具有实时磁共振监测的放射治疗系统的制作方法_2

文档序号:9400239阅读:来源:国知局
行长的优化例程的优化例程,以降低放疗期间硬件的实时计算要求。
[0021]根据一个实施例,将结构运动信息与关于运动补偿硬件和/或软件的限制的信息组合,以计算在这些条件在实际处置期间保持不变时将被递送到结构的辐射剂量。放疗计划以及可能地对该放疗计划的质量度量(例如基于剂量体积直方图)被提供给用户,用户能够在所有质量度量都在预设限制以内时,授予继续放疗的许可。
[0022]在一个实施例中,在得到的放疗计划不满足预定义的质量度量的情况中,计算新的放疗计划,其并入在跟踪准确度方面的限制。
[0023]本发明的这些及其他方面将从后文描述的实施例变得明显,并将参考这些实施例得以阐明。
【附图说明】
[0024]图1以图解地图示了在其中本发明被使用的磁共振引导的放疗系统。
[0025]图2图示了质量保证过程的可能的工作流程。
【具体实施方式】
[0026]图1以图解地图示了在其中本发明被使用的磁共振引导的放疗系统。
[0027]磁共振检查系统包括主磁体10,其在检查区14内生成稳定均匀的主磁场。该主磁场引起要被检查的患者中的自旋沿主磁场的场线的部分取向。RF系统12装备有一个或多个RF天线,以将RF激励电磁场发射到检查区14中,以激励要被检查的患者的身体里的自旋。弛豫自旋发出由RF天线(尤其为RF接收线圈12的形式)拾取的在RF范围内的磁共振信号。RF系统可以被耦合到Tx/Rx开关(TRSwitch) 11,其继而被耦合到RF放大器(RFamp) 13。另外,提供梯度线圈16以生成时间的磁梯度场,尤其读取梯度脉冲和相位编码梯度。这些梯度场通常以相互正交的方向取向,并且为磁共振信号赋予空间编码。提供梯度放大器18 (GradAmp)以激活梯度线圈从而生成场梯度编码场。由RF接收天线12拾取的磁共振信号被应用到MRI数据采集系统(MRacq) 19。MRI数据采集系统19将数据提供到主计算机(HC) 20,主计算机20继而将其提供到重建器(Recon) 22,重建器22可以从数据重建图像。这些数据可以被显示在显示器(Disp) 17上。
[0028]放疗系统(RT) 32包括壳体30或其他支撑体或支撑被布置为绕对象移动或回转的辐射源的体。放疗系统32可以包含多叶准直器(MLC)。多叶准直器与辐射源绕对象的运动的组合允许借助于例如弧形治疗或强度调制辐射治疗的复杂剂量分布的递送。结构运动能够借助于运动补偿软件和/或硬件40来补偿。能够借助于硬件执行的运动补偿的范例是成像台(頂)34的移动或MLC中的叶片的移动。借助于软件的运动补偿的范例可以是,例如借助于从预先就按的放疗计划的图集的选择,借助于放疗计划计算器(RPC) 36,对放疗计划的在线重新计算或更新。
[0029]结构跟踪软件(StruckTrack) 50被耦合到磁共振检查系统。在跟踪之前,感兴趣的结构需要被分割。这能手动地或者通过(半)自动分割来完成。(半)自动分割例如能通过基于图集的分割、基于集群的分割、基于模型的分割、或是诸如活线的技术来执行。实际分割一一其可以在第一个结构被分割之后马上开始一一例如能够借助于基于配准的跟踪、基于导航器的跟踪或光流跟踪来完成。在处置之前,借助于听觉/视觉显示器(AVD) 54将关于结构运动的信息显示给用户,听觉/视觉显示器(AVD) 54能是在MR系统17中使用的显示器。结构运动信息能够被用于质量保证。
[0030]在实施例中的一些中,为用户显示轨迹自身。这例如能借助于质心线、电影显示来完成,其中用户能在结构的运动周期上滚动。器官位置能够被示为在当前切片上的相交线;或者被示为填充的、(半)不透明的交叉;或者被示为阴影(半)不透明的3D目标;或者被示为具有相交线的阴影半不透明3D目标。同样,可以为用户显示与跟踪结构组合的重建的磁共振数据(例如图像、导航器)。
