用于对要使用Mrgrt处置的损伤进行准确的平面内跟踪的3D成像方法技术

当监测靠近要被辐照的目标体积的(一个或多个)风险器官(OAR)的位置时，识别围绕目标体积的LINAC辐射束源位置，并且识别垂直于辐射束的平面。在平面内指定第一相位编码方向，并且指定第二相位编码方向垂直于所述第一相位编码方向。指定读出方向平行于所述辐射束，并且生成所述目标体积和任何(一个或多个)OAR的MR图像。确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置，并且基于所确定的所述目标体积的位置来控制所述LINAC源与所述感兴趣的体积和所述目标体积之间的准直器，以将所述辐射束维持在所述目标体积上并远离任何(一个或多个)OAR。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对要使用Mrgrt处置的损伤进行准确的平面内跟踪的3D成像方法
本申请具体应用于磁共振图像引导辐射治疗(MRgRT)系统。然而，应认识到，所描述的技术也可以应用于其他多模态成像治疗处置系统、其他医学场合或其他临床技术。
技术介绍
线性加速器(LINAC)通常被使用在辐射治疗中以处置良性肿瘤和恶性肿瘤。LINAC通过使用调谐腔波导来加速电子来操作，以使用射频(RF)功率来创建驻波。波导可以被安装在辐射束方向上或在到辐射束方向的角度处，在这种情况下，采用偏转磁体以将束偏转向目标物体或患者。常规医用级LINAC使用在4MeV与25MeV之间的电子束来提供具有多个电子能量级的X射线输出，多个电子能量级包括当电子被指向高密度目标(例如，钨)处时出现的电子能量级。当将辐射束瞄准移动的器官上时，同时对处置体积进行并发实时MR成像，不期望常规磁共振MR成像对主场不均匀性敏感。实时高分辨率成像是慢的并且患者磁化性引发的失真出现在读出方向上。
技术实现思路
本申请涉及新的且改进的系统和方法，所述新的且改进的系统和方法方便在组合的MR-LINAC系统中改进MR成像的效率，所述新的且改进的系统和方法克服了以上提到的问题和其他问题。根据一个方面，一种方便监测正在被辐照的目标体积的位置的系统，包括磁共振(MR)扫描器、(线性加速器)LINAC设备和处理器，所述处理器被配置为执行存储在存储器中的计算机可执行指令，所述指令包括识别围绕目标体积的线性加速器(LINAC)辐射束源的位置，并且识别由垂直于由所述LINAC源发射的辐射束的平面在一个面处定义的感兴趣的成像体积，所述感兴趣的体积包括所述目标体积和任何(一个或多个)风险器官(OAR)。所述指令还包括指定第一相位编码方向平行于所述平面，指定第二相位相位编码方向平行于所述平面，所述第二相位相位编码方向垂直于所述第一相位相位编码方向，并且指定读出方向，所述读出方向平行于所述辐射束。额外地，所述指令包括对所述感兴趣的体积进行成像，确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置，并且基于所确定的所述目标体积的位置来控制所述LINAC源与所述感兴趣的体积之间的准直器，以将所述辐射束维持在所述目标体积上并远离任何(一个或多个)OAR。根据另一方面，一种工作站包括处理器，所述处理器被配置为识别围绕目标体积的线性加速器(LINAC)辐射束源的位置，并且识别垂直于由所述LINAC源发射的辐射束的成像平面。所述处理器还被配置为指定第一相位编码方向平行于所述成像平面，指定第二相位编码方向不同于所述第一相位编码方向并且平行于所述成像平面，指定读出方向，所述读出方向平行于辐射束，并且呈现包括所述目标体积的感兴趣的体积的图像，包括在第一方向和第二方向上进行相位编码并且在所述读出方向上进行读出。额外地，所述处理器被配置为确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置，并且基于所确定的所述感兴趣的体积的位置来控制所述LINAC源，以将所述辐射束维持在所述目标体积并远离任何(一个或多个)OAR。根据另一方面，一种监测正在被辐照的目标体积的位置的方法包括：识别围绕目标体积的线性加速器(LINAC)辐射束源的位置，识别由垂直于由所述LINAC源发射的辐射束的平面在一个面处定义的感兴趣的成像体积，所述感兴趣的体积包括所述目标体积和任何(一个或多个)风险器官(OAR)，指定第一相位编码方向平行于成像平面，并且指定第二相位编码方向平行于成像平面，所述第二相位编码方向垂直于所述第一相位编码方向。所述方法还包括指定读出方向，所述读出方向平行于所述辐射束，对所述感兴趣的体积进行成像，确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置，并且基于所确定的所述感兴趣的体积的位置来控制所述LINAC源与所述感兴趣的体积之间的准直器，以将所述辐射束维持在所述目标体积上并远离任何(一个或多个)OAR。在阅读并理解下文详细描述后，本领域的普通技术人员将认识到本主题创新的更进一步的优点。附图说明本创新可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示各个方面的目的，并且不应被解释为对本专利技术的限制。图1图示了方便在被链接到LINAC位置传感器的输出的方向上进行相位编码的系统，使得在垂直于束方向的平面中执行相位编码。图2图示了跟踪风险器官(OAR)和/或感兴趣的体积的运动以便在保持将束聚焦在目标上的同时保护OAR的方法，所述感兴趣的体积例如利用诸如LINAC束等的辐射束瞄准的损伤或肿瘤。图3图示了垂直于LINAC辐射束的成像平面。图4是组合的MR-LINAC成像和治疗设备的图示，所述组合的MR-LINAC成像和治疗设备例如可以连同本文描述的系统和方法被采用。图5A和5B各自图示了使用k空间数据的全集生成的MR图像，和使用k空间数据的精简集生成的精简MR图像。具体实施方式本主题创新通过解决用于改进在辐射治疗期间使用磁共振成像的患者运动监测的临床需要来克服前面提到的问题。监测横向于线性加速器(LINAC)束的平面中的运动以识别目标运动。为了最小化横向平面中的失真，在平面内的两个正交方向上执行相位编码，并且在读出方向(例如，LINAC束的方向)上执行频率编码。根据期望的监测方向能够选择两个相位编码方向的相对取向。图1图示了一种方便在被链接到LINAC位置传感器12的输出的方向上进行相位编码的系统10，使得在垂直于束方向的平面中执行相位编码。为了这个目的，所述系统包括LINAC位置传感器12，LINAC位置传感器12监测和/或感测在辐射处置过程期间由LINAC设备14发射的LINAC辐射束的位置。LINAC设备被耦合到磁共振(MR)扫描器16和/或与磁共振(MR)扫描器16集成，磁共振(MR)扫描器16采集由原始数据18，原始数据18通过重建处理器20被重建成图像数据24(例如，患者图像)，重建处理器20可以被集成到MR扫描器的工作站22或可以与MR扫描器的工作站22分开。例如，MR扫描器将原始MR数据发送到重建处理器，所述重建处理器将原始数据重建成MR图像，所述MR图像被存储在存储器中。分割模块25自动地分割MR图像以提供用于将辐射束保持在目标体积上并远离风险器官或其他感兴趣的体积的信息。所述工作站包括处理器26和存储器28，其中，处理器26执行用于执行本文描述的方法、技术、协议等的各种功能、模块、指令、例程等，存储器28存储用于执行本文描述的方法、技术、协议等的各种功能、模块、指令、例程等。例如，所述存储器存储所采集的MR数据和所重建的MR图像数据。额外地，所述存储器存储控制模块30，控制模块30控制LINAC束的位置和旋转以及MR设备。MRA方向确定模块32接收来自LINAC位置传感器12的LINAC束位置信息并识别或指定两个相位编码方向，所述两个相位编码方向位于垂直于LINAC束的平面内。所述方向确定模块还识别或指定读出方向，所述读出方向平行于LINAC束方向。相位编码模块34对成像平面(即，所识别的平面，其垂直于LINAC束)中的相位编码方向进行编码，并且频率编码模块36对读出方向进行频率编码。备选地，通过独立于MR系统的控制器能够设置和/或检测LINAC位置，该LINAC控制器借助于数字接口与MR系统进行通信，以使LINAC位置可用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方便监测正在被辐照的目标体积的位置的系统(10)，包括：MR扫描器(16)；LINAC设备(14)；以及处理器(26)，其被配置为执行存储在存储器(28)中的计算机可执行指令，所述指令包括：识别围绕目标体积的线性加速器(LINAC)辐射束源的位置；识别由垂直于由所述LINAC源发射的辐射束的平面在一个面处定义的感兴趣的成像体积，所述感兴趣的体积包括所述目标体积和任何(一个或多个)风险器官(OAR)；指定第一相位编码方向平行于所述平面；指定第二相位编码方向平行于所述平面，所述第二相位编码方向垂直于所述第一相位编码方向；指定读出方向，所述读出方向平行于所述辐射束；对所述感兴趣的体积和所述目标体积进行成像；确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置；并且基于所确定的所述目标体积的位置来控制所述LINAC源与所述感兴趣的体积之间的准直器，以将所述辐射束维持在所述目标体积上并远离任何(一个或多个)OAR。