[发明专利]经引导的高剂量率近距离放射治疗中的仪器定位

说明书

一种用于对一个或多个医学仪器进行定位的系统包括引导网格(162)，所述引导网格被设置为与对象成操作关系，以用于在被部署时接收所述一个或多个医学仪器(102)。超声成像系统(110)被配置为对体积进行成像，所述一个或多个医学仪器被部署在所述体积中。程序模块(136)被配置为使用跟踪的位置信息和网格信息来将所述一个或多个医学仪器的位置配准到所述体积，使得能够在流程期间以视觉方式监测所述一个或多个医学仪器的所述位置。

技术领域

本公开涉及医学仪器，并且更具体地涉及用于使用基于图像的设备配准的高剂量率(HDR)近距离放射治疗的系统和方法。

背景技术

高剂量率(HDR)近距离放射治疗是针对前列腺癌的处置，其中，一些放射性源通过若干中空的导管而被暂时地引入到前列腺中，以杀死癌性组织。在超声(US)引导的HDR近距离放射治疗中，基于计划，通过使所述导管经过引导网格来将中空的导管植入到前列腺的里面。然后，通过将经直肠超声(TRUS)探头从基部平移到顶点来生成三维(3D)US体积。在图像上对前列腺和导管进行分割，并且将导管的位置发送到计算机，所述计算机对导管里面的放射性源的位置(停留位置)以及所述放射性源应该在所述停留位置出现的时间的量(停留时间)进行优化。然后使用后载入器来执行计划。该方法的一个缺点是在US图像中的导管分割由于遮挡和钙化而是繁琐和困难的。

己经提出了用电磁(EM)跟踪器来对导管进行定位。在该类型的系统中，利用EM跟踪器来跟踪探头，以通过将探头从前列腺基部缩回到顶点来创建3D超声体积。再者，在校准阶段中使用EM跟踪的指示器来使引导网格与超声体积相关。EM跟踪器与超声体积之间的关系在校准阶段之后己知。在插入导管之后，EM跟踪的导丝被通过导管插入以在超声体积中对导管进行定位。

即使在仔细地校准之后，在使用EM跟踪所识别出的导管的位置与显现为超声体积中的亮区域的导管的真实位置之间仍存在一些误差。如果不被校正，则该误差能够造成对组织的显著的欠剂量或过剂量。该误差的原因能够是以下的结果：US图像与探头EM跟踪器之间的原始校准误差，以及还有由附近的金属物体引起的EM场生成器的磁场的变化，或者仅仅是由场生成器的不同的距离和/或取向引起的EM跟踪器的读出的变化。降低该误差的尝试包括对超声中的一些导管进行人工分割并且将它们配准到EM跟踪到的位置。当然，对导管的人工分割耗时、繁琐并且受到人为误差。WO公开No.2006/089426和EP专利No.1932477公开了包括位置检测的医学系统。

发明内容

根据本发明的原理，一种用于对一个或多个医学仪器进行定位的系统包括引导网格，所述引导网格被设置为与对象成操作关系，以用于在被部署时接收一个或多个医学仪器。超声成像系统被配置为对体积进行成像，其中，所述一个或多个医学仪器被部署在所述体积中。程序模块被配置为将利用了跟踪的位置信息和网格信息的一个或多个医学仪器的位置配准到利用了超声图像数据的所述体积，使得能够在流程期间以视觉方式监测所述一个或多个医学仪器的所述位置。

用于对医学仪器进行定位的另一种系统包括跟踪系统，所述跟踪系统被配置为跟踪一个或多个医学仪器的位置。引导网格被配置为在被部署时接收所述一个或多个医学仪器。超声成像系统被配置为对体积进行成像，其中，所述一个或多个医学仪器被部署在所述体积中。程序模块被配置为使用所述引导网格的坐标系和所述跟踪系统的坐标系来对所述一个或多个医学仪器的位置进行变换，以将所述一个或多个医学仪器的所述位置配准到所述体积以用于显示，使得所述一个或多个医学仪器的所述位置被叠加在所述体积上以允许使用所述成像系统来对所述一个或多个医学仪器进行视觉跟踪。

一种用于对一个或多个医学仪器进行视觉定位的方法，其中，所述一个或多个医学仪器已经使用引导网格被植入到对象中，所述一个或多个医学仪器的位置已经使用跟踪系统被跟踪，图像体积中的所述一个或多个医学仪器已经以超声方式进行成像，所述一个或多个医学仪器被部署在所述图像体积中，所述方法包括：将所述一个或多个医学仪器的跟踪到的位置配准到所述一个或多个医学仪器的视觉位置；并且在流程期间在所述图像体积中以视觉方式更新由所述跟踪系统确定的位置变化。