使用嵌入式光纤布拉格光栅进行实时呼吸门控信号生成和身体变形检测的方法和装置制造方法及图纸

一种用于在图像扫描期间实时检测身体变形的衣物，其包括由压缩材料制成并具有多个光纤布拉格光栅(FBG)的前部。所述衣物包括多个光发射器，每个光发射器被配置成将光波脉冲通过对应FBG和多个光传感器，每个光传感器附接到对应FBG并且被配置成接收所脉冲光波。处理器通过数据采集模块获得数据，所述数据采集模块被配置成从所述光传感器接收由所述FBG反射的峰值波长。基于沿笛卡尔坐标系对齐的所述FBG的布拉格波长的有效偏移，所述处理器可校正所获取图像数据或重定向外部射束治疗以补偿图像扫描期间的身体变形。偿图像扫描期间的身体变形。偿图像扫描期间的身体变形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用嵌入式光纤布拉格光栅进行实时呼吸门控信号生成和身体变形检测的方法和装置
[0001]相关专利申请
[0002]本申请是2019年12月20日提交的美国申请第16/723,352号的延续。上述申请的全部教导通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]诸如计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)以及正电子和单光子发射断层摄影(PET和SPECT)的解剖和功能成像模态由于患者的呼吸运动而遭受图像退化。并且即使在一些CT扫描的情况下，要求患者在图像采集期间屏住呼吸，这并不总是可行的，因为由于他们的年龄和/或身体状况，不是所有的患者都能屏住呼吸。此外，屏气CT扫描通常是较高辐射剂量的扫描，因为扫描需要快速完成，这只能通过增加x射线通量和快速移动工作台来实现。在外部射束(光子和粒子)放射疗法中，强度和/或范围被调制，并且射束在肿瘤上被光栅扫描，以将最大剂量递送到肿瘤，同时最小化递送到周围健康组织的剂量，这是适形治疗的概念。由于内部器官以及肿瘤由于呼吸运动而随着人体移动，所以强度或范围被调制的外部射束治疗的有效性很大程度上取决于呼吸运动补偿。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在图像采集期间补偿身体变形的方法，所述方法包括：获取身体的图像数据；从安置在所述身体上的多个光纤布拉格光栅(FBG)获取峰值波长数据，所述FBG沿笛卡尔坐标系对齐；检测在图像采集期间由身体变形引起的所述FBG的布拉格波长的有效偏移；以及基于沿所述笛卡尔坐标系对齐的所述FBG的所述布拉格波长的所述有效偏移，在图像重建期间校正所获取图像数据，以补偿图像扫描期间的身体变形。2.如权利要求1所述的方法，其中所述图像数据是从计算机断层摄影(CT)扫描、磁共振成像(MRI)扫描、正电子发射断层摄影(PET)扫描或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)扫描获取的。3.一种用于在图像扫描期间实时检测身体变形的衣物，其包括：前部，所述前部由压缩材料制成并且具有多个光纤布拉格光栅(FBG),所述前部安置在身体的顶部上，所述FBG沿预定坐标系对齐；多个光发射器，每个光发射器被配置成将光波脉冲通过对应FBG；多个光传感器，每个光传感器附接到对应FBG并且被配置成接收所脉冲光波；以及处理器，所述处理器包括：数据采集模块，所述数据采集模块被配置成从所述光传感器接收由所述FBG反射的峰值波长；比较器，所述比较器被配置成确定由于所述FBG上的轴向应变引起的布拉格波长的有效偏移，以及控制器，所述控制器被配置成控制所述身体通过扫描设备中的空腔的移动，并且基于所述FBG的所述布拉格波长的所述有效偏移来控制身体变形期间图像数据的所述采集。4.如权利要求3所述的衣物，其中所述预定坐标系是笛卡尔坐标系。5.如权利要求4所述的衣物，其中所述FBG沿所述笛卡尔坐标系对齐以测量沿双轴的应变。6.如权利要求3所述的衣物，而且其中所述处理器进一步包括校正模块，所述校正模块被配置成基于沿所述预定坐标系对齐的所述FBG的所述布拉格波长的所述有效偏移来校正所获取图像数据，以补偿图像扫描期间的身体变形。7.如权利要求3所述的衣物，其中所述处理器进一步包括图像采集模块，所述图像采集模块被配置成从计算机断层摄影(CT)扫描、磁共振成像(MRI)扫描、正电子发射断层摄影(PET)扫描或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)扫描获取图像数据。8.如权利要求3所述的衣物，其中所述衣物是腰带。9.如权利要求3所述的衣物，其中所述衣物是衬衫。10.一种在图像采集期间补偿身体变形的方法，所述方法包括：使身体移动通过扫描设备的空腔；获取身体的图像数据；从设置在所述身体上的多个光纤布拉格光栅(FBG)获取峰值波长数据；检测在图像采集期间由身体变形引起的所述FBG的布拉格波长的有效偏移；基于随时间测量的所述布拉格波长的所述有效偏移生成呼吸门控信号；以及
基于所述呼吸门控信号控制所述身体通过所述扫描设备的所述空腔的所述移动，使得所述身体不移动并且在身体变形期间不基于所述FBG的所述布拉格波长的所述有效移位来获取图像数据。11.一种在外部射束治疗期间补偿身体变形的方法，所述方法包括：识别用于外部射束治疗的所述身体的目标区域；从安置在身体上的多个光纤布拉格光栅(FBG)获取峰值波长数据，所述FBG沿笛卡尔坐标系对齐；将外部射束治疗引导到所述目标区域；检测治疗期间由身体变形引起的所述FBG的布拉格波长的有效偏移；以及基于沿所述笛卡尔坐标系对齐的所述FBG的所述布拉格波长的所述有效偏移，重定向所述外部射束治疗以补偿图像扫描期间的身体变形，从而保持聚焦在所述目标区域上。12.如权利要求11所述的方法，其中所述外部射束治疗是外部射束放射疗法或质子束疗法。13.一种用于在外部射束治疗期间实时检测身体变形的衣物，其包括：前部，所述前部由压缩材料制成并且具有多个光纤布拉格光栅(FBG),所述前部安置在身体的顶部上，所述FBG沿预定坐标系对齐；多个光发射器，每个光发射器被配置成将光波脉冲通过对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：马诺吉特，
申请(专利权)人：恩普尼亚公司，
类型：发明
国别省市：