用于規(guī)劃輻射處置治療的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了一種用于規(guī)劃輻射處置治療的系統(tǒng)。在輻射遞送期間，光學(xué)傳感器設(shè)備被植入到患者內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)或非常接近患者內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的地方。在輻射遞送期間，所述傳感器設(shè)備以光學(xué)方式監(jiān)測(cè)所述風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向以及由所述風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域接收的輻射劑量。該信息可以被使用以在正在實(shí)施正在進(jìn)行的輻射遞送計(jì)劃的同時(shí)適當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)修改所述計(jì)劃。
【專利說明】用于規(guī)劃輻射處置治療的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)總體上涉及一種用于輻射處置治療的方法和系統(tǒng)，并且涉及醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域。輻射處置治療是這樣一個(gè)過程，受過訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)專業(yè)人員通過輻射處置治療對(duì)患者規(guī)劃并執(zhí)行電離輻射的遞送。該治療非常普遍地用于通過電離病變組織從而破壞病變組織來(lái)處置諸如癌癥的疾病。在這個(gè)背景下，輻射源通常被設(shè)置在人體的外部以采用可控的方式將電離輻射引導(dǎo)至人體中。因此，輻射對(duì)目標(biāo)病變組織和輻射的路徑內(nèi)的健康組織兩者進(jìn)行電離。因此，輻射治療的中心目標(biāo)是控制輻射遞送以將對(duì)患者體內(nèi)的目標(biāo)病變區(qū)域的輻射暴露最大化而將對(duì)患者體內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)健康區(qū)域的輻射暴露最小化。

【背景技術(shù)】
[0002]輻射治療通常以患者身體的診斷三維成像掃描開始，以例如計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描開始。受過訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)專業(yè)人員使用診斷CT成像數(shù)據(jù)以指定輻射治療遞送計(jì)劃的若干特性。例如，使用診斷CT成像數(shù)據(jù)，醫(yī)學(xué)專業(yè)人員能夠識(shí)別患者體內(nèi)的具體目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。專業(yè)人員還能夠指定要被遞送到目標(biāo)區(qū)域的最小輻射劑量(即，足以破壞病變組織)以及要被遞送到各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的最大輻射劑量(即，以限制對(duì)健康組織的損害)。在設(shè)計(jì)在患者體內(nèi)產(chǎn)生指定的輻射劑量分布的一組外部輻射源射束遞送角度和形狀時(shí)，可以使用輻射處置規(guī)劃軟件來(lái)將這些要求和其他信息考慮在內(nèi)。
[0003]在時(shí)間上盡可能地接近隨后輻射處置遞送來(lái)執(zhí)行診斷CT掃描。然而，即使使用軟件通常也需要至少幾分鐘來(lái)生成所建議的輻射遞送計(jì)劃。之后，利用軟件計(jì)算的輻射處置計(jì)劃在該計(jì)劃被發(fā)布用于對(duì)患者遞送之前必須通過質(zhì)量保證測(cè)試。出于諸如患者和醫(yī)生日程安排問題的這些和其他原因，在臨床實(shí)踐中在診斷CT掃描與輻射處置遞送之間通常經(jīng)過多日。
[0004]一旦輻射處置計(jì)劃被認(rèn)可，則輻射被遞送到患者?；颊弑环胖迷谳椛渲委熯f送系統(tǒng)內(nèi)的這樣一個(gè)位置中，該位置盡可能接近地與先前診斷CT成像掃描期間的患者位置相匹配。然而，患者內(nèi)部器官的位置和取向不能類似容易地被匹配在與輻射處置治療相關(guān)的小裕量?jī)?nèi)。通常，第二診斷CT成像掃描剛好在遞送輻射之前被執(zhí)行。第二診斷掃描的結(jié)果可以被用來(lái)在輻射遞送之前重新定位患者，或被用作從開始重啟輻射處置規(guī)劃過程的基礎(chǔ)。
[0005]在實(shí)際輻射處置遞送期間跟蹤患者體內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的形狀和位置已經(jīng)在臨床實(shí)踐中被以傳統(tǒng)方式完成，如果有的話，大多基于附接到患者身體的外部跟蹤器。這樣的外部跟蹤只允許得出關(guān)于患者體內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的形狀和位置的間接結(jié)論。
[0006]然而，已經(jīng)提出了使用與光纖形狀感測(cè)和定位(FOSSL)跟蹤技術(shù)相組合的輻射劑量計(jì)來(lái)測(cè)量在輻射處置遞送期間施加到目標(biāo)區(qū)域的輻射劑量。參見于2011年11月7日提交的、發(fā)明人為 M.Grass、R.Manzke 和 R.Chan、名稱為 “Flexible X-Ray Detector withOptical Shape Sensing”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/556315 (下文的“Grass等人”)。本申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^引用將Grass等人的關(guān)于組合式輻射劑量計(jì)與光纖跟蹤傳感器設(shè)備和方法的其公開內(nèi)容并入本文。
[0007]輻射劑量計(jì)是測(cè)量存在于該輻射劑量計(jì)所處區(qū)域中的電離輻射的量或者指示這樣的輻射的一些其他相關(guān)量的設(shè)備。輻射劑量計(jì)在尺寸上能夠被制造為很小，例如直徑幾毫米，但仍提供高度的測(cè)量準(zhǔn)確度。
[0008]與之對(duì)比，F(xiàn)OSSL技術(shù)跟蹤光纜的取向。如本文具體定義的光纜的“取向”對(duì)應(yīng)于識(shí)別光纜相對(duì)于指定參考點(diǎn)的形狀和位置。這例如經(jīng)由沿著光纖的長(zhǎng)度放置以測(cè)量光纖的偏轉(zhuǎn)和彎曲的多個(gè)傳感器來(lái)完成。該FOSSL跟蹤技術(shù)總體上例如被描述在以下三個(gè)專利申請(qǐng)中:
[0009]于2011年I月14日提交的并指定美國(guó)的、發(fā)明人為R.Chan、G.Shechter,A.Ε.Desjardins、G.‘T Hoof 和 C.S.Hall、名稱為 “Apparatus, System and Method forImaging and Treatment Using Optical Posit1n Sensing，，的 W02011/098926,其要求于2010年2月9日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/302571的優(yōu)先權(quán)；
