
-接收(b)安装在所述模拟台(522)上的所述RA的RA基座端(422、422b)相对于位置参考的位置关系(SPx，y，z)，所述位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与所述模拟台(522)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，
-接收(c)关于安装在所述放射疗法治疗台(512)上的所述RA的RA基座端(422、422a)相对于位置参考的位置关系(SPx，y，z)的数据，所述位置参考如束相交体积、等中心和/或放置在放射疗法治疗台(512)上并且相对于所述放射疗法治疗台(512)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，以及-根据(a)、(b)和(c)确定所述定位工具(200)的一个或多个治疗姿态，其与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应。
所述处理单元(440)可以被配置为：
-在已经使所述定位工具(200)的姿态调整为与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态相对应之后接收关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息，
-提供实时手动、自动或半自动的引导以细调所述定位工具(200)的姿态(以进一步对应于所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态)，
任选地其中关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息是从与述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的医学成像单元获得的或者从与所述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的位置应答机读取器获得的。
所述放射疗法系统(100)还可以包括：
-放射疗法治疗台(512)，其中放射疗法治疗台(512)设置有用于确定RA(400、400a)基座端(422、422a)相对于受试者(50)、特别是相对于与至少一条(优选两条)投射激光参考线对准的受试者的位置的测量标尺(514)，
-模拟台(522)，其中RA(400、400b)的基座端(422、422b)安装在或以固定关联可安装在模拟台(522)上以用于确定定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，其中模拟台(522)设置有用于确定RA(400、400b)基座端(422、422b)相对于受试者(50))、特别是相对于与至少一条(优选两条)投射激光参考线对准的受试者的位置的测量标尺(524)。
-任选地其中两个测量标尺(514、524)具有相同的刻度。
所述放射疗法系统(100)还可以包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相反支撑侧(457)的主体(451)，被配置为支撑在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的每个膝部的两个后面，
-被配置为可拆卸地附接至所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)并且与所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)成固定关联，
-主体(451)包括狭槽(454)，所述RA的基座支撑件(432、432a、432b)能够在与所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)和/或所述膝部支撑件(451)的所述主体(451)关联地限定的一个或多个位置中可锁定地滑动到所述狭槽(454)中，
和
所述膝部支撑件(450)的一个或两个侧面(456、458)可以是可标记的或者可以预先设置有参考标记(464、465)以指示其中投射激光参考线(516、526)越过所述一个或多个侧面(456、458)的位置。
所述放射疗法系统(100)还可以包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相对支撑侧(457)的主体(451)，被配置为支撑在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的每个膝部的两个后面，
-所述主体包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座端(422、422a)。
所述膝部支撑件(450)可以包含相互附接在一起以形成所述膝部支撑件(450)的两个或更多个部分，其中
-所述膝部支撑件的一个部分(450，a)包含两个膝托(466、468)，一个膝托支撑每个膝部后面，以及任选的电池组和任选的所述处理单元，
-所述膝部支撑件的另一个部分(450，b)包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座支撑件(432、432a、432b)。
所述RA配件(430、430a)可以经由联动装置保险连接至所述RA(400、400a)，其中所述联动装置保险被配置为：
-承受工作负荷而不会断开，并且
-在施加滥用负荷的情况下断开释放所述RA配件和所述RA(400、400a)之间的机械连接，
-响应于紧急按钮的激活而断开。
还提供了一种用于在外部放射疗法程序的外部放射疗法疗程期间将受试者的管(602)相对于由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束进行定位的定位工具(200)，所述外部放射疗法程序包括一个、两个或更多个所述外部放射疗法疗程，所述定位工具(200)包括：
-具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)，其包括：
-在所述远端(20)从的刚性操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中或者附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，和
-与所述操作机构轴杆(310)固定关联地设置在所述近端(40)处的刚性把手部(316)，用于控制所述操作机构轴杆(310)的位置和/或方向；
-将所述把手部(316)联结至所述操作机构轴杆(310)的刚性传动装置(314)，
其中
-所述定位工具(200)被配置为移动和/或固定所述管(602)以用于所述外部放射疗法疗程，并且
其中：
-可膨胀操作机构轴杆球囊(315)设置在所述操作机构轴杆(310)上，所述可膨胀操作机构轴杆球囊(315)是可重复膨胀的用于所述管(602)的扩张，并且是可重复缩小的以将所述操作机构轴杆(310)插入到所述管中或从所述管中抽出以用于每个外部放射疗法疗程，
和/或
-可膨胀传动装置球囊(322)设置在所述传动装置(314)的远端(20)上，所述可膨胀传动装置球囊(322)是可重复膨胀的用于所述管(602)的扩张，并且是可重复缩小的以将所述传动装置(314)插入到所述管中或从所述管中抽出以用于所述外部放射疗法疗程。
还提供了一种定位工具(200)，其用于在外部放射疗法疗程期间与由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束关联地定位受试者的管(602)，该定位工具(200)包括：
-具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)，其包括：
-在远端(20)处的操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到受试者(50)的管(602)中或附接至插入装置(204)，该插入装置(204)被配置为插入到受试者(50)的管(602)中，和
-设置在近端(40)处的把手部(316)，其与操作机构轴杆(310)固定关联以用于控制操作机构轴杆(310)的位置和/或方向；
-将把手部(316)联结至操作机构轴杆(310)的传动装置(314)。
其中定位工具(200)被配置为与由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束关联地移动和/或固定管(602)以用于外部放射疗法疗程。
所述操作机构轴杆(310)可以设置有可膨胀操作机构轴杆球囊(315)，
和/或
所述传动装置(314)的远端(20)可以设置有可膨胀传动装置球囊(322)。
所述可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以是扩大受限的，其中球囊(315)扩大在有限的膨胀尺寸下可再现地停止，并且被配置为使所述操作机构轴杆在所述管(602)内居中，和/或
所述可膨胀传动装置球囊(322)可以是扩大受限的，其中所述球囊(322)扩大在有限的膨胀尺寸下可再现地停止并且被配置为使所述传动装置(314)在所述管(602)内居中。
所述可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以与膨胀内腔(324)流体连接，所述膨胀内腔(324)在所述操纵引导装置(300)的近端(40)方向上延伸，
任选地其中：
-所述操作机构轴杆球囊(315)膨胀内腔(324)设置为所述操作机构轴杆(310)和/或所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通路，或者
-所述操作机构轴杆球囊(315)膨胀内腔(324)在管道(333)内，所述管道(333)设置在所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通道(335)内；
和/或
-配件(329)如鲁尔配件设置在所述操作机构轴杆球囊(315)膨胀内腔(328)的近端处以用于连接至泵；
和/或
-所述可膨胀传动装置球囊(322)可以与膨胀内腔(328)流体连接，所述膨胀内腔(328)在所述操纵引导装置(300)的近端(40)方向上延伸，
任选地其中：
-所述可膨胀传动装置球囊(322)膨胀内腔(328)设置为在所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通路，或者
-所述可膨胀传动装置球囊(322)膨胀内腔(328)在管道(327)内，所述管道(327)设置在所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通道(331)内；
和/或
-配件(329)如鲁尔配件设置在所述膨胀内腔(328)的近端以用于连接至泵。
所述操作机构轴杆(310)可以相对于所述传动装置(314)采用角度α，并且α为：
90至260度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，或者
170至190度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的阴道管或肛管中，或者
90至260度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的直肠管中，或者
和/或
-所述把手部(316)相对于所述传动装置(314)采用角度β，并且β为：
40至150度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，或者
70至150度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的阴道管或肛管中，或者
40至130度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的直肠管中。
所述定位工具(200)还可以包括具有近端(40)和远端(20)的插入装置(204)，所述插入装置(204)包括：
-细长构件(210)，其被配置为通过所述管的入口插入到所述管中；并且
其中在所述远端(20)处所述操作机构轴杆(310)附接至或者可拆卸地附接至所述细长构件(210)。
定位工具(200)可以设置有一个或多个位置确定应答机(252a-c；256a-b)，所述位置确定应答机(252a-c；256a_b)被配置为将关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息发送给位置应答机读取器。
定位工具(200)可以至少部分地通过医学成像单元是可见的，任选地其中所述医学成像单元内置于放射疗法装置(510)中，所述放射疗法装置(510)发射所述电离放射疗法束以用于所述外部放射疗法疗程。
定位工具(200)可以至少部分地由作为MRI相容性材料的材料制成，并且
是MRI可见的，和/或
包含一种或多种MRI可见的标记。
所述把手部(316)可以被配置为可拆卸地附接至机器人臂RA配件(430、430a)，所述机器人臂RA配件(430、430a)设置在所述RA(400、400a、400b)的操作机构端(424、424a)端，
任选地其中所述把手部(316)设置有抓握定位装置(330)，所述抓握定位装置(330)包括一个或多个凹口(334)和/或一个或多个突起和/或一个或多个拐角(332)，其与包括抓握装置的所述RA配件(430)配合，使得所述抓握装置以位置可重复性和减少的游隙或反冲来抓握所述把手部(316)，
任选地，其中所述抓握定位装置(330)包括：
-一个或多个凹口(334)，其每一个具有一个方向，和
-沿着所述把手部(316)的轴线方向的拐角(332)，
其中至少一个凹口方向不同于所述轴线方向，并且所述一个或多个凹口中的至少一个设置在所述拐角的跨度内。
所述操纵引导装置(300)可以设置有图像捕获系统(360)，所述图像捕获系统(360)被配置为捕获来自所述操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)的图像，从而允许在所捕获的图像的引导下将所述操作机构轴杆(310)插入到所述插入装置(204)细长构件内腔(214)中。
所述放射疗法系统(100)还可以包括所述定位工具(200)。
所述所述操纵引导装置(300)的把手部(316)设置有对接信标(340)，所述对接信标(340)被配置为提供关于所述操纵引导装置(300)相对于所述RA配件(430)的位置和任选的取向的实时信息，其中所述控制器(440)被配置为提供手动、半自动或自动的引导以允许所述RA配件(430)与所述把手部(316)的对接，
任选地其中：
-所述对接信标是无源或有源的，或者无源和有源的组合，
-有源对接信标被配置为无线地发射关于所述把手部(316)的取向的信息，
-无源对接信标包括由所述RA的视觉引导系统可识别的预定义几何形状的主体，
-所述对接信标(340)从所述把手部(316)是可拆卸的或不可拆卸的。
所述RA(400、400a)可以设置有可切换的零重力模式，其中：
-处于零重力开启模式的所述RA(400、400a)：
-允许手动引导所述RA配件(430、430a、430b)以用于与所述把手部(261)对接；和
-继续记录所述RA配件(430、430a、430b)的姿态，
-处于零重力关闭模式的所述RA(400、400a)：
-在没有中间校准操作的情况下，在退出所述零重力开启模式时，根据所述RA配件(430、430a、430b)的姿态的最后一次记录，初步确定所述RA配件(430、430a、430b)的姿态。
所述放射疗法系统(100)可以被配置为使得枢轴点可分配给所述定位工具(200)，所述枢轴点是所述定位工具(200)的一个点或区域，定位工具(200)的移动围绕所述点或区域枢转。
还提供了一种用于在包括两个或更多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，所述系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中：
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为插入到所述受试者(50)的管中或者附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，其中所述处理单元(440)被配置为在所述外部放射疗法疗程期间控制所述机器人臂RA(400、400a)的移动以将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，
其中所述处理单元(440)被配置为接收可分配给所述定位工具(200)的枢轴点的输入，其中所述枢轴点是所述定位工具(200)的一个点或区域，定位工具(200)通过所述RA(400、400a)的移动围绕所述点或区域枢转。
所述处理单元(440)还可以被配置为将所述枢轴点保持在空间固定的位置，并且限制枢转旋转使得它们以空间固定的枢轴点为中心。
所述放射疗法系统(100)还可以包括操纵引导装置(300)，所述操纵引导装置(300)包括：
-在所述远端(20)处的刚性操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中或附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
-与所述操作机构轴杆(310)固定关联地设置在所述近端(40)处的刚性把手部(316)，用于控制所述操作机构轴杆(310)的位置和/或方向，
-将所述把手部(316)联结至所述操作机构轴杆(310)的刚性传动装置(314)，
其中所述枢轴点设置在在所述操纵引导装置(300)的所述操作机构轴杆(310)上或传动装置(314)上，或者在所述插入装置(204)上。
所述定位工具(200)可以设置有用于读取距离的刻度以用于测量所述枢轴点的位置。
所述枢轴点可以能够对应于所述受试者的管的入口定位。
所述枢轴点可以能够对应于以下定位：
-阴道的口，或者
-肛门的口。
还提供了一种用于在包括两个或更多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，所述系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为插入到所述受试者(50)的管中或附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
和
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，其中所述处理单元(440)被配置为在外部放射疗法疗程期间控制和固定所述机器人臂RA(400、400a)的移动以将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，
其中所述放射疗法系统(100)还包括：
-所述放射疗法治疗台(512)，其中所述放射疗法治疗台(512)设置有测量标尺(514)，其用于确定所述RA(400、400a)基座端(422、422a)相对于所述受试者(50)、特别是相对于与至少一条、优选两条投射激光参考线对准的受试者的位置，
-模拟台(522)，其中所述RA(400、400b)的基座端(422、422b)安装在所述模拟台(522)上或者是与所述模拟台(522)以固定关联可安装的，所述模拟台(522)用于确定所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，其中所述模拟台(522)设置有测量标尺(524)，其用于确定所述RA(400、400b)基座端(422、422b)相对于所述受试者(50)、特别是相对于与至少一条、优选两条投射激光参考线对准的受试者的位置，
-任选地其中两个测量标尺(514、524)都具有相同的刻度。
所述处理单元(440)可以被配置为根据所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态来确定一个或多个治疗姿态。
所述受试者(50)的管(602)的通过所述定位工具(200)的空间对准可以：
-在外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)带入到由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束中，
或者
-在外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)移动远离由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束。
所述处理单元(440)可以被配置为确定定位工具(200)的治疗姿态，其包括：
-接收(a)一组模拟确定的参数，所述参数包括所述定位工具(200)相对于位置参考的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，所述位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与所述模拟台(522)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，
-接收(b)安装在所述模拟台(522)上的所述RA的RA基座端(422、422b)相对于位置参考的位置关系(SPx，y，z)，所述位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与所述模拟台(522)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，
-接收(c)关于安装在所述放射疗法治疗台(512)上的所述RA的RA基座端(422、422a)相对于位置参考的位置关系(SPx，y，z)的数据，所述位置参考如束相交体积、等中心和/或放置在放射疗法治疗台(512)上并且相对于所述放射疗法治疗台(512)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，以及-根据(a)、(b)和(c)确定所述定位工具(200)的一个或多个治疗姿态，其与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应。
所述处理单元(440)可以被配置为：
-在已经将所述定位工具(200)的姿态调整为与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应之后接收关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息，
-提供实时手动、自动或半自动的引导以细调所述定位工具(200)的姿态，
任选地其中关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息是从与所述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的医学成像单元获得的或者从相对于所述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的位置应答机读取器获得的。
放射疗法系统(100)还可以包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相反支撑侧(457)的主体(451)，其被配置为支撑在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的每个膝部的两个后面，
-被配置为可拆卸地附接至放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)并与其固定关联，
-主体(451)包括狭槽(454)，RA的基座支撑件(432、432a、432b)可以在与放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)和/或膝部支撑件(451)的主体(451)固定关联地限定的一个或多个位置可锁定地滑动到该狭槽(454)中，
并且
膝部支撑件(450)的一个或多个侧面(456、458)可以是可标记的或预先设置有参考标记(464、465)以指示其中投射激光参考线(516、526)越过一个或多个侧面(456、458)的位置。
放射疗法系统(100)还可以包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的膝部，其中该膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相反支撑侧(457)的主体(451)，其被配置为支撑在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的每个膝部的两个后面，
-主体包含机器人臂RA(400、400a)的基座端(422、422a)。
膝部支撑件(450)可以包含相互附接在一起以形成所述膝部支撑件(450)的两个或更多个部分，其中
-所述膝部支撑件的一个部分(450，a)包含两个膝托(466、468)，一个膝托支撑每个膝部后面，以及任选的电池组和任选的所述处理单元，
-所述膝部支撑件的另一个部分(450，b)包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座支撑件(432、432a、432b)。
RA配件(430、430a)可以经由联动装置保险连接至所述RA(400、400a)，其中所述联动装置保险被配置为：
-承受工作负荷而不会断开，并且
-在施加滥用负荷的情况下断开释放所述RA配件和所述RA(400、400a)之间的机械连接，
-响应于紧急按钮的激活而断开。
附图说明
图1描绘了本文提供的一种包括操纵引导装置的示例性定位工具，具有任选的引导线通道出口的备选放置和任选的球囊的备选放置。
图1A描绘了沿图1A中的目线(e)观察到的角度γ。
图2是可安装到放射疗法治疗台或模拟台的机器人臂的示意图。
图3描绘了一种包括插入装置的示例性定位工具的等距视图。
图4A-E描绘了插入装置的多个纵向横截面图。在图4A中，细长构件内腔没有操纵引导装置或引导线。在图4B中，细长构件内腔设置有可拆卸地附接的引导线。在图4C中，操纵引导装置是永久附接的。在图4D和4E中，细长构件内腔设置有可拆卸的引导线。图4F描绘了具有图4E的螺纹端的可移除引导线。
图5是包含放射疗法治疗台和放射疗法装置的放射疗法室的示意图。
图6是包含模拟台和医学成像装置的放射疗法模拟室的示意图。
图7是描述了根据本发明的计算机实现的方法的流程图。
图8描绘了可组合的插入装置的不同元件，这包括细长构件(A至D)、近端滑动限制装置(a至b)或无(c)、远端滑动限制装置(i至v)或无，其中引导线是软线；细长构件(E至F)、近端滑动限制装置(d至e)或无(f)、远端滑动限制装置(vi至x)或无，其中引导线是可拆卸的；细长构件(G至K)、近端滑动限制装置(g至h)或无(j)、远端滑动限制装置(xi至xv)或无，其中不存在引导线；细长构件(L至N)、近侧滑动限制装置(k至m)，其中引导线是膨胀管；以及细长构件(O至P)、近侧滑动限制装置(n至o)或无(p)、远端滑动限制装置(xvi至x)，其中引导线可拆卸地附接至细长构件；细长构件(Q至T)、近端滑动限制装置(q至r)或无(s)、远端滑动限制装置(xxi至xxv)，其中引导线是松弛管。
图9示出了膨胀内腔(234)内的膨胀管(236)的放大图。
图10示出了具有插入装置(204)和操纵引导装置(300)的本文描述的定位工具(200)；插入装置位于子宫颈管(602’)中。
图11和12各自描绘了具有一体式聚合物把手和传动装置的操纵引导装置的构造，并且各自具有操纵引导装置的引导线通道出口的不同构造。
图13描绘了设置有可膨胀传动装置球囊的操纵引导装置。
图14描绘了其中引导线通道为狭槽的操纵引导装置；狭槽的入口的细节在图14A中示出。
图15至18描绘了具有包括凹口或拐角的抓握定位装置的操纵引导装置的把手部(316)的备选构造。
图19示出了操纵引导装置的一种构造，其具有一体式聚合物把手和传动装置并且具有把手部(316)，该把手部(316)具有包含拐角的抓握定位装置。
图20A至C示出了具有包含凹口和拐角的抓握定位装置的图19的把手部(316)的详细视图。
图21示出了与图19相似的操纵引导装置的一种构造，其额外地设置有传动装置球囊。
图22示出了图21的操纵引导装置的纵向横截面图，其具有整合到操纵引导装置主体中的配件(329)。
图23示出了类似于图21的操纵引导装置的纵向横截面图，其中配件(329)是线内配件。
图24示出了用于肛门或阴道插入的操纵引导装置的一种构造，其额外地设置有操作机构轴杆球囊(角度α＝180度)。
图25示出了图23的操作机构轴杆球囊的细节。
图26示出了用于肛门或阴道插入的操纵引导装置的一种构造，其额外设置有操作机构轴杆球囊。
图27示出了图26的操纵引导装置的纵向横截面图，其具有整合到操纵引导装置主体中的配件(326)。