[0031]在实施例中的一些中,由结构跟踪软件50向运动分析软件(MAS) 52提供结构运动信息。运动分析软件52将结构运动信息与针对结构运动信息的一个或多个预设限制进行比较,并计算针对要被递送的处置的质量因子。结构运动信息可以是结构运动自身或是由结构运动确定的统计度量(例如周期性结构运动的标准偏差或方差,结构运动的最小、平均或最大幅度,平均结构位置,结构位置的置信区间)。该统计度量也可以由运动分析软件计算。
[0032]质量因子的值是由描述结构运动的某种特性确定的,落入由一个或多个预设限制设置的安全范围内或否。借助于听觉/视觉显示器54为用户显示质量因子,并且质量因子不需要是数字,而是例如也能是颜色。例如,在描述结构运动的特性没有落入由一个或多个预设限制设置的范围内时能够使用红色,并且在特性落入由一个或多个预设限制设置的范围内时使用绿色。
[0033]在本发明的一个实施例中,基于在初始质量保证阶段中取回的结构运动信息与在质量保证阶段中取回的结构运动信息之间的比较,计算质量因子。例如,在初始质量保证阶段期间,能够创建4D CT或MR规划,并且图像与来自呼吸设备或(一个或多个)MR导航器的运动信号相关联。图像中的目标位置能够被定义为fjM (tn),其中tn是运动周期中的离散时间戳。在质量保证阶段期间,测量新的(tn) ο能够例如通过将诸如^_ (tn)与&a (tn)之间的差的均方根、或者简单的Hiaxfebsaitt ),abs (f处置))的度量与针对这些度量的一个或多个预设限制进行比较,来计算质量因子。
[0034]在另一实施例中,也能够在若干呼吸周期上检查f处置(tn),以计算周期间变化。例如,能够以定量的方式向用户显示结构的质心和/或边缘位置随时间的变化。这例如能够通过在电影显示中显示在结构位置上的误差条,或者通过随时间而变化表示结构位置的线粗细来完成。误差条或线粗细的大小能够与表示运动的变化的统计度量相关。这些统计度量的范例可以是标准偏差、95%置信区间或最大变化。在另一实施例中,质量因子是基于这些统计度量以及针对这些统计度量的一个或多个预设限制来计算的。
[0035]在一个实施例中,用户能够高亮显示结构的运动的可能的跟踪问题,并为系统提供关于结构的位置和形状的反馈。该信息被系统用于重新定义被用于在跟踪期间分割结构的特性/纹理/模型。
[0036]在另一实施例中,用户能够请求软件在周期中预期或识别出跟踪问题的(一个或多个阶段)时,采集(例如在分辨率、维度或对比度方面)不同扫描类型的图像。例如能在呼吸周期的大部分期间使用导航器,并借助于扫描交错在呼吸周期的较困难的部分时切换到2D图像。
[0037]在另一实施例中,一个或多个预设限制是由运动补偿软件和/或硬件40的限制确定的。这些限制例如是控制成像台、放疗系统和多叶准直器的补偿运动的控制电路的延迟。这样的限制的另一范例是要计算新的放疗计划所需要的时间,或者要从预先计算的放疗计划的图集识别出最佳放疗计划所需要的时间。
[0038]在另一实施例中,在处置之前,将结构运动信息在放疗之前传到优化例程,以降低放疗期间的实时计算要求。这能够以与本领域已知的4D CT处置规划相似的方式来完成,例如通过计算图集查找表,其中器官位置作为到表中的关键。
[0039]在另一实施例中,如果结构运动速度与初始质量保证阶段的不同,则能够重新计算硬件参数
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