[0010]于2011年3月29日提交的并指定美國(guó)的、發(fā)明人為J.Wang、R.Chan、G.‘T Hoof、A.E.Desjardins 和 C.S.Hall、名稱為 “Mot1n Compensat1n and Patient Feedback inMedical Imaging Systems”的TO2011/138691，其要求于2010年5月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/332212的優(yōu)先權(quán)；以及
[0011]于2011 年8 月 3 日提交的、發(fā)明人為 R.Manzke、G.‘T Hoof、R.Chan 和A.E.Desjardins、名稱為 “Dynamic Constraining with Optical Shape Sensing，，的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/514585。
[0012]本申請(qǐng)通過引用將這三個(gè)在先申請(qǐng)的FOSSL跟蹤技術(shù)和方法的其各自公開內(nèi)容并入本文。
[0013]如已經(jīng)陳述的，Grass等人提出了使用與光纖跟蹤蹤技術(shù)相組合的輻射劑量計(jì)來(lái)測(cè)量在輻射處置遞送期間施加到目標(biāo)區(qū)域的輻射劑量。Grass等人的傳感器設(shè)備被放置在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)或非常接近目標(biāo)區(qū)域的地方，并且測(cè)量在輻射遞送期間隨時(shí)間的被施加到目標(biāo)區(qū)域的輻射劑量和目標(biāo)區(qū)域的取向兩者。以這種方式，輻射治療處置能夠被施加到目標(biāo)區(qū)域并且在輻射遞送期間動(dòng)態(tài)地被調(diào)整以將目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)或形狀變化考慮在內(nèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本公開涉及Grass等人的傳感器設(shè)備及相關(guān)方法的另外的使用，并且還涉及使用該技術(shù)的具體范例。在第一方面中，與光纖跟蹤蹤技術(shù)相組合的輻射劑量計(jì)在輻射處置遞送期間被用來(lái)監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(不僅目標(biāo)區(qū)域)。
[0015]在第二方面中，與光纖跟蹤蹤技術(shù)相組合的輻射劑量計(jì)被用來(lái)利用輻射治療來(lái)處置前列腺癌癥。在這個(gè)背景下，危險(xiǎn)區(qū)域包括設(shè)置在前列腺組織附近的直腸壁部分。因此，直腸球囊(balloon)可以被用來(lái)在輻射遞送期間穩(wěn)定直腸的形狀和位置，以及監(jiān)測(cè)正被遞送到直腸壁的輻射的取向和量。對(duì)輻射遞送計(jì)劃的改變(其潛在地包括輻射遞送的完全停止和/或?qū)τ?jì)劃的修改)可以基于所監(jiān)測(cè)的信息在輻射遞送期間實(shí)時(shí)地被實(shí)施。
[0016]使用本發(fā)明，輻射處置治療的結(jié)果將通過在輻射遞送期間考慮患者內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的形態(tài)學(xué)變化而得以改進(jìn)。風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域更有效地被保護(hù)并且目標(biāo)區(qū)域更可靠地接收其規(guī)定的輻射劑量。對(duì)在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域處的輻射劑量的在線監(jiān)測(cè)提高了患者安全性。其還實(shí)現(xiàn)了高級(jí)處置方案，例如，在輻射遞送期間基于取向跟蹤器信號(hào)重新聚焦或以其他方式調(diào)整輻射射束。例如，在前列腺處置中的一個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)為直腸壁。
[0017]該方法包括將光學(xué)傳感器設(shè)備植入到患者中，即植入到患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)或非常接近患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的地方。光學(xué)傳感器設(shè)備具有取向纖芯和輻射纖芯，其中，取向纖芯被配置為測(cè)量光學(xué)傳感器設(shè)備相對(duì)于參考點(diǎn)的取向，福射纖芯被配置為測(cè)量由光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射劑量。兩種纖芯都在輻射遞送期間被以光學(xué)方式詢問以生成關(guān)于光學(xué)傳感器設(shè)備的取向信息和輻射劑量信息。在輻射遞送期間，該信息被用來(lái)估計(jì)所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向以及由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射劑量。之后，這些估計(jì)在輻射遞送期間被監(jiān)測(cè)，并可以被使用以在正在實(shí)施正在進(jìn)行的輻射遞送計(jì)劃的同時(shí)適當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)修改所述計(jì)劃。還提供了對(duì)應(yīng)的光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)和輻射遞送規(guī)劃系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]在閱讀以下詳細(xì)描述的若干實(shí)施例后，許多優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置，以及各種過程操作和過程操作的安排的形式。附圖僅出于圖示許多實(shí)施例的目的，并且不得被解釋對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019]圖1示意性地圖示了光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100，其監(jiān)測(cè)由光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射劑量和光學(xué)傳感器設(shè)備的取向；
[0020]圖2示意性地圖示了光學(xué)傅里葉域反射計(jì)系統(tǒng)200，其可以結(jié)合光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100來(lái)使用；
[0021]圖3示意性地圖示了光纜纖芯300，其并入了針對(duì)在輻射遞送期間的在線輻射劑量測(cè)量的多個(gè)不同閃爍包層；
[0022]圖4示意性地圖示了輻射治療系統(tǒng)400，其并入了圖1的光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100 ；
[0023]圖5示意性地圖示了光學(xué)傳感器設(shè)備502，其具有能配置體積；
[0024]圖6A示意性地圖示了光學(xué)傳感器設(shè)備602，其具有處于松弛狀態(tài)的能配置體積；
[0025]圖6B示意性地圖示了圖6A的設(shè)備602，其具有處于膨脹狀態(tài)的能配置體積；并且
[0026]圖7示意性地圖示了在輻射治療處置期間使用光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)的方法的步驟。

【具體實(shí)施方式】
[0027]本公開描述了用于使用與光學(xué)形狀和位置跟蹤系統(tǒng)相組合的輻射劑量計(jì)的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)可以結(jié)合輻射治療遞送系統(tǒng)來(lái)使用。該方法和系統(tǒng)還可以結(jié)合各種成像系統(tǒng)模態(tài)中的任何一種或多種來(lái)使用，所述各種成像系統(tǒng)模態(tài)例如包括基于X射線的成像、超聲成像、計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像、磁共振成像(MRI)等。
[0028]圖1示意性地圖示了光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100。光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100具有光學(xué)詢問控制臺(tái)101，光學(xué)詢問控制臺(tái)101被以光學(xué)方式連接到至少一個(gè)光學(xué)傳感器設(shè)備102并被以電子方式連接到三維取向重建器103和輻射劑量計(jì)算器104。光學(xué)詢問控制臺(tái)101將光學(xué)詢問信號(hào)發(fā)送到光纜105，光纜105被嵌入在基底材料106內(nèi)或上以形成光學(xué)傳感器設(shè)備102。光信號(hào)向外傳播到光學(xué)傳感器設(shè)備102并之后以下面進(jìn)一步描述的方式通過線纜105被反射回控制臺(tái)101。經(jīng)反射的光信號(hào)攜帶指示光學(xué)傳感器設(shè)備102的特定屬性的信息。該信息包括光學(xué)傳感器設(shè)備102的取向，或由光學(xué)傳感器設(shè)備102接收的輻射的量，或這些屬性兩者。光學(xué)詢問控制臺(tái)101測(cè)量經(jīng)反射的光并以電子方式將測(cè)量結(jié)果傳遞給三維取向重建器103和/或輻射劑量計(jì)算器104以用于分析。
[0029]光學(xué)詢問控制臺(tái)101可以是在結(jié)構(gòu)上被配置用于將光發(fā)射到光纜105并接收和測(cè)量從光纜105反射回的光的任何設(shè)備或系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)詢問控制臺(tái)101采用至少一個(gè)光學(xué)傅里葉頻域反射計(jì)和如本領(lǐng)域已知的其他適合的電子器件或設(shè)備。在圖2中圖示了這樣的反射計(jì)200的原理。其他適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)詢問控制臺(tái)100的設(shè)置是已知的并能夠被使用在光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100中。
[0030]反射計(jì)系統(tǒng)200具有能調(diào)諧的光源211，能調(diào)諧的光源211具有相干光輸出212，相干光輸出212可以被調(diào)諧以具有期望波長(zhǎng)。光源211的光輸出212通過分光器213傳播，分光器213將光信號(hào)212分成參考信道214和采樣信道215。進(jìn)入?yún)⒖夹诺?14的光傳播到反射鏡216以沿著參考信道214反射回分光器213，所述光具有已知的且恒定的光路徑長(zhǎng)度。進(jìn)入采樣信道215的光傳播到外部光纜105，在那里所述光與光學(xué)傳感器設(shè)備102相互作用并沿著相同路徑105和215被反射回分光器213。采樣信道215和外部光纜105的組合光路徑長(zhǎng)度是已知的常數(shù)。
[0031]之后，被反射回分光器213的這兩個(gè)光信號(hào)通過分光器213被組合成測(cè)量光信號(hào)218并被引導(dǎo)向光電探測(cè)器219。光電探測(cè)器219記錄測(cè)量光信號(hào)218。通過以已知的且可控的方式改變光輸出212的屬性，并隨著光輸出212變化而記錄所得測(cè)量光信號(hào)218，反射計(jì)系統(tǒng)200創(chuàng)建干涉圖樣。干涉圖樣指示光學(xué)傳感器設(shè)備102的取向，或由光學(xué)傳感器設(shè)備102接收的輻射的量，或兩者。光學(xué)詢問控制臺(tái)101測(cè)量干涉圖樣，并以電子方式將所記錄的信息發(fā)送到三維取向重建器103和/或輻射劑量計(jì)計(jì)算器104以用于分析。
[0032]再次參考圖1，光纜105可以是適用于將光信號(hào)攜帶到光學(xué)傳感器設(shè)備102并從光學(xué)傳感器設(shè)備102攜帶光信號(hào)的任何類型的柔性材料。適當(dāng)?shù)牟牧侠绨ㄈ嵝缘那夜鈱W(xué)透明的玻璃或塑料材料。也可以使用其他適當(dāng)?shù)牟牧?。光纜105可以包含單個(gè)光纖芯或多個(gè)光纖芯。
[0033]基底106可以是適用于嵌入、承載或以其他方式支撐光纜105的任何類型的材料。合適的基底106的適當(dāng)范例包括但不限于，諸如直腸球囊的能部署球囊、導(dǎo)管、過濾器、筐籃、螺旋體、內(nèi)窺鏡等?；?06和/或由基底106支撐的光纜105可以形成包括細(xì)長(zhǎng)的直線形狀、曲線形狀、渦流形狀、環(huán)形形狀、環(huán)路形狀、螺旋形狀或任何其他形狀中的一個(gè)或多個(gè)的形狀?；?06的材料和形狀可以被改變以根據(jù)臨床應(yīng)用提供不同的結(jié)果，例如通過更好地配合具體器官或腫瘤。也可以基于在要將光學(xué)傳感器設(shè)備102插入到患者的地方存在的組織類型選擇具體基底106。以這種方式，光纜105和基底106 —起形成柔性的且能配置體積以獲得來(lái)自光學(xué)傳感器設(shè)備102的取向信息和輻射劑量信息。然而，在一些實(shí)施例中，光學(xué)傳感器設(shè)備102可以單獨(dú)地包括光纜105，而沒有任何基底106。
[0034]光纜105能夠被用來(lái)獲得關(guān)于使用如以上討論的光纖跟蹤技術(shù)的光學(xué)傳感器設(shè)備102的取向信息。這可以通過以光學(xué)方式詢問光纜105內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)取向纖芯來(lái)完成。在第一實(shí)施例中，例如，(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯每個(gè)包含沿著光纜105的長(zhǎng)度集成的布拉格光柵陣列，如本領(lǐng)域已知的。在第二實(shí)施例中，作為另一范例，(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯每個(gè)具有沿著光纜的長(zhǎng)度發(fā)生的光學(xué)折射率的自然變化，如本領(lǐng)域已知的，例如基于瑞利散射的光纖芯。可以備選地或額外地使用其他光纖取向跟蹤設(shè)備或結(jié)構(gòu)。
[0035]由從光纜105的(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯中的這樣的結(jié)構(gòu)反射的光創(chuàng)建的干涉圖樣由光學(xué)詢問控制臺(tái)101記錄并被傳遞給三維取向重建器103。三維取向重建器103被本文寬泛地定義為在結(jié)構(gòu)上被配置用于將從光纜105的(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯接收的實(shí)測(cè)反射譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈱W(xué)傳感器設(shè)備102的三維取向的任何設(shè)備或系統(tǒng)。例如，光學(xué)傳感器設(shè)備102的軸向反射率曲線(A線)可以通過經(jīng)采樣的信號(hào)的離散傅里葉變換(DFT)獲得。同樣，在一些實(shí)施例中，經(jīng)采樣的信號(hào)可以與一個(gè)或多個(gè)生物物理學(xué)模型組合以導(dǎo)出所估計(jì)的取向信息。
[0036]光纜105還能夠被用來(lái)獲得關(guān)于在使用光纖技術(shù)的光學(xué)傳感器設(shè)備102處接收的福射的福射劑量信息。這通過以光學(xué)方式詢問光纜105內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)福射纖芯來(lái)完成。在第一實(shí)施例中，例如，(一個(gè)或多個(gè))輻射纖芯可以具有圖3中示出的包層結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例(未示出)中，將(一個(gè)或多個(gè))輻射纖芯緊挨著一個(gè)或多個(gè)閃爍體設(shè)置，例如利用光學(xué)透明粘著劑將所述一個(gè)或多個(gè)閃爍體貼附到光纜上?？梢栽诠鈱W(xué)傳感器設(shè)備102中備選地或額外地采用其他光纖輻射劑量計(jì)。
[0037]圖3的示范性輻射纖芯300是具有相對(duì)于芯300的長(zhǎng)度比較小的橫截面的柔性光纖。輻射纖芯300包括沿著其長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)包層區(qū)域322。輻射纖芯300可以包括沿著光學(xué)傳感器設(shè)備102的長(zhǎng)度分布的包層322的多個(gè)區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)輻射劑量測(cè)量的更高分辨率。圖3中圖示了三個(gè)包層區(qū)域322，但在其他實(shí)施例中可以提供更多或更少包層區(qū)域322。(一個(gè)或多個(gè))包層322將射入輻射轉(zhuǎn)換成可見光，所述可見光將與來(lái)自光學(xué)詢問控制臺(tái)101穿過輻射纖芯300的詢問光212相互作用。(一個(gè)或多個(gè))包層322可以是閃爍包層材料。針對(duì)射入輻射的不同能量(例如在輻射治療中使用的診斷X射線能量或光子能量)可以優(yōu)化(一個(gè)或多個(gè))包層322。(一個(gè)或多個(gè))包層322可以僅為部分包層或其可以是輻射屏蔽的，以便導(dǎo)出關(guān)于到達(dá)光學(xué)傳感器設(shè)備102的輻射的額外方向性信息。
[0038]由光纜105的(一個(gè)或多個(gè))輻射纖芯中的這樣的結(jié)構(gòu)反射的光創(chuàng)建的干涉圖樣由光學(xué)詢問控制臺(tái)101記錄并被傳遞給輻射劑量計(jì)算器104。輻射劑量計(jì)算器104被本文寬泛地定義為在結(jié)構(gòu)上被配置用于將從光纜105的(一個(gè)或多個(gè))輻射纖芯接收的實(shí)測(cè)反射譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诠鈱W(xué)傳感器設(shè)備102處接收的輻射劑量的測(cè)量結(jié)果的任何設(shè)備或系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，經(jīng)采樣的信號(hào)可以與一個(gè)或多個(gè)輻射劑量模型組合以導(dǎo)出所估計(jì)的輻射信息。
[0039]系統(tǒng)100內(nèi)的光學(xué)取向詢問部件和光學(xué)輻射詢問部件可以被整體地彼此分離。即，光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100可以包括第一取向反射計(jì)200，第一取向反射計(jì)200專用于光纜105內(nèi)的(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯從而僅用于獲得關(guān)于光學(xué)傳感器設(shè)備102的取向信息。之后該系統(tǒng)100將包括第二輻射劑量反射計(jì)200，第二輻射劑量反射計(jì)200專用于光纜105內(nèi)的(一個(gè)或多個(gè))輻射纖芯從而僅用于獲得關(guān)于光學(xué)傳感器設(shè)備102的輻射劑量信息。
[0040]然而，在其他實(shí)施例中，光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100內(nèi)的取向和福射光學(xué)子系統(tǒng)可以共享一個(gè)或多個(gè)部件。因此，單個(gè)反射計(jì)200可以被用來(lái)以光學(xué)方式詢問單獨(dú)的取向纖芯和輻射纖芯以便監(jiān)測(cè)光學(xué)傳感器設(shè)備102?；蛘?，單個(gè)纖維既可以被用作取向纖維又可以被用作輻射纖維。在這樣的實(shí)施例中，可能有用的是，對(duì)于這兩個(gè)子系統(tǒng)使用不同波長(zhǎng)的光學(xué)詢問光以便在這兩個(gè)光信號(hào)之間進(jìn)行區(qū)分，如本領(lǐng)域已知的。
[0041]三維取向重建器103和輻射劑量計(jì)算器104都包括用于執(zhí)行適當(dāng)計(jì)算的處理器和存儲(chǔ)器。盡管圖1將取向重建器103和劑量計(jì)計(jì)算器104圖示為單獨(dú)的部件，但在其他實(shí)施例中它們可以包括具有公共存儲(chǔ)器的單個(gè)處理器。因此本文描述的功能能夠被執(zhí)行為軟件邏輯。本文使用的“邏輯”包括但不限于硬件、固件、軟件和/或每個(gè)的組合以執(zhí)行(一個(gè)或多個(gè))功能或(一個(gè)或多個(gè))動(dòng)作，和/或引起來(lái)自另一部件的功能或動(dòng)作。例如，基于期望的應(yīng)用或需求，邏輯可以包括軟件控制的微處理器、諸如專用集成電路(ASIC)的離散邏輯或其他編程的邏輯設(shè)備。邏輯還可以被完全實(shí)施為軟件。
[0042]本文使用的“軟件”包括但不限于一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀和/或可執(zhí)行指令，所述指令使計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備以期望的方式執(zhí)行功能、動(dòng)作和/或行為。所述指令可以實(shí)現(xiàn)在各種形式中，例如例程、算法、模塊或包括來(lái)自動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的單獨(dú)應(yīng)用或代碼的程序。軟件還可以被實(shí)施在諸如單機(jī)程序、函數(shù)調(diào)用、小服務(wù)程序、小應(yīng)用程序、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的指令、操作系統(tǒng)的一部分或其他類型的可執(zhí)行指令的各種形式中。本領(lǐng)域技術(shù)人員之一將認(rèn)識(shí)到，軟件的形式例如取決于期望應(yīng)用的要求、其運(yùn)行的環(huán)境和/或設(shè)計(jì)者/程序員的期望等。取向重建器103和輻射劑量計(jì)算器104的邏輯大多可以被容易地實(shí)現(xiàn)為輻射治療規(guī)劃軟件包的一部分。
[0043]本文描述的系統(tǒng)和方法能夠被實(shí)施在各種平臺(tái)上，所述各種平臺(tái)例如包括網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和單機(jī)控制系統(tǒng)。另外，本文所示和所描述的邏輯優(yōu)選地駐存在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中或上。不同計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范例包括閃速存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、磁盤或磁帶、包括CD-ROM和DVD-ROM的光學(xué)可讀介質(zhì)等。此外，本文描述的過程和邏輯能夠被合并成一個(gè)大的過程流或被分成許多子過程流。本文已經(jīng)描述的過程流的順序不是決定性的，并且能夠被重新安排，同時(shí)仍然到達(dá)相同結(jié)果。確實(shí)，本文描述的過程流可以如所保證或所期望的在它們的實(shí)施方式中被重新安排、合并和/或重組。
[0044]圖4示意性地圖示了輻射治療系統(tǒng)400，輻射治療系統(tǒng)400包括用于將輻射引導(dǎo)或提供到患者433內(nèi)的指定目標(biāo)區(qū)域432的可移動(dòng)輻射源431。輻射源431例如可以為用于為輻射治療提供輻射的X射線源或一些其他適當(dāng)?shù)脑?。輻射?31可以被安裝到可移動(dòng)臂434上，由此提供用于將輻射引導(dǎo)或提供到指定目標(biāo)區(qū)域432的可移動(dòng)輻射源431。目標(biāo)區(qū)域432例如可以為患者433內(nèi)的腫瘤。
[0045]福射治療系統(tǒng)400還包括以上描述的光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100。因此,光纜105的一端被連接到光學(xué)詢問控制臺(tái)101，并且另一末端包含光學(xué)傳感器設(shè)備102。光纜105的末端和光學(xué)感測(cè)設(shè)備102在輻射治療遞送或其他流程期間被插入到患者433中以監(jiān)測(cè)患者433內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域以及可能的目標(biāo)區(qū)域的取向和由患者433內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域以及可能的目標(biāo)區(qū)域接收的輻射劑量。
[0046]輻射治療系統(tǒng)400額外地包括控制臺(tái)435，控制臺(tái)435具有一個(gè)或多個(gè)處理器(未示出)以移動(dòng)并操作輻射源431?？刂婆_(tái)435的處理器可以包含如以上定義的軟件邏輯，以執(zhí)行這些或其他功能。三維形狀重建器103、輻射劑量計(jì)算器104以及系統(tǒng)控制臺(tái)435的各自功能可以由一個(gè)單個(gè)處理器或一起工作的多個(gè)處理器執(zhí)行。
[0047]圖5圖示了光學(xué)傳感器設(shè)備502的一種示范性形式，光學(xué)傳感器設(shè)備502具有可以與光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100結(jié)合使用的能配置體積。設(shè)備502包括與兩個(gè)輻射纖芯542交織的一個(gè)取向纖芯541以便形成柔性的二維網(wǎng)格感測(cè)陣列543。合適的基底(未示出)可以被加到設(shè)備502以便將芯541和542 —起保持在柔性網(wǎng)格形狀543中。柔性網(wǎng)格543形成輪廓相合的傳感器陣列，所述輪廓相合的傳感器陣列能夠被包裹在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的外部輪廓附近，以便監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向和應(yīng)用到風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的輻射劑量。
[0048]圖6A圖示了光學(xué)傳感器設(shè)備602的第二示范性形式，光學(xué)傳感器設(shè)備602具有可以與光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100結(jié)合使用的能配置體積。設(shè)備602包括具有至少一個(gè)取向纖芯(未示出)和至少一個(gè)輻射纖芯652的光纜605。光纜605通過基底線纜導(dǎo)軌653延伸到球囊基底606，例如在前列腺癌輻射處置期間普遍使用的直腸球囊。在圖6A中示出了處于松弛狀態(tài)的球囊606。圖示的球囊606的尺寸在某種程度上被夸大。在實(shí)際使用中，未膨脹的球囊606通常會(huì)更緊附于光纜，而沒有多少移動(dòng)空間。(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯和(一個(gè)或多個(gè))輻射纖芯652被安裝到球囊606基底的表面中或上。圖6A中圖示的具體輻射纖芯652包含四個(gè)輻射劑量傳感器結(jié)構(gòu)622，例如包層結(jié)構(gòu)，四個(gè)輻射劑量傳感器結(jié)構(gòu)622被設(shè)置在球囊606的周邊附近。光纜605的纖芯可以被設(shè)置在交叉?zhèn)鞲衅麝嚵兄械那蚰?06上以提高測(cè)量的靈敏度并穩(wěn)定該陣列。
[0049]圖6B示意性地圖示了具有處于膨脹狀態(tài)的球囊606的光學(xué)傳感器設(shè)備602?？梢岳枚栊詺怏w等使球囊606膨脹，如在導(dǎo)管球囊領(lǐng)域已知的。以這種方式，光學(xué)傳感器設(shè)備602形成輪廓相合的傳感器陣列，所述輪廓相合的傳感器陣列能夠被膨脹以與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的內(nèi)部輪廓相合，以便監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向和應(yīng)用到風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的輻射劑量。在一些實(shí)施例中，可以利用輻射吸收液體代替惰性氣體使球囊606膨脹，以便進(jìn)一步地減少遞送到風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的輻射。
[0050]因此，提供了一種用于在輻射治療處置期間使用光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100的方法。在圖7中圖示了示范性的這樣的方法700。在第一步驟761中，光學(xué)傳感器設(shè)備102被植入到患者中，即要被利用輻射處置的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)或非常接近要被利用輻射處置的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的地方。其他光學(xué)傳感器設(shè)備102還可以被嵌入到患者體內(nèi)的額外風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或者一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)或非常接近患者體內(nèi)的額外風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或者一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)區(qū)域的地方。患者被放直在福射治療系統(tǒng)內(nèi)，例如以上討論的不沮性系統(tǒng)400。之后福射治療系統(tǒng)開始762對(duì)患者遞送福射。
