在对人体中癌症损伤的已知治疗中，使用对失调的组织如肿瘤的辐照以破 坏失调的组织。失调的组织可以位于身体的所有部位。如果失调的组织位于某 些位置，可能很难辐照而不严重地破坏身体的其他基本部分，在某些情况中， 所述辐照已经造成了不可复原的破坏。
为了避免这些破坏，通过从不同角度对失调的组织进行辐照，完成对失调 的组织的辐照，以便周围的健康组织仅仅受到其影响在短时间内可被治愈的辐 照。因此，所述辐照不会对健康组织造成严重的破坏。然而，为了破坏失调的 组织，由各个被选定的角度对其进行辐照。
因此，对失调的组织的辐照受到辐照量的限制，健康组织可以承受所述辐 照量而不会被严重地或不可复原地损伤。可能难以精确定位失调的组织和难以 确定失调的组织在体内范围的事实进一步增加了对辐照的这种限制。
US5,853,366公开了一种对该问题的解决方案。通过在肿瘤周围附近的相 关位置插入至少三个标记物，进行对肿瘤的定位操作。这些标记物是由不锈钢 制成的，它能够在传统的身体X-射线图像中被检测到，以在对肿瘤进行辐照 之前根据肿瘤定位辐照源。每个标记物被描述为X-射线图像中的一个点。这 些标记物被直接插入到肿瘤周围的组织中，并且这些标记物是带刺的或V形 的，以将这些标记物牢固地固定到所述组织中，由此约束标记物的移动。在对 标记物进行定位并对肿瘤进行辐照之后，带刺的标记物不得不通过侵入式外科 手术来摘除。
WO 99/27839公开了一种用于对与治疗或者成像机器相关的患者身体部 分进行定位和重新定位的系统，所述成像机器包括观察身体的多个相机和机 器。通过照相机在3D空间中对被体外放置于患者身体上的指示标记物(发光 的、被动的、几何形状或者自然标记)进行识别和定位。相对于与治疗或诊断 机器相关的参照位置，可以对由图像扫描所确定的解剖学目标进行定位。几种 类型的相机、指示标记物、方法和系统适合不同的临床应用。患者的X-射线 成像进一步对解剖学目标相对于治疗或诊断成像参照点的定位进行改进。基于 对成像确定的解剖学目标相对于治疗或诊断设备上参照点的对照分析，患者的 移动会受到所述系统和方法的控制。
WO 02/19908公开了一种用于修正在治疗过程中呼吸和其他动作的方法 和设备，所述方法包括：在治疗之前生成目标区域的图像；基于植入患者体内 的标记物，周期性产生关于内部目标区域的位置数据；使用一个或者多个外部 传感器连续产生关于患者身体外部移动的位置数据；以及在内部目标区域和外 部传感器的位置之间的对应关系，以便基于外部传感器的位置数据，将治疗引 向患者的目标区域的位置。随后，将目标区域的位置与在手术准备前的图像中 的目标区域相匹配。
WO 02/100485公开了用于精确定位和跟踪体内目标(如肿瘤等)的位置 的系统和方法。在一种实施方式中，所述系统包括一个或者多个位于目标中或 目标附近的可激发信标、外部激发源和多个传感器，所述外部激发源远程激发 所述信标以产生可识别的信号，所述多个传感器以已知的排列方式彼此之间隔 开。计算机与所述传感器连接，并且被设置为使用信标信号以确定目标内的目 标等角点(isocenter)。计算机将目标等角点的位置与治疗等角点的定位进行比 较。计算机还控制患者和患者支撑设备的移动，以使在辐照治疗之前和过程中 目标等角点与治疗等角点相重合。
尽管上述描述的标记物被用于限定失调的组织区域的范围，但是可能难以 在图像中观察到整个区域。由于这个原因以及其他的原因，如果计划对失调的 组织进行辐照，则医疗工作者或主治医师会计划通过采用辐照富余进行辐照， 以保证所有失调的组织都被辐照到。这种富余导致某些健康组织被故意地辐 照，因此，可能出现前述的严重损伤。在这方面，辐照被计划分为多个辐照序 列。此外，仅公开了基准标记物。基准标记物自身不能提供识别标记物的任何 旋转的可能性。在具有至少两个，优选采用三个基准标记物(正如所公开的) 的条件下，基准标记物才能提供对失调的组织进行定位的可能性。
采用辐照富余的进一步原因是对辐照设备下的患者进行定位的不精确性、 所得到的失调组织的图像的分辨率的不精确性、以及内部器官可能随时移动的 事实。内部器官的这种移动可能是由于呼吸造成的和/或由日常移动所造成的。 使用上述被植入的标记物来引导上述的治疗，能够在一定程度上提高患者定位 的精确性。
在治疗之前对患者进行定位的一种方法是，通过对被辐照的失调组织进行 定位的区域拍摄图像，通过定位患者的骨结构使患者相对于辐照设备移动，根 据骨结构，在预先检查的图像中定位所述失调的组织。骨结构的位置已经显示 出引入了某些上述的不精确性。
另外，待辐照的失调组织在第一预先检查的图像和用于在辐照所述失调的 组织辐照之前设置辐照设备的后续图像之间的移动是不确定的移动。由呼吸所 引起的移动的程度可以变化至最高达10cm。由呼吸所引起的移动基本上在每 个人之间都会有变化。
已经进行了一些尝试以记录由呼吸所引起的移动。在辐照肿瘤辐照过程 中，移动方式被输入到辐照设备的控制中。限定移动方式的这种额外工艺是昂 贵并且耗时的，并且由于神经紧张的人、患有帕金森氏疾病的人或患有大脑性 麻痹的人的呼吸是渐近的，所记录的方式经常显示出与目前的呼吸不同步。因 此，移动方式的记录可能不会提供对肿瘤辐照的完全精确性。
由http://www.elekta.com/healthcareinternational.nsf/pga_Frameset？openpage &url＝umc_demonstrates_automatic_marker_detection_with_a-si(＂Elekta＂)可以 了解到另一种解决方案，该方案公开了使用标记物的模板更好地检测标记物。
因此，需要一种引导辐照设备的改进方法，辐照以至少部分克服涉及调节 辐照设备的现有技术的前述缺点。也需要一种治疗失调的组织如肿瘤的改进方 法，以至少部分克服涉及治疗的现有技术的前述缺点。
US 6,307,914公开了一种追踪移动体的辐照装置，该装置包括：用于对肿 瘤辐照医疗波束的直线加速器辐照；和埋在肿瘤附近的肿瘤标记物；用于从第 一方向收集所述肿瘤标记物图像的第一X-射线荧光检查器；和用于在第一X- 射线荧光检查器同时从第二方向收集所述肿瘤标记物的图像的第二X-射线荧 光检查器；第一和第二识别处理部分，其通过描影归一化互相关联法(shading normalization mutual correlation method)在实时水平上以预定的帧频执行模板 匹配，以采用在通过所述第一和第二图像输入部分对图像信息进行数字化之前 所记录的肿瘤标记物的模板图像，并计算所述肿瘤标记物的第一和第二二维坐 标；中央运算处理部分，用于由通过所述第一和第二识别处理部分计算的第一 和第二二维坐标来计算所述肿瘤标记物的三维坐标；以及辐照控制部分，用于 通过所述计算的肿瘤标记物的三维坐标来控制所述线性加速器的医疗束的辐 照。
现有技术中位于患者体内的被植入标记物被埋藏在组织中，因此，需要侵 入式外科手术插入到体内，以及进一步后续的侵入式外科手术从体内收回被植 入的标记物。
使用不同的成像技术和不同的医学成像设备所得到的诊断图像是在图像 之间按照时间间隔获得的，并且每张图由重新定位于不同床上的患者获得的。 这导致每张图的不同设置条件。与图像中视觉清楚的目标相比，所述不同的设 置条件导致患者体内所感兴趣的组织在不同图像中实际位置之间的差别，其中 所述视觉清楚的目标被置于远离感兴趣的组织，例如骨结构、患者身体的外表 面等。可能会由于患者体内的内部组织运动和/或在医学成像设备下面患者的 不精确定位造成在不同图像中所感兴趣组织的位置之间的差别。
因此，需要一种改进的方法，该方法对由不同的医学成像设备得到的不同 图像进行比较，以至少部分克服涉及对所感兴趣组织进行定位的现有技术的前 述缺点。

本发明的目的是提供一种用于克服上面所提出的已知方法和系统的缺点 和缺陷的方法。
通过以下的本发明描述，这些目的和优点将变得清楚，其中，所述这些目 的和优点是由以下的本发明方法的实施方式和多个方面得到的，其通过提供一 种用于引导位于人体外或动物体外的辐照设备的方法，所述方法包括步骤：
-在图像中，识别图像中可见的至少一个单独的完整三维元件，所述至少 一个单独的完整三维元件置于人体或动物体的腔中；
-在图像中，建立所述图像中可见的至少一个单独的完整三维元件相对于 参照物的初步位置；
-建立辐照设备相对于参照物的初步位置；
-根据所述至少一个单独的完整三维元件相对于参照物的位置，相对于参 照物调节辐照设备。
在图像中，识别图像中可见的至少一个单独的完整三维元件的步骤中，所 述至少一个单独的完整三维元件在适当的位置。在图像中，识别图像中可见的 至少一个单独的完整三维元件之前，额外的步骤可以是将所述至少一个单独的 完整三维元件插入到人体或动物体的腔内。
通过识别所述至少一个单独的完整三维元件相对于失调组织位置的位置， 然后，基于建立所述三维元件的位置，可以建立所述失调的组织的位置。这是 有利的，因为失调的组织在所有类型的图像中是不可识别的，其中所述三维元 件是可识别的。通过在二维图像中能够建立所述三维元件的位置，可以建立失 调的组织的精确位置，这由于所述元件和所述失调的组织会相对于人体或动物 体同时移动。
预先了解所述三维元件的尺寸，它基于所述三维元件的二维图像，该尺寸 提供了关于所述三维元件如何在体内定位以及可能在体内旋转的精确信息。通 过预先了解所述三维元件的尺寸，以及通过能够检测在图像中的尺寸，可以计 算所述三维元件在体内的精确位置。关于在图像中所建立的三维元件位置的信 息提供了关于失调的组织定位于何处的精确信息，因为所述失调的组织和三维 元件已经被发现具有基本上固定的联系，并且所述失调的组织的任何可能的移 动都会导致相应的三维元件的移动，反之亦然。
因此，达到了基于所述元件的位置，精确完成对失调的组织的定位的目的， 尽管患者已经在测试室和辐照室之间移动，或者仅在将患者安置进行辐照之前 进行移动。另外可能的是，在对患者进行辐照的过程中，调节设备以便元件以 及患者的失调组织如肿瘤与辐照设备保持焦点对准。
通过能够基于所述元件调节所述辐照设备，可以更精确地进行辐照，并且 可以通过计算机自动完成对辐照设备的调节。
另外，通过能够更精确地辐照，可以对患者进行更高总剂量的辐照，而不 会损伤失调组织的周围组织，其结果是能够对患者以相同的能够忍受的剂量进 行多次辐照，以更有效地消除失调的组织。
另外，本发明的方法还可以包括步骤：
-监控所述三维元件相对于辐照设备的可能移动；
-与所述三维元件的可能移动相应地调节所述辐照设备。
因此，达到了前述不精确性被逐步降低的目的，因为通过与至少一个单独 的完整三维元件的可能移动相应地调节辐照设备，使身体和/或元件的可能移 动实现一致。另外可能的是，在辐照过程中调节所述设备，以便三维元件以及 患者失调的组织如肿瘤与辐照设备保持焦点对准。而且，对辐照设备的调节可 以是对辐照设备位置的调节、对安置患者的床的调节、对波束焦点的调节、对 辐照波束强度的调节、改变辐照波束形态的金属板或防护罩的移动的调节等。
另外，对辐照设备的调节还可以是对辐照波束相对于辐照过程中的任何位 移进行偏移或聚焦。这些位移可以是强迫位移，例如辐照过程中患者的倾斜或 部分旋转。所述位移也可以是患者主动或者无意的位移。主动位移可以是患者 在床上移动或者在辐照室中走动，无意的位移可以是由于肌肉运动疾病(例如 帕金森氏疾病或大脑性麻痹)而导致的移动。
在辐照过程中能够调节辐照设备的优点在于可以从不同角度对身体进行 辐照。因此，可能辐照失调组织的周围健康组织的缺点被最小化。而且，可以 进行该调节以避免对某些重要健康组织的辐照。辐照设备的调节也可以是从某 个角度进行辐照的总剂量的限制，以避免超过健康组织被从该角度进行辐照的 辐照极限。
识别、建立、监控和调节的步骤可以自动完成，根据可以利用的设备，监 控步骤可以以适当的频率进行，例如，每3秒或更短时间一次。
在本发明的另一个方面中，所述参照是已经被插入身体腔内的三维元件的 先前图像。该先前图像通常可以是在对患者的预检查过程中检测失调的组织如 肿瘤6以及建立失调组织的尺寸的图像。
在本发明的另一个方面中，所述至少一个单独的完整三维元件的先前图像 也可以是得自该三维元件的最后一张图像，或者用于在辐照前安置患者所获得 的图像。
根据本发明，所述至少一个单独的完整三维元件的至少一部分具有允许腔 内的液体、气体或固体通过的形状。因此，维持了腔内的液体、气体或固体的 自然流动，例如尿道中的尿、静脉中的血液、或者例如肠中的肠内气体、气管 中或者肺中的呼吸、或者例如肠中的固体排泄物，尽管所述辐照可能会造成腔 周围组织的某些膨胀。
另外，根据本发明，如果被释放于腔中，则所述至少一个单独的完整三维 元件的至少一部分会从腔内朝着腔膨胀。同样地，保持腔内的液体、气体或固 体的自然流动，例如尿道中的尿、静脉中的血液、或者例如肠中的肠内气、气 管中或者肺中的呼吸、或者例如肠中的固体排泄物，尽管所述辐照可能会造成 腔周围组织的某些膨胀。
而且，通过将所述至少一个单独的完整三维元件所位于的腔进行膨胀，所 述三维元件会被牢固地定位在腔内，而不会在腔中移动。任何其他的紧固方式 例如带刺的三维元件形状不是必要的，并且该元件容易被去除而不会损伤腔内 部。
在本发明的一个方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以具有管状外 形，其允许身体腔内的液体、气体或固体自由流动。这种管状外形在辐照过程 中也将使腔保持敞开，以及可能导致后续的膨胀。
另外，当插入三维元件是本发明的一个方面时，插入三维元件可以通过自 然打开而完成，而根本没有或至少基本上没有穿透身体的任何组织。这种插入 三维元件作为标记物的方式不需要侵入式外科手术，因此，与这些外科手术相 关的风险被消除或者至少被最小化。
而且，根据本发明另外的方面，该方法可以包括通过身体的自然开口收回 所述三维元件的步骤，而根本没有或至少基本上没有穿透身体的任何组织。通 过经由自然的腔或开口收回所述元件，进行去除所述三维元件的操作，而不需 要侵入式外科手术，因此，与这些外科手术相关的污染风险被消除或者至少被 最小化。
三维元件被插入到自然腔内，因此不会损伤周围的组织，因为该腔是身体 的自然开口。因此，所述元件不会穿透任何组织以固定于体内。所述三维元件 通过至少部分紧靠腔内侧而被紧固，以使三维元件不会在腔内移动。
有利地，根据本发明的另一方面，在对失调的组织如肿瘤进行辐照的过程 中可以进行监控和调节的步骤。
在本发明的另一个方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以是基本上 管状腔内修补物。因此，该三维元件可以是已经位于体内用于另外的目的，例 如用于扩张缩小的尿道或输尿管。在辐照过程中以及由辐照所造成的可能最终 的后续膨胀过程中，该三维元件也将保持使该腔敞开。该三维元件能够保持在 腔中至少30天的时间，因此，能够保持腔敞开以在整个辐照过程中保持液体、 气体或固体的渗透，尽管所述辐照被分成数个小时、数天或数周的周期。
关于所述至少一个单独的完整三维元件是基本上管状腔内修补物，所述三 维元件降低了对于任何额外导管以保持插入三维元件的腔敞开以渗透液体、气 体或固体的需要。
在本发明的另一个方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以是至少一 条丝的螺旋线圈。因此，达到了可利用拉丝经过其被插入的自然腔或开口来回 收该三维元件。
有利地，根据本发明的方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以由生 物兼容的材料制成，例如聚合物、生物材料或金属，例如不锈钢、钛、铂、钯、 镍-钛和其他合金，或者这些材料的任何组合。通过应用这类生物兼容材料制 成的三维元件不会在人体或动物体的腔中时造成感染。
另外，根据本发明的另一个方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以 由形状记忆合金制成。通过采用形状记忆合金，该三维元件能够在腔内膨胀。
在本发明的另一个方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以是由形状 记忆合金制成的，其中所述形状记忆合金具有超过体温的转化温度，优选在 37℃～50℃之间。
体温被认为是在应用本发明的方法过程中人或动物的身体温度。在本发明 的大部分实施中，人的体温为大约37℃。
然而，体温可能会根据是人体还是动物体而有区别。某些动物具有比人低 的正常体温，某些动物具有比人高的正常体温。
此外，体温也会根据人或动物的身体状态而有区别。如果人或动物患有引 发发烧的疾病，体温会因为发烧而较高；如果人或动物是新生儿或老人，或者 如果人或动物患有造成不稳定血流的疾病，则体温会因为可能不稳定的血流而 较低。
通过采用形状记忆合金，在加热到转化温度时，所述三维元件能够在腔内 膨胀。如果所述转化温度在人体或动物体正常体温附近，则在身体将元件加热 时会完成膨胀，并且该三维元件的膨胀不需要额外应用热量。在转化温度高于 体温范围的情况中，通过加热三维元件，例如通过注射温度高于转化温度的无 菌水等流体，来获得所述膨胀。
通过使用转化温度在37℃～50℃之间的形状记忆合金，身体内侧附近不会 被烫伤，而以其他方式的会引起感染或损伤组合。
在本发明的另一个实施方式中，所述至少一个单独的完整三维元件可以由 低于37℃，优选低于20℃且高于5℃的温度下手工可塑性变形的材料制成。 通过使用手工可塑性变形的材料，可以通过医生的手工外力回收该三维元件， 并且在回收该三维元件的过程中，可以容易地将该三维元件变形为更小的尺 寸。
另外，根据本发明，监控所述至少一个单独的完整三维元件的步骤可以通 过每秒生成最高50张图像，至少每秒2-50张图像，至少每秒1张图像，至少 每分钟12张图像或者至少每分钟2张图像来完成，这依赖于医学成像设备， 至少每秒2-50张图像，至少每秒1张图像，至少每分钟12张图像或者至少每 分钟2张图像。
通过如上所述的经常取样，可以几乎立刻将所述三维元件以及进而失调的 组织的可能移动进行平衡，并且该方法几乎连续进行，这样健康组织的前述损 伤基本上被降低。
根据本发明，所述图像可以是二维投影图像或者三维图像，其中该图像是 由成像设备产生并处理的。
根据本发明，所述医学成像设备可以是磁共振扫描器(MR-扫描)、核磁 共振扫描器(NMR-扫描)、磁共振成像扫描器(MRI-扫描)、计算机断层扫描 器(CT-扫描)、锥形线束CT-扫描器、正电子发射断层扫描器(PET)、单正电 子发射计算机断层扫描器(SPECT)、单正电子发射断层扫描器(SPET)、图 像引导放射治疗仪(IGRT)、超声扫描仪或者X-射线、高能光子设备或高电压 设备。
根据本发明，也可以利用辐射源的能量产生并处理所述图像。因此，不再 需要利用其他的设备，节省了辐照室中的大量成本和空间。
在本发明另外的方面，可以通过利用辐照波束的能量产生并处理该图像。 因此，不再需要利用其他的设备，节省了辐照室中大量的成本和空间。
另外，患者不会受到不必要的辐照。当计算辐照剂量时，为了获得建立失 调的组织如肿瘤6的范围的图像，包括对患者的辐照。计算该剂量使得周围的 健康组织不会受到不可恢复的损伤。因此，对患者的辐照被用于在正确的位置 治疗患者，而不仅仅获得检测图像。
通过使用与失调的组织进行辐照相同的设备，在需要产生图像时，节省了 来回改变设备的时间。
在本发明的另一实施方式中，通过利用来自于产生辐照源电能的电源的电 能可以获得和处理所述图像。
另外，根据本发明的方面，所述至少一个单独的完整三维元件可以具有能 够使用传统的内窥镜设备插入和/或回收三维元件的设计。通过在插入和/或回 收三维元件的过程中使用传统的内窥镜设备，节约了额外设备的成本，以及减 少了在插入或回收所述三维元件的过程中利用不同设备之间改变的时间。
根据本发明，所述腔可以具有至少一个周壁，所述至少一个单独的完整三 维元件可以具有在插入三维元件时可折叠的设计，在被释放到所述腔中时，所 述三维元件设计可朝着腔的周壁膨胀。所述可折叠的设计降低了对自然腔的内 侧壁的碰撞，其中通过所述自然腔进行插入。如果以折叠的状态，则该元件可 以具有基本上二维的范围，如果以膨胀的状态，则该元件将可能从二维范围变 成三维范围。
有利地，根据本发明，参照物可以位于人体或动物体内部的位置或者外部 的位置。
另外，根据本发明，参照物可以是骨结构。
此外，根据本发明的一个方面，参照物可以是图像可检测的目标。
本发明还涉及用于实施前述方法中任一方法的设备，所述设备包括用于识 别三维元件的部件、用于建立三维元件以及辐照设备初步位置的部件、用于监 控所述元件可能移动的部件、以及用于根据所述移动调节辐照设备或者人体或 动物体的部件。
一方面，用于识别三维元件的部件可以是图像检测的计算机程序，用于建 立三维元件初步位置的部件也可以是图像检测的计算机程序。辐照设备可以是 任何用于对失调的组织如肿瘤进行辐照的传统设备。用于监控所述元件的可能 移动的部件可以是计算机，其将信号传输到根据所述移动调节辐照设备或者人 体或动物体的部件。
根据本发明的一个方面，本发明涉及用于识别三维元件的方法，所述三维 元件位于人体或动物体内，其与人体或动物体内感兴趣的组织有关，其中所述 方法包括步骤：
-在第一图像中识别第一图像中可见的三维元件，其中，所述第一图像是 由第一类型的医学成像设备产生并处理的；
-在第二图像中识别第二图像中可见的三维元件，其中，所述第二图像是 由第二类型的医学成像设备产生并处理的；
-基于第一图像中三维元件的位置和第二图像中三维元件的位置的测定， 比较第一图像和第二图像。
在计划辐照治疗的过程中，使用由不同成像技术所产生的不同图像的组 合。在计划辐照治疗的过程中，在诊断图像中识别感兴趣的组织如癌肿瘤。之 后，定位肿瘤的位置和外形，基于肿瘤的位置和外形，生成为患者提供的辐照 治疗的方案。
在计划辐照治疗过程中，对肿瘤识别的任何不精确性将导致在治疗中不精 确的辐照，这将导致辐照不会照射感兴趣的期望组织的风险。可能地，其可以 导致对健康组织的创伤辐照和/或其可以导致部分不健康的组织没有被辐照。
通过产生至少第一图象和第二图象，以及通过利用确定三维元件位置进行 比较图像，所述三维元件以及所感兴趣的组织将被一致地定位于图像中。因此， 在关于三维元件和感兴趣的组织之间的相互位置关系的同时，将获得第一类型 的医学成像设备的可能优点，以及第二类型医学成像设备可能的其他或者额外 优点。
通过利用被定位在感兴趣的组织内部或者至少近邻的三维元件作为标记 物，在标记物附近以及在感兴趣的组织附近的图象能够被非常精确地被对比。 因此，可以根据三维元件在图像中的位置对这些图象进行精确地比较，进而根 据在图象中被精确定位的三维元件位置，确保感兴趣的组织的位置能够定位在 精确的位置。
提供由不同医学成像设备产生的不同图像中的感兴趣的组织的位置的更 精确确定，医生和/或医疗人员将能够非常精确地识别和定位感兴趣的组织， 例如癌肿瘤。
与此相反，根据现有技术的方法，当比较由不同的医学成像设备产生的图 象时，标记物和感兴趣的组织之间的相互位置关系不可能精确地建立，因为标 记物不出现在人体或动物体内，标记物也不会位于确保标记物的位置和感兴趣 的组织的位置之间稳定相互关系的位置。
通过使用为三维元件的标记物，例如管状腔内修补物，对由不同医学成像 设备产生的不同图象的比较可以通过由不同类型的医学成像设备产生的不同 图象中的三维元件的自动检测来引导，因此，能够自动引导在不同图象中的三 维元件以及所感兴趣的组织的位置的比较。
作为标记物和期望用于引导辐照设备的三维元件也可以用于比较两份或 者更多份诊断图像，其中所述诊断图像用于识别在计划辐照治疗过程中所产生 的辐照方案的识别、定位和产生。使用相同的三维元件用于引导辐照设备和用 于比较计划辐照治疗的图象是可行的，而不需要重新插入或重新定位所述三维 元件。
根据三维元件在人体或动物体内的实际期望位置，三维元件可以具有不同 的几何特征。另外或可选择地，根据三维元件在人体或动物体中除了在不同图 像中作为标记物外的实际期望应用，三维元件可以具有不同的物理特征。几何 和物理特征的可能性下面会提到。
因此，三维元件可以具有允许液体、气体或固体在三维元件所位于的腔内 通过的外形。三维元件在被释放到腔中时，可以能够从腔内部向腔进行膨胀。 三维元件可以具有管状外形，其能够允许液体、气体或固体在三维元件所位于 的腔内通过。三维元件可以是管状腔内修补物，其可以由至少一根丝的螺旋线 圈所制成。
三维元件可以具有能够使用传统的内窥镜设备插入和/或回收三维元件的 设计。所述三维元件具有可折叠的设计，能够获得在将该三维元件插入到人体 或动物体的腔中时可折叠的设计，而当该三维元件已经位于人体或动物体的腔 中时能够获得膨胀的设计。
所述三维元件可以由生物兼容材料制成，如例如聚合物；生物材料；或金 属，例如不锈钢、钛、铂、钯、镍-钛和其他合金；或者这些材料的任何组合。
所述三维元件可以由具有单向记忆效应(one-way-memory effect)的形状 记忆合金制成，该形状记忆合金具有高于体温的转化温度，优选在37℃～50℃ 之间的温度。可选择或另外地，所述三维元件可以由在低于体温的温度，优选 在低于37℃的温度，更优选在低于20℃且高于5℃的温度下手工可塑性变形 的材料制成。甚至在可选择的方案中，所述三维元件可以由在体温时具有超塑 性的形状记忆合金制成，优选在37℃下为超塑性。
根据本发明的方面，所述医学成像设备可以是下列成像设备中的任一种： 磁共振扫描器(MR-扫描)、核磁共振扫描器(NMR-扫描)、磁共振成像扫描 器(MRI-扫描)、计算机断层扫描器(CT-扫描)、锥形线束CT-扫描器、正电 子发射断层扫描仪(PET)、单正电子发射计算机断层扫描仪(SPECT)、单正 电子发射断层扫描仪(SPET)、图像引导放射治疗仪(IGRT)、超声扫描仪或 X-射线、高能光子设备或高电压设备。可以通过利用辐照设备的能量产生并处 理所述图像，或者可以通过利用来自治疗辐照束的能量产生并处理所述图像。
附图说明
下面，将参考附图对本发明进行描述，其中：
图1表示通过外科手术插入人体组织的现有技术标记物；
图2表示已经插入到肿瘤周围组织中的三个现有技术标记物；
图3表示躺在辐照设备下椅子上的人体；
图4表示已经插入到男性尿道自然腔内的三维元件；
图5表示图4中所示三维元件的X-射线图像；
图6表示另一个三维元件的X-射线图像；
图7表示已经插入到男性尿道自然腔内的三维元件；
图8表示三维元件的例子；
图9、10和11表示三维元件的器例子；
图12和13表示由兆伏电压设备得到的图像中的三维元件的例子；以及
图14表示在中心具有三维元件并且由CT-扫描仪器得到的图像的合并图。
这些附图是示意性的，为了说明的目的而显示。
图1显示了利用侵入式外科手术经过皮肤i插入现有技术标记物m，实施 所述插入，为了在用于定位肿瘤d的辐照所获得的图像中对失调的组织d(例 如肿瘤)进行定位。当如图2所示插入时，相对辐照设备对两个或更多标记物 m进行定位，然后打开辐照源一段时间。在辐照一段时间之后，中断辐照。当 已经经过至少几天的时间时，可以进行对肿瘤d的辐照，以使周围的健康组织 能够承受新的辐照。在辐照的一段时间期间，为了弥补在该辐照过程中肿瘤的 任何移动，所述辐照设备决不需要调节。
在两次辐照周期之间，图1和2中所显示的现有技术标记物在身体内会显 著地移动，在这种情况中，可能需要插入更多的标记物。

如图3所示，当患者1已经被预告患有癌症时，癌通常以失调组织6例如 肿瘤6的形式位于患者体内。通常由内科医生或主治医师提供所述预告，其中 内科医生或主治医师已经获得患者1的X-射线图像4或类似的图像4。对图像 4进行研究，并在患者1的实际治疗(例如通过对肿瘤6进行辐照)之前，在 图像4中定位肿瘤6。随后，肿瘤6将被用作失调的组织的例子。然而，在采 用本发明的设备引导方法时，除了肿瘤外，在引导辐照设备的过程中也可以治 疗其它类型的失调组织。
产生一系列图像4以建立肿瘤6的范围。在本发明的一个方面，通过使用 作为例子的MR-扫描技术产生一系列图像4来确定三维元件7的位置。当确 定肿瘤的范围时，如果没有元件位于患者1的体内，适合作为肿瘤6的标记物 的三维元件7被插入到患者1中。在其它情况中，当确定肿瘤的范围时，适合 作为肿瘤6的标记物的元件已经位于患者1的体内。所述三维元件被插入，或 者位于离被治疗的肿瘤6的一定距离内，或者在需要治疗的体积内。如图4、 5、6、7、12、13和14中所示，当对前列腺内的肿瘤6进行辐照时，通常三 维元件7位于前列腺内的尿道内以及在需要治疗区域6的紧邻位置。
在本发明的一个方面中，所述三维元件7被自动识别，并相对于参照确定 初步位置。根据本发明的一个实施方式，该参照可以被设置为例如三维元件7 中部的点。
正如所提到的，通过产生一系列图像4，确定三维元件7的位置。将这些 图像4输入到计算机中。计算机进行计算并保存三维元件7和肿瘤之间的相互 关系。通过建立肿瘤6和三维元件7之间的距离，已经获得这种相互关系， 其中所述距离在体内组织任何类型的移动过程中是固定的，例如相对于骨结构 或者身体1作为整体的移动。术语固定距离的意思是肿瘤6和三维元件7相 互之间基本没有相对的移动。
根据本发明，通过识别已知的几何形状，例如线圈形状的元件7中缠绕之 间的螺距、三维元件7结构转化中的弯曲，三维元件7的周长或外形等，可以 完成建立三维元件7在图像4中相对于参照的初步位置。
接着，通过计算机自动建立辐照设备2的初步位置。建立辐照设备2相对 于参照的初步位置，可以通过测量以下距离来完成，所述距离是从其中由辐照 设备发出辐射到图像4中的起始点/设置点的距离，其包括确定图像4的平面 所位于的水平面。建立辐照设备相对于参照的初步位置，也可以通过识别身体 的某个骨结构相对于辐照探头位于何处来进行，或者它可以通过建立床与由辐 照设备发出辐照的位置之间的相互关系来进行。
在激活辐照设备2以对肿瘤6进行辐照的过程中，监控所述元件7的任何 可能移动。如果检测到可能的移动，则根据元件的移动，调节辐照设备2，这 样尽可能精细地调节对肿瘤6的辐照。
在这一点上，除了其他特征外，所述辐照设备2包括患者可以躺或者坐的 床、辐照源、辐照束、用于限定所述辐照束的金属板或防护罩。
因此，根据本发明，调节辐照设备2可以是调节辐照设备2的位置、调节 床5相对于设备2的位置、调节辐照源的功率、调节辐照束3的焦点、调节辐 照束3的强度、调节移动金属板或防护罩以改变辐照束3的形态等。
当所述元件7被监测在某区域之外时，调节辐照设备2也可以是调低辐照 源的功率；当所述元件7再次在某区域之内时，再次打开所述功率。而且，它 可以在辐照周期中调节辐照功率，以将肿瘤6的某些区域进行比其他区域高的 辐照剂量，例如将辐照边缘区进行比肿瘤6低的辐照剂量，或者对人体或动物 体中某些非常重要的区域进行比肿瘤6低的辐照剂量。
除了打开或调低功率外，可以偏转辐照束，或者改变辐照束的焦点。通过 对肿瘤6的整个区域进行辐照，必要的是通过以预定的移动方式移动辐照束来 对肿瘤6进行辐照。
监控三维元件7相对于辐照设备2的可能移动，可以以预定的间隔进行， 例如每秒10～20次，例如每分钟1～2次等，这依赖于医学成像设备并且基于所 期望的三维元件7的移动频率。
在计划对患者进行辐照时，需要辐照边缘以确保肿瘤6被充分辐照，尽管 监控和调节步骤提供了对辐照边缘尺寸的降低。
在进行实际辐照前，当患者躺在辐照床上时或者当患者以任何其它方式位 于辐照室时，对已经相对于肿瘤6安置的三维元件7进行定位。在一个实施方 式中，所述三维元件7的定位可以通过使用辐照设备2产生高电压图像4来建 立。对患者或辐照设备2进行定位，以便所述三维元件7以先前所计划的方式 进行定位，以及以便所述参照位于所述三维元件7的中部。因此，建立了起始 点，它也称为辐照设备2和元件7相对于所述参照的初步位置。
在这方面，所述参照可以是任何先前的所获得的图像4，它用于根据三维 元件7来识别肿瘤6。所述先前的图像4也可以是所获得的最后图像4，其为 了监控三维元件7的可能移动，或者所述参照可以是在预先检验期间所产生的 图像4。所述先前的图像4意指在目前图像4之前所产生的图像4，其中所述 先前的图像4中三维元件7的位置已经被建立。
在本发明的另一方面，所述参照可以是在辐照过程中患者所位于的床，或 者所述参照可以是辐照设备2本身。所述参照也可以是某个骨结构，或者其它 人体或动物体内部或外部可识别的结构。
在三维元件7每次从所建立的初步位置移动时，通过自动监控和检测三维 元件7的可能移动，本发明的方法能够相对于相互之间调节所述辐照设备2 或患者。因此，获得对由于例如患者的呼吸或者小规模移动所造成的肿瘤的频 繁移动的补偿，其中所述移动是由患者主动或者患者非主动的力所引起的。实 现了对辐照精确性的显著改进，以及降低了对健康组织的辐照。
图14所示的是在位于三维元件7的边界内的图像中心基础上将不同的图 像4合并在一起，提供了对感兴趣的组织例如前列腺的非常精确的定位。
通过在辐照肿瘤期间对图像4进行取样，监控三维元件7以及肿瘤6的任 何可能移动可以在几乎出现移动的同时被平衡。根据用于产生图像4的设备， 取样频率可以在每秒10张图像或更快到每3秒1张图像的范围内变化。
高电压设备例如辐照设备2本身具有低于如MR-扫描设备的取样频率(或 取样速度)。然而，如果使用辐照设备2本身，则其他设备将不是必要的。
通常，X-射线被用于建立第一图像4以对肿瘤6相对于三维元件7进行定 位，但是，同样可以使用其他设备如CT-扫描设备和MR-扫描设备。因此，在 患者进入辐照室之前，确定了肿瘤6相对于三维元件7的位置。
在本发明的一个方面，患者自己将第一图像4输入到辐照设备的计算机 中，所述第一图像4依赖于先前的图像4，由此作为辐照设备的计算机中的参 照。接着，该计算机控制辐照设备2用于产生图像4，以建立元件7相对于辐 照设备2的位置。然后，如果必要，该计算机相对于元件7的位置调节辐照设 备2，开始对人体或动物体的辐照。
由于一些其他的原因，三维元件7可以是体内所提供的所有类型的物体。 这些物体可以是所有类型的腔内修补物，其通常是管状的，例如置于尿道和其 他自然腔中的元件7，所述自然腔例如有人体内的输尿管、尿道、胆管、气道、 肠或血管。
如以上所述，如果元件7已经出现在待辐照的肿瘤附近，则该元件7将影 响该自然腔内部的液体、气体或固体的通道。众所周知，已经被辐照的组织会 膨胀，因此，可能造成自然腔体积的减少。三维元件7例如管状腔内修补物能 够有助于抵消腔体积的这种减少。
为了避免自然腔的体积减少，可以提供一个或者多个元件7，其可以用于 引导辐照设备2以在辐照过程中进行调节前述的瞬间移动。
而且，在本发明的另一方面中，三维元件7可以具有能够在自然腔中插入 和回收的的形状。另外，当被插入到腔中时，所述元件7的一部分可以膨胀以 提供对腔周壁的力，使得将元件7紧固在该位置。在本发明的其它实施方式中， 通过将至少一部分元件7至少部分地附着到在自然腔之外的组织，或者通过具 有Y-形状、I-形状等的元件7被加工成为在腔(例如，输尿管、静脉等腔)的 纵向上锁定移动的锁定机构，可以完成将元件7相对于腔的周壁紧固。
根据本发明，如图4、5、7和9中所示，这类三维元件7的例子是管状支 架，其被用于插入到前列腺附近的尿道中。当该支架被经过前列腺已经被定位 于男性尿道的一部分中，并且出现与外部尿道括约肌最接近的元件7末端的膨 胀时，所述元件7将保持在该位置并使尿通过，而不会阻碍括约肌的功能。
当元件7由体腔被去除或回收时，所述元件7的丝设计方案是特别有利的， 因为形状记忆合金的元件7在其冷却时会变软。通过抓住螺旋缠绕的丝的任何 部分并接着将卷拉出腔成为丝，可以去除所述元件7。此外，所述元件7可以 具有与缠绕的丝不同的设计，并且该元件可以由其他合金制成，这样在冷却时， 所述元件7会变成超弹性，并且通过在回收之前将元件7进行折叠，可以进行 回收。
使用具有锁定机制的三维元件7的进一步优点是，如图7所示，在人体或 动物体的呼吸或其他部分移动过程中，或者在相同身体的整体移动过程中，元 件7将与肿瘤6共同移动。由于元件7的移动相对于肿瘤6基本上没有相对移 动，所以可以根据三维元件7的可能移动调节辐照设备2，以对肿瘤6进行精 确地辐照。在辐照设备2所产生的图像4中，计算机无法检测肿瘤6，因为肿 瘤6在这类图像4中是不可见的。然而，由不锈钢、钛、铂、钯、镍-钛和它 们的其他合金所制成的三维元件7在这种图像4中容易被检测到。因此，也可 以检测元件7的可能瞬间移动，并且辐照设备2可以进行调节以补偿该瞬间移 动。
元件7也可以是其他生物兼容性材料，例如聚合物和能够在某些图像中被 检测到的生物材料。
三维元件7可以具有在由所有类型的医学成像设备获得和产生的图像4 中可被检测的所有类型的形状，所述形状导致在所述图像4中获得预先确定的 几何结构。为了监控可能的移动，在图像4中识别预先确定的几何形状并调节 辐照设备2，所述调节辐照设备2可以是移动所述身体，或者根据该移动适当 调节所述辐照设备2的其他位置参数。
在使用前述插入到前列腺附近尿道中的元件7时，预先确定的几何结构可 以是螺旋缠绕线圈的直径，或者是线圈的缠绕之间的螺距。这种几何结构提供 了许多可检测的点，并且通过在计算机上实施图像处理，能够在图像4中自动 检测到。
所述元件7的另一预先确定的几何结构可以是图7中所示的元件7的直线 部分和圆锥部分之间的角度v，或者所述预先确定的几何结构可以是所述元件 7的直线部分和线圈断面的圆锥部分的过渡点。与前述的检测方式类似，这种 检测还提供了对所述元件7的三维定位。
元件7和其他类型的管状腔内修补物通常被制成各种长度，而前述预先确 定的几何结构不依赖支架和其他腔内修补物长度的变化。
如上所提到的，三维元件7可以具有能够提供在前述图4中可识别的确定 几何结构的任何形状。图8～11是这些其他形状的例子。尽管在这些附图中显 示的是螺旋缠绕的线圈类型，但是三维元件7可以是具有实心壁和/或扩张部 分或不同类型锁定机构的管。管状元件7的壁可以是由以不同模式缠绕的丝制 成的，例如交叉模式、针织模式等。在本发明的另一方面中，三维元件7可以 是植入物，或者参照可以是这类植入物。
术语兆伏设备的意思是所有类型的电子加速器，其在高于150kV下进行 操作，优选高于1MV，优选低于50MV。这类电子加速器可以是用于通过辐 照肿瘤6来治疗患者的辐照设备2。
通过医学成像设备的意思是可用于产生失调组织和三维元件7的图像4 的所有类型设备。这类设备可以是磁共振扫描器(MR-扫描仪)、核磁共振扫 描仪器(NMR-扫描仪)、磁共振成像扫描仪器(MRI-扫描仪)、计算机断层扫 描仪器(CT-扫描仪)、锥形线束CT-扫描仪器、正电子发射断层扫描仪器(PET)、 单正电子发射计算机断层扫描仪器(SPECT)、单正电子发射X线断层扫描仪 器(SPET)、图像引导放射治疗仪(IGRT)、超声扫描仪或X-射线、高能光子 设备或高电压设备。
术语形状记忆合金被限定为在一定温度范围内(奥氏体开始到奥氏体结束 (AS～AF))具有从马氏体到奥氏体转变的金属。在该温度范围内(AS～AF)， 三维元件7开始膨胀，并且在所有马氏体转变成奥氏体时停止膨胀。在该范围 内元件7“记忆”其原始形状。在另一温度范围内(马氏体开始到马氏体结束 (MS～MF))，该合金会恢复成马氏体。在所述另一温度下(MF)，元件7容 易通过手工进行变形，因此元件7可以在体腔内容易进行变形，并且经过插入 元件7的自然开口回收。可选择地，该元件可以被经过另一个自然开口而被回 收，而不是经过其被插入的开口。形状记忆合金也可以被称作温度激活的合金。
术语形状记忆合金也可以是在一定温度下例如在体温约37℃下具有超弹 性性能，以及在另一温度下具有塑性如低于0℃的金属。术语超弹性性能的意 思是与其他金属相比能够被弹性变形达到非常高的变形比例的合金，该合金不 必要具有以下温度(AS)，在该温度下材料能够记忆最初的形状。
形状记忆合金可以是镍-钛合金、镍-钛-钴合金、其它过渡和贵金属合金或 表现出形状记忆特征的热塑性热固材料。对丝的加热可以通过以下方式来实 现，即通过诱导加热、浸没加热、应用RF能量，或者通过使用具有一定温度 的流体冲过三维元件7区域。