辐射剂量的回顾式计算和改进的处置规划制造技术

一种组合式磁共振(MR)和辐射治疗系统(10)包括具有磁体辐射半透明区域(16)的膛型磁体(12)，所述磁体辐射半透明区域允许辐射束通过磁体径向地行进；以及分裂型梯度线圈(18)，其包括与磁体辐射半透明区域(16)对准的梯度线圈辐射半透明区域(20)。在磁体侧面设置的辐射源(24)通过磁体和梯度线圈辐射半透明区域(16、20)向检查区域(14)施用辐射剂量。剂量单元(66)基于目标体积(30)和至少一个非目标体积的处置前、处置中和/或处置后图像表示来确定向目标体积(30)和至少一个非目标体积的每个体素输送的实际辐射剂量。规划处理器(60)基于所确定的实际辐射剂量更新辐射治疗计划的至少一个剩余辐射剂量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射剂量的回顾式计算和改进的处置规划本申请涉及用于辐射治疗的改进的规划和输送的方法和系统。本专利技术尤其适用于能够同时进行MR成像和辐照的组合式磁共振成像(MRI)和射线治疗系统，但也可以应用于其他成像或波谱模态或其他类型的处置。在肿瘤学中辐射治疗是一种通用的治疗技术，其中，向患者身体输送一定剂量的高能量伽马(口)辐射、粒子束或其他辐射，以实现治疗效果，即根除癌变组织。出于若干原因，该剂量被划分(fractionate)或分布在若干个星期的时间内。由于辐射束在其到达目标的路上通过健康组织行进，所以这种划分允许处置期间被损伤的健康组织恢复，而不允许低效的癌症组织在划分之间得到修复。为了使不希望有的损伤最小化，同时保持治疗效果，在处置之前产生治疗计划，详细规定划分安排还有最佳射束形状和方向。典型地，采集肿瘤及周围组织的静态体图像，例如计算断层摄影(CT)图像。计算机化的规划系统自动或半自动地描绘出目标体积、健康的周围组织和存在损伤风险的敏感区(例如脊髓、腺体等)、辐射遮挡或衰减组织(例如骨骼等)的轮廓。利用轮廓数据，规划系统然后确定最佳处置计划，详细规定辐射剂量分布和划分安排，还有辐射束的方向和形状。在辐射处置之前，拍摄目标体积的图像，例如荧光检查、X射线等图像，以将目标体积位置与辐射治疗坐标系对准并检验当前治疗计划的精确度。在处置过程中，治疗计划，因为定位精确度、器官位置每天的变化、呼吸、心跳、肿瘤尺寸的增大/减小和其他生理过程， 例如膀胱填充等，可能会损失精确度。为了解决这种不确定性并实现期望的治疗效果，当前的方法涉及到辐照比从静态体图像确定的目标体积稍大的体积。这种方法导致对健康组织的损伤增大，并且能够导致不必要的副作用。如果当前的治疗计划发生显著变化，例如如果目标体积的大小由于治疗而缩小，可以取消该计划并产生新的治疗计划，这可能是耗时的。本申请提供了克服上述问题和其他问题的新的改进的基于MRI的图像引导辐射治疗剂量规划。根据一个方面，一种用于辐射剂量输送的方法包括产生辐射治疗计划，辐射治疗计划包括多个辐射剂量。采集目标体积和非目标体积的处置前图像表示并基于处置前图像表示确定目标体积和至少一个非目标体积的轮廓和位置。施用辐射剂量，该辐射剂量包括多个辐射束轨迹和至少一个辐射束几何性质(geometry)。基于所确定的目标体积和至少一个非目标体积的轮廓和位置、辐射束轨迹和至少一个辐射束几何性质，确定向目标体积和至少一个非目标体积的每个区域输送的实际辐射剂量。根据另一个方面，一种磁共振引导的辐射治疗装置包括膛型磁体，其在检查区域中产生静态磁场，该磁体配置有磁体辐射半透明(translucent)区域，该磁体辐射半透明区域允许辐射束径向地通过膛型磁体行进到设置于其中的受试者体内。分裂型梯度线圈， 其界定缝隙，缝隙包括与磁体辐射半透明区域对准的梯度线圈辐射半透明区域，分裂型线圈被配置成在在成像区域施加选定的磁场梯度脉冲。射频(RF)线圈被配置成在检查区域中的受试者体内诱发并操控磁共振和/或从检查区域采集磁共振数据。辐射源在膛型磁体侧面设置，定位所述辐射源以通过所述磁体和梯度线圈辐射半透明区域向膛型磁体的等中心发射辐射束，并且扫描机控制器控制梯度线圈和RF线圈以产生图像表示。一个优点在于减少了健康组织的辐射曝光。在阅读和理解以下详细描述之后，本领域的普通技术人员将认识到本专利技术的其他优点。本专利技术可以采用各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤布置的形式。附图仅仅为了图示优选实施例的目的，不应被解释为限制本专利技术。附图说明图1是组合式磁共振(MR)和辐射治疗系统的示意图；图2是用于辐射治疗的方法的流程图；图3是用于辐射剂量输送的另一种方法的流程图；图4是用于辐射剂量输送的另一种方法的流程图；图5是用于辐射剂量输送的另一种方法的流程图；以及图6是用于辐射剂量输送的另一种方法的流程图。参考图1，组合式磁共振(MR)和辐射治疗系统10包括主磁体12，其产生通过检查区域14的时域均勻的Btl场。主磁体可以是环形或膛型磁体、C形开放磁体、其他设计的开放磁体等。磁体包括磁体辐射半透明区域16，其允许辐射束，例如伽马(口)射线、X射线、 粒子束等通过磁体。在一个实施例中，主磁体12是膛型磁体。沿圆周布置磁体辐射半透明区域16，以允许辐射束径向地行进通过膛的等中心。与主磁体相邻设置的梯度磁场线圈18 用于沿着相对于Btl磁场的选定轴产生磁场梯度，以对磁共振信号进行空间编码，产生磁化扰相场梯度等。梯度磁场线圈18包括与磁体辐射半透明区域16对准的梯度辐射半透明区域20以允许辐射束以可预测方式通过主磁体12和梯度磁场线圈18行进到检查区域14中的受试者22，即整个辐射半透明区域16、20内的吸收是常数。磁场梯度线圈18可以包括配置成在三个正交方向上，典型地为纵向或z，横向或χ以及垂直或y方向上，产生磁场梯度的线圈段。辐射束源自于辐射源M，例如直线加速器等，辐射源M设置于主磁体12侧面并与辐射半透明区域16、20相邻。吸收器沈吸收沿不希望方向行进的来自源M的任何辐射。 准直器观帮助辐射束成形以将处置局限到目标体积30。在一个实施例中，准直器是可调节的准直器，例如多叶准直器(MLC)等，其调节辐射束的几何性质。MLC的叶片能够对辐射束进行保形成形，以从受试者周围辐射束的每个角位置匹配目标体积30的形状。辐射源组件32由辐射源24、吸收器沈和准直器28构成，安装在轨道系统34上， 轨道系统34允许辐射源组件绕着辐射半透明区域16、20沿圆周旋转到多个位置，获得对应数量的辐射束轨迹。或者，辐射源组件能够连续移动，其截面和强度也连续地得到调节。应当认识到，也想到了其他定位系统或方法，例如，固定轨道系统、非固定轨道系统、单一轨道系统、多轨道系统、C臂等。在一个实施例中，辐射源组件能够绕膛型磁体12旋转360° ；不过，在临床实践中，不需要这样宽的范围。在另一个实施例中，绕着辐射半透明区域16、20 沿圆周定位多个辐射源组件，每个辐射源组件具有基本固定的轨迹。这种布置能够减少辐射治疗期的持续时间，这对于更多的或焦急的受试者而言可能是有利的。应当指出，可以用非铁磁性材料构造辐射源组件和轨道系统，以免干扰主磁体或梯度磁场线圈或被其干扰。与检查区域相邻设置射频(RF)线圈组件40，例如全身射频线圈。RF线圈组件产生射频脉冲，用于在受检者的已对准偶极子中激励磁共振。射频线圈组件40还用于检测源6自成像区域的磁共振信号。全身线圈可以是单个线圈或多个线圈元件(作为阵列一部分)。 配置RF线圈组件，使其不会遮盖(obscure)辐射半透明区域16、20或与辐射半透明区域 16、20相邻而半透明辐射。为了采集受试者的磁共振数据，将受试者放在检查区域14内部，优选在主磁场的等中心处或附近。扫描控制器42控制梯度控制器44，梯度控制器44令梯度线圈在整个成像区域内施加选定的磁场梯度脉冲，这可能适于选定的磁共振成像或波谱序列。扫描控制器42还控制至少一个RF发射机46，RF发射机46令RF线圈组件产生磁共振激励并操控& 脉冲。扫描控制器还控制连接到全身或局部RF线圈的RF接收机48，以接收从那里产生的磁共振信号。将从接收机48接收的数据暂时存储在数据缓存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·尼尔森，P·博尔纳特，F·乌勒曼，J·A·奥弗韦格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：