用于校准成像系统的幻影器和相关方法技术方案

本发明专利技术涉及用于校准成像系统的幻影器和相关方法。本发明专利技术的实施方式提供了适合用于医学共振成像和放射照相成像系统的幻影器和相关校准方法。校准医学成像系统的幻影器包括：具有第一外部形状的第一部件，第一外部形状的一部分限定至少一个袋状部的一部分；以及耦接至第一部件并且具有第二外部形状的第二部件，第二外部形状的一部分限定至少一个袋状部的另一部分。第一部件和第二部件的至少一个包括储液器，该储液器具有其至少一部分定位至少一个袋状部的中心的形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学成像，并且特别地涉及校准可与放射治疗系统集成的成像系统的 幻影器（phantom)和相关方法。
技术介绍
在放射治疗领域中的最新进展已经专注于将成像系统与治疗系统集成。目标是提 供在患者的解剖特征（例如，肿瘤）的位置上的实时反馈，从而能够更准确地控制治疗放射 (radiation)光束以目苗准该特征。 提出的一种方法是在单个设备内将基于直线加速器的治疗系统与磁共振成像 (MRI)系统相结合，已知为MRI-Linac。在本申请人的多个较早的申请中描述这种设备，包 括美国专利申请号12/704, 944 (公开号2011/0201918)和PCT公开号2011/127947。在这 些较早申请的每一个中描述的系统中，MRI系统的磁性线圈分裂开，留出间隙，通过该间隙 治疗放射光束能够被传递到患者。以这种方式，患者能够被成像并且基本同时地被治疗同 时躺在相同位置。 如果MRI系统要将可靠的信息提供到治疗系统，准确地校准两个系统是非常重要 的；即，MRI系统的坐标系必须对准（register)到处理光束的坐标系，因此在MRI系统中的 测量能够转化为治疗系统中的指令。 幻影器是已知的装置，其被扫描或成像以估计并协调各种医学成像装置的性能。 Rhode 等人的论文（"Registration and Tracking to Integrate X-Ray and MR Images in an XMR Facility"，IEEE Transactions on Medical Imaging，第 22 卷，第 1369-1378 页）描述了对准X射线和MR图像的方法，其中，在被转化为距离并且通过MRI系统成像之 前，幻影器首先在X射线系统中成像。测量在两个系统之间的距离以使两个坐标系能够被 对准。当在X射线系统中时，球轴承（ball bearing)在幻影器内被用作标记物（marker); 当在MRI系统中时，球轴承被MR成像标记物替代以避免由于与强烈磁场的交互而引起的问 题。 这个系统具有若干缺点。如果两个标记物不精确地共同定位在幻影器内，则球轴 承与MR成像标记物的替换引入潜在的误差源。此外，在两个装置之间的幻影器的转化引起 另一误差源。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了用于医学成像系统的校准的幻影器，其包括：具有 第一外部形状的第一部件，第一外部形状的一部分限定至少一个袋状部的一部分；以及耦 接至第一部件并且具有第二外部形状的第二部件，第二外部形状的一部分限定至少一个袋 状部的另一部分。第一部件和第二部件的至少一个包括储液器，该储液器具有其至少一部 分定位至少一个袋状部的中心的形状。【附图说明】 现在将通过举例的方式进行对以下附图的参考，以更好地理解本专利技术并且更清晰 地示出本专利技术可以如何付诸实施，其中： 图1示出了根据本专利技术的实施方式的幻影器； 图2更详细地示出了图1中示出的幻影器的截面图； 图3是示出幻影器如何成像的示意性图； 图4示出了组合的MRI放射治疗系统；以及 图5是根据本专利技术的实施方式的方法的流程图。【具体实施方式】 图1示出了根据本专利技术的实施方式的幻影器10。如以下将说明的，幻影器10适合 用于使用不同成像模式的各种医学成像系统。 为了理解标记物如何工作，有益的是首先考虑在医学成像中可采用的不同成像机 制。 磁共振（MR)成像通过将成像目标（object)放置在高强度磁场中来操作。当前， 场强密度通常从系统到系统在〇. 2和3T之间变化。在该强磁场中，在目标中的氢质子的磁 矩（magnetic moment)与磁场对齐。通过将具有共振频率的电磁信号施加到目标，可翻转 那些质子的旋转。当切断电磁信号时，质子翻转回并且发射能够在接收器线圈中接收的电 磁信号。采用梯度磁以空间地改变磁场，从而产生仅来自在目标内的特定位置的可检测的 信号和/或使共振频率在不同位置不同以实现接收电磁信号的空间编码。在不同材料的氢 质子以不同的松驰率（relaxation rate)返回至其平衡状态，并且这也可用于在材料之间 区分并且构造图像。 以这种方式，具有高氢质子密度的材料，即具有大量的可自由翻转它们的磁矩的 氢质子的材料，在MR图像中是清晰并且强烈可见的。 另一种成像模式采用诸如X射线的放射。利用准直的X射线光束瞄准待成像的目 标；通常光束是锥形的，但是可采用其他形状。位于主体的相对侧的检测器检测在其穿过目 标之后的放射。某些放射已经被目标吸收，因此通过检测器收集的数据以投影图像的形式 提供关于目标位置的信息。可组合多个投影图像，以使用计算机断层扫描（CT)技术再构造 目标的立体图像（volume image)。 虽然增加不是线性的，但是随着目标材料密度的增加目标吸收给定能量的X射线 的可能性增加。诸如铅或钨的高密度材料非常容易地吸收X射线，这导致它们被用于准直 器、放射屏蔽等。低密度目标在放射类图像中可能不是可见的。吸收的可能性还取决于放射 的能量，具有不同的交互机制来支配不同的能量。例如，在较低能量X射线（即keV范围） 的情况下，除了材料密度的影响之外，由于光电效应X射线吸收可以是十分敏感的材料。不 同的材料不同地吸收keV X射线（例如，如在KeV射线的骨头的清晰成像中所见的）。然 而，在较高的能量级别（即MeV范围），相对吸收主要取决于目标中的材料的相对材料密度。 因此，在MeV能量级别，通过对具有不同材料密度的材料进行成像能够获得高对比度图像。 材料密度的差异越大，图像中的对比度越大。 在采用这些和其他技术的成像系统中可采用根据本专利技术的实施方式的幻影器10。 幻影器10包括两个部件12、14。在所示的实施方式中，这两个部件包括类似的特 征并且具有互补的形状。 第一部件12包括直立的、基本上平坦的支撑件12a，具有从支撑件12a的底座延 伸的凸缘13以允许第一部件12在使用期间保持直立。多个细长构件在远离支撑件12a的 平面的方向上延伸。在所示的实施方式中，细长构件包括相对长的构件16a和相对短的构 件16b，并且这些被布置成环。相对长的构件16a与相对短的构件16b围绕环沿圆周方向 交替。在所示的实施方式中，每个细长构件（即长的16a和短的16b两者）朝向离支撑件 12a最远的端逐渐变细（taper)。 第二部件14类似地包括直立的、基本上平坦的支撑件14a，具有从底座延伸的凸 缘15以允许第二部件14在使用期间保持直立。多个细长构件在远离支撑件14a的平面的 方向上延伸，并且在所示的实施方式中，细长构件再次包括相对长的构件18a和相对短的 构件18b。细长构件18a、18b布置成环。相对长的构件18a与相对短的构件18b围绕环沿 圆周方向交替。在所示的实施方式中，每个细长构件（即长的18a和短的18b两者）朝向 离支撑件14a最远的端逐渐变细。 第一和第二部件12、14耦接在一起，从而第一构件12的相对长的构件16a和第二 部件14的相对短的构件18b啮合，同时第一部件12的相对短的构件16b和第二部件14的 相对长的构件18a啮合。这样，在两个部件12、14之间啮合的点形成两个环：在支撑件12a 附近由在第一部件12的相对长的构件16a和第二部件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于医学成像系统的校准的幻影器，包括：第一部件，具有第一外部形状，所述第一外部形状的一部分限定至少一个袋状部的局部；以及第二部件，耦接至所述第一部件并且具有第二外部形状，所述第二外部形状的一部分限定所述至少一个袋状部的另一局部；其中，所述第一部件和所述第二部件中的至少一个包括储液器，所述储液器具有其至少一部分定位所述至少一个袋状部的中心的形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓肯·伯恩，马丁·塞尔，
申请(专利权)人：埃列克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB