用于近距离放射治疗或活检的成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在近距离放射治疗或活检期间对生物体内的例如导管或针的引入元件进行成像的成像装置、成像方法和成像计算机程序。本发明还涉及一种包括所述成像装置的用于执行近距离放射治疗或活检的系统。
【背景技术】
[0002]在低剂量率(LDR)近距离放射治疗和高剂量率(HDR)近距离放射治疗中，用于引入辐射源的例如导管或针的引入元件由医生在超声成像的引导下插入人体，以利用由辐射源发出的辐射处置人体的内部区域。在插入过程期间，医生必须手动控制超声换能器的位置和图像平面，这导致在成像中的不准确，从而使引入元件的尖端相对于所述前端应当最终被定位的人体内的目标区域并不总是准确地可视化的。医生因此经常进行反复处理，包括多次尝试将引入元件的尖端引导至目标区域。这导致时间上比较长，而且不是非常准确的插入过程。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于在近距离放射治疗或活检期间对生物体内的引入元件进行成像的成像装置、成像方法和成像计算机程序，其允许更快且更准确地插入引入元件。
[0004]在本发明的第一方面中，提出一种用于对生物体内的引入元件进行成像的成像装置，所述引入元件适于为了执行活检或将辐射源引入生物体内以执行近距离放射治疗而被插入到所述生物体内，其中，所述成像装置包括:
[0005]-跟踪单元，其用于跟踪所述生物体内的所述弓I入元件的位置，
[0006]-成像单元，其用于基于所跟踪的位置来生成示出所述生物体的包括所述引入元件的所跟踪的位置的内部部分的图像，以及
[0007]-显示器，其用于显示所述图像。
[0008]由于人体或动物的生物体内的引入元件的位置由所述跟踪单元来跟踪，并且由于所述成像单元基于所跟踪的位置来生成示出包括生物体的所述引入元件的所跟踪的位置的内部部分的图像，其中，所生成的图像最终在显示器上示出，因此，在所述插入过程期间，所述显示器能够始终显示示出了所述生物体内的引入元件的当前位置的图像，而不需要用户手动控制所述成像单元。例如，医生不必手动控制所述成像单元的位置和图像平面，以在插入过程期间对引入元件的尖端进行成像。这允许引入元件更精确和更快地插入到生物体内，从而可靠地达到目标区域。
[0009]所述引入元件优选是在图像引导下插入的针或导管，其中，所述引入元件优选适于执行活检和/或将放射性辐射源引入到生物体内。具体地，所述成像装置适于在插入过程期间对引入元件进行成像以执行活检、LDR近距离放射治疗或HDR近距离放射治疗。进一步优选地，所述成像装置适于在前列腺活检、LDR前列腺近距离放射治疗或HDR前列腺近距离放射治疗期间对引入元件进行成像。
[0010]所述成像单元优选适于基于所述引入元件的所跟踪的位置实时更新所生成的图像，其中，所述显示器适于实时显示更新后的图像。其优选是超声成像单元，特别是经直肠的超声成像单元。例如，所述成像单元可以包括三维超声探头，即，超声换能器的二维阵列，以覆盖生物体内的三维区域。然而，所述成像单元也可以包括二维超声探头，即，超声换能器的一维阵列，覆盖生物体内的二维区域。使用超声对生物体的内部部分进行成像允许生成高质量的图像，而不会损害生物体的组织。
[0011]优选地，所述引入元件是细长元件，所述细长元件具有要通过用于保持所述引入元件的保持元件内的开口插入所述生物体内的尖端和细长主体，其中，在实施例中，所述跟踪单元包括线性编码器，其用于确定所述引入元件的尖端相对于所述开口的线性位置，同时通过所述保持元件的开口被插入到所述生物体内，其中，所述跟踪单元适于基于所确定的线性位置和开口的已知位置来确定在所述生物体内的所述引入元件的尖端和/或细长主体的位置。例如，所述尖端的位置能够通过将所确定的线性位置矢量地增加至所述开口的已知位置来确定。所述生物体内的细长主体的位置可以被确定为所述尖端的所确定的线性位置和所述开口的已知位置之间的长度。使用可以是绝对编码器和增量编码器的线性编码器允许以技术上相对简单的方式确定所述生命体内的引入元件的位置，如果能够假定所述引入元件实质上在所述生物体中直线行进，这将产生特别精确的结果。
[0012]所述引入元件可以包括在其外表面上的刻度，其中，所述线性编码器可以适于读取所述引入元件的外表面上的刻度并基于所读取的刻度来确定所述引入元件的线性位置。所述线性编码器能够适于读取所述引入元件的光学可检测刻度、磁性可检测刻度、电容可检测刻度、电感可检测刻度等。然而，所述线性编码器还能够适于以其他方式确定所述引入元件的线性位置，例如，通过使用基于齿轮的编码。
[0013]所述成像装置还可以包括附接元件，其用于将所述线性编码器附接至所述引入元件通过其被插入到所述生物体内的保持元件的开口。所述保持元件可以包括若干个开口，其中，所述附接元件可以适于在所述保持元件的开口之间可移动。这允许确定所述引入元件相对于所述引入元件通过其实际插入的所述保持元件的任意开口的线性位置。所述成像装置还能够包括锁定机构，其用于将所述附接元件锁定和保持在开口处。所述保持元件优选为包括开口的网格的网格模板。
[0014]在实施例中，所述跟踪单元适于通过电磁跟踪和/或光学形状感测跟踪来跟踪所述引入元件的位置。使用电磁跟踪技术和/或光学形状感测跟踪技术允许非常准确地跟踪在所述生物体内的所述引入元件的位置，即使所述引入元件不是直的而是弯曲的。这些技术因此能够导致在所述生物体内的所述引入元件的位置的确定的改进的精确度。在光学形状感测的情况下，所述引入元件的整个长度可以配备有形状感测光纤，从而使包括所述引入元件的尖端的整个长度的位置能够在插入过程期间的任何时间处被确定。在电磁跟踪的情况下，所述跟踪单元可以适于电磁跟踪所述引入元件的尖端的位置。此外，所述跟踪单元可以适于存储在插入期间被跟踪的所述引入元件的尖端的所跟踪的位置，以便确定在所述生物体内的所述弓I入元件的细长主体的位置。
[0015]在优选实施例中，所述跟踪单元适于跟踪所述引入元件的尖端的位置，其中，所述成像单元适于确定包括所述引入元件的尖端的所跟踪的位置的所述生物体内的尖端切片，并适于生成表示所述尖端切片的尖端图像，其中，所述显示器适于显示所生成的尖端图像。此外，所述成像单元可以适于通过图像处理来检测表示所确定的尖端切片的所述尖端图像内的所述引入元件的尖端，适于确定包括检测到的所述引入元件的尖端的其他尖端切片，其中，该其他尖端切片的厚度小于原始的第一个尖端切片的厚度，并且适于生成表示所述其他尖端切片的其他尖端图像，其中，所述显示器适于显示所生成的其他尖端图像。所述成像单元可以适于确定轴向尖端切片和/或矢状尖端切片，并适于生成分别表示轴向尖端切片和/或矢状尖端切片的轴向尖端图像和/或矢状尖端图像，其中，所述显示器可以适于显示所生成的轴向尖端图像和/或矢状尖端图像。此外，所述成像单元可以适于确定所述尖端切片，从而使其垂直于所述引入元件的细长主体。
[0016]此外，所述跟踪单元可以适于确定所述生物体内的细长主体的位置，其中，所述成像单元可以适于确定所述生物体内的包括所述细长主体的长度的主体切片，并适于生成表示所述主体切片的主体图像，其中，所述显示器适于显示所生成的主体图像。具体地，所述成像单元可以适于确定所述主体切片，从而使所确定的主体切片包括所述细长主体的长度的最大部分。在实施例中，所述成像单元适于确定包括所述细长主体的长度的其他部分的其他主体切片，并适于生成表示所述生物体中的所确定的其他主体切片的其他主体图像，其中，所述显示器适于显示所述其他主体图像。所述成像单元可以适于确定轴向主体切片和/或矢状主体切片，并适于生成分别表示所述轴向主体切片和/或矢状主体切片的轴向主体图像和/或矢状主体图像，其中，所述显示器可以适于显示所生成的轴向主体图像和/或矢状主体图像。
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