图28示出了类似于图27的操纵引导装置的纵向横截面图，其中配件(326)是线内配件。
图29至31各自示出了设置有不同的对接信标的操纵引导装置。
图32至35示出了位于子宫颈管中的不同插入装置。
图36和37-插入到管中的定位工具的图示，其中定位工具的不同姿态(A和B)改变身体组织的位置。
图38示出了本文提供的包括插入装置的定位工具，其位于子宫颈管中并安装在操纵引导装置上，并且操纵引导装置的移动改变了子宫颈和子宫的位置。
图39示出了整合到垫子中并附接至操纵引导装置的机器人臂的等距视图。两个顶点部分具有相同的高度。
图40示出了图39的机器人臂的侧视图。
图41示出了整合到垫子中并附接至操纵引导装置的机器人臂的等距视图。两个顶点部分具有不同的高度。
图42A和42B各自示出了例示在模拟期间和治疗疗程期间以及在暴露开始之前记录的定位工具(插入装置)姿态的变化的复合医学图像。图42A是定位工具(插入装置)的侧视图，图42B是定位工具(插入装置)的轴向视图。
图43是表示当子宫颈未被固定时(分别为a、b、c)或当子宫颈被固定时(a’、b’、c’)由直肠、膀胱和子宫颈的结构所接收的剂量/体积分布的剂量-体积曲线图。
图44是具有捕获图像和提供照明的能力的操纵引导装置的视图。图A描绘了操纵引导装置，图B是带有光出口端口和图像输入端口的操作机构轴杆的远端尖端的放大图，图C示出了任选的容纳电气设备以及任选的图像传感器和任选的光源的辅助单元。
图46示出了两部分膝部支撑件的第一部分。
图47示出了包含机器人臂的基座支撑件的两部分膝部支撑件的第二部分。
图48示出了相互附接的膝部支撑件的第一部分和第二部分。
具体实施方式
在描述本发明的系统和方法之前，应理解的是，本发明不限于所描述的特定系统和方法或组合，因为这样的系统和方法以及组合当然可以变化。还应理解的是，本文使用的术语并非意图是限制性的，因为本发明的范围将仅受所附权利要求限制。
如本文所使用的，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一种”、“一个”和“该”包括单数和复数指代。
如本文所使用的，术语“包括(comprising)”、“包含(comprises)”和“包括(comprised of)”与“包括(including)”、“包含(includes)”或“包含(containing)”、“含有(contains)”是同义的，并且是包括在内的或开放式的，且不排除额外的、未列举的成员、要素或方法步骤。应当理解的是，如本文所使用的术语“包括(comprising)”、“包含(comprises)”和“包括(comprised 0f)”包括术语“由……组成(consisting of)”、“由……组成(consists)”和“由……组成(consists of)”。
通过端点列举的数值范围包括归入在相应范围内的所有数字和分数，以及列举的端点。
当提及可测量值如参数、量、持续时间等时，如本文所使用的术语“约”或“大约”意在涵盖与规定值的+/-10％或更小、优选+/-5％或更小、更优选+/-1％或更小并且更优选+/-0.1％或更小的变化，只要这样的变化适合于在所公开的发明中实施。应当理解的是，修饰语“约”或“大约”所指的值本身也被具体地且优选地公开。
鉴于术语“一个(种)或多个(种)”或“至少一个(种)”，如一组成员中的一个或多个或者至少一个成员本身是清楚的，借助于进一步例示，该术语尤其涵盖对所述成员中的任一个的提及，或者对所述成员中的任意两个或更多个(例如所述成员的任意≥3、≥4、≥5、≥6或≥7个等，以及直至所有的所述成员)的提及。
本说明书中引用的所有参考文献均通过引用以其整体结合于此。特别地，本文中具体提及的所有参考文献的教导均通过引用并入。
除非另有定义，否则在公开本发明中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。借助于进一步的指导，包括术语定义以更好地理解本发明的教导。
在以下段落中，更详细地定义了本发明的不同方面。除非有相反的明确指示，否则如此定义的每个方面都可以与任何其他一个或多个方面组合。特别地，被指示为优选或有利的任何特征可以与被指示为优选或有利的任何其他一个或多个特征组合。
贯穿本说明书对“一个实施方案”或“实施方案”的提及意指关于该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书多个地方出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不是必需地都提及同一个实施方案，但可以是提及同一个实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合，如本领域技术人员根据本公开内容将是明显的那样。此外，虽然本文描述的一些实施方案包括一些但不包括在其他实施方案中的其他特征，但是不同实施方案的特征的组合意味着在本发明的范围内，并且形成不同的实施方案，如本领域技术人员将理解的。例如，在所附权利要求中，可以以任何组合使用所要求保护的实施方案中的任一个。
在本发明的当前描述中，参考了形成本发明的一部分的附图，并且其中通过仅例示可以实施本发明的具体实施方案的方式示出。附加到相应要素的带括号或粗体的参考标号仅通过示例的方式例示这些要素，并不意图利用其限制相应要素。应当理解的是，可以利用其他实施方案并且可以进行结构或逻辑改变而不脱离本发明的范围。因此，以下详细描述不应以限制性含义理解，并且本发明的范围由所附权利要求定义。
术语“远端”或“远侧”或“远端的”和“近端”或“近侧”或“近端的”在说明书通篇中使用，并且是在本领域通常理解为意指朝向(近端)或远离(远端)设备的从业者侧的术语。因此，“近端”意指朝向从业者一侧，并且因此远离受试者一侧。相反，“远端”意指朝向受试者一侧，并且因此远离从业者一侧。
术语“纵向”在本领域中通常被理解为意指沿着治疗台或模拟台的较长长度。它可以用于提及放射疗法治疗台或模拟台本身，或提及可附接至放射疗法治疗台或模拟台的装置，或提及躺在放射疗法治疗台或模拟台上的受试者。
术语“侧向”在本领域通常被理解为意指沿着治疗台或模拟台的较短长度，即从一侧到另一侧或从左到右。它可以用于提及放射疗法治疗台或模拟台本身，或提及可附接至放射疗法治疗台或模拟台的装置，或提及躺在放射疗法治疗台或模拟台上的受试者。
术语“上面的(superior)”理解为意指朝向受试者的头部。它可以用于提及放射疗法治疗台或模拟台，或提及可附接至放射疗法治疗台或模拟台的装置，或提及躺在放射疗法治疗台或模拟台上的受试者。术语“下面的(inferior)”理解为意指朝向受试者的脚。它可以用于提及放射疗法治疗台或模拟台，或提及可附接至放射疗法治疗台或模拟台的装置，或指躺在放射疗法治疗台或模拟台上的受试者。
本文提供了一种用于辅助应用于受试者的外部放射疗法程序的系统和方法。外部放射疗法程序包括外部放射疗法的至少一个疗程或分次和/或模拟治疗。它适用于受试者，特别是受试者的身体。
外部放射疗法程序是指通过外部放射疗法源(例如，通过任选地配备有多叶准直管的直线加速器，或断层放射疗法系统，或通过在患者周围移动的任何辐射源，如在Cyberknife系统中)向受试者的治疗部位提供的放射疗法的一个或多个疗程。治疗可以包括一个或多个疗程或分次。在有多个分次的情况下，将总体剂量分成多个较小的剂量，随时间以多个间隔(分次)，例如间隔数小时、数天或数周的时间段递送。典型地对于子宫颈肿瘤的治疗，持续时间为28-30个分次，每个分次向肿瘤递送高达2.6Gy的剂量。通过分次治疗，治疗部位周围的健康细胞受到的损伤较小，并且时间间隔允许恢复。还可以使用系统在几个分次中以高剂量/分次递送治疗作为增强或在出血的情况下作为姑息疗法，例如，5个6Gy的分次或5个4Gy的分次作为增强或作为姑息疗法递送至肿瘤。
放射疗法程序典型地包括模拟部分和治疗部分。模拟部分涉及在受试者在相对于成像装置的可移动模拟台上准确对准的同时，获取受试者的内部医学图像(例如通过CT、MRI)(通常是三维的)。这些医学图像用于规划后续的外部放射疗法。放射科医师根据图像确定哪些组织结构是要接收较高剂量的、哪些组织结构是要接收较低剂量的、敏感结构、疗程或分次的数量、等等。
系统(100)(例如图2、5、6)包括具有基座端(422、422a、422b)和操作机构端(424、424a、424b)的机器人臂RA(400、400a、400b)。RA(400、400a)的基座端(422、422a)以固定且已知的关联可安装到用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上(图5)。备选地，RA(400、400b)的基座端(422、422b)以固定且已知的关联可安装到用于模拟治疗受试者(50)的模拟台(522)上(图6)。操作机构端(424、424a、424b)设置有RA配件(430、430a、430b)，其用于可拆卸地附接至定位工具(200)以插入到受试者(50)的管中。使用RA(424、424a、424b)，定位工具(200)可以相对于受试者(50)设置在相同或相似的一个或多个治疗姿态。在治疗阶段期间(图5)，管(602)(例如子宫颈管)在外部放射疗法疗程期间通过定位工具(200)移动。在治疗阶段期间(图5)，在外部放射疗法疗程期间管(602)(例如子宫颈管)通过定位工具(200)相对于由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束、特别是相对于外部电离放射疗法射束的束相交体积而移动。管的移动还引起受试者的身体组织相对于外部电离放射疗法束、特别是相对于外部电离放射疗法束的束相交体积的移动。管可以通过定位工具(200)准确移动和固定，以改变和固定管和身体组织相对于外部电离放射疗法束的位置。身体组织可以在管中，或者可以是当管移动时移动的结构(例如随直肠管移动的前列腺)。身体组织(608)可以是作为治疗目标并且将被带入到外部电离放射疗法束中以暴露于束的组织(例如肿瘤)；相应地，用于接受治疗的一个或多个目标被高度精确地定位，从而允许接受最大剂量并减少对健康结构的损害。备选地，身体组织可以是要移出外部电离放射疗法束由此避免暴露于束的组织；相应地，健康组织可以移动远离目标，从而允许更孤立的暴露。
在医学成像下的模拟期间(图6)，管可以通过定位工具(200)准确地放置或移动，以便将身体组织相对于外部电离放射疗法束、特别是相对于位置参考对准，并且记录定位工具(200)的姿态，该姿态用于后续治疗。
当将管保持在一个或多个治疗姿态时，将放射疗法递送至受试者。在一个或多个后续疗程中，一个或多个治疗姿态可以重现。系统允许在疗程之间可以改变其形状或位置的身体结构被带到一个已知的、明确定义的位置中并在每个疗程期间被稳定。
在图36中，图A描绘了插入在受试者的管(602)中的定位工具(200)和连接至管(602)的身体组织(608)。通过调整定位工具(200)的姿态(图B)，可以相对于由电离辐射头发射的电离辐射束的束相交体积(612)(例如等中心)被稳定、调整和固定身体组织(608)的位置。束相交体积(612)在图A和B中具有恒定的位置。在图36的图B中，身体组织(608)也是治疗目标(610)，其被带入束相交体积(612)中以暴露于电离辐射。可以记录定位工具(200)的姿态，并在分次治疗的后续疗程中再次施用。
在图37中，图A描绘了插入在受试者的管(602)中的定位工具(200)和连接至管(602)的身体组织(608)。通过调整定位工具(200)的姿态(图B)，可以相对于由电离辐射头发射的电离辐射束的束相交体积(612)(例如等中心)稳定、调整和固定身体组织(608)的位置。束相交体积(612)在图A和B中具有恒定的位置。在图37的图B中，身体组织(608)不是治疗目标，并且其被带到束相交体积(612)之外以避免暴露于电离辐射。可以记录定位工具(200)的姿态，并在分次治疗的后续疗程中再次施用。
在模拟和治疗之间，或在治疗疗程之间，受试者的内部器官或组织的移动的程度在图42A至42B中示出。每幅图都是正在接受对于子宫颈肿瘤的模拟和治疗的受试者的融合X射线图像，其中目前描述的定位工具(200)插入装置(204)已经插入到子宫颈管中，其中叠合了模拟和随后第1次治疗期间拍摄的图像。指示了被照射的体积的外部裕度(614)。模拟中采用的定位工具(200)插入装置(204)的第一姿态(A)对应于组织和器官的自然放置并且存在最少的通过机器人臂的主动姿态调整。在通过机器人臂调整之前，在随后的第1次治疗疗程中记录第二定位工具(200)插入装置(204)姿态(B)。由于疗程之间组织和器官的内部移动(引起大约2.1cm的插入装置(204)尖端位移)以及在治疗目标的位置方面的相应位移，在第一姿态(A)和第二姿态(B)之间存在显著的差异。新姿态(B)在被照射的体积的外部裕度上，并且将会接收比计算的低得多的剂量。本系统和方法通过在治疗疗程期间由机器人臂调整定位工具(200)插入装置(204)的姿态来校正内部移动以与模拟期间记录的姿态相对应，从而导致毒性的显著降低。
定位工具对相邻结构中的毒性降低的影响在图43中示出，该图43是剂量-体积直方图，示出了在各器官(直肠、膀胱、子宫颈)的被照射的体积的百分比与直肠(a，a’)、膀胱(b，b’)和子宫颈(c，c’)的所述被照射的体积所接收的剂量之间的关系，其是关于子宫颈的外部放射疗法在未放置子宫颈(自然位置)时(a、b、c)和在使用定位工具放置子宫颈时(a’、b’、c’)计算的。当子宫颈是治疗目标时，直肠(a，a’)和膀胱(b，b’)是辐射毒性的接受者。当前计算中的裕度在未放置子宫颈时为16mm(紧裕度)，而在使用定位工具放置子宫颈时为5mm。
对于直肠(a、a’)，当未使用定位工具放置子宫颈时，50％的直肠体积接受了50Gy的剂量(a50)；当利用定位工具放置子宫颈时，13％的直肠体积接受了50Gy的剂量(a’50)。当未放置子宫颈时，30％的直肠体积接受了70Gy的剂量(a70)；当利用定位工具放置子宫颈时，2.5％的直肠体积接受了70Gy的剂量(a’70)。因此，在子宫颈利用定位工具放置的情况下，由直肠接受的剂量体积在50Gy时从50％减少到13％(3.9倍减少)，并且在70Gy时从30％减少到2.5％(12倍减少)。
对于膀胱(b、b’)，当未放置子宫颈时，22％的膀胱体积接受了50Gy的剂量(b50)；当利用定位工具放置子宫颈时，10％的膀胱体积接受了50Gy的剂量(b’50)。当未放置子宫颈时，12％的膀胱体积接受了70Gy的剂量(b70)；当利用定位工具放置子宫颈时，3％的膀胱体积接受了70Gy的剂量(b’70)。因此，在子宫颈利用定位工具放置的情况下，由膀胱接受的剂量体积在50Gy时从22％减少到10％(2.2倍差异)，并且在70Gy时从12％减少到3％(4倍减少)。
对于子宫颈(c、c’)，当未放置子宫颈时，100％的子宫颈体积接受了50Gy的剂量(c50)；当利用定位工具放置子宫颈时，100％的子宫颈体积也接受了50Gy的剂量(c’50)。当未放置子宫颈时，约98％的子宫颈体积接受了70Gy的剂量(c70)；当利用定位工具放置子宫颈时，约99.5％的子宫颈体积接受了70Gy的剂量(c’70)。因此，定位工具不影响子宫颈体积/剂量，并导致在接受较高70Gy剂量的子宫颈的体积略有增加。
图43中的结果证实，可以在减少由直肠和膀胱的照射引起的并发症的同时将高剂量从外部递送至子宫颈。传统上，这样的较高剂量将需要通过近距离放射疗法(内部辐射源)递送，所述近距离放射疗法对内部结构更有针对性但更复杂。大多数患有子宫颈癌的患者(其由于阴道或宫旁侵入而无法手术)将需要利用近距离放射疗法针植入侵入性结构，其中需要麻醉和住院治疗。这仅在有限数量的放射疗法中心是可行的，并且这使得这种治疗并非在所有患者中都可获得。通过使用本定位工具(200)来固定和放置子宫颈而可以避免这种复杂的近距离放射疗法干预。子宫颈的固定和放置允许加强对子宫颈的剂量而不会对周围组织造成过度毒性，并且将抑制对于近距离放射疗法的需要。
RA配件(430、430a、430b)的位置和取向决定了定位工具(200)的姿态。定位工具(200)姿态是指定位工具(200)的位置和取向。姿态可以相对于位置参考来确定。
位置参考是指相对于由电离辐射头发射的电离辐射束的束相交体积(例如等中心)或其模拟是已知的三维空间中的参考点。典型地，电离辐射头移动使得不同的电离辐射束方向在治疗疗程期间相交，由此最小化对周围组织的损害。束相交体积是在外部放射疗法疗程期间不同电离辐射束方向在其中相交的体积。模拟的束相交体积是在模拟外部放射疗法疗程期间不同的模拟电离辐射束方向在其中相交的体积。(模拟的)束相交体积通常与受试者的组织目标(例如肿瘤)重合。
治疗和模拟二者中的位置参考是相同或等效的；治疗室和模拟室二者被构造为使得可以基于共同的位置参考，在一个室中采用的位置和取向可以在另一个室中完全替代。
在放射疗法装置(510)设置有绕单一轴旋转的电离辐射治疗头(518)的情况下，束相交体积也被称为等中心，其是在外部放射疗法疗程期间由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束的旋转的中心。等中心在本领域中是众所周知的，参见例如http：//ozradonc.wikidot.com/isocentre-of-the-linac。具有等中心(直线加速器(linag))的装置例如由Varian制造。模拟的等中心是在模拟外部放射疗法疗程期间由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束的旋转的中心。
在其他系统(例如Cyberknife)中，放射疗法装置(510)设置有电离辐射治疗头(518)，该电离辐射治疗头(518)安装在具有三个或更多个运动自由度的机器人臂上，该机器人臂提供电离辐射束绕多于一个轴的方向控制。束相交体积是在外部放射疗法疗程期间由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束的不同方向在其中相交的体积。模拟的束相交体积是在模拟外部放射疗法疗程期间由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束的不同方向在其中相交的体积。
位置参考在实践中可以是相对于上述束相交体积的位置是已知(例如，通过编码器)的放射疗法治疗台(512)、相对于上述束相交体积的位置是已知的电离辐射治疗头(518)、在放射疗法治疗台(512)上的位置是已知的机器人臂(400、400a)的基座端(422、422a)、相对于束相交体积的位置是已知的投射激光参考线(516)、准确定位在放射疗法治疗台(512)上的受试者(50)或受试者(50)的骨骼结构如骨盆。
位置参考在实践中可以是位置相对于上述模拟束相交体积是已知的(例如，通过编码器)的模拟台(522)、位置相对于上述模拟束相交体积是已知的电离辐射治疗头(518)的模拟、在模拟台(522)上的位置是已知的机器人臂(400、400b)的基座端(422、422b)、位置相对于模拟束相交体积是已知的投射激光参考线(526)、准确定位在模拟台(522)上的受试者(50)或受试者(50)的骨骼结构如骨盆。
RA(400、400a、400b)包括基座端(422)、操作机构端(424)和通过接头(426-1至-6或-7)连接的多个中间联动装置(428-1至-6或-7)，其中联动装置和接头的布置为操作机构端提供至少3、4、5或6个运动自由度(DOF)，优选6个DOF。接头和联动装置的示例性布置在图2、39和40中示出，其中每个接头(426-1至-6或-7)都是旋转接头。接头是可致动的(典型地通过马达、液压装置或气动装置)，从而允许通过电子信号控制操作机构端的位置和方向。每个接头(也称为运动对偶)可以提供1或2个运动自由度(DOF)，优选1个DOF。接头可以是旋转接头或棱柱接头。旋转接头具有一个旋转的运动自由度。棱柱接头具有一个线性位移(即可滑动)的运动自由度。典型地，机器人臂包括6个接头，每个接头具有1个自由度以为操作机构端产生6个运动DOF。在机器人臂包含超过6个接头的情况下，可以使用多个不同的接头位置组合来获得操作机构的位置和方向，从而提供例如在机器人臂的路径受限的情况下有用的冗余。接头包括整合到RA中的任何接头，以及通过添加到机器人臂的操作机构端的适配器而增加的任何接头。
RA的一个或多个(优选地每个和每一个)接头可以设置有力传感器，以检测对接头施加的外力。在接头是旋转接头的情况下，可以在每个接头中嵌入接头力矩传感器以测量接头力矩。外力可以施加至连接物(link)或操作机构端。力的检测允许检测连接物相对于另一个物体(如相邻的仪器、直线加速器头)或者与受试者或医疗专业人员的碰撞。外力的检测允许检测施加到可操纵工具的力。在一些商用机器人臂(如由Kuka(Kuka LBR Med，Germany)制造的那些机)中已经提供了接头力矩传感器。
机器人臂可以是商业上提供的，例如如由Kuka制造的，或者可以是经过改装的市售机器人臂。对现有机器人臂的改装包括例如更换一个或多个接头或联动装置，或者通过在操作机构端处添加力传感器和/或抓握装置，使用附接至操作机构端的适配器而增加一个或多个可控自由度，由此形成一个新的操作机构端。
RA(400、400a、400b)可以是定制的，以符合由模拟台、放射疗法治疗台、电离辐射治疗头(518)、医学成像装置(520)等施加的尺寸要求限制。如从放射疗法治疗台(512)和模拟台(522)的上表面到其联动装置的最大操作高度所测量的RA(400、400a、400b)的操作高度可以为小于50至55cm。典型地，在模拟台(522)与CT扫描仪(520)孔拱顶的上部之间的距离为等于或小于50至55cm。典型地，在治疗台(512)和直线加速器(518)准直器外表面之间的距离最大为50cm。RA(400、400a、400b)可以与医学成像(例如CT、MRI或X射线)是相容的。RA(400、400a、400b)可以与由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束是相容的。RA(400、400a、400b)可以与直线加速器是相容的。一种示例性的低高度轮廓RA(400、400a、400b)在图39和40中示出。RA(400、400a、400b)包含限制RA的最大操作高度的缩短的联动装置(428-1至-7)。
如从放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)的上表面到其联动装置的最大操作高度所测量的RA(400、400a、400b)的操作高度可以为小于50至55cm。
处理单元可以被配置为将如从放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)的上表面到其联动装置的最大操作高度所测量的RA(400、400a、400b)的操作高度限制为小于50至55cm。
RA(400、400a、400b)可以具有可切换的零重力模式。在零重力开启(无重量)模式下，机器人臂的接头可以被支撑或可以不被支撑(例如通过伺服系统)以防止手臂倒塌。RA配件(430、430a、430b)的姿态可以例如由医务人员手动地引导。这当定位工具(200)已经插入到受试者中时允许在该定位工具(200)和RA配件(430、430a、430b)之间易于连接。这还允许手动细调操纵引导装置(300)的姿态以用于模拟和治疗。一旦已经建立在端部操作机构配件和把手部(316)之间的连接，就可以解除零重力模式并且如本文别处所描述的那样执行动作。在零重力开启模式下操作的RA可以连续记录RA配件(430、430a、430b)的姿态，使得当零重力模式解除(零重力关闭模式)时，RA可以继续由控制器处理单元(440)和操纵引导装置(300)控制为治疗或模拟姿态，而无需中间校准操作。因此，在进入零重力关闭模式后，RA配件(430、430a、430b)的姿态最初是根据RA配件(430、430a、430b)在退出零重力模式时的姿态的最后一次记录来确定的。
可以限制由定位工具(200)施加的力以防止对受试者造成伤害。该力可以基于设置在RA配件(430、430a)和/或RA臂接头中的至少一个传感器、或者基于由一个或多个RA马达的电流消耗来测量。处理单元可以被配置为限制力。定位工具(200)的力可以为100g至2000g力(0.980665N至19.6133N)。根据一个示例，RA(400、400a、400b)可以给出关于由一个或多个、优选所有其接头电机的电流消耗的反馈。RA(400、400a、400b)的每个电机可以不断地传输其电流消耗。可以对由电机消耗的电流设置限制，从而允许在超过限制时限制电机的最大力量并且因此限制RA(400、400a、400b)。通过持续监测机器人臂的电机上的电流消耗，可以检测到异常电流浪涌(电机上的力增加)(例如由于外力或障碍物)，并且可以中断RA的移动。
RA(400、400a、400b)可以整合在膝部支撑件(450)中，该膝部支撑件(450)被配置为支撑以半仰卧位躺在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的膝部。一种示例性的膝部支撑件(450)在图39至41、46至48中描绘。膝部支撑件(450)包括主体(451)，该主体(451)具有用于放置在台(512、522)上的基座端(453)、相反的支撑侧(457)被配置为支撑以半仰卧位躺下的受试者的每个膝部的后面。
在支撑侧(457)处，主体(451)形成为两个膝托(466、468)，一个膝托支撑每个膝后面。每个膝托(466、468)包括顶点部分(455a、455b)，其各自支撑在关节下方的膝部并将其向上抬高。顶点部分(455a、455b)相对于放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)侧向延伸。顶点部分(455a、455b)可以在纵向方向和/或侧向方向上成圆形，例如它可以是凹形的以匹配膝部后面的形状。每个膝托(466、468)还包括一对下降引导装置(460a、462a；460b、462b)，每个下降引导装置从每个顶点部分(455a、455b)沿上面的(460a、460b)或下面的(462a，462b)方向朝向基座端(453)纵向延伸。每个下降引导装置(460a、462a；460b、462b)被配置为在膝部上面和后面支撑受试者的腿。
每个顶点部分(455a，455b)的高度，即在每个顶点部分(455a，455b)与基座端(453)之间的距离，可以是相同或不同的。在每个顶点部分(455a、455b)的高度是相同的情况下，顶点部分(455a、455b)将两个膝部抬高到相等的高度；这例如在图39和40、46至48中进行了示出。在每个顶点部(455a、455b)的高度是不同的情况下，顶点部分(455a、455b)将两个膝部抬高到不相等的高度。这例如在图41中示出。当机器人臂的一部分会以其他方式越过顶点部分(455a、455b)时，可以实现不相等的高度。
膝部支撑件(450)可重复地在同一位置处可拆卸地附接至放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)。这可以通过在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上直接安装或使用刚性框架(使用标准地提供的一个或多个联接器)来实现。因此，膝部支撑件(450)以固定(不可调节)关联地可附接至放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)。膝部支撑件450可以设置有刚性基座(452)，用于可重复可拆卸地可附接至放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)。
RA的基座支撑件(432、432a、432b)可以设置在膝部支撑件(450)中，特别是在主体(451)中。RA的基座支撑件(432、432a、432b)可以以相对于膝部支撑件(450)或主体(451)固定关联地设置。
RA的基座支撑件(432、432a、432b)可以是可滑动的并且其位置相对于膝部支撑件(450)是可锁定的。RA的基座支撑件(432、432a、432b)相对于膝部支撑件(450)、特别是相对于膝部支撑件(450)的刚性基座(452)是可滑动的。这样，RA的基座支撑件(432、432a、432b)相对于放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)的纵向轴线是可滑动的。
RA的基座支撑件(432、432a、432b)相对于膝部支撑件(450)的位置可以被索引。换言之，基座支撑件(432、432a、432b)可以相对于膝部支撑件在两个或更多个离散位置处被设置并且是可锁定的。
膝部支撑件(450)可以设置有狭槽(454)，RA的底部支撑件(432、432a、432b)可以可锁定地滑动到其中。狭槽可以沿纵向方向设置。狭槽(454)可以设置在两个膝托(466、468)之间。因此，当患者在膝部由膝部支撑件(450)支撑的情况下躺在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上时，可以调整RA的位置以匹配受试者股骨的长度。
膝部支撑件(450)可以设置有导轨，RA的基座支撑件(432、432a、432b)可滑动地安装在该导轨上。导轨可以固定至膝部支撑件(450)的刚性基座(452)。
膝部支撑件(450)主体(451)可以容纳被配置用于电驱动机器人臂(400)的电池组。电池组优选被额定以对至少一个疗程提供足够的电力。电池组优选是可充电的。电池组允许系统的部分与台(512、522)接触以在更少或没有电缆线或数据缆线的情况下工作。缆线的减少使得安装更容易，和/或更符合安全和监管实践。膝部支撑件(450)主体(451)可以容纳处理单元(440)。
膝部支撑件(450)可以由1个部分或者2个或更多个部分(450，a；450，b)形成。特别地，膝部支撑件(450)主体(451)可以由1个部分或者2个或更多个部分(451，a；451，b)形成。2个或更多个部分连接在一起而形成膝部支撑件(450)或主体(451)。2个部分膝部支撑件的一个示例在图41、46至48中示出。图46至48中所示的部分(未标记)对应于图39至41所示的部分，这包括例如两个膝托(466、468)和顶点部分(455a、455b)。膝部支撑件(450)可以由2个或更多部分形成，从而允许更容易携带和运输，例如，以将膝部支撑件(450)的总重量分开。
膝部支撑件(450，a；451，a)的一个部分可以包含两个膝托(466、468)以及顶点部分(455a，455b)(例如图46)。它还可以包含电池组。它还可以包含处理单元。膝部支撑件(450，b；451，b)的另一个部分可以包含机器人臂(例如，RA的基座支撑件(432、432a、432b))(例如，图47)。它还可以包含处理单元。它可以具有一对轮子(459)以更容易移动。
两个部分联结在一起而形成完整的机器人臂(400、400a、400b)(例如图48)。部分(450，a；450，b；451，a；451，b)可以可拆卸地相互附接。可拆卸的附接可以是位置可重复的。附接可以借助于夹子、螺钉、螺栓、销和其他固定元件来实现。一个或多个用于传输功率和/或电信号的连接器可以设置在相应部分(450，a；450，b；451，a；451，b)上，当部分相互附接时，这些相应部分对准并接合。
膝部支撑件(450)的一个或两个侧面(456、458)可以是可标记的(例如，用记号笔)或预先设置有参考标记(464、465)以指示其中投射激光参考线(516、526)越过该一个或两个侧面(456、458)的位置。参考标记可以是标尺(464)或对准指示器(465)(如线或十字)。
一个或两个侧面(456、458)可以用以下位置标记，或
参考标记(标尺(464))可以在以下位置被读出，或
参考标记(对准指示器(465))可以对准以下位置：
在治疗台或模拟台(512、522)处于设定(撤回)位置的同时投射激光参考线越过一个或两个侧面(456、458)的位置。
至少一条前面描述的投射激光参考线(526)(其位置相对于相交体积或等中心或其模拟是已知的)可以越过膝部支撑件(450)的一个或两个侧面(456、458)。
通过
-从参考标记(标尺(464))标记(464)或记下当膝部支撑件(450)在模拟台(522)上时至少一条投射激光参考线(526)在一个或两个侧面(456、458)上的位置，
或者
-通过将在模拟台(522)上的膝部支撑件(450)的一个或两个侧面(456、458)上的参考标记(对准指示器(465)))与至少一条投射激光参考线(526)对准，
膝部支撑件(450)在放射疗法治疗台(512)上的相同位置可以通过在放射疗法治疗台(512)上将在一个或两个侧面(456、458)上的标记或参考标记(464、465)与至少一条投射激光参考线(516)排成一线而重现。
越过膝部支撑件(450)的侧面(456、458)的同一投射激光参考线(526)也越过受试者(例如，腿或膝部)的侧面。因此，放置在模拟台(522)上的同时放置在受试者上(例如在腿或膝部上)的纹身标记可以在标记或参考标记(464、465)处指示也越过膝部支撑件(450)的侧面(456、458)的投射激光参考线(526)的位置。纹身标记可以是一条线或一系列线。
同一纹身标记(当受试者被放置在放射疗法治疗台(512)上时)与治疗室中相应的投射激光参考线(516)对准。同一投射激光参考线(516)也用于通过将膝部支撑件(450)的侧面(456、458)上的标记或参考标记(464、465)与投射激光参考线(516)对准而正确定位膝部支撑件(450)。
膝部支撑件(450)迫使受试者进入半仰卧位；弯曲的腿形成一个自然的形状，其与膝部支撑件(450)配合并在每个治疗疗程中将受试者定位在放射疗法治疗台(512)上的相同位置。腿的侧面上的纹身进一步微调受试者在放射疗法治疗台(512)上的位置。
根据一个方面，提供了一种如本文所述的放射疗法系统(100)，该系统(100)包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有具有基座端(453)和相反的顶点边缘(455)的主体(451)，该主体被配置为在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的膝部处邻接双腿的两个后面侧，
-被配置为可拆卸地附接至放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)并与其固定关联，
并且主体(451)包括狭槽(454)，RA的基座支撑件(432、432a、432b)可以在相对于放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)限定的一个或多个位置(522)中可锁定地滑入其中。膝部支撑件(450)的一个或两个侧面(456、458)可以是可标记的或预先设置有参考标记(464、465)以指示其中投射激光参考线(516、526)越过一个或两个侧面(456、458)的位置。
本文所述的系统(100)或方法可以采用一个或两个RA。可以提供一个RA(400、400a、400b)，其被配置为与治疗台(512)和模拟台(522)中的每一个关联地可重复可拆卸地附接。同一个RA可以是便携式的，并且可以在模拟室和治疗室之间移动，附接至相关的台，并且根据功能进行配置。备选地，可以提供两个RA(400a、400b)，即被配置为与放射疗法治疗台(512)关联地可重复可拆卸地附接的治疗RA(TRA)(图5，400、400a)，和被配置为与模拟台(522)关联地可重复可拆卸地附接的单独的模拟RA(SRA)(图6，400、400b)。因此，可以提供两个单独的RA，一个(SRA(400b))执行与模拟相关的任务，而另一个(TRA(400a))执行与治疗相关的任务。
可以提供放射疗法系统(100)，其中：
-提供一个RA(400、400a、400b)，其被配置为可重复可拆卸地附接至治疗台(512)和模拟台(522)中的每一个，或者
-提供两个RA(400a、400b)，
-治疗RA(TRA)(400、400a)，其被配置为可重复可拆卸地附接至治疗台(512)，和
-模拟RA(SRA)(400、400b)，其被配置为可重复可拆卸地附接至模拟台(522)。
系统(100)还包括处理单元(440)，其包括处理器和存储器。处理单元可以在计算装置如台式PC、膝上型电脑、专用可编程控制器(作为连接的计算装置的集合、作为计算装置的集合)中实现。处理单元可以部分或全部由设置在RA或放射疗法装置(510)或者医学成像装置(520)内的处理器和存储器提供。处理单元可以被配置为执行如本文所述的方法或其部分中的一个或多个。
处理单元(440)被配置为控制RA(400、400a、400b)的移动。处理单元(440)可以被配置为根据本文描述的模拟和治疗任务来控制定位工具(200)的移动。其可以被配置为在至少1个或2个并且优选所有治疗疗程期间将定位工具(200)定位在相对于位置参考(例如受试者(50)和/或放射疗法治疗台(512))的相同或相似的一个或多个治疗姿态。
操作机构端(424)设置有RA配件(430、430a、430b)，其用于将定位工具(200)操纵引导装置(300)可拆卸地附接至RA的最后一个(最远端)连接物。典型地，RA(400、400a、400b)的最后一个接头(426-7)的连接物附接至RA配件(430、430a、430b)。RA配件(430、430a、430b)可以是标准配件，如已经由机器人臂提供的，或者可以是根据定位工具(200)的参数定制的。RA配件(430、430a、430b)可以包括抓握装置，例如一组卡爪、卡盘。抓握装置夹持定位工具(200)的一端。
RA(400、400a、400b)，特别是RA配件(430、430a、430b)可以自动与定位工具(200)对接(使用例如附接至定位工具(200)的一个或多个光学位置标记和成像传感器)。一个或多个光学位置标记可以是反射标记，或者具有特定形状或形式的标记。定位工具的“把手”可以具有能够被相机识别的特定形状。成像传感器可以结合到包括镜头组件的相机中。成像传感器可以相对于RA配件附接，例如，以固定关联附接。处理单元(440)可以被配置为响应于从成像传感器接收的信号来控制RA配件(430、430a、430b)的移动，以用于RA配件(430、430a、430b)与定位工具(200)的可重复对接。
RA配件(430、430a、430b)可以包括至少一个力传感器(例如，6-DOF力传感器)，其被配置为测量由定位工具(200)在受试者(50)上施加的力。这允许对可以由定位工具(200)在受试者(50)上施加的力的量进行限制。处理单元(440)可以被配置为响应于从至少一个力传感器接收的信号而限制由RA(400、400a、400b)经由定位设备(200)在受试者(50)上施加的力，优选地至不超过100g至1000g力(0.980665N至9.80665N)，更优选至不超过700g(6.864655N)。
RA配件(430、430a、430b)可以包括至少一个联动装置保险。联动装置保险是设置在机器人臂的最后一个连接物和RA配件(430、430a、430b)之间的可断开连接。联动装置保险可承受工作负荷而不会断开，并且在施加滥用负荷的情况下断开，从而释放RA配件与机器人臂的其余部分之间的机械连接。例如，如果受试者从台上掉下来(地震)，可能会出现滥用负荷。联动装置保险可以是一次性可断开的或可重复断开的(可重置的)。联动装置保险的示例包括磁、电磁、脆弱连接、闩锁(例如按扣)。通过使用者和/或受试者可触及的紧急按钮可以断开联动装置保险。这可以在连接是电磁的、或者使用鲍登缆线(Bowden cable)打开闩锁、或者使用小爆炸装药的情况下实现。
RA(400、400a、400b)的基座端(422、422a、422b)可以是与放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)固定关联地可安装的。固定是指基座端(422、422a、422b)的位置和取向在其安装期间相对于放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)不会发生变化。在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的位置在疗程之间可以是相同或不同的。基座端(422、422a、422b)可以是可安装在放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的，或者是可安装到与放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)关联设置的支撑件上的，例如，到扩展件上。RA(400、400a、400b)可以是利用可拆卸附接或使用永久附接可安装的。可以使用例如夹具、一个或多个螺钉配件、一个或夹子螺钉配件、推入配件等来实现可拆卸附接。在基座端(422、422a、422b)处，第一接头(426-1)可以附接至基座支撑件(432、432a、432b)；基座支撑件(432)可以是与放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)固定关联地可安装的，如图5中所例示的。
RA(400、400a、400b)的基座端(422、422a、422b)永久地附接至放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)在本发明的范围内。典型地，永久固定是不可释放的(例如使用不可松开的螺栓)。
RA(400、400a、400b)的基座端(422、422a、422b)可以与放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)关联地安装在或是可安装在受试者的下肢之间。其可以安装或可安装在对应于脚之间、脚踝之间、小腿之间、膝部之间或大腿之间的位置处。RA(400、400a、400b)的基座端(422、422a、422b)可以整合在位于或可位于受试者的膝部下方的垫子(Civco、QFix等垫子)内。
模拟台(522)是可操纵的，从而允许在“设定位置”和“采集位置”之间移动。在设定位置，模拟台(522)从医学成像装置(520)撤回，使得受试者可以安装模拟台(522)并被放置在舒适的位置。在采集位置，模拟台(522)移动到医学成像装置(520)中以用于图像采集。模拟台(522)相对于模拟束相交体积或等中心的位置是已知的。
RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)相对于位置参考(例如模拟台(522))的位置关系(SPx，y，z)可以是已知的。位置关系可以使用位置测量标尺(524)如在模拟台(522)上提供(例如附接或绘制)的标记网格或尺子来确定。位置关系可以使用观察模拟台(522)和RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)两者的监督相机来确定。由于RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)相对于位置参考(例如模拟台(522))的位置是已知的，所以如由RA(400、400a)控制的定位工具(200)的最佳姿态可以临床地且通过成像确定，并且可以计算其相对于RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)以及相对于模拟台(522)的准确位置。在模拟进行不止一次的情况下，RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)可以在成像之前在相同位置或不同位置处附接至模拟台(522)；位置测量标尺(544)和/或监督相机允许确定位置。
医学成像装置(520)典型地设置在具有位置可控的模拟台(522)的室中(参见图6)，受试者在该模拟台(522)上被准确对准(参见下文)，其将医学成像装置(520)的测量区域引入到受试者中或从受试者撤回。医学成像装置(520)典型地是计算机断层扫描仪，其生成包含身体组织的三维图像以用于放射疗法。
定位工具(200)可以在模拟期间移动(由专科医生进行)，使得当受试者躺在模拟台上时，管从其自然位置移位。专科医生对管的移动也引起受试者的身体组织相对于模拟的外部电离放射疗法束的移动。身体组织(608)可以是作为治疗目标(例如肿瘤)并且被带入到模拟的外部电离放射疗法束中以暴露于该束的组织。备选地，身体组织可以是要被移出模拟的外部电离放射疗法束从而避免暴露于该束的组织；相应地，健康组织可以移位远离目标，以减少副作用。
例如，可以将定位工具向上方(朝向“天花板”)提升以便使目标前列腺与对辐射更敏感的直肠壁保持距离。备选地，定位工具可以将目标向下方拉动(向着“地板”)以使其与膀胱和子宫保持距离。可以在每个治疗疗程期间通过定位工具再现这个更理想的位置用于治疗，即它是更经微调的治疗姿态。
因此，在模拟期间，处理单元(440)可以被配置为响应于(专科医生的)输入来定位定位工具(200)并且记录相对于位置参考(例如，在模拟台(522)上的受试者(50))的一个或多个模拟姿态作为一个或多个凭经验确定的模拟姿态。
根据一个实施方案：
-在模拟台(552)上的受试者的骨盆相对于位置参考(例如，模拟的束相交体积或等中心)的位置是已知的。这通常通过如本文别处所述的精确对准在模拟台(552)上的受试者来获知；
-安装在模拟台(522)上的RA的基座端(422、422b)的位置是已知的。这通常通过使用可重复座架或如其他地方提到的测量标尺(524)来获知。该位置最终可以参考位置参考(例如模拟的束相交体积或等中心)；
-定位工具相对于受试者的骨盆骨的姿态是已知的。这通常是已知的，因为RA中的编码器可以用于确定定位工具相对于RA基座端(422、422b)的姿态；
-RA基座端(422、422b)相对于受试者的骨盆骨的位置是已知的。这是已知的，因为RA的基座端(422、422b)以及相关受试者的骨盆骨的位置是已知的。
根据骨盆骨与定位工具的已知位置关系、定位工具相对于RA基座端的已知姿态以及RA基座端与骨盆骨的已知位置关联，可以准确地确定在模拟期间将受试者的身体组织相对于模拟的束相交体积或等中心固定的定位工具的姿态。可以记录这个信息并在放射疗法治疗台(512)的治疗期间使用。
放射疗法治疗台(512)是可操纵的，从而允许在“设定位置”和“治疗位置”之间移动。在设定位置，放射疗法治疗台(512)从治疗束体积撤回，使得受试者可以被轻松地安装放射疗法治疗台(512)并准确地移动到位置中。在治疗位置，治疗台(512)移动到相交体积或等中心中以进行治疗。治疗台(512)相对于束相交体积或等中心的位置是已知的。
RA基座端(422、422a)或基座支撑件(432、432b)相对于位置参考(例如放射疗法治疗台(512))的位置关系(TPx、y、z)可以是已知的。位置关系可以使用位置测量标尺(514)如放射疗法治疗台(512)上提供(例如附接或绘制)的标记网格或尺子来确定。位置关系可以使用观察放射疗法治疗台(512)和RA基座端(422、422a)或基座支撑件(432、432a)的监督相机来确定。由于RA基座端(422、422a)或基座支撑件(432、432a)相对于位置参考(例如放射疗法治疗台(512))的位置是已知的，所以如通过RA(400、400a)控制的定位工具(200)的最佳姿态可以根据存储的模拟数据来计算。每个分次治疗疗程RA基座端(422、422a)或基座支撑件(432、432a)可以在相同位置或不同位置处附接至放射疗法治疗台(522)；位置测量标尺(544)和/或监督相机允许确定位置。
放射疗法装置(510)典型地设置在具有位置可控的放射疗法治疗台(512)的室中(参见图5)，在该放射疗法治疗台(512)上受试者被准确对准(参见下文)，其将受试者引入到电离辐射治疗头(518)的治疗区域中或从其中将受试者撤回。电离辐射治疗头(518)在递送电离辐射的同时围绕目标组织移动(例如，在机器人臂上旋转或移动)，更特别地围绕用于放射疗法的束相交体积(等中心)移动。电离辐射治疗头的旋转轴与束相交体积一致，由此在所有旋转角度照射束相交体积。用于治疗的目标与束相交体积对准，并接收大部分的剂量，而健康组织在光束旋转期间接收暂时的暴露。放射疗法装置(510)典型地是直线加速器，其任选地设置有用于动态束成形(适形放射疗法)的准直器、或螺旋断层放射疗法机、或允许用于适形放射疗法的任何其他放射疗法装置。
根据以下两者
-RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)相对于位置参考(例如模拟台(522))的位置关系(SPx，y，z)，和
-RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)相对于位置参考(例如放射疗法治疗台(512))的位置关系(TPx，y，z)，
定位工具(200)在模拟台(522)上的姿态可以通过安装在放射疗法治疗台(512)上的RA(400、400a)再现。
结合上述RA基座端或支撑件(422、422b、432、432b)的定位，当患者被放置在相同位置或在模拟台(522)和放射疗法治疗台(512)二者上确切已知的位置时，可以在放射疗法治疗台(512)上精确地再现在模拟台(522)上插入到受试者(50)的管中的定位工具(200)的姿态。
根据一个实施方案：
-在放射疗法治疗台(512)上的受试者的骨盆骨相对于位置参考(例如束相交体积或等中心)的位置是已知的。这通常通过如本文别处所述的在放射疗法治疗台(512)上精确对准受试者来获知；
-安装在放射疗法治疗台(512)上的RA的基座端(422、422a)的位置是已知的。这通常通过利用可重复座架或其他地方提到的测量标尺(514)来获知。该位置最终可以参考位置参考(例如模拟的束相交体积或等中心)；
-定位工具相对于在放射疗法治疗台(512)上的受试者的骨盆骨的姿态是已知的。这通常是已知的，因为RA中的编码器可以用于确定定位工具相对于RA基座端(422、422a)的姿态；
-RA基座端(422、422a)相对于在放射疗法治疗台(512)上的受试者的骨盆骨的位置是已知的。这是已知的，因为RA的基座端(422、422b)的和相关受试者的骨盆骨的位置是已知的。
根据骨盆骨与定位工具的已知位置关联、定位工具相对于RA基座端的已知姿态以及RA基座端与骨盆骨的已知位置关系，可以在放射疗法治疗台(512)上准确地再现在模拟期间与模拟的束相交体积或等中心关联地固定受试者的身体组织的定位工具的姿态。当准确知道这些位置时，这全都会使患者和系统的放置快得多，并且对于每个放射疗法疗程是更加可再现的。一旦患者被放置在正确的位置，并且一旦定位工具通过RA移动到预定位置，就可以执行一些细调，例如，利用应答机和/或成像进行。
受试者可以被放置在模拟台(522)和放射疗法治疗台(512)二者上的相同位置或已知的位置。受试者在台上的位置相对于位置参考是已知的。位置参考最终可以是模拟期间的束相交体积的模拟或等中心的模拟，或者最终可以是治疗期间的束相交体积、等中心。在实践中，位置参考可以例如是设置在模拟台(522)和放射疗法治疗台(512)上的标尺，其相对于相交体积或等中心或其模拟的位置是已知的。
更通常地，位置参考可以是其位置相对于相交体积或等中心或其模拟是已知的一条、优选两条或三条投射激光参考线(516、526)。投射激光参考线(516、526)由固定在模拟室和治疗室的壁和/或顶上的激光器投射。
可以通过将受试者、特别是其上的至少一个纹身标记与至少一条、优选两条或三条投射激光参考线(516、526)对准来将该受试者放置在模拟台(522)和放射疗法治疗台(512)上的相同位置或已知的位置。一组投射参考线(图5，526)投射在模拟台(522)上的精确位置处。另一组投射参考线(图4，516)投射在放射疗法治疗台(512)上的准确位置处。投射参考线的位置和方向相对于位置参考也是已知的，该位置参考典型地是其模拟的束相交体积(例如等中心)。医学成像装置(520)的位置相对于位置参考是已知的。通过将受试者(50)与至少一条投射激光参考线(526)对准，受试者(50)被精确定位在模拟台(522)上并且与RA基座(434b)成已知关联。类似地，放射疗法治疗台(512)的位置相对于位置参考是已知的，该位置参考典型地是束相交体积(例如等中心)。通过将受试者(50)与至少一条投射激光参考线(516)对准，受试者(50)在放射疗法治疗台(512)上精确地定位并且与RA基座(434a)和束相交体积(例如等中心)成已知关联。
模拟台(522)和放射疗法治疗台(512)二者的形状典型地是相同的，并且激光参考投射线(516、526)的布置在模拟室和放射疗法室二者中也是相同的。位置参考(等中心或其模拟)在两个室中也是相同的。相应地，相对于在模拟台(522)上的投射激光参考线(526)准确定位的受试者可以相对于在治疗台(512)上的投射激光参考线(526)可再现地定位。
大多数现代外部放射疗法机器都具有内置的医学成像单元，其可以拍摄(例如，执行的X射线、低质量CT扫描)在用于治疗患者的同一张台上的受试者的图像。这尤其允许确保身体组织相对于由放射疗法装置发射的电离辐射束的束相交体积的位置的细调。在使用越过一个或多个纹身的投射激光参考线(516、526)对受试者进行第一次定位后，可以使用内置的医学成像单元进行第二次更准确的定位；其通常是被准确地可视化并用于在治疗台上精确定位受试者的骨结构(例如骨盆)或植入的不透射线标记。受试者将始终被放置在治疗台和模拟台上的可再现位置。然而，受试者的这种定位并没有考虑内部结构的移位。
模拟台(522)是可操纵的，从而允许在早先描述的设定位置和采集位置之间移动。在设定位置，其中模拟台(522)从图像检测器撤回，使得受试者可以安装模拟台(522)，至少一条投射激光参考线(526)从与包含模拟台(522)的室的壁和/或顶关联的固定位置投射到模拟台(522)上。一旦受试者(50)在设定位置在模拟台(522)上是舒适的，就通过在受试者上施加一个或多个纹身标记(50)来标记受试者相对于至少一条投射激光参考线的位置；纹身允许受试者在治疗台(512)上可再现地定位。
模拟台(522)可以设置有测量标尺(524)，其可以是可视的，如提供(例如附接至或绘制)在模拟台(522)上的标记网格或尺子。优选地，测量标尺(524)(例如尺子)与模拟台(522)的长边关联地设置。优选地，其与模拟台(522)的长边固定关联地附接或绘制。测量标尺(524)被定位成使得其越过至少一条投射激光参考线(526)并且朝向在模拟台(522)上的RA(400、400b)的RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)的预期位置延伸。记录测量标尺(524)相对于模拟台(522)的位置(“标尺位置”)。还记录至少一条投射激光参考线(526)越过它之处的由测量标尺(524)指示的位置(“激光位置”)。
然后将RA(400b)放置在模拟台(522)上。优选地，将其定位成优选地使得RA基座端(422、422b)的旋转轴越过模拟台(522)的纵向中线。还将其放置成使得RA(400、400b)的RA配件(430、430b)被定位成可拆卸地附接至定位工具(200)以用于治疗的模拟。然后记录在模拟台(522)上由RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)的测量标尺(524)指示的位置(“基座位置”)。随后，操纵模拟台(522)进入检测器体积中并进入“获取”位置中，在其中记录医学图像以用于模拟。
将记录的“标尺位置”、“激光位置”、“基座位置”转移到放射疗法治疗台(512)，该放射疗法治疗台(512)设置有相同的标尺(514)以确保受试者(50)始终处于在放射疗法治疗台(512)上相对于RA基座端(422、422a)的同一位置和/或确保受试者(50)和RA基座端(422、422a)之间的距离是准确已知的。
放射疗法治疗台(512)是可操纵的，从而允许在前面描述的“设定位置”和治疗位置之间移动。在设定位置，其中放射疗法治疗台(512)从治疗束体积撤回，所以受试者可以轻松地安装放射疗法治疗台(512)并准确地移动到位置中，至少一条投射激光参考线(516)从与治疗室的壁和/或顶关联的固定位置投射到放射疗法治疗台(512)上。投射激光参考线可以使受试者更准确地放置在治疗台上。激光线越过一个或多个在模拟过程中已经施加在受试者(50)上的纹身标记。一旦受试者(50)与至少一条投射激光参考线(516)对准，就将放射疗法治疗台(512)引导进入源体积并进入治疗位置中。
在放射疗法之前，将放射疗法治疗台(512)移动到设定位置。放射疗法治疗台(512)可以设置有位置测量标尺(514)，其可以是可视的，如提供(例如附接到或绘制)在放射疗法治疗台(512)上的标记网格或尺子。优选地，位置测量标尺(514)(例如尺子)与放射疗法治疗台(512)的长边关联地设置。优选地，其与放射疗法治疗台(512)的长边固定关联地地附接或绘制。测量标尺(514)优选地与附接至模拟台(514)的测量标尺(524)是相同或等同的。测量标尺(514)优选地在模拟台(514)处记录的相同“标尺位置”处定位在放射疗法治疗台(512)上。在设定位置调整治疗台(512)的纵向位置，使得至少一条投射激光参考线(526)在模拟台(514)处记录的“激光位置”处越过治疗台(512)上的测量标尺(514)。
可以将受试者放置成使得受试者的中线与使用激光束的放射疗法治疗台(512)的纵向中线对准。可以移动受试者(50)，以使得受试者(50)上的纹身标记(52)与至少一条投射激光参考线(516)对准。将RA(400a)放置成使得RA基座端(422、422a)的旋转轴越过放射疗法治疗台(512)的纵向中线。RA(400、400a)可以放置在治疗台(512)上，使得RA(400、400a)的RA配件(430、430b)被定位成可拆卸地附接至定位工具(200)以用于放射疗法。调整RA基座端(422、422a)或基座支撑件(432、432a)的位置，使得其等于如通过测量标尺(514)在治疗台(512)上指示的“基座位置”(在模拟台上记录的)。
通过使用在放射疗法治疗台(512)上的位置测量标尺(514)，受试者的位置可以快速且简单地与该台和RA基座端(422、422a)可再现地对准，而不需要供应额外的位置信息。
本文所述的放射疗法系统(100)还可以包括：
-放射疗法治疗台(512)，其以与治疗台(512)成固定的位置关联地设置有：
-用于RA(400、400a)的可重复可再现附接的一个或多个附接点，或
-用于如本文所述的膝部支撑件(450)的可重复可再现附接的一个或多个附接点，
和/或
-模拟台(522)，其以与模拟台(522)成固定的位置关联地设置有：
-用于RA(400、400a)的可重复可再现附接的一个或多个连接点，或
-用于如本文所述的膝部支撑件(450)的可重复可再现附接的一个或多个附接点，
-任选地其中一个或多个附接点在放射疗法治疗台(512)和模拟台(522)上定位在几何相同的位置，使得RA(400、400a)相对于模拟台(522)的姿态在放射疗法治疗台(512)上是可再现的，
-任选地其中在放射疗法治疗台(512)上以及在模拟台(522)上的一个或多个附接点不可调整地且相同地定位。
提供了本文所述的放射疗法系统(100)，其中：
-放射疗法治疗台(512)设置有测量标尺(514)，其用于确定RA(400、400a)基座端(422、422a)相对于受试者(50)、特别是相对于与至少一条(优选两条)投射激光参考线对准的受试者的位置，
和/或
-模拟台(522)设置有测量标尺(524)，其用于确定RA(400、400b)基座端(422、422b)相对于受试者(50)、特别是相对于与至少一条(优选两条)投射激光参考线对准的受试者的位置。
-任选地其中两个测量标尺表(514、524)都具有相同的刻度。
枢轴点可以是可分配给定位工具(200)的，其是定位工具(200)的移动围绕其枢转的定位工具(200)的点或区域。一旦定位工具(200)已插入到管中，就可以将枢轴点分配给定位工具(200)，并且定位工具(200)的移动变得限于以枢轴点为中心的枢轴旋转。枢轴旋转是偏航或俯仰运动。枢轴点在枢轴旋转期间不移位。枢轴点的位置可以是空间固定的，任选地相对于位置参考是空间固定的。枢轴点可以设置在操作机构轴杆(310)上或操纵引导装置的传动装置(314)上，或设置在插入装置(200)上。枢轴点可以对应于受试者的管的入口定位。这个枢轴点可以对应于阴道内口、或略微(例如1至10mm)在阴道内口内侧、或肛门内口、或者略微(例如1至10mm)在肛门内口内侧。枢轴点的位置可以通过测量定位工具(200)上的点与受试者的管的入口之间的距离来确定。定位工具(200)可以设置有用于读取距离以测量枢轴点位置的刻度。枢轴点的位置可以通过读取设置(例如印刷或雕刻)在操作机构轴杆(310)、插入装置(204)或传动装置(314)上的刻度(例如标上的)来测量。距离的值可以在模拟期间确定，并在治疗期间再现。控制器可以被配置为控制机器人臂，使得定位工具(200)的移动围绕枢轴点枢转。枢轴点允许姿态细调，例如，基于定位工具(200)上的应答机和/或标记。枢轴点允许操纵引导装置以更少的由机器人臂施加的力来移动并且对患者而言更少的痛苦，因为如果显著移动则更加紧张的内口可能是痛苦的。它进一步避免在任何方向上推动管(例如阴道或肛门)的入口。内口位置在身体上相对固定。例如，阴道的内部比内口是更加可移动的。
返回以进行另外的放射疗法疗程的受试者可以与位置测量标尺(514)对准，以允许相对于RA基座端(422、422a)的快速可再现设定。
在放射疗法之前，将放射疗法治疗台(512)移动到设定位置，使得在放射疗法治疗台(512)上的“标尺位置”处的测量标尺(514)在与先前放射疗法的相同地方(“激光位置”)处越过至少一个投射激光参考线(516)。将受试者(50)放置成使得受试者(50)的中线与放射疗法治疗台(512)的纵向中线对准。受试者(50)在放射疗法治疗台(512)上进一步移动，直到受试者(50)上的纹身标记(52)与越过中线的至少一条投射激光参考线(516)对准。
理想地，将RA(400a)放置成使得RA基座端(422、422a)的旋转轴越过放射疗法治疗台(512)的纵向中线。RA基座端(422、422a)进一步定位成与测量标尺(514)处(在先前放射疗法期间它所在的地方)的位置(“基座位置”)对应。通过使用在放射疗法治疗台(512)上的位置测量标尺(514)，受试者的位置可以快速可重现地与该台和RA基座端(422、422a)对准，而无需供应额外的位置信息(例如来自监督相机)。
利用模拟台和治疗台，非常精确地知道治疗台的确切高度，并且对于每个模拟或治疗疗程可以准确地再现。
如前面提及的，内置到放射疗法装置(510)中的医学成像仪(例如X射线)允许进一步精确对准受试者，因为它显露了骨骼结构如骨盆和定位工具(200)。当定位工具要使用内置医学成像仪准确定位时，知晓RA基座端(422、422a)和受试者(50)之间的距离是有用的。当定位工具配备有一个或多个应答机时，知晓RA基座端(422、422a)和受试者(50)之间的距离不太重要(见下文)。然而，由于技术限制(肥胖受试者)或由于应答机系统的成本，使用应答机并不总是可以的。因此，为了在受试者体内准确定位治疗工具，使用内置医学成像仪(例如X射线)也是有用的。
机器人臂的移动速度可以是可调节的，以允许受试者适应定位工具的姿态的变化。要注意的是，肿瘤是高度疼痛的，因为它包含硬化的组织，并且放射疗法会引起炎症和压痛。使用机器人臂，可以减慢移动速度，以对受试者提供适应时间。定位工具(操作机构轴杆或插入装置)的移动可以是每分钟几mm(1-10mm/min，优选1至5mm/min)。
本文还提供了一种定位工具(200)。定位工具(200)被配置为插入到受试者(50)的管中。其具有近端和远端。远端被配置为插入到受试者(50)的管中。近端部分被配置为附接至RA配件(430、430a、430b)。定位工具(200)的示例在图1、3、4A至4E、8、11至38、44中提供。
管通过定位工具(200)的移动使受试者的身体组织相对于电离辐射束或位置参考移动以进行治疗。身体组织可以在管中，或者可以是当管移动时移动的结构(例如随直肠管移动的前列腺)。身体组织可以通过定位工具(200)定位在束中(例如用于治疗)或束外(例如以减少损害)。定位工具的位置和/或取向是可调整的且可固定的。
定位工具(200)的一个或多个部分可以由任何合适的生物相容性材料如医用级非铁磁不锈钢、钽、钛、聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、玻璃纤维、铝(涂覆的)制成。
通常，首先在CT扫描、PET CT扫描或MRI下模拟治疗。随后，治疗可涉及在治疗室中获取一张或多张X光片。优选的是，定位工具(200)由与医学成像如与CT或MRI或X射线相容的材料制成。材料在医学图像上可以是可见的或者可以不是可见的。
在定位工具(200)的一部分在医学图像上是可见的情况下，其姿态可以直接从操作机构轴杆(310)的医学图像确定。其中治疗在MRI下模拟，通过成像可见的部分可以由低密度材料制成，以及由MR相容性(非磁性)材料如涂有一层生物相容性金属(钛)的铝或由钛制成。对于CT扫描模拟，涂覆的铝或钛也将是一个优势，因为与使用高密度金属如不锈钢相比，它允许更少的赝像。作为一个方面，涂覆的铝部件用于模拟并且不锈钢用于治疗。作为一个方面，铝部件用于模拟并且用于治疗。与放射疗法装置相结合的大多数现代成像装置可以提供任何金属结构如操作机构轴杆(310)的良好可见性。在这种情况下，操作机构轴杆本身可以是可见的，并且可能不是必须需要成像标记的存在才能被成像装置看到。
在定位工具的一部分不是可见的或是可见但不足以确定位置和/或取向的情况下，其可以布置有一个或多个成像标记。这在使用直线加速器的成像工具执行成像时是有帮助的。定位工具可以设置有一个或多个可以由医学图像识别的成像标记。成像标记可以以与定位工具固定关联地设置，例如在操作机构轴杆(310)或插入装置(204)的内表面上、外表面上或主体内。成像标记可以由不同于定位工具的材料例如重金属如铂、铂铱、钽、钨等制成。
定位工具(200)可以包括具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)(例如图1、10至31、38)。
操纵引导装置(300)在近端处包括把手部(316)。把手部(316)被配置为附接至RA配件(430、430a、430b)。操纵引导装置(300)在远端处包括操作机构轴杆(310)。操作机构轴杆(310)被配置为插入到受试者(50)的管中，或附接至被配置为插入到受试者(50)的管中的插入装置(204)。
在存在插入装置(204)(下文随后描述)的情况下，操作机构轴杆(310)可以永久地或可移除地(可拆卸地)附接至插入装置(204)。在操作机构轴杆(310)可拆卸地附接至插入装置(204)的情况下，捅入装置包括与操作机构轴杆(310)接合的细长构件内腔(214)。为了帮助将操作机构轴杆(310)插入到细长构件内腔(214)中，细长构件内腔(214)可以设置有至少部分地在细长构件内腔(214)内的引导线(218)，并且从其近端处离开。操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)可以包括接收引导线(218)的引导线通道(312)。操作机构轴杆(310)引导线通道(312)可以被主体外部的引导线拖尾的近端穿过，并被可靠地引导到细长构件内腔(214)中。
操作机构轴杆(310)可以与把手部(316)成固定(位置和取向)关联提供。相应地，把手部(316)的方向和/或位置移动引起操作机构轴杆(310)相应的方向和/或位置移动。操作机构轴杆(310)和把手部(316)可以通过传动装置(314)连接。传动装置可以与操作机构轴杆(310)和把手部(316)二者以固定连接(即方向和/或位置上)提供。
把手部(316)优选是刚性的。其优选是非柔性的。其可以基本上由刚性杆形成。
把手部(316)可以具有2-50cm的长度(H)。优选地，它对于子宫颈/子宫/肛门/阴道应用可以具有15至25cm的长度(H)，或者对于直肠应用优选地具有15至40cm的长度(H)(参见图1)。在非常肥胖的受试者中，把手部(316)可以具有长达40或50cm的长度。最大外径可以为0.3-3cm，优选地为0.5-2cm。把手部可以采用相对于传动装置的角度β(例如图1)。角度β是在传动装置和把手部之间形成的平面上测量的。当把手和操作机构轴杆在传动装置的同一侧(顺式)上时，β角小于180度；当把手和操作机构轴杆在传动装置的相反侧(反式)上时，β角大于180度。对于各种医疗应用的优选尺寸和角度，参见表1和1a。
把手部(316)可以由任何合适的生物相容性材料如医用级非铁磁性不锈钢、钽、钛、聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、玻璃纤维、用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))、聚苯砜(PPSU)、生物陶瓷如铝硅酸盐、苯乙烯丙烯腈、生物陶瓷-聚合物材料制成。把手部(316)可以由与传动装置(314)相同的材料制成。把手部(316)可以具有与传动装置(314)的近端(40)相同的直径。
把手部(316)可以由成像透明材料如聚合物棒或管形成。为了便于制造，可以使用相同的材料来形成传动装置(314)；这可以减少由传动装置(314)例如在阴道区域(606)中引起的成像赝像——这在下文有更详细的描述。合适聚合物的实例包括聚碳酸酯。可以用于把手部的其他材料是玻璃纤维、碳纤维、用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))、聚苯砜(PPSU)、生物陶瓷如铝硅酸盐、苯乙烯丙烯腈、生物陶瓷-聚合物材料等。图11、12、18至28描绘了由聚合物把手部(316)和传动装置(314)形成并且与可以由刚性金属如钛或硬聚合物(聚碳酸酯、PEEK、用纤维增强的聚芳酰胺树脂)形成的操作机构轴杆(310)相比两者具有更大直径(例如0.8-1cm)的操纵引导装置(300)的示例。
为了有利于附接至RA，把手部(316)可以设置有抓握定位装置(300)，其包括一个或多个凹口(334)和/或一个或多个突起和/或一个或多个拐角(332)，它们与包括抓握装置(例如一组卡爪、卡盘)的RA配件(430)配合。抓握定位装置(300)变得牢固地位于闭合的抓握装置内，从而限制和防止抓握装置和把手部(316)之间的旋转和/或移动。示例性抓握定位装置在图15至21、24、26、29至31中示出。抓握定位装置(300)可以设置在把手部(316)的近端处。凹口(334)的基座可以是尖的、平的或线性的(例如长尖)。凹口(334)可以具有直边(例如径向边)或斜边。抓握定位装置(330)允许RA配件(430)与把手部(316)的非常准确且可重现的可安装——可拆卸附接。抓握定位装置允许提供把手部(316)的抓握装置以高位置重复性和减少的游隙或反冲进行抓握。耦接至抓握位置(300)的RA配件(430)以与抓握位置(300)固定关联地地附接RA配件(430)。
抓握装置卡爪可以设置有一个或多个突起，当抓握装置闭合时，这些突起与把手部(316)上的抓握定位装置(例如，一个或多个凹口)接合。当凹口具有斜边时，抓握装置上的倾斜突起使操纵引导装置(300)在闭合时对准。
抓握定位装置(330)的凹口(334)的示例在图15至17、20A至20C、21、24中给出。在图15中，直边凹口(334)(各自具有平坦基座)纵向分开且在不同的径向位置处设置，在图16中，设置了一组各自具有平坦基座的近端直边凹口(具有相同的纵向位置但不同的径向位置)，并且设置了一组远端凹口(具有与近端组稍有不同的纵向位置但同样的不同径向位置)，并且在图17中，凹口类似于图16布置，但它们具有斜边(V形)和线性基座。在图20B和C、21、24中，设置了具有线性基座的斜边(V形)凹口(334)。
抓握定位装置(330)的一个或多个拐角(332)可以沿把手部(316)的近端的轴线方向设置。拐角(332)可以为方形的。可以只有一个拐角。作为凹口(334)和拐角(332)的组合的抓握定位装置(330)当其是具有一对卡爪的抓握装置时允许由RA配件(430)稳定抓握。至少一个凹口和拐角可以具有不同的相互方向，优选垂直的方向。至少一个凹口可以设置在拐角的纵向跨度内。例如，拐角可以在把手部(316)的近端处沿轴线方向延伸，而凹口的基座可以垂直于轴线方向地延伸；这确保了操纵引导装置相对于RA配件的绝对可再现固定，并且消除了操纵引导装置相对于RA基座端的额外不确定性。
图20B和C、21、24中，把手部(316)的近端设置有抓握定位装置(330)，其包括沿着把手部(316)的近端的轴线方向的单个拐角(332)，并且在转角的纵向跨度内设置了具有线性基座的斜边(V形)凹口(334)。图20A示出了描绘拐角(332)的把手部(316)的端视图。
抓握装置卡爪可以闭合以形成在轮廓上与抓握定位装置(330)的横截面相似的轮廓；该轮廓尤其可以与抓握定位装置(330)的拐角(332)互补。当抓握装置卡爪闭合时，位于抓握装置卡爪轮廓中的拐角(332)确保操纵引导装置(300)正确且稳定地与RA对准。
把手部(316)可以设置有对接信标(340)，该对接信标(340)被配置为提供关于操纵引导装置(300)相对于RA配件(430)的位置和任选的取向的信息。对接信标(340)允许将包括抓握装置(例如一组卡爪、卡盘)的RA配件(430)手动、半自动或自动的引导到把手部(316)，特别是到把手定位装置(330)。可以实时确定和跟踪操纵引导装置(300)相对于RA配件(430)的位置和任选的取向。
示例性对接信标(340)在图29至31中示出。基于对接信标(340)与RA配件(430)的相对姿态，当RA配件(430)接近把手部(316)时，可以实时调整RA配件(430)的姿态，由此允许在不干扰已经插入在受试者管中的操纵引导装置(300)的姿态的情况下进行偶接。闭合反馈回路可以用于将RA配件(430)朝向目标对接信标(340)引导；在接近的RA配件(430)偏离目标把手部(316)的情况下，施加对接近方向的修正直到接近处在目标上。闭合反馈回路持续检查和修正接近方向。对接信标(340)可以设置在把手部(316)的近端尖部处。对接信标可以设置在靠近把手定位装置(330)的把手部(316)上。对接信标(340)可以是无源的或有源的，或者是无源和有源的组合。对接信标(340)可以从把手部(316)上是可拆卸的。对接信标(340)可以从把手部(316)上是不可拆卸的。
无源对接信标包括由RA的视觉引导系统(例如一个或多个相机、激光扫描仪)可识别的预定义几何形状的主体。视觉引导机器人系统在本领域中是众所周知的。主体的形状及其取向允许识别把手部(316)的姿态。无源对接信标的主体可以定位在把手部(316)的近端处，优选地在近端尖部处。其可以定位在抓握定位装置(330)的近端。光学识别系统可以设置为附接至RA配件(430)。
无源对接信标的主体可以包括多个球体(361至iv)，例如如图29中所示的。球体的数量可以为至少3个。球体的位置和间距是预定义的。把手部(316)的取向可以根据球体的三维图像和它们的相互距离来确定。RA配件(430)与把手部的距离可以根据球体的三维图像和它们的直径来确定，其在任何取向上看起来都将是相同的。
无源对接信标的主体可以包括二维形状(344)(例如矩形形式)，例如如图30所示的。长方形形式具有预定义的尺寸和形状。把手部(316)的取向可以根据矩形形式的三维图像确定，该矩形形式根据取向呈现出转向结构。RA配件(430)距把手部的距离可以从非接触式距离测量装置(例如激光或超声波测距仪)确定；在光学识别系统是激光扫描仪的情况下，其可以结合激光测距仪。
有源对接信标无线地发射允许确定把手部(316)的位置和/或取向的信息。它可以包括固态陀螺仪(3-轴)。它可以包括固态陀螺仪(3-轴)、无线发射器(例如蓝牙)、控制器和可更换或可充电电源。RA配件(430)的接近角度可以根据如由有源对接信标传输的把手部(316)的姿态来调整。RA配件和把手部(316)之间的距离可以通过非接触式距离测量装置(例如激光或超声波测距仪)来确定。
一种示例性的有源对接信标(342)例如在图31中示出。
有源对接信标的另一个示例是如本文别处所述的位置确定无线电应答机的阵列。应答机的位置通过空间应答机检测器可实时跟踪，该空间应答机检测器典型地可以提供亚毫米、亚度级精度。应答机可以感应地或从内置电源(例如，通过位于操纵引导装置的把手上的电池)接收电力。
在零重力模式下使用RA可以将RA手动对接到已经插入到受试者体中的定位工具(200)。把手部(316)可以在上述零重力模式下连接至或可连接至RA配件。在零重力开启(失重)模式下，机器人臂的接头被支撑(例如通过伺服系统)以防止臂倒塌，并且RA配件(430、430a、430b)的姿态可以在定位工具(200)的远端已经插入到受试者体内时由医务人员手动地引导到把手部(316’)的附近。一旦RA配件(430、430a、430b)和把手部(316)之间的连接已经建立，就可以解除零重力模式(零重力关闭模式)并且如本文别处所述的执行动作。
RA可以手动对接到已经插入受试者体内并使用RA设置为治疗姿态的定位工具(200)。对接可以通过将在放射疗法治疗台上的RA配件(430)的姿态设置为治疗姿态之一，并将RA配件(430)附接至已经插入在患者体内的操纵引导装置(300)的把手部(316)来实现。将操纵引导装置(300)引入患者体内，放置在与使用激光辐射和成像进行模拟期间相同的位置。操纵引导装置(300)稍微向左或向右移动以将把手部(316)移动到RA配件(430、430a、430b)的路径之外。然后，调整机器人臂(400)的姿态以采用与模拟期间达到的姿态相同的姿态(治疗姿态)；换言之，将RA配件(430、430a、430b)移动到治疗姿态。在将操纵引导装置(300)手动连接至机器人臂的RA配件(430、430a、430b)(例如，操作机构端(抓握装置))的同时保持治疗姿态。因此，操纵引导装置在患者体内将具有与模拟期间相同的姿态。
设置在操纵引导装置的远端(20)处的操作机构轴杆(310)被配置为插入到受试者(50)的管中，和/或附接至被配置为插入到受试者(50)的管中的插入装置(204)。
在存在插入装置(204)的情况下，操作机构轴杆(310)可以可拆卸地或永久地附接至插入装置(204)或细长构件(310)。操作机构轴杆(310)可以被配置为(可重复)可滑动和可移除地插入到插入装置(204)的细长构件内腔(214)中。操作机构轴杆(310)可以被配置为沿着存在于插入装置(204)中的引导线(218)可滑动地和可移除地插入到细长构件内腔(214)中。
在操纵引导装置(300)不具有引导线通道(312)的情况下，可以使用窥器将操作机构轴杆(310)引入到原位插入装置(204)的细长构件内腔(214)中，以将从业者的视线提供到细长构件内腔(214)。其中操纵引导装置(300)不具有引导线通道(312)的示例例如在图44A中示出。图44A中例示的图像捕获系统(360)示出了操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)，其设置有用于接收物体光的图像入口端口(364)和用于从光源照明物体的多个光出口端口(362)。由图像捕获系统(360)捕获的实时图像帮助从业者将操作机构轴杆(310)引导至细长构件内腔(214)。
当操纵引导装置被配置为插入受试者(50)的管中时，不需要附接插入装置(204)。这称为直接插入。在不存在插入装置(204)的情况下，操作机构轴杆(310)可以被配置为进入子宫颈、子宫、肛门或阴道中。操作机构轴杆(310)可以直接接触管的组织，或通过薄的(例如<1mm)保护套或者通过下文稍后描述的可膨胀操作机构轴杆(310)球囊(315)进行接触。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)用于扩张管(例如直肠、子宫颈)并使操作机构轴杆(310)居中。
操作机构轴杆(310)可以具有垂直于其纵向轴线的圆形横截面外轮廓。外轮廓可以在轴线方向上具有相同的尺寸。外轮廓可以在轴线方向上逐渐变细；小轮廓可以在远端。
操作机构轴杆(310)可以在表面上设置有一个或多个凹痕，这些凹痕与细长构件内腔(214)的内表面中的互补突起配合。该布置允许操作机构轴杆(310)闩锁在细长构件内腔(214)内。操作机构轴杆(310)可以卡入到插入装置(204)中的位置。操作机构轴杆(310)的移除是通过拉动以克服闩锁的力进行的。
操作机构轴杆(310)优选是刚性的。其优选是非柔性的。其可以基本上由刚性杆形成。其可以具有直的形式，以例如与子宫颈、子宫、肛门、阴道一起使用。其可以具有弯曲的形式，以与直肠壶腹一起使用。
操作机构轴杆(310)可以设置有引导线通道(312)，用于其沿着引导线(218)的可滑动移动。引导线通道(312)可以是操作机构轴杆(310)内的内腔或操作机构轴杆(310)表面上的纵向凹槽(例如图14以及细节图14A)。引导线通道(312)可以至少部分地沿着操作机构轴杆(310)的纵向长度设置。引导线通道的入口(312，-a)设置在操作机构轴杆(310)的远端，优选地在远端尖端处。来自引导线通道的出口(312，-b1至-b5)设置在入口(312，-a)的近端(即，在其近端侧)。图1示出了引导线通道(312)入口(312，-a)和出口(312，-b)的不同的可能位置，其中引导线通道是内腔。引导线通道(312)的出口(312，-b1)可以设置在操作机构轴杆(310)的远端。引导线通道(312)的出口(312，-b2)可以设置在操作机构轴杆(310)的近端。引导线通道(312)的出口(312，-b3)可以设置在传动装置(314)的远端。引导线通道(312)的出口(312，-b4)可以设置在传动装置(314)的中部。引导线通道(312)的出口(312，-b5)可以设置在传动装置(314)的近端。
在图11中，引导线通道(312)入口(312，-a)在操作机构轴杆(310)的远端尖端，并且出口(312，-b3)朝向传动装置(314)的远端设置。在图12中，出口(312，-b5)设置在传动装置(314)的近端与把手部(316)的远端联结的地方。在图13中，引导线通道(312)入口(312，-a)在操作机构轴杆(310)的远端尖端，并且出口(312，-b2)朝向操作机构轴杆(310)的近端设置。出口(b)距离入口(a)的距离越远，引导线(218)越长。在图19、22和23中，引导线通道(312)入口(312，-a)在操作机构轴杆(310)远端尖端，并且出口(312，-b4)朝向传动装置(314)的中部设置。
操作机构轴杆(310)可以由任何合适的生物相容性材料如医用级非铁磁不锈钢、钽、钛、聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、玻璃纤维、用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))、铝(涂覆的)制成。
通常首先在CT扫描或PET CT扫描下或者在MRI下进行模拟治疗。随后，治疗可以涉及在治疗室中采集一张或多张X光片。优选的是，操作机构轴杆(310)由与医学成像如与CT或MRI或X射线相容的材料制成。材料在医学图像上可以是可见的或者可以是不可见的。
在操作机构轴杆(310)在医学图像上是可见的情况下，操作机构轴杆(310)的姿态可以直接从操作机构轴杆(310)的医学图像确定。当治疗在MRI下进行模拟时，操作机构轴杆(310)可以由低密度材料如PEEK或聚碳酸酯、用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))制造，或者由MR相容性(非磁性)材料如涂覆有一层生物相容性金属(钛)的铝制成，或者由钛制成。对于CT扫描模拟，涂覆的铝或钛、PEEK、聚碳酸酯或用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))(与硫酸钡混合)也将是一个优势，因为与使用高密度金属如不锈钢相比，它允许较少的赝像。一个方面是，涂覆的铝、PEEK、聚碳酸酯、用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))操纵引导装置(300)(与硫酸钡混合)用于模拟并且不锈钢用于处理。一个方面是，铝制操纵引导装置(300)或PEEK、聚碳酸酯或用纤维增强的聚芳基酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))(与硫酸钡混合或没有与其混合)用于模拟并且用于治疗。大多数与放射疗法装置相结合的现代成像装置允许任何金属结构或无线电可见聚合物如操作机构轴杆(310)的良好可见性。在这种情况下，操作机构轴杆可以本身是可见的，并且可以不是必须需要由成像装置看到的成像标记的存在。
在操作机构轴杆(310)不是可见的或是可见但不足以确定插入装置的位置和/或取向的情况下，操作机构轴杆(310)可以布置有一个或多个成像标记(350，a、b、c)。这在使用直线加速器的成像工具执行成像时是有帮助的。操纵引导装置(300)，特别是操作机构轴杆(310)可以设置有一个或多个可以由医学图像识别的成像标记。成像标记可以以与操作机构轴杆(310)固定关联地设置，例如在操作机构轴杆(310)的内表面、外表面上或在其内。成像标记可以由不同于操作机构轴杆(310)的材料(例如重金属，例如铂、铂铱、钽、钨等)制成。图24至28示出了设置在操作机构轴杆(310)上的一个或多个成像标记(350、a、b、c)(图24：350，a、b；图25：350，a、b；图26：350，a、b、c)。
可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以设置在操作机构轴杆(310)上，例如如图1、24、25、26至28中所示的。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以在插入装置(204)不存在时存在。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以用于扩张子宫颈管或直肠管，优选扩张至已知或固定的直径，以用于放射疗法。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)是可重复膨胀和缩小的。其具有用于可重复地插入到管(602)中和从管(602)中移除的缩小状态，以及用于可重复扩张管(602)的膨胀状态。具有缩小状态的可膨胀操作机构轴杆球囊(315)显著减轻了受试者在每个治疗疗程的插入和取出期间的疼痛。特别是对于癌症患者，管可能因放射疗法而变软，并且受试者可能无法承受侵入。管可以在每个治疗疗程开始时通过逐渐膨胀而缓慢扩张，由此减轻疼痛和不适。在治疗结束时，可以释放扩张力并且将操作机构轴杆(310)从受试者撤回。
可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以进一步使操作机构轴杆(310)居中，例如在管内。在膨胀状况下，它有助于将子宫颈管或直肠管以确定的位置和/或取向和/或直径放置以进行放射疗法。操作机构轴杆(310)的直径在远端(20)处较小，可膨胀操作机构轴杆球囊(315)允许利用操作机构轴杆(310)进入到管中，这是较少疼痛的。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)的膨胀使管壁扩张，使得该壁被定位。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)的壁可以由任何合适的可扩大或不可扩大的材料制成。可扩大的材料的示例包括乳胶、任何弹性聚合物、薄膜聚合物(PET、尼龙、聚酰胺、聚氨酯等)或其他弹性体。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以具有受限的膨胀尺寸，从而抵抗处于或超过最大膨胀尺寸的膨胀(半顺应性或非顺应性球囊)。换句话说，可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以是扩大受限的，其中扩大在受限的膨胀尺寸处可再现地停止。通过施加处于或高于受限膨胀尺寸的液压压力的继续膨胀将不会导致进一步扩大。受限膨胀尺寸是可再现的，例如，在一个或多个另外的治疗疗程中是可再现的。可再现的受限膨胀尺寸确保了目标对于给定治疗姿态处于校正位置，因为一旦已达到受限尺寸，扩大将会停止。膨胀的球囊壁和操作机构轴之间的距离是已知的和/或可再现的。特别是对于分次治疗程序中的重复治疗，受限的膨胀尺寸减少了后续治疗疗程中的放置误差。受限的最大膨胀尺寸可以通过由不可扩大的材料如PET、非顺应性或半顺应性聚酰胺来形成球囊壁而实现。备选地，它可以通过在可扩大的材料的球囊上方施加不可扩大的材料的护套来实现。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以具有2.0至6cm的最大膨胀直径。表1和1a中提供了可膨胀操作机构轴杆球囊(315)尺寸和医疗应用的示例。
与可膨胀操作机构轴杆球囊(315)流体连接的可以是在操纵引导装置(300)的近端(40)方向上延伸的膨胀内腔(324)(例如图27、28)。此膨胀内腔(324)可以是操作机构轴杆(310)和/或传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通路；它可以终止于球囊内腔内的端口(324，-a)(例如图27)。此膨胀内腔(324)可以在设置在通道(335)内的管道(333)内，该通道(335)在传动装置部(314)的至少一部分的主体内(例如图28)；它终止于球囊内腔内的端口(324，-a)。此膨胀内腔(324)可以在外部并且平行于操作机构轴杆(310)和/或传动装置部(314)的至少一部分。配件(326)(例如鲁尔配件)可以设置在膨胀内腔(324)的近端以用于连接至泵。配件(326)可以整合到操纵引导装置(300)中，例如，它可以与传动装置(314)固定关联地设置(例如图27)。配件(326)可以是附接至管(333)的近端的线内配件(例如图28)。可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以在模拟之后和/或在放射疗法的每个疗程或分次之后通过释放膨胀流体(例如盐水)而缩小，由此允许操纵引导装置(300)被撤回。
可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以利用盐水或无菌水膨胀。它可以任选地包含1-4％的造影剂，这允许操作机构轴杆球囊在CT模拟图像上和/或在放射疗法疗程或分次之前制作的图像上是可见的。备选地，可膨胀操作机构轴杆球囊(315)可以设置有一个或多个成像标记(例如成像可见丝(纵向、螺旋、圆形的))。
操作机构轴杆(310)可以具有1-15cm的长度(E)，对于子宫颈/子宫/肛门/阴道插入优选为4-10cm的长度(E)，或者对于直肠插入优选为5-15cm或7-11cm的长度(E)(见图1)。操作机构轴杆的最大外径可以为0.1至4cm。
当存在操作机构轴杆球囊时，操作机构轴杆(310)对于较小的管(例如子宫颈管、阴道穹窿、子宫管)可以具有0.1至0.8cm的最大外径，或者对于较大的管(例如阴道、直肠、肛门)可以具有0.5至4cm的最大外径。
当存在操作机构插入装置时，操作机构轴杆对于较小的管(例如子宫颈管、阴道穹窿、子宫管)可以具有0.1至0.8cm的最大外径，或者对于较大的管(例如阴道、直肠、肛门)可以具有0.5至4cm的最大外径。
当操作机构轴杆球囊和插入装置不存在时，操作机构轴杆对于较小的管(例如子宫颈管、阴道穹窿、子宫管)可以具有0.1至0.8cm的最大外径，或者对于较大的管(例如阴道、直肠、肛门)可以具有0.5至4cm的最大外径。
操作机构轴杆(310)的外径从近端到远端可以是一致的或可以变化。例如，该直径可以朝向近端部分是较大的并且朝向远端部分是较小的。直径的变化可以是渐进的。直径的变化可以在操作机构轴杆(310)的长度上是渐进的。
操作机构轴杆可以采用相对于传动装置的角度α(参见图1)。角度α是在传动装置和操作机构之间形成的平面中测量的。当把手和操作机构轴杆在传动装置的同一侧(顺式)时，角度α小于180度；当把手和操作机构轴杆位于传动装置的相反侧(反式)时，角度α大于180度。当把手和操作机构轴杆相互同轴或成直线时，角度α为180度。对于用于各种医疗应用的优选尺寸、角度，参见表1和1a。
操作机构轴杆(310)和把手部(316)可以通过传动装置(314)连接。传动装置(314)典型地是刚性杆。传动装置可以与操作机构轴杆(310)和把手部(316)两者以固定连接和关联(即方向和/或定位)设置。它可以是直的、弯曲的，或者包含一个或多个有角度的弯曲。它可以基本上由刚性杆形成。杆可以是中空的或实心的。
传动装置(314)可以具有1-30cm的长度(T)，对于子宫颈/子宫/阴道穹隆切除术插入优选为10-25cm，并且对于肛门/阴道/直肠插入优选为4至25cm(参见图1)。传动装置(314)可以具有0.3-3cm、优选0.3-1.2cm的最大外径。把手部和在传动装置与操作机构轴杆之间形成的平面可以采用相对于彼此的角度γ。有关用于各种医疗应用的优选尺寸、角度，参见表1和1a。
直径从近端到远端可以是一致的或者可以变化。例如，直径可以朝向传动装置的近端部分是较大的并且朝向传动装置的远端部分是较小的。直径的变化可以是渐进的。当进入肛门或阴道时，小的远端直径是更加非创伤性的，而朝向近端部分的较大直径改善操纵引导装置(300)的刚度。
把手部(316)可以与传动装置(314)相连。传动装置(314)对于近端长度的一部分可以具有与把手部(316)相同的直径(例如0.3-3cm，优选地0.5-2cm)，例如传动装置(314)的近端长度的3-6cm。使把手部(316)的较大直径继续进入传动装置(314)的近端部分中允许操纵引导装置(300)的变硬。加强支柱(317)可以设置在把手部(316)和传动装置(314)之间的拐角处(例如图19、21、22、24)。
传动装置(314)的远端部分(20)可以具有较小的直径(0-0.8cm)，以便通过其直径而是非创伤性的(在进入阴道或肛门时是非创伤性的)。
在存在的情况下引导线通道(312)可以从操作机构轴杆(310)继续进入传动装置(314)中。引导线通道(312，a_b)可以是传动装置(314)内的内腔或者在传动装置(314)表面上的纵向凹槽。引导线通道(312)可以至少部分地沿着传动装置(314)的纵向长度延续。在图1中，传动装置上的可能引导线通道(312)出口在远端(312，_b3)、中段(312，_b4)或近端(312，_b5)。在图11中，传动装置上的引导线通道(312)出口在远端(312，_b3)。在图12中，传动装置上的引导线通道(312)出口在近端(312，_b5)。在图19、22和23中，传动装置上的可能引导线通道(312)出口在传动装置下部的中段(312，_b4)。
可膨胀传动装置球囊(322)可以朝向传动装置(314)的远端(20)设置，例如如图1、13、21、22、23、35中所示的。可膨胀传动装置球囊(322)可以用于扩张阴道或肛门，优选扩张至已知或固定的直径，以用于放射疗法。可膨胀传动装置球囊(322)是可重复膨胀的和可缩小的。它具有用于可重复插入到管(602)中和从其中移除的缩小状态，以及用于可重复扩张管(602)的膨胀状态。具有缩小状态的可膨胀传动装置球囊(322)在每个治疗疗程的插入和取出期间显著减少了受试者的疼痛。特别是对于癌症患者，管可能因放射疗法而变软，并且受试者可能无法承受侵入。管可以在每个治疗疗程开始时通过逐渐膨胀来缓慢扩张，由此减轻疼痛和不适。在治疗结束时，可以释放扩张力并且从受试者撤回传动装置。
可膨胀传动装置球囊(322)可以进一步使传动装置(314)居中，例如。在肛门或阴道通道(606)内。在膨胀状态下，它有助于将肛门或阴道通道(606)以确定的位置和/或取向和/或直径放置以进行放射疗法。传动装置(314)的直径在远端(20)处较小，可膨胀传动装置球囊(322)允许与传动装置(314)一起进入到肛门或阴道通道(606)中，这是较小疼痛的。可膨胀传动装置球囊(322)的膨胀扩张肛门或阴道壁，使得壁被定位。可膨胀传动装置球囊(322)的壁可以由任何合适的可扩大或不可扩大的材料制成。可扩大的材料的示例包括乳胶、任何弹性聚合物、薄膜聚合物(聚氨酯等)或其他弹性体。可膨胀传动装置球囊(322)可以具有受限的最大膨胀尺寸，由此抵抗达处于或超过最大膨胀尺寸的膨胀(半顺应性或非顺应性球囊)。换言之，可膨胀传动装置球囊(322)可以是扩大受限的，其中扩大在受限膨胀尺寸可再现地停止。通过施加处于或高于受限膨胀尺寸的液压压力的持续膨胀将不会导致进一步的扩大。受限膨胀尺寸是可再现的，例如，在一个或多个进一步的治疗疗程中。可再现的受限膨胀尺寸确保了目标对于给定治疗姿态处于校正位置，因为一旦已达到受限尺寸，扩大就会停止。在膨胀的球囊壁和操作机构轴之间的距离是已知的和/或可再现的。特别是对于分次治疗程序中的重复治疗，受限膨胀尺寸减少了在后续治疗疗程中的放置误差。受限的最大膨胀尺寸可以通过由不可扩大的材料如PET、非顺应性或半顺应性聚酰胺来形成球囊壁而实现。备选地，它可以通过在可扩大的材料的球囊上施加不可扩大的材料的护套来实现。可膨胀传动装置球囊(322)可以具有2.0至5cm的最大膨胀直径。传动装置球囊(322)尺寸和医疗应用的示例在表1和1a中提供。
与可膨胀传动装置球囊(322)流体连接的可以是在操纵引导装置(300)的近端(40)方向上延伸的膨胀内腔(328)。此膨胀内腔(328)可以是在传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通路(例如图22)；它终止于球囊内腔的端口(328，-a)。此膨胀内腔(328)可以在设置在通道(331)内的管(327)内，该通道(331)在传动装置部(314)的至少一部分的主体内(例如图23)；它终止于球囊内腔的端口(328，-a)。此膨胀内腔(328)可以在外部并且平行于传动装置部(314)的至少一部分。配件(329)(例如鲁尔配件)可以设置在膨胀内腔(328)的近端以用于连接至泵。配件(329)可以整合到操纵引导装置(300)中，例如，它可以与传动装置(314)固定关联地设置(例如图22)。配件(329)可以是附接至管道(327)的近端的线内配件(例如图23)。可膨胀传动装置球囊(322)可以在模拟之后和/或在放射疗法的每个疗程或分次之后通过释放膨胀流体(例如盐水或无菌水)而缩小，由此允许操纵引导装置(300)被撤回。
传动装置球囊(322)可以用盐水或无菌水膨胀。它可以任选地包含0.5-4％的造影剂，这允许传动装置球囊在CT模拟图像上和/或在放射疗法疗程或分次之前制作的图像上是可见的。备选地，传动装置球囊(322)可以设置有一个或多个成像标记(例如成像可见丝(纵向的、螺旋的、圆形的))。一个或多个无线电位置确定应答机可以位于可膨胀传动装置球囊(322)上。
可膨胀传动装置球囊(322)可以朝向传动装置(314)的远端(20)设置，其中：
-任选地，可膨胀传动装置球囊(322)具有固定的最大膨胀直径，即受限的最大膨胀尺寸，和/或
-任选地，可膨胀传动装置球囊(322)带有一个或多个通过医学成像可见的成像标记，和/或
-任选地，可膨胀传动装置球囊(322)带有一个或多个无线电应答机，用于通过空间应答机检测器来确定传动装置(314)和/或操作机构轴杆(310)的位置和/或取向。
传动装置(314)可以由任何合适的生物相容性材料如医用级非铁磁不锈钢、钽、钛、聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、用纤维增强的聚芳酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))、聚苯砜(PPSU)、玻璃纤维、铝(涂覆的)玻璃纤维、生物陶瓷如铝硅酸盐、苯乙烯丙烯腈、生物陶瓷聚合物材料制成。传动装置(314)可以由与把手部(316)相同的材料制成。在近端的传动装置(314)可以具有与把手部(316)的远端相同的直径。
传动装置(314)可以由成像透明材料如聚合物棒或管形成。为了便于制造，可以使用相同的材料来形成把手部(316)；这可以减少由传动装置(314)引起的成像赝像，例如在阴道区域(606)中——这在下面有更详细描述。合适聚合物的示例包括聚碳酸酯、聚苯砜(PPSU)和用纤维增强的聚芳基酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))。可以用于把手部的其他材料是玻璃纤维、碳纤维、生物陶瓷如铝硅酸盐、苯乙烯丙烯腈、生物陶瓷聚合物材料等。图11、12和19描绘了由聚合物把手部(316)和传动装置(314)形成的操纵引导装置(300)的示例，并且它们两者与操作机构轴杆(310)(其可以由刚性金属如钛形成)相比具有更大的直径(例如0.8-2.5cm)。
在传动装置(314)不是可见的或是可见但不足以确定插入装置的位置和/或取向的情况下，传动装置(314)可以布置有一个或多个成像标记(350，c、d)。这在使用直线加速器的成像工具执行成像时是有帮助的。操纵引导装置(300)，特别是传动装置(314)可以设置有一个或多个可以由医学图像识别的成像标记。成像标记可以相对于传动装置(314)固定关联地设置，例如在传动装置(314)的内表面上、外表面上或传动装置(314)内。成像标记可以由不同于传动装置(314)的材料例如重金属如铂、铂铱、钽、钨等制成。图21、24、25、26示出了设置在传动装置(314)上的一个或多个成像标记(350，c、d)(图24：350，c；图25：350，c；图26：350，d)。
与由更坚固的材料如钛或不锈钢制成的传动装置(314)相比，用于传动装置(314)的聚合物杆或管可以具有更大的直径(例如1cm)。聚合物传动装置(314)可以显著地有助于减少赝像并获得患病结构的优质图像。一些成像赝像可能起因于存在于传动装置(314)上的任何成像标记、起因于可以由对应于子宫颈内部分的钛制成的操作机构轴杆(310)以及起因于设置在插入装置(204)上的任何成像标记，但是与如果整个操纵引导装置(300)由金属(钛、非铁磁钢、涂覆的铝等)制成时相比，则将是不太重要的。
当由聚合材料或陶瓷材料制成时，传动装置部(314)材料可以与无线电可见材料如硫酸钡混合，以便使其在模拟图像上以及在每个辐射治疗疗程之前执行的控制图像上是无线电可见的。为了使其是无线电可见的，传动装置部的表面也可以用无线电可见的纵向、圆形、螺旋形标记覆盖，该标记由金属(细钛或铅丝)或由与例如硫酸钡混合的材料制成。当由聚合材料制成时，传动装置部还可以在结构内部包含无线电可见的标记。
取决于管的位置，例如，子宫颈、子宫、阴道、直肠以及进入的容易程度，可以在操作机构轴杆(310)和传动装置(314)之间形成90度至260度的角度(α)(例如图1)。取决于接近的容易程度，可以在把手部(316)和传动装置(314)之间形成40度到150度的角度(β)(例如图1)。取决于接近的容易程度，可以在把手部(316)与由传动装置(314)和把手部(316)形成的平面之间形成0或-30至+30角度(γ)(例如图1A)。有关用于各种医疗应用的优选尺寸、角度，参见表1和1a。
当管是子宫颈管时，操纵引导装置典型地具有如图1、10至14A、19、21、22、35中所示的几何形状。6076
当管是肛管或阴道管时，操纵引导装置(300)典型地具有如图24和25中所示的几何形状。
当管是直肠管时，操纵引导装置(300)典型地具有如图26至28中所示的几何形状。
伴随或不伴随插入装置(204)的操作机构轴杆(310)响应于操作机构轴杆(310)的移动而移动，该操作机构轴杆(310)又响应于传动装置(314)的移动并且最终响应于把手(316)的移动而移动。通过定位操作机构轴杆(310)，管的位置、管周围的组织的位置可以被调整并保持在固定位置。通过使可膨胀传送装置球囊(322)膨胀，管周围的组织也可以被调整并保持在固定位置。
操纵引导装置(300)、特别是操作机构轴杆(310)和/或传动装置(314)和/或把手部(316)和/或传动装置球囊(在存在的情况下)可以设置有一个或多个(例如2个、3个或更多个)位置确定无线电应答机(352，a、b、c、d)，其位置可以使用空间应答机检测器来确定和跟踪。
术语位置确定无线电应答机和应答机在本文中可互换使用。应答机有时被称为信标应答机。在图21中，三个应答机(352，a、b、c)被设置为在不同位置处固定至传动装置(314)的外表面或内部。在图24和25中，两个应答机(352，a、b)被设置为在不同位置处固定至操作机构轴杆(310)的外表面，并且一个应答机(352，c)被设置在传动装置(314)上。在图26中，三个应答机(352，a、b、c)被设置为在不同位置处固定至操作机构轴杆(310)的外表面，并且一个应答机(352，d)被设置在传动装置(314)上。相同的应答机(352a-d)也充当成像标记(350a-d)，因为它们在医学图像上是可见的。
应答机是一种以特定无线电频率发射由空间应答机检测器可检测到的电磁脉冲的装置——典型地包括多个空间分开的接收器(线圈)。如由位置应答机读取器中的多个空间分开的接收器所检测到的脉冲计时(见下文)允许准确确定应答机的位置。应答机有时被称为信标应答机。应答机可以感应地接收电力。应答机可以由内置电源供电，例如，由位于操纵引导装置的把手上的电池供电。在存在多于一个应答机的情况下，每个应答机可以以不同的无线电频率发射信号。当至少三个单独可识别的应答机在不同位置处设置在操纵引导装置(300)上时，还可以确定操作机构轴杆(310)的取向。这样的系统的示例例如在US 9,248,003 B2和US 9,072,895中描述。应答机的使用减少了在放射疗法之前数次使用医学成像对准操作机构轴杆(310)和/或传动装置(314)的需要，这减少了对成像辐射的暴露。
应答机允许在模拟期间实时捕获操作机构轴杆(310)和/或传动装置(314)的位置。应答机还允许在治疗期间对操作机构轴杆(310)和/或传动装置(314)的位置和/或取向进行实时和自动引导(例如通过机器人臂)，使得其与在模拟期间确定的参考姿态对准。
应答机还允许根据由空间应答机检测器捕获的位置和取向信息实时地手动引导、改变和固定操作机构轴杆(310)的位置和/或取向。例如，闭合反馈回路(其中连续输入是操纵引导装置(300)的姿态，并且因此是操作机构轴杆(310)的姿态，如从一个或多个(例如，2个、3个或更多个)位置确定无线电应答机确定的)可以为操作者提供引导，以手动地使操纵引导装置(300)的姿态和因此操作机构轴杆(310)的姿态与模拟期间确定的姿态一致。在这种情况下，操纵引导装置(300)可以通过把手部(316)附接至手动可控制的定位装置(例如，具有可锁定被动接头的手动可调节定位装置，或者是在手动零重力模式下机器人臂操作的定位装置)。相同的应答机和手动控制还可以允许在模拟期间捕获和存储操纵引导装置(300)的姿态并因此捕获和存储操作机构轴杆(310)的姿态。
根据一个方面：
-操作机构轴杆(310)的至少一部分和/或由其所带的一个或多个成像标记通过医学成像、特别是通过X射线医学成像和/或MR医学成像是可见的
和/或
-传动装置(314)的至少远端部分和/或由其所带的一个或多个成像标记通过医学成像、特别是通过X射线医学成像或MR医学成像是可见的和/或
-传动装置(314)和/或操作机构轴杆(310)设置有一个或多个无线电应答机，以用于通过空间应答机检测器确定传动装置(314)和/或操作机构轴杆(310)的位置和/或取向。
操纵引导装置(300)可以设置有图像捕捉系统(360)。图像捕捉系统(360)从操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)捕捉图像，使得操作机构轴杆(310)可以在生成的图像的引导下插入到身体组织或插入装置(204)细长构件内腔(214)中。例如，这些图像允许引导以手动插入到插入装置(204)中。设置有图像捕获系统(360)的操纵引导装置(300)的一个示例在图44A中示出。
操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)可以设置有图像入口端口(364)，从物体反射的光通过该图像入口端口进入。图像入口端口(364)的一个示例在图44B中示出。图像入口端口(364)可以用透明窗覆盖或密封。透明窗可以是透镜。设置图像传感器(例如CCD、CMOS)，在其上投射所捕获的图像，并转换为电子信号。图像传感器可以设置在操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)中、或在操作机构轴杆(310)的主体中、或在传动装置(314)的主体中、或在辅助单元(368)中。在图像传感器远离图像入口端口(364)的情况下，光可以使用光纤束传输。在图像传感器位于辅助单元中的情况下，设置在操纵引导装置(300)中的连接器(366)可以被配置为可拆卸地偶接至包含光纤束的缆线(367)，以用于将图像光从操纵引导装置传输到辅助单元(368)。辅助单元(368)单元的一个示例在图44C中示出，并且缆线(367)经由连接器(366)将其附接至操纵引导装置(300)。
操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)可以设置有一个或多个光出口端口(362)，由光源发出的光通过该出口端口离开。光出口端口(362)的一个示例在图44B中示出。离开出口端口(362)的光用于照亮物体。出光口端口(362)可以用透明窗覆盖或密封。透明窗可以是透镜。光源可以设置在操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)中、或在操作机构轴杆(310)的主体中、或在传动装置(314)的主体中、或在辅助单元(368)中。在光源远离光出口端口(362)的情况下，光可以使用光纤缆线传输。在光源位于辅助单元中的情况下，设置在操纵引导装置(300)中的连接器(366)可以可拆卸地偶接至包含光纤缆线的缆线(367)，以将照明光从辅助单元(368)传输到操纵引导装置。辅助单元(368)单元的一个示例在图44C中示出，并且缆线(367)经由连接器(366)将其附接至操纵引导装置(300)。
图像捕捉系统(360)的电子部件，如处理器、存储器、I/O端口、电源、无线接口、控件中的一个或多个，可以部分或全部设置在操纵引导装置内。不存在于操纵引导装置(300)中的部件可以设置在辅助单元(368)中。信号和/或电力可以经由缆线(367)从操纵引导装置传递到辅助单元(368)。由图像传感器捕获的图像可以显示在显示器如屏幕、虚拟现实查看器或任何能够显示来自电信号的图像的装置上。可以存储或可以不存储所捕获的图像。具有1mm外径的微型相机(包括照明)可商购获得(例如Scoutcam)。
操纵引导装置(300)、特别是把手部(316)和/或传动装置(314)可以设置有一个或多个(例如2个、3个或更多个)射频识别(RFID)标签。RFID标签允许识别操纵引导装置(300)。系统可以设置有RFID标签读取单元，该RFID标签读取单元包括RFID标签读取器和处理器或到处理器的接口，其被配置为当RFID标签与存储在系统中的预期RFID标签不匹配时阻止机器人臂的操作。由于放射肿瘤学部门可能具有多个不同尺寸的操纵引导装置(参见例如本文中的表1和1a)以供不同受试者使用，所以提供RFID标签防止为受试者提供不正确的操纵引导装置(300)。RFID标签可以设置在操纵引导装置(300)的主体内。例如，它可以设置在加强支柱(317)中设置的狭槽内(参见例如图19、21至25)。例如，它可以放置在把手(316)的侧面中设置的狭槽内。RFID标签可以是可重写的或不可重写的。不可重写的RFID芯片允许操纵引导装置仅归于一名单一患者，其中减少了工作流程错误。例如，RA程序将不允许操纵引导装置RFID芯片被重写以及被用于其他患者。
定位工具(200)还可以包括具有近端(40)和远端(20)的插入装置(204)(例如图3、4A、4B、4C、8、10、32至35、38)。插入装置(204)包括细长构件(210)，其被配置为通过入口插入到与身体组织相连的管中。细长构件(210)的尺寸可以设计成与管的壁接合，使得定位工具(200)的移动引起管的移动。操作机构轴杆(310)可以被配置为与细长构件(210)配合，使得操纵引导装置的移动被传递到细长构件(210)。
插入装置(204)可以不可拆卸地(例如永久地)附接至操纵引导装置(例如图4A)。插入装置(204)细长构件内腔(214)可以被配置为可重复可拆卸地附接至操纵引导装置(300)操作机构轴杆(310)(例如图4B、4C)。操作机构轴杆(310)可以进一步被配置为当细长构件(210)是柔性的时使细长构件(210)的至少大部分变硬。插入装置(204)还可以包括用于将操作机构轴杆(310)从管入口外部引导到内腔(214)中的引导线(218)。引导线(218)的远端(20)以固定关联附接至内腔(214)。
管通过定位工具并因此通过插入装置(204)的移动使受试者的身体组织相对于电离辐射束或位置参考移动以进行治疗。身体组织可以在管内，或者可以是在管移动时移动的结构(例如随直肠管移动的前列腺)。身体组织可以在束中通过插入装置(204)定位在束中，或定位在束外(例如以减少损伤)。定位工具以及因此插入装置(204)的位置和/或取向是可调节和可固定的。
细长构件(210)具有近端(40)和远端(20)。细长构件(210)可以是刚性的(非柔性的)。细长构件(210)可以是柔性的，这允许身体对细长构件(210)有更好的耐受性，该细长构件(210)可以在分次治疗过程期间在管中原位保持长达2-3个月。
细长构件(210)的尺寸被设计成用于插入管中，特别是插入到子宫颈管和/或子宫和/或阴道穹窿切除术中。细长构件(210)可以具有1至10cm的长度。在细长构件(210)被配置为定位在子宫颈管和/或子宫中的情况下，它可以具有1-8cm的长度和3-8mm的最大外径。在细长构件(210)被配置为定位在阴道穹窿切除术中的情况下，细长构件(210)可以具有1-5cm的长度和3-8mm的最大外径。细长构件(210)的直径从近端到远端可以是一致的或者可以变化。例如，该直径可以朝向近端部分更大并且朝向远端部分更小。直径的变化可以是渐进的。直径的变化可以跨细长构件(210)的长度是渐进的。小的远端直径在进入阴道时是更加非创伤性的，并且朝向近端部分的较大直径改善细长构件(210)的刚度。有关用于各种医疗应用的优选尺寸，参见表1和1a。
细长构件(210)可以设置有细长构件内腔(214)。细长构件内腔(214)在近端(40)处开放，以允许在治疗之前操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)的可滑动地插入。细长构件内腔(214)可以在远端(20)处或朝向远端(20)开放或关闭。在它开放的情况下，它可以为可拆卸的引导线(218)提供排放通路(270)或出口端口(272)或螺纹通道(272，-c)。在细长构件(210)永久附接至操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)的情况下，细长构件内腔(214)可以不存在或被操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)占据。
附接至插入装置(204)或细长构件(210)的操纵引导装置(300)是刚性附接的。刚性附接使插入装置(204)和操纵引导装置(300)的把手部(316)之间的游隙或反冲最小化。
细长构件(210)的远端尖端可以是非创伤性的(例如，具有圆形边缘、圆顶形、不造成切口)。细长构件(210)可以具有垂直于其纵向轴线的圆形轮廓。细长构件(210)可以包括基本上圆柱形的形式。细长构件(210)可以设置有一个或多个翅片。翅片是从细长构件(210)的表面向外延伸的突起。翅片也在纵向方向上延伸。它的作用是更好地将细长构件(210)固定到管的内壁(例如子宫颈)，以防止它在利用操纵引导装置进行操作期间旋转。优选地，一个或多个翅片设置在细长构件(210)的近端(40)一半内，例如在近端(40)的2-4cm内。
细长构件(210)可以是刚性管。细长构件(210)可以是柔性管。柔性管的一个优点是在治疗持续时间(例如数周)内被佩戴时对受试者来说更舒适。细长构件(210)的壁可以由任何生物相容性材料如聚合物制成。合适物质的示例包括聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯或有机硅。用于形成刚性细长构件(210)的物质的示例包括聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、用纤维增强的聚丙烯酰胺树脂(例如Ixef(Solvay))。用于形成柔性细长构件(210)的物质的示例包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯或有机硅。
通常首先在CT扫描、PET CT扫描或MRI下进行模拟治疗。随后，治疗可涉及在治疗室采集一张或多张X光片。优选的是，细长构件(210)由与医学成像如与CT或MRI相容的材料制成。该材料在医学图像上可以是可见的或者可以不是可见的。在CT或CT/PET扫描中可见的材料的示例包括聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯或有机硅。为了可见，该材料可以与低百分比的硫酸钡混合。MRI扫描中可见的材料非示例包括聚碳酸酯、PEEK、碳纤维、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯或有机硅。细长构件(210)的姿态(位置和/或取向)可以直接从细长构件(210)在MRI下或用硫酸钡遮蔽(在CT或PET-CT下)的医学图像来确定。在CT/PET扫描中不可见的材料的示例包括聚碳酸酯、PEEK、碳纤维；它们在MRI下是可见的，在CT下当没有与硫酸钡混合时是不可见的。在其是不可见的或者不是充分可见的以确定插入装置的位置和/或取向的情况下，细长构件(210)可以设置有一个或多个成像标记。这在使用直线加速器的成像工具执行成像时是有帮助的。
插入装置(204)、特别是细长构件(210)，可以设置有一个或多个可以由医学图像识别的成像标记(206)。在图3中，一对成像标记(206)设置为固定到细长构件(210)的外表面。成像标记(206)可以通过医学图像来识别。成像标记(206)可以与细长构件(210)固定关联地设置，例如在细长构件(210)的细长构件的内表面上、外表面上或主体内。成像标记(206)可以是突起或凹痕。它可以由与细长构件(210)相同的材料制成，并且由于尺寸差异可以在医学图像上是可见的。成像标记(206)可以由不同于细长构件(210)的材料例如重金属如铂、铂铱、钽、钨等制成。
插入装置(204)、特别是细长构件(210)可以设置有一个或多个(例如，2个、3个或更多个)位置确定无线电应答机(260)，其位置可以使用空间应答机检测器来确定和任选地追踪。
术语位置确定无线电应答机和应答机在本文中可互换使用。应答机有时被称为信标应答机。在图3中，三个应答机(260，a、b、c)设置为在不同位置固定到细长构件(210)的外表面。同样的三个应答机(260，a、b、c)还充当成像标记，因为它们在医学图像上是可见的。
应答机(260)是一种以通过空间应答机检测器可检测到的特定频率发射电磁脉冲的装置——典型地包括多个空间分开的接收器(线圈)。如由位置应答机读取器(见下文)中的多个空间分开的接收器检测到的脉冲计时允许准确确定应答机的位置。应答机(260)可以感应地接收电力。在存在多于一个应答机的情况下，每个应答机可以不同的频率发射信号。当至少三个可单独识别的应答机(260，a、b、c)在不同位置处设置在插入装置(204)上时，还可以确定插入装置(204)的取向。这样的系统的示例在例如US 9，248，003B2和US 9，072，895中描述。应答机的使用减少了在使用医学成像进行放射疗法之前对准插入装置(204)的需要，这减少了对成像辐射的暴露。
应答机在受试者表面下方很好地发挥作用。全部应答机不需要放置在患者体内。例如，1个或2个应答机可以位于定位工具(200)上在将在患者体内的部件上(例如，在插入装置(204)、操作机构轴杆(310)或操纵引导装置(300)的传动装置(314)的远端部分上-见下文)，并且1个或2个应答机可以位于患者体外(例如，在操纵引导装置(300)的传动装置(314)的近端部分上)。
根据一个方面：
-插入装置(204)的至少一部分或者由其带有的一个或多个成像标记通过医学成像、特别是通过X射线医学成像和/或通过MR医学成像是可见的，
和/或
-细长构件(210)的至少一部分或者由其带有的一个或多个成像标记通过医学成像、特别是通过X射线医学成像和/或通过MR医学成像是可见的，
和/或
-插入装置(204)和/或细长构件(210)设置有一个或多个无线电应答机，以用于通过空间应答机检测器确定插入装置(204)和/或细长构件(210)的位置和/或取向。
在插入装置(204)从操纵引导装置(300)是可拆卸的情况下，可以存在或不存在引导线(218)。在存在引导线(218)的情况下，它至少部分地设置在细长构件内腔(214)内，并且在近端处从其中出来。操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)可以包括接收引导线(218)的引导线通道(312)。引导线通道(312)可以是操作机构轴杆(310)内的内腔或操作机构轴杆(310)表面上的纵向凹槽。引导线(218)在引导线(218)的远端(20)处或朝向其远端(20)受到限制以限制或防止引导线(218)在近端方向上相对于内腔(214)滑动。这允许在近侧方向上将张力施加到引导线(218)，而不释放或移动引导线(218)。操作机构轴杆(310)的引导线通道可以被在体外拖尾的引导线的近端穿过，并被可靠地引导到细长构件内腔(214)中。引导线允许操纵引导装置在模拟和/或辐射治疗之前和之后的可重复地安装和拆卸。尽管细长构件内腔(214)位于原位例如在子宫颈中，但是对细长构件内腔(214)的访问仍是可行的。
引导线(218)可以是柔性绳索(219)(例如，由一根或多根股线组成)或膨胀管(236)或将由加劲通管丝变硬的松弛管。引导线(218)的外径小于引导线通道(312)的内径。它的尺寸被设计成穿过引导线通道(312)。引导线(218)可以具有窄的横截面轮廓，例如0.1至2.5mm(柔性绳索)、或1至2.5mm(膨胀管)、或1至5mm(松弛管)。它可以具有抗拉强度以抵抗在操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)插入到细长构件内腔(214)中时施加在其上的张力。它在纵向方向上可以是不可扩展的。作为柔性绳索(219)的引导线(218)的示例是在图4B中示出，以及在图8图A、B、C、D、E、F、O、P、a、b、c、d、e、f、n、o、p以及图10中示出。
引导线(218)可以不可拆卸地(例如永久地)附接至插入装置(204)或者可以可拆卸地附接至插入装置(204)。在引导线(218)可拆卸地附接的情况下，优选地，这样的引导线是柔性绳索(219)。
例如，在细长构件(210)的模制生产期间，通过粘合剂，通过向支柱(213)的打结附接，可以实现与插入装置(204)的不可拆卸附接。引导线(218)的远端优选地以固定关联附接至细长构件内腔(214)，优选附接至细长构件内腔(214)的最远端。不可拆卸地附接的引导线(218)的示例在图4B中示出，并且在图8的图A、B、C、D、L、M、N中示出。
引导线(218、219)可拆卸附接至插入装置(204)允许以下两者：
-当引导线(218、219)存在时，将操作机构轴杆(310)可靠地引导到细长构件内腔(214)中；
-当引导线(218、219)被移除(拆卸)时，将近距离放射疗法施用器插入到细长构件内腔(214)中。
存在当治疗利用外部放射疗法程序开始，并且随后需要进行近距离放射疗法时的情形。近距离放射疗法在本领域中是众所周知的，并且是使用内部电离辐射源来治疗目标的过程。辐射源设置在柔性缆线的末端处的密封胶囊中，该柔性缆线缠绕在后装填机保险箱中。当需要时，具有一定推力的缆线从后装填机送出进入连接至在治疗目标处的近距离治疗施用器的传输管中。在治疗持续期间，辐射源由近距离放射疗法施用器保持在适当位置或在近距离放射疗法施用器内，并且随后撤回到后装填机保险箱中。原位的细长构件(210)可以用作近距离放射疗法施用器的一部分，这避免了插入单独的近距离放射疗法施用器的步骤。原位的细长构件(210)可以用作允许引入近距离放射疗法使用器的导管。在细长构件(210)已经放置在目标附近的情况下，拆卸并移除引导线(218)并且将施用器引入细长构件内腔(214)中并保持在其中以便照射目标。
在引导线(218、219)可拆卸地附接至插入装置(204)的情况下，其典型地是柔性绳索(219)。
根据一个示例，可拆卸的引导线(218、219)是柔性绳索(219)，其具有设置有止动锚(219，c)的锚定端(219，b)。细长构件内腔(214)可以在远端(20)处设置有出口端口(272，-a、-b)。引导线(218、219)被设置为穿过细长构件内腔(214)的近端入口(214、a)、在远端方向上沿细长构件内腔(214)、穿过远端出口端口(272，-a、-b)并在近端方向上返回到插入装置(204)的近端。引导线(218、219)具有锚定端(219，b)和自由端(219，a)。锚定端(219，b)从出口端口(272，-a，-b)出来。锚定端(219，b)设置有止动锚(219，c)。止动锚(219，c)被配置为与插入装置(204)上(例如在细长构件(210)上或止动构件(250)上)的往复运动的止动装置(254)接合。往复运动的止动装置(254)可以是通道。往复运动止动装置(254)设置在插入装置(204)的近端处，当插入装置(204)就位时，专科医生可以访问该近端。自由端(219，a)从细长构件内腔(214)的近端入口(214，a)离开。自由端(219，a)能够不受限制地通过细长构件内腔(214)的近端入口(214，a)、出口端口(272，-a、_b)和往复运动的止动装置(254)。
施加到引导线(218)的自由端(219，a)的张力使止动锚(219，c)与往复运动的止动装置(254)接合，从而防止引导线(218)在细长构件内腔(214)内滑动。施加到引导线(219)的锚定端(219，b)的张力引起引导线(218)在细长构件内腔(214)内滑动；自由端(218，a)通过细长构件内腔(214)的近端入口、出口端口(270，-a、-b、-c)和往复运动的止动装置(254)并最终从插入装置(204)卸下引导线(218)。与止动锚(219，c)一起可拆卸的引导线(218)的示例在图4D中示出，并且在图8的图E、F、d、e、f中示出。
根据另一个示例，可拆卸的引导线(218、219)是具有带螺纹(219，d)远端的柔性绳索(219)。细长构件内腔(214)可以在远端(20)处设置有往复运动的螺纹通道(272，-c)。柔性绳索(219)在一个方向上的轴向旋转允许引导线(218、219)的带螺纹(219，d)远端与插入装置(204)的往复运动的螺纹通道(272，-c)接合，由此附接细长构件(210)。在另一个方向上的旋转从细长构件(210)释放柔性绳索(219)。具有可拆卸的螺纹部(219，d)的引导线(218)的示例在图4E、4F中示出，并且在图8中的图O中示出。
根据另一个示例，可拆卸的引导线(218、219)是柔性绳索(219)，其通过施加超过特定阈值的拉力而是可移除的。拉力可以在1至3kg的范围内。在一个示例中，柔性绳索(219)具有易断部(219，e)，其在远端处，在那里它附接至插入装置(204)、特别是附接至细长构件(210)。在另一个示例中，柔性绳索(219)通过偶连附接至插入装置(204)，该偶连从插入装置(204)撕开。具有易断部(219，e)的引导线(218)的一个示例在图8的图P中示出。
作为柔性绳索(219)的引导线(218)可以由任何合适的材料，优选地非铁磁性的如尼龙或其他聚合物材料、或者金属如镍钛诺制成。作为松弛管的引导线(218)可以由任何合适的材料，优选地非铁磁性的如聚合物(如聚酰胺)制成。作为膨胀管的引导线(218)可以由任何合适的材料，优选地非铁磁性的如聚合物(如聚酰胺)或者金属(如镍钛诺)制成。引导线(218)可以包含或涂覆有抗菌剂；抗菌剂的示例包括银粒子、红霉素或其他抗生素。优选地，引导线(218)由无线电透明材料制成。优选地，引导线(218)由MRI相容性且生物相容性的材料制成。引导线的远端优选地以固定关联附接至细长构件内腔(214)，优选至细长构件内腔(214)的最远端。
引导线(218)可以是膨胀管(236)，其是具有与远端滑动限制装置(220)流体连接的内腔的管，该远端滑动限制装置是可膨胀球囊组件(230)——见下文。膨胀管(236)的内腔可以允许流体(例如液体、盐水)通过以使可膨胀球囊组件(230)的一个或多个球囊膨胀。作为膨胀管(236)的引导线(218)的示例在图8的图L、M、N、k、l、m、图9、34至35、38中示出。细长构件(200)可以设置有围绕远端外侧的可卷曲或可自扩大的圆柱体(例如金属网状物(240))。这允许从业者通过使球囊膨胀(球囊可扩大网状物)或通过去除网状物周围的滑动构件(自扩大支架)来在管内(例如在子宫内(604))打开这种金属网状物。可膨胀球囊组件(230)允许阻断细长构件在子宫内移动。当肿瘤缩小时，用于将插入装置附接至子宫颈的入口的缝线可能会随着时间的推移而松动。作为可膨胀球囊组件(230)的远端滑动限制装置(220)的存在防止细长构件(210)从子宫(604)向下滑出。
引导线(218)可以是松弛管(237)，其是具有被配置为接收加劲通管丝的内腔(238)的管。松弛管(237)在没有加劲通管丝的情况下是更柔性的，并且当加劲通管丝插入在内腔(238)中时是更小柔性的(更硬的，具有更大的推力)。作为松弛管(237)的引导线(218)的示例示于图8的图Q、R、S、T、q、r、t、xxi至xxv中。加劲通管丝比松弛管(237)是更柔性的。加劲通管丝可以是金属丝或聚合物丝。当受试者佩戴插入装置(204)时，松弛内腔(238)中不存加劲通管丝。没有加劲通管丝的松弛管(237)允许更舒适地佩戴插入装置，因为松弛管(237)具有增加的柔性，并且在佩戴期间更符合受试者的形状变化。在插入操纵引导装置之前，加劲通管丝是沿着松弛管(237)内腔(238)插入体；这增加了刚度，并且允许操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)的引导线通道(312)沿着变硬的松弛管(237)被推动(其中减少了屈曲)，并且因此对受试者提供更快的且更少的不适经历。在插入装置(204)的特定姿态下的外部放射疗法和/或模拟治疗之后，移除操纵引导装置(300)。加劲通管丝可以在操纵引导装置(300)已被插入后移除，或者可以在操纵引导装置(300)已被移除后移除。
在插入装置(204)用于子宫颈管(602’)的情况下，引导线(218)足够长以通过阴道(606)离开。引导线(218)的拖尾端可以利用粘合剂垫固定到皮肤，例如在模拟和放射疗法之间和/或在放射疗法分次之间的受试者的腹股沟区域中。
在插入装置(204)从操纵引导装置(300)是可拆卸的情况下，插入装置可以设置有具有套筒内腔的引导套筒，其中引导套筒内腔被配置为接收操纵引导装置操作机构轴杆(310)并引导所述操纵引导装置操作机构轴杆(310)进入细长构件内腔(214)中。引导套筒可以附接至插入装置(204)的近端，使得细长构件内腔(214)和引导套筒内腔是连续的。一种示例性的引导套筒在图45中示出。
操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)可以插入到引导套筒的套筒内腔中，由此将操作机构轴杆(310)引导到细长构件内腔(214)中。
引导套筒允许在模拟和/或放射疗法之前和之后可重复地安装和拆卸操纵引导装置。尽管细长构件内腔(214)位于原位(例如在子宫颈中)，但是仍然使得对细长构件内腔(214)访问是可行的。
导向套筒可以是具有柔性壁的薄壁中空管。导向套筒的内径大于操作机构轴杆杆(310)的外径。它可以具有拉伸强度以抵抗在操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)插入到引导套筒时施加在其上的张力。其在纵向方向上可以是不可扩展的。在插入装置用于子宫颈的情况下，引导套筒是足够长的以通过阴道离开。引导套筒的拖尾端可以用粘合剂垫固定到皮肤，例如在模拟和放射疗法之间和/或在放射疗法分次之间的受试者的腹股沟区域中。
插入装置(204)可以包括一个或多个滑动限制装置(220)。细长构件(210)可以设置有一个或多个滑动限制装置(220)，该滑动限制装置(220)被配置为减少或防止细长构件(210)相对于管的滑动，如例如在图3、4A、4B、4C、4D、8、10和33至35、38中所示的。滑动限制装置(220)可以例如通过摩擦与管壁接合，或者与管的入口或出口邻接。滑动限制装置(220)可以以固定关联附接至细长构件(210)。滑动限制装置(220)可以设置在细长构件(210)上的离散纵向位置处。滑动限制装置的示例包括可膨胀球囊组件(230)、可扩大支架(240)和止动构件(250)。
可以存在两个滑动限制装置(220)，各自设置在细长构件(210)上的不同纵向位置处。一个滑动限制装置(220)可以设置在细长构件(210)的近端(40)处，另一个可以设置在细长构件(210)的远端(20)处。一个滑动限制装置(220)可以是止动构件(250)，另一个滑动限制装置可以是可膨胀球囊组件(230)或可扩大支架(240)。这样的布置允许两个滑动限制装置(220)侧接设置在管的入口和出口之间的组织，由此有效地将细长构件(210)夹在其上。两个滑动限制装置(220)设置在图8(参见表2a至2f的组合)、34、35和38中的细长构件(210)的任一端。优选地，两个滑动限制装置(220)中的一个是近端止动构件(250)。两个滑动限制装置(220)的布置可以有助于通过减少细长构件(210)在子宫管(604)内的自由度来增加子宫定位的准确性。此外，它解决了在近端止动件(250)缝合到子宫颈时观察到的问题；在多个分次后，子宫颈肿瘤开始收缩，并且缝合线可能变得更松，从而允许细长构件的移动；当操作机构轴杆(310)在一个分次之后撤回时，这可能变得很重要。通过使远端放置的球囊组件(230)或可扩大支架(240)膨胀，细长构件(210)变得固定在子宫管(604)内并且抵抗例如在操作机构轴杆(310)的撤回期间施加的张力。
滑动限制装置(220)可以是可膨胀球囊组件(230)。可膨胀球囊组件(230)可以包括一个或多个(例如2个、3个、4个)设置在细长构件(210)的至少远端部分(20)周围的可膨胀球囊(231，-a至-i)，如在图8(图i、ii、iii、vi、vii、viii、xi、xii、xiii、xvi、xvii、xviii、xxi、xxii、xxiii、L、M、N)、28、33、35、38中所例示的。两个可膨胀球囊(231，-a，231，-b)可以设置在细长构件(210)的远端，任选地径向地布置(例如图8(图i、vi、xi、xvi、xxi)、35)。一个可膨胀球囊可以设置在细长构件(210)的远端，任选地具有环形形式，例如圆锥形(图8，图ii、vii、xii、xvii、xxi 231，-c；图8，图M 231，-g)或桶形(图8，图iii、viii、xiii、xviii、xxiii 231，-d；图8，图N 231，-h；图34；图38)。可膨胀球囊(231，-a至-i)的壁可以由任何合适的可扩大或不可扩大的材料制成。可扩大的材料的示例包括聚氨酯、任何弹性聚合物、薄膜聚合物(尼龙、顺应性聚酰胺等)或其他弹性体。可膨胀球囊(231，-a至-i)可以具有受限的最大膨胀尺寸，由此抵抗在或超过最大膨胀尺寸的膨胀。可以通过由不可扩大的材料如PET、半顺应性或非顺应性聚酰胺来形成球囊壁而实现受限的最大膨胀尺寸。
与可膨胀球囊(231，-a至-i)流体连接的可以是膨胀内腔(234)。膨胀内腔(234)可以在近端(40)方向上经由膨胀管(236)如导管或柔性管道延伸。如先前所解释的，膨胀内腔(232)可以在引导线(218)内形成；相应地，引导线(218)可以是膨胀管(236)，例如如图8的图K、L、M中所示的。膨胀管(236)可以备选地设置在细长构件(210)的外部，例如如图8的图i、ii、iii、vi、vii、viii、xi、xii、xiii、xvi、xvii、xviii中所示的。膨胀管(236)可以在细长构件(210)外部的近端方向上延伸。
在细长构件(210)已被定位之后，膨胀内腔(234)允许从体管外部使可膨胀球囊内腔(232)膨胀。可膨胀球囊(231，-a至-i)可以在治疗之后通过经由膨胀内腔(234)从膨胀内腔(232)释放膨胀流体(例如盐水或无菌水)而缩小。膨胀流体可以包含造影剂。图34至35、38例示了设置有可膨胀球囊组件(230)的定位工具(200)，其中可膨胀球囊(231-e、231-f、231-h)位于子宫管(604)中，并被膨胀以防止或减少细长构件(210)的滑动。还示出了用于球囊(231-e、231-f、231-h)的可控膨胀和缩小的膨胀管(236)。如前所述的，膨胀管(236)是引导线(218)。
可膨胀球囊(231，-a至-i)也可以用于防止细长构件在操作机构轴收回期间从子宫管中弹出以及用于改善子宫的定位。在这种情况下，一旦操纵引导装置(300)的操作机构轴杆(310)已被引入细长构件(210)内，球囊(231-a至-i)就可以膨胀。这可以通过减少细长构件(210)在子宫管(604)内的自由度而有助于提高子宫定位的准确性。此外，一旦子宫颈肿瘤开始收缩，将细长构件(210)固定在子宫颈上的缝线就可能变得更松，并允许可能的细长构件移位。通过使球囊膨胀，细长构件将自动固定在子宫管内。球囊(231-a至-i)可以在治疗持续时间(例如1-8周)期间永久地膨胀，以防止细长构件(210)从子宫管(604)脱出(甚至在分次之间)。
滑动限制装置(220)可以是可扩大支架(240)。可扩大支架(240)可以至少围绕细长构件(210)的远端部分设置，如在图8的图v、x、xv、xx、xxv中所例示的。它可以由任何合适的可扩大的材料如CoCr合金、phynox、镍钛诺、可生物降解金属如镁合金、锌合金、铁、可生物降解聚合物制成。可扩大支架可以是自扩大的或球囊可扩大的。支架可以在治疗之后通过利用限制外轮廓的可滑动护套覆盖而收缩。可扩大支架在本领域中是众所周知的并且典型地具有管状形式，壁具有网状构造(从管切割的或由编织丝线制成的)，其径向地扩大。
止动构件(250)可以设置在细长构件(210)的近端，如在图8的图a、b、d、e、g、h、k、l、n、o中所例示的。止动构件充当距离限制装置以在其抵靠管入口时防止细长构件(210)进一步滑入到管中。止动构件设置在细长构件(210)的近端。止动构件从细长构件(210)的外表面突出。止动构件(250)以与细长构件(210)成固定(非移动)关联地设置。止动构件(250)可以是刚性的。止动构件可以包括环形结构。它可以由与构件(210)相同的材料形成，或者它可以由不同的材料形成。止动构件(250)可以设置有一个或多个缝合通路(252)。缝合通路允许止动构件被缝合至管的入口，例如缝合至子宫颈的坝部。图3、4A至4E、10和33至35、38例示了在细长构件(210)的近端处设置有止动构件(250)的插入装置(204)。定位工具(200)位于子宫颈管(602’)中或在子宫颈管(602’)和子宫管(604)中，并且止动构件对着子宫颈管(602’)的坝部的抵靠防止或者减少细长构件(210)的滑动。
滑动限制装置(220)可以是包含一个或多个远端突起的在细长构件(210)的远端部分处的区域。突起可以是横向突起(245)，如图8的图iv、ix、xiv、xix、xxv中所例示的。突起可以是环形圈或节段。远端突起(245)充当限制装置以在其抵靠管壁时防止或减少细长构件(210)进一步滑入到管中。远端突起(245)设置在细长构件(210)的远端。远端突起(245)从细长构件(210)的外表面突出。远端突起(245)以与细长构件(210)成固定(非移动)关联地设置。远端突起(245)可以是刚性的。远端突起(245)可以包括环形结构。它可以由与构件(210)相同的材料形成或者它可以由不同的材料形成。
细长构件(210)可以在远端(20)处设置有一个或多个排放通路(270，-a、-b、-c)，例如如图8的图B、C、E、F、H、J、O、R、S、T中所示的。排放通路将细长构件内腔(214)与细长构件(210)的外表面流体连接。排放通路(270，-a，_b)可以朝向细长构件(210)的远端设置。细长构件(210)的远端末端可以对细长构件内腔(214)开放，由此形成排放通路(270，-b)(例如图8的图C、F、J)。引导线(218)(在存在的情况下)可以附接至支柱(213)，该支柱(213)附接至不阻塞流体的通道的细长构件内腔(214)(例如图8的图C)。排放通路(270，-c)可以设置在细长构件内腔(214)的侧壁上。一个或多个排放通路(270)允许排放待安全移除的可能会在子宫管内产生的流体。当操作机构轴杆不在细长构件内时，流体离开细长构件内腔(214)的近端，例如在模拟和/或放射疗法之后进入阴道通道(606)中。排放通路允许液体从管中排出，从而显著降低感染的风险。排放通路也可以用作用于引导线(218)的出口端口，并且反之亦然。排放通路也可以用作用于可拆卸引导线(218)的螺纹通道(272，-c)，并且反之亦然。
插入装置可以设置有多种不同布置的排放通路(270)、出口端口(272)、螺纹通道(272，-c)、侧面限制装置(220)和引导线(218)中的任一种。例如，可以设置或不存在远端滑动限制装置、近端滑动限制装置、出口端口和一个或多个排放通路。在存在排放通路和远端滑动限制装置(i至xv)二者的情况下，排放通路可以位于远端滑动限制装置的两个末端之一的侧面。
在图8中，细长构件(A、B、C、D)中的任一个可以与近端滑动限制装组合置(a、b)或者可以不与近端滑动限制装置组合(c)；细长构件(A、B、C、D)可以包含或者可以不包含远端滑动限制装置(i、ii、iii、iv、v)。
此外，在图8中，细长构件(E，F)中的任一个可以与近端滑动限制装置组合(d，e)或者可以不与近端滑动限制装置组合(f)；细长构件(E，F)可以包含或者可以不包含远端滑动限制装置(vi、vii、viii、ix、x)；引导线是可移除的。
此外，在图8中，细长构件(G、H、J、K)中的任一个可以与近端滑动限制装置组合(g、h)或者可以不与近端滑动限制装置组合(j)；细长构件(G、H、J、K)可以包含或者可以不包含远端滑动限制装置(xi、xii、xiii、xiv、xv)；引导线不存在。
此外，在图8中，具有远端滑动限制装置(L、M、N)的细长构件中的任一个可以与近端滑动限制装置组合(k、l、m)，或者可以不与近端滑动限制装置组合(m)；引导线是膨胀管。
此外，在图8中，细长构件(O、P)中的任一个可以与近端滑动限制装置组合(n、o)或者可以不与近端滑动限制装置组合(p)；细长构件(O、P)可以包含或者可以不包含远端滑动限制装置(xvi、xvii、xviii、xix、xx)；引导线是可拆卸的。
此外，在图8中，细长构件(Q、R、S、T)中的任一个可以与近端滑动限制装置组合(q、r)或者可以不与近端滑动限制装置组合(s)；细长构件(Q、R、S、T)可以包含或者可以不包含远端滑动限制装置(xxi、xxii、xxiii、xix、xx)；引导线是松弛管。
在远端滑动限制装置(i至xxv)和排放通路或出口端口二者存在的情况下，远端滑动限制装置(i至xxv)可以设置在细长构件(210)的不堵塞排放通路的区域(例如211)内。
下表2a至2f中提供了不同组合的示例。表2a至2e中提及的示例性元件在图8中描绘。
表2a当引导线(218)是柔性绳索(219)时插入装置(204)特征的示例性组合。说明：A-细长构件，无排放通路，B-排放通路在远端的细长构件，C-在远端开放的细长构件，D-排放通路在远端在侧壁的细长构件；a-具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，b-不具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，c-无近端止动构件(滑动限制装置)；i-远端一对球囊(滑动限制装置)，ii-远端圆锥形球囊(滑动限制装置)，iii-远端桶形球囊(滑动限制装置)，iv-远端突起(滑动限制装置)，v-可扩大支架(滑动限制装置)，GS引导线。图8示出了每个特征(A、B、C、D、a、b、c、i、ii、iii、iv、v)的示例性实施方式。
表2b当引导线是可拆卸的时插入装置特征的示例性组合。说明：E-具有出口端口作为通道的细长构件，F-具有在远端开放的出口端口的细长构件；d-具有缝合通路和往复运动的止动装置的近端止动构件(滑动限制装置)，e-不具有缝合通路且具有往复运动的止动装置的近端止动构件(滑动限制装置)，f-无近端止动构件(滑动限制装置)和具有往复运动的止动装置的细长构件；vi-远端一对球囊(滑动限制装置)，vii-远端圆锥形球囊(滑动限制装置)，viii-远端桶形球囊(滑动限制装置)，ix-远端突起(滑动限制装置)，x-可扩大支架(滑动限制装置)，GS引导线。图3示出了每个特征(E、F、d、e、f、vi、vii、viii、ix、x)的示例性实施方式。
表2c当引导线不存在时插入装置特征的示例性组合。说明：G-细长构件，无排放通路，H-排放通路在远端的细长构件，J-在远端开放的细长构件，K-排放通路在远端在侧壁的细长构件；g-具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，h-不具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，j-无近端止动构件(滑动限制装置)；xi-远端一对球囊(滑动限制装置)，xii-远端圆锥形球囊(滑动限制装置)，xiii-远端桶形球囊(滑动限制装置)，xiv-远端突起(滑动限制装置)，xv-可扩大支架(滑动限制装置)，GS引导线。图8示出了每个特征(G、H、J、K、g、h、j、xi、xii、xiii、xiv、xv)的示例性实施方式。
表2d当引导线(218)是膨胀管(236)时插入装置(204)特征的示例性组合。说明：L-具有远端一对球囊(滑动限制装置)的细长构件，M-具有远端圆锥形球囊(滑动限制装置)的细长构件，N-具有远端桶形球囊(滑动限制装置)的细长构件；k-具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，l-不具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，m-无近端止动构件(滑动限制装置)。图8示出了每个特征(L、M、N、k、l、m)的示例性实施方式。
表2e当引导线是可拆卸的时插入装置特征的示例性组合。说明：O-具有螺纹通道(272，-c)的细长构件，P-利用可断开连接附接至细长构件的引导线；n-具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，o-不具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，p-无近端止动构件(滑动限制装置)；xvi-远端一对球囊(滑动限制装置)，xvii-远端圆锥形球囊(滑动限制装置)，xviii-远端桶形球囊(滑动限制装置)，xix-远端突起(滑动限制装置)，xx-可扩大支架(滑动限制装置)，GS引导线。图8示出了每个特征(O、P、n、o、p、xvi、xvii、xviii、xix、xx)的示例性实施方式。
表2f当引导线(218)是松弛管(237)时插入装置(204)特征的示例性组合。说明：Q-细长构件，无排放通路，R-排放通路在远端的细长构件，S-在远端开放的细长构件，T-排放通路在远端在侧壁的细长构件；q-具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，r-不具有缝合通路的近端止动构件(滑动限制装置)，s-无近端止动构件(滑动限制装置)；xxi-远端一对球囊(滑动限制装置)，xxii-远端锥形球囊(滑动限制装置)，xxiii-远端桶形球囊(滑动限制装置)，xxiv-远端突起(滑动限制装置)，xxv-可扩大支架(滑动限制装置)。图3示出了每个特征(Q、R、S、T、q、r、s、xxi、xxii、xxiii、xxiv、xxv)的示例性实施方式。
管通过定位工具(200)的移动引起受试者的身体组织相对于外部电离放射疗法束的移动，特别是相对于外部电离放射疗法束的束相交体积的移动。定位工具的位置和/或取向(姿态)在治疗疗程的至少一部分的持续时间内是可调节的和可固定的，这稳定地固定了身体组织相对于电离放射疗法束的位置。图36和37例示了如本文别处所述的发明。管通过定位工具(200)的移动可以使受试者的身体组织与电离放射疗法束对准，例如与电离放射疗法等剂量体积对准，因为它已在CT扫描或MR下的患者模拟期间进行了定义(图36)。备选地，管通过定位工具(200)的移动可以移动和/或固定受试者的身体组织远离电离放射疗法束，例如，以保护该结构(图37)。
管(602)可以通过定位工具(200)精确地移动和固定，以改变和固定管和身体组织相对于外部电离放射疗法束的位置。身体组织可以在管中，或者可以是当管移动时移动的结构(例如随直肠管移动的前列腺或随子宫颈管移动的子宫)。
受试者的管(602)优选是自然身体结构的管(通道)，如子宫颈管(602’)和/或子宫(604)、阴道(606)、直肠管或肛管，或通过切除术在阴道穹窿内形成的管。在图32至35、38中，定位工具(200)位于子宫颈管(602’)内。管可以是通过外科手术(例如在阴道穹窿或组织块如乳房中)形成的管。
与管相关的受试者的身体组织是指通过改变管的空间位置和/或取向(即通过改变定位工具(200)的空间位置和/或取向(姿态))可移动的组织。换句话说，管与身体组织是活动连接的。身体组织可以是管壁的一部分，或者其位置和/或取向受管的移动影响的不同组织结构。例如，膀胱、阴道、子宫和直肠的位置和/或取向可以通过改变插入装置(204)或操作机构轴杆(310)在子宫颈中的空间位置和/或取向(姿态)而改变。例如，肛门、直肠、下结肠、膀胱、前列腺、阴道、子宫颈、子宫的位置和/或取向可以通过改变插入装置(204)或操作机构轴杆(310)在直肠管中的空间位置和/或取向(姿态)而改变。
身体组织(608)可以是作为治疗的目标(610)(例如肿瘤)的组织并且将被带入到外部电离放射疗法束中以暴露于该束；相应地，用于接受治疗的一个或多个目标被高度准确地定位，从而允许接受最大剂量并减少对健康结构的损害。备选地，身体组织可以是要被移出外部电离放射疗法束由此避免暴露于该束的组织；相应地，健康组织可以移动远离目标，从而允许更孤立的暴露。
身体组织(608)可以是组织或器官组织。身体组织可以是包含在骨盆区域中的组织结构如子宫颈、子宫体、直肠、膀胱、阴道，其可以通过改变阴道和/或子宫颈和/或子宫的位置和/或取向而发生移动。身体组织可以是包含在直肠区域中的组织结构如肛门、直肠、下结肠、膀胱、前列腺、阴道、子宫颈、子宫，其可以通过改变直肠的位置和/或取向而发生移动。身体组织可以是包括在骨盆区域中的组织结构如女性受试者的膀胱，其可以通过改变放置在膀胱内的定位工具(200)的位置而发生移动。应理解的是，定位工具(200)可以用于治疗位于管附近的多个组织。
本文所述的系统、定位工具和方法可以用于治疗在身体组织中存在的一种或多种肿瘤。
治疗姿态对应于由放射疗法治疗台(512)上的受试者(50)的身体组织的定位工具(200)相对于在外部放射疗法期间由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束、特别是相对于外部放射疗法期间的位置参考的空间对准。
RA臂(400、400a)将定位工具(200)移动到相对于受试者(50)或者当受试者在治疗台(512)准确对准时相对于受试者(50)或治疗台(512)的一个或多个治疗姿态。在每个治疗姿态，受试者暴露于由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束。当身体组织是目标时，电离辐射束通过身体组织。当身体组织要被保护时，治疗姿态使身体组织至少部分地避免暴露于电离辐射束。
可以存在一个治疗姿态，例如当目标可以通过将身体组织引导到一个位置中而充分暴露时。可以存在两个或更多个治疗姿态，其允许将身体组织引导到多个不同的位置中，每天将剂量分开并散布在不同的周围健康组织上，这进一步有助于减少副作用。
治疗姿态源自于定位工具(200)在模拟期间的相应姿态，即与设置在模拟台(522)上的受试者(50)关联，或者当受试者在模拟台(522)上准确对准时与模拟台(522)关联。定位工具(200)在模拟期间的每个姿态被称为定位工具(200)的凭经验确定的模拟姿态。每个凭经验确定的模拟姿态是从当受试者在模拟台(522)上时获取的定位工具(原位)的医学图像确定的；移动和/或固定身体组织目标以最佳暴露于电离辐射束或移动和/或固定身体组织远离电离辐射束的定位工具(200)的一个或多个姿态被记录。该一个或多个姿态稍后被传送到相对于放射疗法治疗台(512)安装的RA(400、400a)。
一个或多个预先确定的治疗姿态可以从定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态来确定。
一个或多个预先确定的治疗姿态可以通过以下方式确定：
-接收(a)一组模拟确定的参数，这包括定位工具(200)相对于位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，和
-接收(b)安装在模拟台(522)上的RA的RA基座端(422、422b)相对于位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨的位置关系(SPx，v，z)，
-接收(c)关于安装在放射疗法治疗台(512)上的RA的RA基座端(422、422a)相对于位置参考如束相交体积、等中心或放置在放射疗法治疗台(512)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨的位置关系(TPx，y，z)的数据，
-从(a)、(b)和(c)确定与定位工具(200)的与该定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态相对应的一个或多个治疗姿态。
同一组模拟确定的参数可以用于确定用于至少1个、2个或优选地所有外部放射疗法疗程的一个或多个治疗姿态。处理单元(440)可以为此进行配置。
处理单元(440)可以被配置为根据(a)、(b)和(c)确定定位工具(200)相对于位置参考的一个或多个治疗姿态。
定位工具(200)的一个或多个治疗姿态中的每一个可以在连续或脉冲暴露于电离辐射束的时间段期间被固定。处理单元(440)可以为此进行配置。
如前面提及的，定位工具(200)可以设置有应答机(260、352)和/或成像标记(206、350)，以允许在模拟或治疗期间实时捕获定位工具(200)姿态。应答机(260、352)可以设置在插入装置(204)和/或操纵引导装置(300)上。成像标记(206、350)可以设置在插入装置(204)和/或操纵引导装置(300)上。在操纵引导装置上，应答机和/或成像标记可以设置在操作机构轴杆(310)上和/或在传动装置(314)上或内部和/或在把手部(316)上或内部和/或在可膨胀传动装置球囊(322)(在存在的情况下)上。
应答机(260、352)和/或成像标记(206、350)允许在治疗期间实时引导定位工具(200)，使得它与在模拟期间确定的参考姿态对准。所提供的引导可以是手动的、半自动的或由机器人臂自动进行的。应答机(260、352)和/或成像标记(206、350)允许操作机构轴杆(310)或插入装置(204)的位置和/或取向根据由空间应答机检测器或成像单元捕获的位置和取向信息被实时引导、改变和固定。例如，闭合反馈回路(其中连续输入是人由一个或多个(例如，2个、3个或更多个)位置确定无线电应答机所确定的操作机构轴杆(310)或插入装置(204)的姿态)可以提供引导，以使操作机构轴杆(310)或插入装置(204)的姿态与在模拟期间确定的姿态一致。这可以允许在原位模拟或治疗期间细调定位工具(200)的姿态。
实时引导可以是手动的，提供信息(例如图形、声音、力反馈)来引导操作者手动地移动定位工具(200)。在这种情况下，操纵引导装置(300)可以通过把手部(316)附接至手动可控制的定位装置(例如，在手动零重力模式下操作的机器人臂)。相同的应答机和/或成像标记和手动控制还可以允许在模拟期间捕获和存储操纵引导装置(300)的姿态，并且因此捕获和存储操作机构轴杆(310)的姿态。
实时引导可以是自动的，从而向机器人臂提供信息，以通过机器人臂接头的激活而自动移动定位工具(200)。
实时引导可以是半自动的，从而向机器人臂和操作者提供信息，以允许定位工具(200)的部分自动和部分手动移动。
应答机和成像标记在受试者表面下方很好地发挥作用。
全部应答机不需要放置在患者体内。位于定位工具(200)上或内部的应答机不需要全都位于身体内部。例如，1个或2个应答机可以位于将是患者体内的一部分上的定位工具(200)上或内部(例如，在插入装置(204)、操作机构轴杆(310)上，或者在操纵引导装置(300)的传动装置(314)的远端部分上或内部)，以及1个或2个应答机可以位于患者体外(例如，在操纵引导装置(300)的传动装置(314)的近端部分上或内部)。
全部成像标记不需要放置在患者体内。位于定位工具(200)上或内部的成像标记不需要全都位于体内。例如，1个或2个成像标记可以位于将是患者体内的一部分上的定位工具(200)上或内部(例如，在插入装置(204)、操作机构轴杆(310)上，或者在操纵引导装置(300)的传动装置(314)的远端部分上或内部))，以及1个或2个成像标记可以位于患者体外(例如，在操纵引导装置(300)的传动装置(314)的近端部分上或内部)。
利用某些现有技术，可以将应答机植入体内以跟踪器官的位置。本定位工具(200)避免了植入的需要；应答机位于身体外部的定位工具(例如插入装置(204)、操纵引导装置(300))的一部分上或内，并且在每个分次治疗期间仅在体内暂时引入几分钟。这些应答机跟踪体内的物体，它们位于物体上，它们未被植入，并且它们中的一些(1个或2个)可以留在体外以跟踪所述物体。因此，它避免了将应答机植入到受试者体内的需要。
当受试者(50)在治疗台(512)上时，可以调整定位工具(200)的治疗姿态。尽管机器人臂RA(400、400a)复制了通过治疗的模拟确定的定位工具(200)的姿态，但是定位工具(200)的姿态可以随后基于当受试者在治疗台(512)上时获得的定位工具(200)的实时位置进行细调。在已进行调整之后，照射组织目标。
发明人已发现，在一定百分比的情况(大约30-40％)下，受试者在治疗台上的定位无法可重复地再现。受试者在模拟台上的位置和在治疗台上的位置之间和/或在连续的分次治疗中受试者在治疗台上的位置之间可能存在几mm范围内的定位差异。该差异可能取决于患者；有时在身体轮廓方面存在轻微的差异，因为受试者在模拟到开始治疗已经等待了几周，并且在此时间期期间患者体重增加或减轻。备选地，受试者可能会经历新的疼痛，并且一些肌肉局部紧张，使得受试者能够到达完全相同的位置。该差异可能取决于可能引入放置误差的使用者(例如技术人员)，因为患者难以移动，或其他内在误差。小的距离偏差是显著的，因为目标将不会接受最大剂量，并且可能会增加对健康结构的损害。
基于在治疗台(512)上受试者装配有定位工具(200)时获得的定位工具(200)的实时位置信息来细调定位工具(200)的姿态的能力因此增加功效并减少副作用。
手动、非机器人定位装置(手动定位装置)可用于调整和锁定定位工具(200)的姿态，但是与机器人臂相比，其缺点是不太准确、更耗时、更不安全且使用成本高。
手动定位装置更耗时进行定位，因为每个轴都是单独调整的(例如，通过转动连接到每个轴(x、y、z)的螺纹轴杆)，从而使得将定位工具(200)放入准确的位置中既困难又费时。利用手动定位装置，使用者(医生)将会需要手动地多次移动和固定手动臂的姿态。将需要拍摄新的医学图像来确认每个新的姿态以确定定位工具(200)是否相对于骨骼结构被正确保持；这是耗时的，因为工作人员需要在拍摄每张图像时离开治疗室。因此，使用手动定位装置的程序是迭代的且耗时的。利用机器人臂，由各个接头所采用的角度不需要单独设置；一旦已知定位工具(200)的姿态，接头的角度就使用标准方法自动地设置。
达到手动定位装置是更加时间困难的，因为治疗台/模拟台通常放置得很高以与电离辐射治疗头对准。要么使用者(医生)必须伸展身体以进行次优调整，要么降低台面(这会增加时间花费)。机器人臂允许远程调整和固定定位工具(200)的姿态。
使用手动定位装置，存在对于X射线的高暴露，因为正确的姿态是通过迭代确定的，其中在每次迭代之后拍摄X光片。利用机器人臂，治疗姿态可以是基于模拟姿态的并且不需要X光片。
由于本机器人臂控制定位工具(200)的移动，所以移动更加准确。利用手动定位装置，对姿态的每次调整都需要手动解锁每个接头(通常为3个)，接着在调整后手动锁定。锁定和解锁是顺序的：当第一个接头被锁定时，对第二个接头施加力以改变其位置，这将引起第一个接头的位置发生轻微的移动和位移。每次调整一个接头时，都会引起另一个接头的轻微移动。因此，迭代地对所有三个接头进行调整，直到实现正确的姿态。手动执行的操纵是高度复杂的，其是费时且不准确的。
经验表明，如果手动定位装置在每个治疗疗程对定位工具(200)应用相同的姿态，则定位工具(200)多半将不会相对于骨骼结构被准确定位在受试者体内的相同位置，因为与之前的位置相比，身体在形状方面将通常具有非常轻微的变化(至少几度)。这些日常变化是因为受试患者更加紧张、体重减轻、体重增加或水肿，或者其他因素。利用手动定位装置，在第一个治疗疗程使用的姿态是手动锁定的，并且在随后的治疗疗程中使用，因此，没有考虑到这种观察到的身体变化，因此受到照射的目标更少，并且有更大的毒性。因为机器人臂控制定位工具(200)的移动，所以定位工具(200)的姿态可以在每个疗程开始时快速细调(例如参考骨骼结构)。利用机器人臂，以及标记和/或应答机，将会自动达到细调姿态，可以由一名技术人员在几秒钟内完成。使用者(医生)不是必须在场。此外，辐射暴露较少。
因为机器人臂控制定位工具(200)的移动，所以移动可以沿着固定的轨迹，并且非常缓慢地(如每分钟几(1-3)mm)执行。利用手动臂，使用者(医生)将旨在在最少的移动次数和在最短的可能时间内达到最佳姿态。这将对受试者引起疼痛，因为受试者的组织没有时间去适应大的位移。此外，医生在遇到阻力时可能会无意地施加过度的力以快速达到一个姿态，这对于受试者来说可能是高度痛苦的。
定位工具(200)的原位姿态可以基于一个或多个骨参考进行细调，该骨参考通过内置医学成像单元(例如X射线系统、低分辨率CT扫描)是可见的。骨参考的一个示例是骨盆。定位工具(200)的姿态在治疗期间被调整，直到它相对于一个或多个骨参考具有与它在模拟期间所具有的相同姿态。
关于定位工具(200)的原位姿态的实时信息可以从相对于位置参考(例如放射疗法治疗台(512)或相对于电离辐射治疗头(518))以已知关联设置的医学成像单元获得。
一些放射疗法装置(510)配备有内置医学图像单元(例如X射线系统、低分辨率CT扫描)，从而允许在受试者在放射疗法治疗台上时拍摄身体组织和定位工具(200)的医学图像(例如X射线图像)。当定位工具(200)的精细调整可以从医学图像中确定时，更新实时原位姿态。如本文别处所提到的，定位工具(200)的至少一部分可以通过医学成像是可见的和/或定位工具(200)可以设置有一个或多个成像标记。操作机构轴杆(310)可以设置有一个或多个(优选至少三个)成像标记(350，a、b、c)。传动装置(314)可以设置有一个或多个(优选地至少三个)成像标记(350，a、b、c)。
关于定位工具(200)的原位姿态的实时信息可以从以与位置参考(例如放射疗法治疗台(512)或相对于电离辐射治疗头(518))成已知关联设置的位置应答机读取器获得。放射疗法装置(510)可以配备有位置应答机读取器，从而允许在受试者在放射疗法治疗台(512)上时确定定位工具(200)中存在的一个或多个位置确定无线电应答机的精确位置确定。如本文别处所述的，定位工具(200)的应答机可以设置在插入装置(204)和/或操纵引导装置(300)上以引导细调移动。在一些放射疗法装置(510)中，应答机读取器是一种在需要时靠近放射疗法治疗台、而在不需要时放在一边的系统。当应答机读取器开启时，应答机读取器位置相对于位置参考的位置被传达给放射疗法装置(510)。定位工具(200)的精细调整可以源自于位置应答机读取器数据。
细调调整可以手动地(例如，由在手动零重力模式下操作的机器人臂的操作者引导移动)、自动地(例如，仅通过机器人臂)或半自动地(例如，手动和机器人二者)执行。
精细调整可以在随后的治疗疗程期间被存储和应用。
此处描述的方法中的一种或多种可以在计算机上实现。本文提供了计算机实现的方法(700)，用于控制如本文所述的放射疗法系统(100)以辅助施加至受试者的包括一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序。在图7的流程图中描绘了一种示例性计算机实现的方法(700)。定位工具(200)包括操纵引导装置(300)和任选的插入装置(204)(取决于应用)。
本文提供了计算机实现的方法(700)，其包括：
-接收(a)一组模拟确定的参数(716)，该参数(716)包括定位工具(200)相对于位置参考(如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，以及
-(b)RA基座端(422、422b)相对于位置参考(714)(如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)的位置关系(SPx，y，z)，
-接收(c)关于RA基座端(422、422a)在放射疗法治疗台(512)上相对于位置参考(如束相交体积、等中心或放置在放射疗法治疗台(512)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)的位置关系(TPx，y，z)的数据；
-根据(a)、(b)和(c)确定(726)定位工具(200)的与定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态相对应的一个或多个治疗姿态。
该计算机实现的方法(700)还可以包括以下步骤：
-输出指令(730)以致动相对于位置参考(例如，相对于束相交体积、等中心或放置在放射疗法治疗台(512)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)以固定和已知(722)关联可安装在或安装在治疗台(512)上的机器人臂RA，以在从放射疗法装置(510)发射辐射之前将定位工具(200)移动和/或固定到治疗姿态中的一个，
-任选地(731)输出指令(730)以致动机器人臂RA，以基于原位定位工具(200)的实际姿态(例如由内置于放射疗法装置系统(510)中的医学成像单元或应答机读取器确定的)通过(手动)致动RA来细调定位工具(200)的原位姿态。
-任选地输出指令(734)以致动机器人臂RA，以在从放射疗法装置(510)发射辐射之前将定位工具(200)移动和/或固定到治疗姿态中的另一个。
-任选地对于至少1个、2个或优选地所有治疗疗程重复(736)上述步骤。
在每个治疗疗程中可以重复的步骤可以是以下步骤
-输出指令(730)以致动相对于位置参考(例如相对于束相交体积、等中心或放置在放射疗法治疗台(512)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)以固定和已知(722)关联可安装在或安装在治疗台(512)上的机器人臂RA，以在从放射疗法装置(510)发射辐射之前，将定位工具(200)移动和/或固定到治疗姿态中的一个，
-任选地(731)输出指令(730)以致动机器人臂RA，以基于原位定位工具(200)的实际姿态(例如由内置于放射疗法装置系统(510)中的医学成像单元或应答机读取器确定的)通过(手动)致动RA来细调定位工具(200)的原位姿态。
-任选地输出指令(734)以致动机器人臂RA，以在从放射疗法装置(510)发射辐射之前将定位工具(200)移动和/或固定到治疗姿态中的另一个。
同一组模拟确定的参数(716)可以用于确定对于至少1个、2个并且优选地所有外部放射疗法疗程的一个或多个治疗姿态。
可以确定定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，这包括：
(i)输出指令以致动相对于模拟台(522)以固定关联可安装的机器人臂RA，以移动和/或固定定位工具(200)(响应于来自专科医生的输入)，
(ii)接收指令以记录定位工具(200)相对于受试者(50)的一个或多个姿态作为一个或多个凭经验确定的模拟姿态。
还提供了计算机程序或计算机程序产品，其具有当由计算装置或系统执行时引起该计算装置或系统执行计算机实现的方法的指令。
还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序或计算机程序产品。
还提供了代表计算机程序或计算机程序产品的数据流。
提供了一种用于辅助包括施加至受试者的一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序的方法，该方法包括：
(a)获得用于受试者的一组模拟确定的参数(50)，这包括以下步骤：
-将定位工具(200)插入到受试者(50)的管中，
-将受试者(50)在模拟台(522)上对准(并通过受试者上的纹身标记来标记相对于至少一条投射激光参考线的位置)，
-将机器人臂(400、400b)的RA配件(430、430b)朝向定位工具(200)移动并将机器人臂(400、400b)的RA配件(430、430b)附接至定位工具(200)，
-获得在模拟台(522)上的受试者(50)的一张或多张医学图像，
-根据医学图像中确定(由专科医生)定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，
-根据一个或多个凭经验确定的模拟姿态和RA基座端(422、422b)相对于位置参考(例如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)的位置关系(SPx，y，z)来确定一组模拟确定的参数，
-将RA配件(430b)从定位工具(200)拆下，
(b)对受试者(50)进行一个放射疗法疗程，这包括以下步骤：
-任选地将定位工具(200)插入到受试者(50)的管中(如果不是已在原位的话)，
-将受试者(50)在放射疗法治疗台(512)上对准(使用例如受试者上的纹身标记)，
-将机器人臂(400、400a)的RA配件(430、430a)朝向定位工具(200)移动并将机器人臂(400、400a)的RA配件(430、430a)附接至定位工具(200)，
-根据一组模拟确定的参数和RA基座端(422、422a)相对于位置参考(例如如束相交体积、等中心或放置在放射疗法治疗台(512)上并且与其处于已知位置的受试者的骨盆骨)的位置关系(TPx，y，z)来确定定位工具(200)的一个或多个治疗姿态，
-将定位工具(200)设置为治疗姿态中的每一个，
-在每个治疗姿态下通过暴露于电离辐射束来治疗受试者，
-将定位工具(200)从RA配件(430a)上拆下，
(c)任选地进行放射疗法的一个或多个后续疗程，这包括在(b)下的步骤。
提供了一种在包括一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助治疗受试者的方法，包括：
(a)获得用于受试者(50)的一组模拟确定的参数，其中
-将受试者定位在放射疗法模拟台(522)上，
-将定位工具(200)的远端插入到受试者(50)的管(602)中，
-获得用于受试者(50)的一组模拟确定的参数，其包括与位置参考(例如模拟台(522)、模拟台(522)上的受试者(50)关联的一个或多个凭经验确定的治疗姿态(例如束相交体积的模拟、等中心点的模拟、或放置在模拟台(522)上并相对于其处于已知位置的受试者的骨盆骨)，其中凭经验确定的治疗姿态对应于定位工具(200)的姿态，使得在外部放射疗法疗程期间，连接至放射疗法治疗台(512)上的受试者(50)的管的管(602)和/或身体组织(608)处于与(例如，在或远离)由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束)、更特别地与相交体积或等中心关联的已知位置和/或取向。
(b)对受试者实施外部放射疗法疗程，其中
-将受试者定位在放射疗法治疗台(512)上，
-将定位工具(200)的远端插入到受试者(50)的管(602)中，
-将定位工具(200)的姿态调整为与定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应的治疗姿态，使得在外部放射疗法疗程期间，受试者(50)的管(602)和/或身体组织(608)处于与位置参考(例如，束相交体积、等中心或放置在治疗台(512)上并且相对于其处于已知的位置的受试者的骨盆骨)关联的已知位置和/或取向(例如，在位置参考中或远离位置参考)。
定位工具(200)的姿态可以通过具有基座端(422、422a)的机器人臂RA(400、400a)来调整，其中对于每个外部放射疗法疗程将基座端(422、422a)安装在已知的和/或定义的和/或放射疗法治疗台(512)上的相同位置。
受试者(50)可以以已知的和/或限定的和/或在相同的位置放置在放射疗法治疗台(512)上以进行至少1个、2个并且优选地所有外部放射疗法疗程。
定位工具(200)的治疗姿态对于至少1个、2个并且优选地所有外部放射疗法疗程可以是相同的。
受试者(50)、更优选受试者(50)的骨结构与RA的基座端(422、422a)之间的纵向距离对于每个外部放射疗法疗程可以是相同的。
受试者(50)的身体组织(608)可以包含在子宫、子宫颈、阴道、膀胱、肛门、直肠、阴道穹窿、阴道穹窿块或前列腺中。
该方法可以采用本文描述的系统。定位工具(200)可以是本文所定义的定位工具。
在每个治疗姿态下通过暴露于电离辐射束来治疗受试者的步骤之前，定位工具(200)的治疗姿态可以在受试者(50)在治疗台(512)上的同时进行调整或细调(例如手动进行)，如本文别处所述的。
在定位工具(200)的姿态已经被调整为与定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应之后，定位工具(200)的姿态可以随后被细调。细调的姿态是定位工具(200))的治疗姿态。
细调姿态可以根据定位工具(200)相对于放射疗法治疗台(512)上的受试者的姿态的实时原位测量信息来确定，其中原位测量信息获自：
-内置于包括电离辐射治疗头(518)的放射疗法装置(510)的医学成像单元。
-内置于包括电离辐射治疗头(518)的放射疗法装置(510)的位置应答机读取器。
通过医学成像单元获得的定位工具(200)的姿态可以是相对于位置参考(例如受试者(50)的一个或多个骨结构)的。
还提供了一种用于在放射疗法治疗台(512)上使受试者(50)和机器人臂RA(400、400a、400b)对准以利用本文所述的系统进行外部放射疗法程序的方法，该外部放射疗法程序包括治疗模拟和施加至受试者的一个或多个外部放射疗法疗程，该方法包括：
(a)在模拟治疗期间：
-将测量标尺(524)附接至模拟台(522)的长边缘，使其越过至少一条投射激光参考线(526)并朝向模拟台(522)上的RA(400、400b)的RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)的预期位置延伸，
-作为“标尺位置”，记录测量标尺表(524)相对于位置参考的位置，
-作为“激光位置”，记录由测量标尺(524)指示的其中至少一条投射激光参考线(526)越过它的位置，
-将受试者(50)放置在模拟台(522)上，使得受试者的中线与模拟台(522)的纵向中线对准，
-利用与至少一条投射激光参考线(526)对准的至少一个纹身标记(52)标记受试者′50)，
-将RA(400、400b)放置在模拟台(522)上，使得RA(400、400b)的RA配件(430、430b)被定位为可拆卸地附接至定位工具(200)以进行模拟治疗，
-作为“基座位置”，记录由模拟台(522)上的RA基座端(422、422b)或基座支撑件(432、432b)的测量标尺(524)所指示的位置，
(b)在放射疗法期间：
-在治疗台(512)上的“标尺位置”处，将同一或相同测量标尺(514)附接至治疗台(512)的长边缘，
-调整治疗台(512)的纵向位置，使得至少一条投射激光参考线(526)在“激光位置”处越过治疗台(512)上的测量标尺(514)，
-将受试者(50)放置在治疗台(512)上，使得受试者的中线与治疗台(512)的纵向中线对准，
-移动受试者(50)，使得受试者(50)上的纹身标记(52)与至少一条投射激光参考线(516)对准，
-将RA(400、400a)放置在治疗台(512)上，使得RA(400、400a)的RA配件(430、430b)被定位为可拆卸地附接至定位工具(200)以进行放射疗法，
-调整RA基座端(422、422a)或基座支撑件(432、432a)的位置，使得其等于如通过治疗台(512)上的测量标尺(514)所指示的“基座位置”。
在随后的治疗疗程或分次治疗期间，重复在部分(b)下的步骤。要注意的是，标准做法是模拟台(522)和放射疗法治疗台(512)二者在形状方面典型地是相同的，并且投射激光参考线(516、526)的布置在模拟室和放射疗法室二者中也是相同的。
本发明允许对患有无法手术的癌症的患者进行有效治疗，因为它可以准确地靶向通常因高剂量而从外部放射疗法排除的大肿瘤。在外部辐射不合适的情况下，近距离放射疗法(内部放射疗法)是一种替代方法，然而这样的治疗对大肿瘤块几乎没有效果。
在一个示例中，一名患者呈现有15cm肿瘤块外径，并且另一名患者呈现有8cm肿瘤块外径。这样的患者被认为不可能通过标准的外部放射疗法进行治愈性治疗，因为治疗的最后部分是利用几乎不能增强这样大的肿瘤直径的近距离放射疗法(内部放射疗法)进行的。利用本系统和方法，两名患者均无癌症，这可归因于电离辐射递送的准确性。其他示例在本文别处描述的图42A、42B和43中给出。
Claims (37)
1.一种用于在包括一个或多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，所述系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为插入到所述受试者(50)的管中，
和
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，其中所述处理单元(440)被配置为在所述外部放射疗法疗程期间控制和固定所述机器人臂RA(400、400a)的移动，并且
-所述定位工具(200)包括：
-具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)，其包括：
-在所述远端(20)处的刚性操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中或者附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
-与所述操作机构轴杆(310)固定关联地设置在所述近端(40)处的刚性把手部(316)，用于控制所述操作机构轴杆(310)的位置和/或方向，并且被配置为附接至所述RA配件(430、430a)，
-将所述把手部(316)联结至所述操作机构轴杆(310)的刚性传动装置(314)，
其中所述定位工具(200)被配置为响应于所述机器人臂的移动而移动和/或固定所述管(602)以用于所述外部放射疗法疗程。
2.根据权利要求1所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)被配置为将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，其中治疗姿态对应于所述受试者(50)的管(602)的通过所述定位工具(200)的空间对准以用于所述外部放射疗法。
3.根据权利要求1或2所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)被配置为根据所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态来确定所述一个或多个治疗姿态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述受试者(50)的管(602)的通过所述定位工具(200)的空间对准：
-在所述外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)带入到由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束中，
或者
-在所述外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)移动远离由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)被配置为：
-在已经使所述定位工具(200)的姿态调整为与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态相对应之后接收关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息，
-提供实时手动、自动或半自动的引导以细调所述定位工具(200)的姿态，
任选地其中关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息是从与述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的医学成像单元获得的或者从与所述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的位置应答机读取器获得的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的放射疗法系统(100)，所述系统(100)还包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相反支撑侧(457)的主体(451)，被配置为支撑在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的每个膝部的两个后面，
-被配置为可拆卸地附接至所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)并且与所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)成固定关联，
-主体(451)包括狭槽(454)，所述RA的基座支撑件(432、432a、432b)能够在与所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)和/或所述膝部支撑件(451)的所述主体(451)关联地限定的一个或多个位置中可锁定地滑动到所述狭槽(454)中，
和
所述膝部支撑件(450)的一个或两个侧面(456、458)可以是可标记的或者可以预先设置有参考标记(464、465)以指示其中投射激光参考线(516、526)越过所述一个或多个侧面(456、458)的位置。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的放射疗法系统(100)，所述系统(100)还包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相对支撑侧(457)的主体(451)，被配置为支撑在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的每个膝部的两个后面，
-所述主体包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座端(422、422a)。
8.根据权利要求7所述的放射疗法系统(100)，其中所述膝部支撑件(450)包含相互附接在一起以形成所述膝部支撑件(450)的两个或更多个部分，其中
-所述膝部支撑件的一个部分(450，a)包含两个膝托(466、468)，一个膝托支撑每个膝部后面，以及任选的电池组和任选的所述处理单元，
-所述膝部支撑件的另一个部分(450，b)包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座支撑件(432、432a、432b)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述RA配件(430、430a)经由联动装置保险连接至所述RA(400、400a)，其中所述联动装置保险被配置为：
-承受工作负荷而不会断开，并且
-在施加滥用负荷的情况下断开释放所述RA配件和所述RA(400、400a)之间的机械连接，
-响应于紧急按钮的激活而断开。
10.一种用于在外部放射疗法程序的外部放射疗法疗程期间将受试者的管(602)相对于由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束进行定位的定位工具(200)，所述外部放射疗法程序包括一个、两个或更多个所述外部放射疗法疗程，所述定位工具(200)包括：
-具有近端(40)和远端(20)的操纵引导装置(300)，其包括：
-在所述远端(20)从的刚性操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中或者附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，和
-与所述操作机构轴杆(310)固定关联地设置在所述近端(40)处的刚性把手部(316)，用于控制所述操作机构轴杆(310)的位置和/或方向，
-将所述把手部(316)联结至所述操作机构轴杆(310)的刚性传动装置(314)，
其中
-所述定位工具(200)被配置为移动和/或固定所述管(602)以用于所述外部放射疗法疗程，并且
其中：
-可膨胀操作机构轴杆球囊(315)设置在所述操作机构轴杆(310)上，所述可膨胀操作机构轴杆球囊(315)是可重复膨胀的用于所述管(602)的扩张，并且是可重复缩小的以将所述操作机构轴杆(310)插入到所述管中或从所述管中抽出以用于每个外部放射疗法疗程，
和/或
-可膨胀传动装置球囊(322)设置在所述传动装置(314)的远端(20)上，所述可膨胀传动装置球囊(322)是可重复膨胀的用于所述管(602)的扩张，并且是可重复缩小的以将所述传动装置(314)插入到所述管中或从所述管中抽出以用于所述外部放射疗法疗程。
11.根据权利要求10所述的定位工具(200)，其中：
-所述可膨胀操作机构轴杆球囊(315)是扩大受限的，其中球囊(315)扩大在有限的膨胀尺寸下可再现地停止，并且被配置为使所述操作机构轴杆在所述管(602)内居中，和/或
-所述可膨胀传动装置球囊(322)是扩大受限的，其中所述球囊(322)扩大在有限的膨胀尺寸下可再现地停止并且被配置为使所述传动装置(314)在所述管(602)内居中。
12.根据权利要求10或11所述的定位工具(200)，其中：
-所述可膨胀操作机构轴杆球囊(315)与膨胀内腔(324)流体连接，所述膨胀内腔(324)在所述操纵引导装置(300)的近端(40)方向上延伸，
任选地其中：
-所述操作机构轴杆球囊(315)膨胀内腔(324)设置为所述操作机构轴杆(310)和/或所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通路，或者
-所述操作机构轴杆球囊(315)膨胀内腔(324)在管道(333)内，所述管道(333)设置在所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通道(335)内；
和/或
-配件(329)如鲁尔配件设置在所述操作机构轴杆球囊(315)膨胀内腔(328)的近端处以用于连接至泵；
和/或
-所述可膨胀传动装置球囊(322)与膨胀内腔(328)流体连接，所述膨胀内腔(328)在所述操纵引导装置(300)的近端(40)方向上延伸，
任选地其中：
-所述可膨胀传动装置球囊(322)膨胀内腔(328)设置为在所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通路，或者
-所述可膨胀传动装置球囊(322)膨胀内腔(328)在管道(327)内，所述管道(327)设置在所述传动装置部(314)的至少一部分的主体内的通道(331)内；
和/或
-配件(329)如鲁尔配件设置在所述膨胀内腔(328)的近端以用于连接至泵。
13.根据权利要求10至12所述的定位工具(200)，其中
-所述操作机构轴杆(310)相对于所述传动装置(314)采用角度α，并且α为：
90至260度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，或者
170至190度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的阴道管或肛管中，或者
90至260度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的直肠管中，或者
和/或
-所述把手部(316)相对于所述传动装置(314)采用角度β，并且β为：
40至150度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，或者
70至150度，并且所述操作机构轴杆′310)被配置为直接插入到所述受试者的阴道管或肛管中，或者
40至130度，并且所述操作机构轴杆(310)被配置为直接插入到所述受试者的直肠管中。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的定位工具(200)，所述定位工具(200)还包括具有近端(40)和远端(20)的插入装置(204)，所述插入装置(204)包括：
-细长构件(210)，其被配置为通过所述管的入口插入到所述管中；并且
其中在所述远端(20)处所述操作机构轴杆(310)附接至或者可拆卸地附接至所述细长构件(210)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的定位工具(200)，其设置有一个或多个位置确定应答机(252a-c；256a-b)，所述位置确定应答机(252a-c；256a-b)被配置为将关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息发送给位置应答机读取器。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的定位工具(200)，其中所述定位工具(200)至少部分地通过医学成像单元是可见的，任选地其中所述医学成像单元内置于放射疗法装置(510)中，所述放射疗法装置(510)发射所述电离放射疗法束以用于所述外部放射疗法疗程。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的定位工具(200)，其中所述定位工具(200)至少部分地由作为MRI相容性材料的材料制成，并且
是MRI可见的，和/或
包含一种或多种MRI可见的标记。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的定位工具(200)，其中所述把手部(316)被配置为可拆卸地附接至机器人臂RA配件(430、430a)，所述机器人臂RA配件(430、430a)设置在所述RA(400、400a、400b)的操作机构端(424、424a)端，
任选地其中所述把手部(316)设置有抓握定位装置(330)，所述抓握定位装置(330)包括一个或多个凹口(334)和/或一个或多个突起和/或一个或多个拐角(332)，其与包括抓握装置的所述RA配件(430)配合，使得所述抓握装置以位置可重复性和减少的游隙或反冲来抓握所述把手部(316)，
任选地，其中所述抓握定位装置(330)包括：
-一个或多个凹口(334)，其每一个具有一个方向，和
-沿着所述把手部(316)的轴线方向的拐角(332)，
其中至少一个凹口方向不同于所述轴线方向，并且所述一个或多个凹口中的至少一个设置在所述拐角的跨度内。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的定位工具(200)，其中所述操纵引导装置(300)设置有图像捕获系统(360)，所述图像捕获系统(360)被配置为捕获来自所述操作机构轴杆(310)的远端尖端(361)的图像，从而允许在所捕获的图像的引导下将所述操作机构轴杆(310)插入到所述插入装置(204)细长构件内腔(214)中。
20.根据权利要求1至9中任一项所述的放射疗法系统(100)，所述系统(100)还包括根据权利要求10至19中任一项所述的定位工具(200)。
21.根据权利要求18所述的放射疗法系统(100)，其中所述操纵引导装置(300)的把手部(316)设置有对接信标(340)，所述对接信标(340)被配置为提供关于所述操纵引导装置(300)相对于所述RA配件(430)的位置和任选的取向的实时信息，其中所述控制器(440)被配置为提供手动、半自动或自动的引导以允许所述RA配件(430)与所述把手部(316)的对接，
任选地其中：
-所述对接信标是无源或有源的，或者无源和有源的组合，
-有源对接信标被配置为无线地发射关于所述把手部(316)的取向的信息，
-无源对接信标包括由所述RA的视觉引导系统可识别的预定义几何形状的主体，
-所述对接信标(340)从所述把手部(316)是可拆卸的或不可拆卸的。
22.根据权利要求18或19所述的放射疗法系统(100)，其中所述RA(400、400a)设置有可切换的零重力模式，其中：
-处于零重力开启模式的所述RA(400、400a)：
-允许手动引导所述RA配件(430、430a、430b)以用于与所述把手部(261)对接；和
-继续记录所述RA配件(430、430a、430b)的姿态，
-处于零重力关闭模式的所述RA(400、400a)：
-在没有中间校准操作的情况下，在退出所述零重力开启模式时，根据所述RA配件(430、430a、430b)的姿态的最后一次记录，初步确定所述RA配件(430、430a、430b)的姿态。
23.根据权利要求18至20中任一项所述的放射疗法系统(100)，其被配置为使得枢轴点可分配给所述定位工具(200)，所述枢轴点是所述定位工具(200)的一个点或区域，定位工具(200)的移动围绕所述点或区域枢转。
24.一种用于在包括两个或更多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，所述系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中：
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为插入到所述受试者(50)的管中或者附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，其中所述处理单元(440)被配置为在所述外部放射疗法疗程期间控制所述机器人臂RA(400、400a)的移动以将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，
其中所述处理单元(440)被配置为接收可分配给所述定位工具(200)的枢轴点的输入，其中所述枢轴点是所述定位工具(200)的一个点或区域，定位工具(200)通过所述RA(400、400a)的移动围绕所述点或区域枢转。
25.根据权利要求24所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)还被配置为将所述枢轴点保持在空间固定的位置，并且限制枢转旋转使得它们以空间固定的枢轴点为中心。
26.根据权利要求24或25所述的放射疗法系统(100)，所述系统(100)还包括操纵引导装置(300)，所述操纵引导装置(300)包括：
-在所述远端(20)处的刚性操作机构轴杆(310)，其被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中或附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
-与所述操作机构轴杆(310)固定关联地设置在所述近端(40)处的刚性把手部(316)，用于控制所述操作机构轴杆(310)的位置和/或方向，
-将所述把手部(316)联结至所述操作机构轴杆(310)的刚性传动装置(314)，
其中所述枢轴点设置在在所述操纵引导装置(300)的所述操作机构轴杆(310)上或传动装置(314)上，或者在所述插入装置(204)上。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述定位工具(200)设置有用于读取距离的刻度以用于测量所述枢轴点的位置。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述枢轴点能够对应于所述受试者的管的入口定位。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述枢轴点能够对应于以下定位：
-阴道的口，或者
-肛门的口。
30.一种用于在包括两个或更多个外部放射疗法疗程的外部放射疗法程序中辅助受试者治疗的放射疗法系统(100)，所述系统(100)包括：
-具有基座端(422、422a)和操作机构端(424、424a)的机器人臂RA(400、400a)，其中
-所述基座端(422、422a)安装在用于治疗受试者(50)的放射疗法治疗台(512)上或者是以固定关联可安装到所述放射疗法治疗台(512)上的，
-所述操作机构端(424、424a)设置有用于可拆卸地附接至具有近端和远端的定位工具(200)的RA配件(430、430a)，所述远端被配置为插入到所述受试者(50)的管中或附接至插入装置(204)，所述插入装置(204)被配置为插入到所述受试者(50)的管(602)中，
和
-包括至少一个处理器和存储器的处理单元(440)，其中所述处理单元(440)被配置为在外部放射疗法疗程期间控制和固定所述机器人臂RA(400、400a)的移动以将所述定位工具(200)定位在一个或多个治疗姿态，
其中所述放射疗法系统(100)还包括：
-所述放射疗法治疗台(512)，其中所述放射疗法治疗台(512)设置有测量标尺(514)，其用于确定所述RA(400、400a)基座端(422、422a)相对于所述受试者(50)、特别是相对于与至少一条、优选两条投射激光参考线对准的受试者的位置，
-模拟台(522)，其中所述RA(400、400b)的基座端(422、422b)安装在所述模拟台(522)上或者是与所述模拟台(522)以固定关联可安装的，所述模拟台(522)用于确定所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，其中所述模拟台(522)设置有测量标尺(524)，其用于确定所述RA(400、400b)基座端(422、422b)相对于所述受试者(50)、特别是相对于与至少一条、优选两条投射激光参考线对准的受试者的位置，
-任选地其中两个测量标尺(514、524)都具有相同的刻度。
31.根据权利要求30所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)被配置为根据所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态来确定一个或多个治疗姿态。
32.根据权利要求30或31所述的放射疗法系统(100)，其中所述受试者(50)的管(602)的通过所述定位工具(200)的空间对准：
-在外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)带入到由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束中，
或者
-在外部放射疗法疗程期间将连接至所述管(602)的身体组织(608)移动远离由电离辐射治疗头(518)发射的电离辐射束。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)被配置为确定定位工具(200)的治疗姿态，其包括：
-接收(a)一组模拟确定的参数，所述参数包括所述定位工具(200)相对于位置参考的一个或多个凭经验确定的模拟姿态，所述位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与所述模拟台(522)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，
-接收(b)安装在所述模拟台(522)上的所述RA的RA基座端(422、422b)相对于位置参考的位置关系(SPx，y，z)，所述位置参考如束相交体积的模拟、等中心的模拟或者放置在模拟台(522)上并且与所述模拟台(522)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，
-接收(c)关于安装在所述放射疗法治疗台(512)上的所述RA的RA基座端(422、422a)相对于位置参考的位置关系(SPx，y，z)的数据，所述位置参考如束相交体积、等中心和/或放置在放射疗法治疗台(512)上并且相对于所述放射疗法治疗台(512)处于已知位置的所述受试者的骨盆骨，以及-根据(a)、(b)和(c)确定所述定位工具(200)的一个或多个治疗姿态，其与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述处理单元(440)被配置为：
-在已经将所述定位工具(200)的姿态调整为与所述定位工具(200)的一个或多个凭经验确定的模拟姿态对应之后接收关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息，
-提供实时手动、自动或半自动的引导以细调所述定位工具(200)的姿杰，
任选地其中关于所述定位工具(200)的原位姿态的实时信息是从与所述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的医学成像单元获得的或者从相对于所述放射疗法治疗台(512)已知关联地设置的位置应答机读取器获得的。
35.根据权利要求30至34中任一项所述的放射疗法系统(100)，所述系统(100)还包括膝部支撑件(450)，其被配置为支撑以半仰卧位躺在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的受试者的膝部，其中所述膝部支撑件(450)：
-包括具有基座端(453)和相反支撑侧(457)的主体(451)，其被配置为支撑在所述放射疗法治疗台(512)或模拟台(522)上的所述受试者的每个膝部的两个后面，
-所述主体包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座端(422、422a)。
36.根据权利要求35所述的放射疗法系统(100)，其中所述膝部支撑件(450)包含相互附接在一起以形成所述膝部支撑件(450)的两个或更多个部分，其中
-所述膝部支撑件的一个部分(450，a)包含两个膝托(466、468)，一个膝托支撑每个膝部后面，以及任选的电池组和任选的所述处理单元，
-所述膝部支撑件的另一个部分(450，b)包含所述机器人臂RA(400、400a)的基座支撑件(432、432a、432b)。
37.根据权利要求30至36中任一项所述的放射疗法系统(100)，其中所述RA配件(430、430a)经由联动装置保险连接至所述RA(400、400a)，其中所述联动装置保险被配置为：
-承受工作负荷而不会断开，并且
-在施加滥用负荷的情况下断开释放所述RA配件和所述RA(400、400a)之间的机械连接，
-响应于紧急按钮的激活而断开。
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