[0051]在輻射遞送流程期間，利用光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100來(lái)監(jiān)測(cè)763患者內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向以及由風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域接收的輻射的量。更具體地，光纜105中的(一個(gè)或多個(gè))取向纖由光學(xué)詢問控制臺(tái)101詢問764，以在輻射遞送期間獲得風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域取向信息765。風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域取向信息765包括測(cè)量根據(jù)詢問光屬性的從光學(xué)傳感器設(shè)備102返回的光信號(hào)。如果光纜105包含多個(gè)取向纖芯，則可以針對(duì)每個(gè)芯單獨(dú)地記錄該信息765。光學(xué)傳感器設(shè)備102內(nèi)的光反射可以例如由光纜105內(nèi)的嵌入式周期性結(jié)構(gòu)(例如，光纖布拉格光柵)或由光纜105的折射率的非周期性隨機(jī)變化(例如，瑞利散射)引發(fā)。
[0052]在輻射遞送期間，類似地詢問766光纜105中的(一個(gè)或多個(gè))輻射纖維以獲得輻射劑量信息767。這些各自的詢問764和766可以被同時(shí)地或順序地并且以任何數(shù)量或相對(duì)于彼此的任何順序執(zhí)行，以適當(dāng)?shù)孬@得關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的充分的測(cè)量信息765和767。另夕卜，如果超過一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或目標(biāo)區(qū)域也被監(jiān)測(cè)，則對(duì)設(shè)置在這些區(qū)域中的光學(xué)傳感器設(shè)備做出類似的詢問。
[0053]取向信息765被提供給三維取向重建器103，三維取向重建器103使用取向信息以估計(jì)768患者體內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向769。三維形狀重建器103例如可以處理反射譜765以生成在沿著光纜105的(一個(gè)或多個(gè))取向纖芯的多個(gè)位置處的應(yīng)變值。應(yīng)變傳感器可以包括光纖布拉格光柵(FBG)和瑞利散射詢問中的至少一個(gè)。
[0054]在一些實(shí)施例中，光纜105可以有利地通過包括具有更多數(shù)量的(具有光學(xué)應(yīng)變傳感器的)光纖的區(qū)域而包括更高靈敏度的區(qū)域。例如，光纜105可以具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，在所述第一區(qū)域存在第一數(shù)量的具有光學(xué)應(yīng)變傳感器的光纖，并且在所述第二區(qū)域存在第二數(shù)量的具有光學(xué)應(yīng)變傳感器的光纖。以這種方式，第二區(qū)域?qū)⒕哂斜鹊谝粎^(qū)域更高的靈敏度。較高的靈敏度可以幫助實(shí)現(xiàn)關(guān)于光纜105的取向的更好分辨率。作為一個(gè)范例，第一區(qū)域可以具有一個(gè)光纖和第一靈敏度，并且第二區(qū)域可以具有四個(gè)光纖和比第一靈敏度高的第二靈敏度。三維形狀重建器103將應(yīng)變值組合以生成光纜105的形狀和位置的三維重建。例如，應(yīng)變測(cè)量結(jié)果可以被轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角，并且相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)矩陣可以被用來(lái)更新切向量、法向量以及副法線向量(即，雅克比矩陣的列)。
[0055]輻射劑量信息767被類似地提供給輻射劑量計(jì)算器104，輻射劑量計(jì)算器104使用輻射信息來(lái)估計(jì)770由患者內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域接收的輻射的劑量771。相對(duì)于其他監(jiān)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或目標(biāo)區(qū)域做出類似的輻射劑量計(jì)算。
[0056]在輻射遞送期間，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域取向估計(jì)769和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域輻射劑量估計(jì)771被提供給輻射治療規(guī)劃系統(tǒng)處理器。輻射治療規(guī)劃系統(tǒng)利用輻射遞送系統(tǒng)的坐標(biāo)系配準(zhǔn)估計(jì)769和771的坐標(biāo)系。之后該輻射治療規(guī)劃系統(tǒng)使用所估計(jì)的信息來(lái)確定772是否響應(yīng)于患者的移動(dòng)以在輻射遞送期間修改輻射遞送計(jì)劃，以及如果是，如何修改。這樣的移動(dòng)例如可以包括呼吸運(yùn)動(dòng)、心臟運(yùn)動(dòng)、蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)或其他患者誘發(fā)的移動(dòng)。輻射遞送計(jì)劃修改例如可以包括:如果風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域已經(jīng)接收到預(yù)設(shè)的最大輻射劑量，則停止輻射遞送。在輻射遞送期間風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域已經(jīng)經(jīng)歷取向的顯著變化的其他情況下，可以繼續(xù)輻射遞送但修改計(jì)劃以將形態(tài)學(xué)變化考慮在內(nèi)，以便保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。
[0057]在又一額外的實(shí)施例中，輻射治療規(guī)劃系統(tǒng)可以使用風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域取向和輻射劑量估計(jì)以向系統(tǒng)的用戶提供關(guān)于估計(jì)的通知。用戶通知可以采取許多形式。在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地通知用戶由風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域接收到的輻射劑量已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)最大值的規(guī)定百分比。在另一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以額外地將輻射遞送計(jì)劃的所建議的修改呈現(xiàn)給用戶，以便將風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域取向在輻射遞送期間的變化考慮在內(nèi)。
[0058]最后，輻射遞送計(jì)劃將運(yùn)行其過程。該計(jì)劃可以已經(jīng)由于監(jiān)測(cè)763而被修改772，或者沒有被修改。不管以哪種方式，當(dāng)計(jì)劃已經(jīng)運(yùn)行其過程時(shí)停止773輻射遞送。在一些情形下，輻射遞送可以被分解，即，被分布在多個(gè)遞送段當(dāng)中，而非被分布在單個(gè)遞送段中。在那種情況下，來(lái)自較早遞送段的估計(jì)769和771可以被用于隨后遞送段的規(guī)劃和修改。
[0059]在一個(gè)示范性實(shí)施例中，在處置前列腺癌的輻射處置治療期間使用光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100。在這個(gè)背景下，目標(biāo)區(qū)域是患者前列腺內(nèi)的癌變組織或周圍組織。風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域包括設(shè)置在前列腺附近的直腸壁部分以及患者的膀胱。例如，由于在前列腺癌輻射處置期間輻射劑量錯(cuò)誤地被引導(dǎo)到健康直腸組織而非癌變前列腺組織，已經(jīng)觀察到包括直腸癌的嚴(yán)重副作用。類似的風(fēng)險(xiǎn)也可以存在于膀胱組織附近。
[0060]為了減少這種副作用，已經(jīng)開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議以在前列腺癌輻射處置期間保護(hù)直腸組織和膀胱組織不受輻射的過度暴露。關(guān)于直腸組織，按照慣例，在前列腺輻射處置遞送期間，在患者的直腸內(nèi)部署一個(gè)或多個(gè)球囊以穩(wěn)定患者直腸組織的尺寸和位置。關(guān)于膀胱組織，按照慣例，在前列腺輻射處置遞送期間規(guī)定一種可控的膀胱填充狀態(tài)，例如通過要求患者在輻射遞送之前的適當(dāng)時(shí)間飲下一瓶水。然而，即使采取這種預(yù)防措施，患者的直腸、膀胱和前列腺的尺寸和相對(duì)位置可能不能很好地被控制在與輻射治療相關(guān)的小裕量?jī)?nèi)。對(duì)于由于呼吸運(yùn)動(dòng)引起的位置變化尤其是這樣，而且對(duì)諸如直腸氣體和其移動(dòng)的生理效應(yīng)也是這樣。因此，實(shí)際遞送的輻射劑量的在線跟蹤以及與規(guī)劃的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劑量的比較對(duì)于優(yōu)化處置而言是非常有益的。
[0061]為了結(jié)合前列腺癌處置使用光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100，第一光學(xué)傳感器設(shè)備102可以被并入到直腸球囊中。在圖6A和6B中圖示了這樣的設(shè)備的代表性范例602。能夠詢問該第一光學(xué)傳感器設(shè)備以在前列腺輻射處置遞送期間監(jiān)測(cè)直腸風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向和由直腸風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域接收的輻射劑量?？梢杂欣乩弥T如液體金屬的輻射吸收液體填充該球囊，以減少到達(dá)離前列腺組織最遠(yuǎn)的直腸壁背側(cè)的輻射。
[0062]另外，還可以將第二光學(xué)傳感器設(shè)備放置在非常接近膀胱的地方。在圖5中圖示了這樣的設(shè)備的代表性范例502。能夠詢問該第二光學(xué)傳感器設(shè)備以在前列腺輻射處置遞送期間監(jiān)測(cè)膀胱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的取向和由膀胱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域接收的輻射劑量。
[0063]已經(jīng)參考若干實(shí)施例描述了本發(fā)明。明顯地，其他人在閱讀并理解前面詳細(xì)描述后可以進(jìn)行修改和變化。例如，光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)100可以結(jié)合核醫(yī)學(xué)引導(dǎo)的介入來(lái)使用。旨在將本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和變化，只要它們落入權(quán)利要求書或其等價(jià)要件的范圍內(nèi)。本發(fā)明可以采取所公開的實(shí)施例的元件的各種組成、部件和布置、組合以及子組合的形式。
【權(quán)利要求】
1.一種規(guī)劃輻射遞送系統(tǒng)(400)的操作的方法(700)，其中，所述輻射遞送系統(tǒng)包括可移動(dòng)輻射源(431)，所述可移動(dòng)輻射源(431)用于將輻射引導(dǎo)并提供到患者(433)內(nèi)的指定目標(biāo)區(qū)域(432)，所述的規(guī)劃方法包括: 將光學(xué)傳感器設(shè)備(102)植入(761)到所述患者中，即植入到所述患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)或非常接近所述患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的地方，所述光學(xué)傳感器設(shè)備包括至少一個(gè)取向纖芯和至少一個(gè)輻射纖芯，其中，所述至少一個(gè)取向纖芯被配置為測(cè)量所述光學(xué)傳感器設(shè)備相對(duì)于參考點(diǎn)的取向，所述至少一個(gè)輻射纖芯被配置為測(cè)量由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射的劑量； 在對(duì)所述患者進(jìn)行輻射遞送期間以光學(xué)方式詢問(764)所述至少一個(gè)取向纖芯以生成關(guān)于所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向信息(765)，并在所述輻射遞送期間使用所述取向信息來(lái)估計(jì)(768)所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向； 在所述輻射遞送期間以光學(xué)方式詢問(764)所述至少一個(gè)輻射纖芯以生成關(guān)于所述光學(xué)傳感器設(shè)備的輻射劑量信息(767)，并在所述輻射遞送期間使用所述輻射劑量信息來(lái)估計(jì)(770)由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射劑量；并且 在所述輻射遞送期間監(jiān)測(cè)所估計(jì)的取向和所估計(jì)的輻射劑量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)詢問步驟是使用光學(xué)傅里葉頻域反射計(jì)(200)執(zhí)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括支撐所述至少一個(gè)取向纖芯和所述至少一個(gè)輻射纖芯的基底(106)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述基底(106)包括球囊￠06)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括能配置體積。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)取向纖芯包括布拉格光柵陣列和瑞利散射結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述輻射纖芯(300)包括至少一個(gè)包層(322)，所述至少一個(gè)包層(322)用于將射入輻射轉(zhuǎn)換成可見光。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括具有相對(duì)于所述設(shè)備的長(zhǎng)度比較小的橫截面的官腔內(nèi)柔性體，并且所述取向纖芯被配置為收集關(guān)于官腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的取向的信息。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于對(duì)所估計(jì)的取向和所估計(jì)的輻射劑量的所述監(jiān)測(cè)來(lái)修改初始福射遞送計(jì)劃以形成更新的福射遞送計(jì)劃。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述患者(433)正被處置前列腺癌，所述至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域包括直腸組織，并且所述光學(xué)傳感器設(shè)備包括在所述輻射遞送期間被植入到所述患者的直腸內(nèi)的直腸球囊。
11.一種輻射遞送規(guī)劃系統(tǒng)，用于生成要由輻射遞送系統(tǒng)實(shí)施的輻射遞送計(jì)劃，所述輻射遞送系統(tǒng)包括可移動(dòng)輻射源(431)，所述可移動(dòng)輻射源用于將輻射引導(dǎo)并提供到患者(433)內(nèi)的指定目標(biāo)區(qū)域(432)，所述規(guī)劃系統(tǒng)包括: 光學(xué)傳感器設(shè)備(102)，其用于被植入到所述患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)或非常接近所述患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的地方，并且包括至少一個(gè)取向纖芯和至少一個(gè)輻射纖芯，其中，所述至少一個(gè)取向纖芯被配置為測(cè)量所述光學(xué)傳感器設(shè)備相對(duì)于參考點(diǎn)的取向，所述至少一個(gè)輻射纖芯被配置為測(cè)量由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射的劑量； 光學(xué)詢問控制臺(tái)(101)，其用于在對(duì)所述患者進(jìn)行輻射遞送期間以光學(xué)方式詢問(764)所述至少一個(gè)取向纖芯以生成關(guān)于所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向信息(765),并在所述輻射遞送期間以光學(xué)方式詢問(766)所述至少一個(gè)輻射纖芯以生成關(guān)于所述光學(xué)傳感器設(shè)備的輻射劑量信息(767)； 取向重建器(103)，其在所述輻射遞送期間基于所述取向信息來(lái)估計(jì)所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向； 輻射劑量計(jì)算器(104)，其在所述輻射遞送期間基于所述輻射信息來(lái)估計(jì)由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射劑量；以及 處理器(435)，其用于在所述輻射遞送期間監(jiān)測(cè)所估計(jì)的取向和所估計(jì)的輻射劑量。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)詢問控制臺(tái)(101)包括光學(xué)傅里葉頻域反射計(jì)(200)。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括支撐所述至少一個(gè)取向纖芯和所述至少一個(gè)輻射纖芯的基底(106)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述基底(106)包括球囊(606)。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括能配置體積。
16.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)取向纖芯包括布拉格光柵陣列和瑞利散射結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述輻射纖芯(300)包括至少一個(gè)包層(322)，所述至少一個(gè)包層用于將射入輻射轉(zhuǎn)換成可見光。
18.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括具有相對(duì)于所述設(shè)備的長(zhǎng)度比較小的橫截面的官腔內(nèi)柔性體，并且所述取向纖芯被配置為收集關(guān)于官腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的取向的信息。
19.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(435)還被配置為基于對(duì)所估計(jì)的取向和所估計(jì)的輻射劑量的所述監(jiān)測(cè)來(lái)修改初始輻射遞送計(jì)劃以形成更新的輻射遞送計(jì)劃。
20.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)還包括用于在所述輻射遞送期間插入到所述患者的直腸中的直腸球囊。
21.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)詢問控制臺(tái)(101)生成根據(jù)波長(zhǎng)的指示針對(duì)每個(gè)纖芯的反射的幅度和相位兩者的測(cè)量結(jié)果的反射譜數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述取向重建器(103)使用所述取向信息以生成針對(duì)沿著所述至少一個(gè)取向纖芯的多個(gè)位置的局部應(yīng)變數(shù)據(jù)，并生成根據(jù)沿著所述取向纖芯的每個(gè)局部應(yīng)變的局部曲率和扭轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，并重建所述取向纖芯的根據(jù)每個(gè)局部曲率和扭轉(zhuǎn)角的三維形狀。
23.—種光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)(100),包括: 光學(xué)傳感器設(shè)備(102)，其用于被植入到患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)或非常接近患者內(nèi)的至少一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的地方，并且所述光學(xué)傳感器設(shè)備(102)包括至少一個(gè)取向纖芯和至少一個(gè)輻射纖芯，其中，所述至少一個(gè)取向纖芯被配置為測(cè)量所述光學(xué)傳感器設(shè)備相對(duì)于參考點(diǎn)的取向，所述至少一個(gè)輻射纖芯被配置為測(cè)量由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射的劑量； 光學(xué)詢問控制臺(tái)(101)，其用于在對(duì)所述患者進(jìn)行輻射遞送期間以光學(xué)方式詢問(764)所述至少一個(gè)取向纖芯以生成關(guān)于所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向信息(765),并在所述輻射遞送期間以光學(xué)方式詢問(766)所述至少一個(gè)輻射纖芯以生成關(guān)于所述光學(xué)傳感器設(shè)備的輻射劑量信息(767)； 取向重建器(103)，其在所述輻射遞送期間基于所述取向信息來(lái)估計(jì)所述光學(xué)傳感器設(shè)備的取向； 輻射劑量計(jì)算器(104)，其在所述輻射遞送期間基于所述輻射信息來(lái)估計(jì)由所述光學(xué)傳感器設(shè)備接收的輻射劑量；以及 處理器(435)，其用于在所述輻射遞送期間監(jiān)測(cè)所估計(jì)的取向和所估計(jì)的輻射劑量。
【文檔編號(hào)】A61N5/10GK104246558SQ201380016458
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月26日
【發(fā)明者】H·舒爾茨, M·格拉斯, J·薩巴奇恩斯基, T·維克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司