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.27 US 61/676,3551.一种方便监测正在被辐照的目标体积的位置的系统(10)，包括：磁共振(MR)扫描器(16)；线性加速器(LINAC)设备(14)；以及处理器(26)，其被配置为执行存储在存储器(28)中的计算机可执行指令，所述指令包括：识别围绕所述目标体积的线性加速器(LINAC)辐射束源的位置；识别由垂直于由所述线性加速器(LINAC)辐射束源发射的辐射束的平面在一个面处定义的感兴趣的成像体积，所述感兴趣的成像体积包括所述目标体积和至少一个风险器官(OAR)；指定第一相位编码方向平行于所述平面；指定第二相位编码方向平行于所述平面，所述第二相位编码方向垂直于所述第一相位编码方向；指定读出方向，所述读出方向平行于所述辐射束；对所述感兴趣的成像体积和所述目标体积进行成像，包括在第一方向和第二方向上进行相位编码并且在所述读出方向上进行频率编码；确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置；并且基于所确定的所述目标体积的位置来控制所述线性加速器(LINAC)辐射束源与所述感兴趣的成像体积之间的准直器，以将所述辐射束维持在所述目标体积上并远离所述风险器官(OAR)。2.根据权利要求1所述的系统，所述指令还包括：当对所述感兴趣的体积进行成像时收集少于全部的中心k空间数据点。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的系统，所述指令还包括：分割所述目标体积和所述风险器官(OAR)以识别所述目标体积和所述风险器官(OAR)的边界。4.根据权利要求1或2中的任一项所述的系统，所述指令还包括：当对所述感兴趣的成像体积进行成像时在k空间的中心区域中收集少于外围k空间数据点的中心区域k空间数据点。5.根据权利要求1或2中的任一项所述的系统，所述指令还包括：执行2D射频RF激励以减少相位编码步骤的数量。6.根据权利要求1或2中的任一项所述的系统，所述指令还包括：生成至少一幅测试图像并且确定k空间数据的最小可接受量，所述k空间数据的最小可接受量能够被用于允许对对象的所述目标体积和所述风险器官(OAR)的边界进行监测并且允许存储定义成像序列的一个或多个参数，所述成像序列用于生成所述测试图像以供将来用于所述对象上。7.一种工作站，包括处理器，所述处理器被配置为：识别围绕目标体积的线性加速器(LINAC)辐射束源的位置；识别垂直于由所述线性加速器(LINAC)辐射束源发射的辐射束的成像平面；指定第一相位编码方向平行于所述成像平面；指定第二相位编码方向不同于所述第一相位编码方向并且平行于所述成像平面；指定读出方向，所述读出方向平行于所述辐射束；对包括所述目标体积的感兴趣的体积进行成像，包括在第一方向和第二方向上进行相位编码并且在所述读出方向上进行读出；确定所述目标体积相对于所述辐射束的位置；并且基于所确定的所述目标体积的位置来控制所述线性加速器(LINAC)辐射束源，以将所述辐射束维持在所述目标体积上并远离至少一个器官(OAR)。8.根据权利要求7所述的工作站，其中，所述处理器还被配置为：当对所述感兴趣的体积和所述目标体积进行成像时收集少于全部的中心k空间数据点。9.根据权利要求7-8中的任一项所述的工作站，其中，所述处理器还被配置为：分割所获得的图像；确定所述目标体积相对于所述辐射束的分割边界；并且控制所述辐射束以保持在所述目标体积上。10.根据权利要求7-8中的任一项所述的工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·奥弗韦格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL