用于通过磁共振成像将横穿目标组织的强子射束路径可视化的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在MR‑图像上将横穿有机体的强子射束路径可视化的方法和医疗设备。本发明专利技术的方法利用了由强子射束照射时可激发原子的性质变化引起的MR‑图像采集中的伪影。通过仔细地使强子脉冲与不同的MR‑数据采集步骤同步，可以标识这样的伪影并且根据这些伪影的位置来确定强子射束路径以及布拉格峰值的相应位置。

A device and method for visualization of the hadron beam path across a target tissue by magnetic resonance imaging (MRI)

The invention relates to a method for medical equipment and in the hadron beam path visualization MR image will across the organism. The artifacts of MR image acquisition method by use of the properties of the beam can change from hadron excited atoms caused by the. By carefully the hadronic pulses are synchronized with the MR data acquisition different steps, can identify such artifacts and to determine the location of Prague and the corresponding hadron beam path of peak position according to these artifacts.

【技术实现步骤摘要】
用于通过磁共振成像将横穿目标组织的强子射束路径可视化的设备和方法专利
本专利技术涉及一种医疗设备，所述医疗设备包括耦合到磁共振成像装置(MRI)的充电强子治疗装置，所述磁共振成像装置被适配用于在体将横穿目标组织的强子射束可视化，使得可以相对于所述目标组织中目标点的位置来评估布拉格峰值(Braggpeak)的位置。紧接在强子治疗会话开始之前，Bragg峰值相对于目标点的实际位置的在体定位对于验证在先前确定的用于治疗目标点的治疗计划中所确定的强子射束的布拉格峰值的计划位置是非常有用的。如果在强子射束的布拉格峰值的计划位置和实际位置之间出现差异，则本专利技术可以允许校正将布拉格峰值定位在目标点上所需的强子射束的初始能量E1。强子治疗会话无需取消，并且因此可以用经校正的参数进行。现有技术的说明用于治疗患者的强子治疗(例如，质子治疗)已经知道了几十年，具有优于常规放射治疗的若干优点。这些优点是由于强子的物理性质产生的。常规放射治疗中的光子束根据由光子束横穿的组织的距离的递减指数曲线释放其能量。相比之下，并且如图2所示，强子射束首先在其穿透组织41-43时释放其能量的一小部分，形成平台，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使横穿有机体的强子射束可视化的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供强子源(1)，所述强子源被适配用于沿着与所述有机体中的目标组织(40)相交的射束路径引导具有初始能量E0的强子射束(1h)；(b)提供磁场共振成像装置(MRI)(2)，所述MRI用于在位于均匀主磁场B0内的包括所述目标组织的成像体积Vp内采集磁共振数据；(c)通过至少应用以下MR‑数据采集步骤从所述成像体积采集磁共振数据：·层选择步骤(MRv)，所述层选择步骤用于选择所述成像体积Vp中具有沿着第一方向X1测量到的厚度Δxi的成像层Vpi，包括在所述第一方向X1上产生磁场梯度；·激发步骤(MRe)，所述激发步骤用于在激发...

【技术特征摘要】
2016.10.07 EP 16192732.21.一种用于使横穿有机体的强子射束可视化的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供强子源(1)，所述强子源被适配用于沿着与所述有机体中的目标组织(40)相交的射束路径引导具有初始能量E0的强子射束(1h)；(b)提供磁场共振成像装置(MRI)(2)，所述MRI用于在位于均匀主磁场B0内的包括所述目标组织的成像体积Vp内采集磁共振数据；(c)通过至少应用以下MR-数据采集步骤从所述成像体积采集磁共振数据：·层选择步骤(MRv)，所述层选择步骤用于选择所述成像体积Vp中具有沿着第一方向X1测量到的厚度Δxi的成像层Vpi，包括在所述第一方向X1上产生磁场梯度；·激发步骤(MRe)，所述激发步骤用于在激发周期Pe＝(te1-te0)期间通过产生在与位于所述成像层Vpi内的可激发原子A0的拉莫尔频率相对应的给定RF频率范围[fL]i下振荡的电磁场B1来激发所述可激发原子的核的自旋，其中te0和te1分别是所述激发步骤的开始时刻和结束时刻；·相位梯度步骤(MRp)，所述相位梯度步骤用于在周期Pp＝(tp1-tp0)期间沿着垂直于所述第一方向X1的第二方向X2(X1⊥X2)对在所激发自旋的松弛期间由天线接收到的RF信号的原点进行定位，包括在所述第二方向X2上产生磁场梯度，其中tp0和tp1分别是所述相位梯度步骤的开始时刻和结束时刻，tf0>tp1，其中tf0在下面进行定义；以及·频率梯度步骤(MRf)，所述频率梯度步骤用于在周期Pf＝(tf1–tf0)期间沿着垂直于所述第一方向和第二方向的第三方向X3(X1⊥X2⊥X3)对在所激发自旋的松弛期间由天线接收到的RF信号的原点进行定位，包括在所述第三方向X3上产生磁场梯度，其中tf0和tf1分别是所述频率梯度步骤的开始时刻和结束时刻，tf0>tp1；(d)在数量N个具有脉冲周期PBi的强子脉冲中，沿着与所述成像层Vpi中的所述目标体相交的射束路径引导具有初始能量E0的强子射束，其中，N是大于0的整数；(e)根据在所述成像体积Vp内由所述MRI采集的所述磁共振数据在显示器上表示所述有机体，(f)在同一显示器上，将所述目标组织中的所述射束路径可视化为弱于由不明显受所述强子射束影响的所述可激发原子(A0)所产生的信号的亚信号(1p)，其特征在于，所述磁共振数据的采集和强子脉冲的发射被同步，使得所述激发步骤Pe、所述相位梯度步骤Pp、以及所述频率梯度步骤Pf中的一者或多者的MR-周期Pj与所述脉冲周期PBi重叠并且不超过所述脉冲周期大于10％，其中j＝e、f、和/或p，Pj≤1.1PBi，并且在于所述MR-周期Pj相对于每个所述重叠强子脉冲的所述脉冲周期PBi异相不大于10％，使得(tBi,0-tj0)/Pbi≤0.1，并且(tBi,1-tj1)/Pbi≥-0.1，其中tBi,0和tBi,1是每个强子脉冲的开始时刻和结束时刻，并且其中j＝e、f、和/或p。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MR-周期Pj是所述激发周期Pe，其接近所述脉冲周期PBi结束时结束，使得(tBi,1-te1)/PBi≥0，并且优选地使得(tBi,1-te1)/Pbi≤0.3，更优选为≤0.2，更进一步优选为≤0.1，并且最优选为(tBi,1-te1)/Pbi＝0。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述N个强子脉冲的周期PBi被包括在10μs和30ms之间、优选在1ms和10ms之间、或可替代地优选在5ms和20ms之间，并且两个强子脉冲优选地彼此间隔开包括在1ms和20ms之间的周期ΔPBi。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述激发周期Pe、相位梯度周期Pp、频率梯度周期Pf中的每一个彼此独立地包括在1ms和100ms之间、优选在5ms和50ms之间。5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述MR-数据采集步骤进一步包括附加序列，所述附加序列包括采用不同顺序和周期Pj的以下各项中的一者或多者：与激发步骤同时进行的层选择步骤；相位梯度步骤；和/或频率梯度步骤；并且其中，使所述磁共振数据的采集和所述强子脉冲的发射与用如权利要求1所限定的附加步骤同步。6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述强子射束的所述射束路径基本上垂直于所述第一方向X1。7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：(a)在日期t0建立治疗计划，并且确定用于将给定剂量的强子沉积到目标点(40s)的强子射束的初始能量E0，(b)在显示器上将在日期t1>t0显示由初始能量E0的强子射束横穿的所述组织的形态和厚度与在日期t0如所述处理计划中定义的同一组织的形态和厚度进行比较，(c)在同一显示器上将所述强子射束的布拉格峰值的实际位置可视化，(d)在所述布拉格峰值的实际位置与所述目标组织40s之间不匹配的情况下，校正将所述布拉格峰值落在所述目标点上所需的所述强子射束的初始能量E1。8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，通过沿着所述第一方向X1、所述第二方向X2和所述第三方向X3的一个、两个或三个方向产生磁梯度来控制所述成像体积Vp，以沿着所述第一方向X1、所述第二方向X2和所述第三方向X3控制所述成像体积的厚度。9.一种用于将由强子射束横穿的有机体可视化而没有由所述强子射束产生的伪影的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供强子源，所述强子...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·普芮里斯，塞巴斯蒂安·亨罗廷，埃里克·范德克拉伊，C·布鲁萨斯科，
申请(专利权)人：离子束应用股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE