外部射束放射治疗与磁共振成像系统的坐标系的对齐的制作方法_3

文档序号:9847763阅读:来源:国知局
所述指令的运行还令所述处理器使用所述空间相关辐射剂量来生成外部射束放射治疗控制命令。对所述指令的运行令所述处理器使用所述外部射束放射治疗系统控制命令来重复控制所述外部射束放射治疗系统以辐照所述目标区。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述辐射射束生成系统来重复生成所述辐射射束。
[0050]对所述指令的运行还令所述处理器使用所述辐射射束探测系统来测量所述辐射射束探测数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述磁共振成像系统来采集所述磁共振成像数据。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述磁共振图像数据来生成磁共振图像。对所述指令的运行还令所述处理器将所述磁共振图像重复配准到所述辐射射束探测数据。对所述指令的运行还令所述处理器至少部分地使用所述配准来计算所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的映射。对所述指令的运行还令所述处理器使用所述映射来重复修改所述外部射束放射治疗系统控制命令。
[0051]在另一方面中,本发明提供了一种操作医学仪器的方法。所述医学仪器包括磁共振成像系统,所述磁共振成像系统可操作用于采集来自成像区内的对象的磁共振数据。所述磁共振成像系统具有第一坐标系。所述仪器还包括外部射束放射治疗系统,所述外部射束放射治疗系统可操作用于辐照目标区。所述目标区在所述成像区内。所述外部射束放射治疗系统具有第二坐标系。所述仪器还包括辐射射束生成系统,所述辐射射束生成系统可操作用于生成辐射射束。所述仪器还包括辐射射束探测系统,所述辐射射束探测系统可操作用于采集描述在所述第二坐标系中的所述辐射射束的辐射射束探测数据。所述方法包括接收描述对所述目标区的空间相关辐射剂量的规划数据。
[0052]所述方法还包括使用所述空间相关辐射剂量来生成外部射束放射治疗控制命令。所述方法还包括使用所述外部射束放射治疗系统控制命令来重复控制所述外部射束放射治疗系统以辐照所述目标区。所述方法还包括使用所述辐射射束生成系统来重复生成所述辐射射束。所述方法还包括使用所述辐射射束探测系统来重复测量所述辐射射束探测数据。所述方法还包括使用所述磁共振成像系统来重复采集所述磁共振成像数据。所述方法还包括使用所述磁共振图像数据来重复生成磁共振图像。所述方法还包括将所述磁共振图像重复配准到所述辐射射束探测数据。所述方法还包括至少部分地使用所述配准来重复计算所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的所述映射。所述方法还包括使用所述映射来重复修改所述外部射束放射治疗系统控制命令。
[0053]应当理解,可以对前面提及的实施例中的一个或多个进行组合,只要所组合的实施例不相互排斥。
【附图说明】
[0054]将参考附图,仅通过范例的方式来描述本发明的以下优选实施例,在附图中:
[0055]图1示出了图示方法的范例的流程图;
[0056]图2图示了医学仪器的范例;
[0057]图3图示了医学仪器的另外的范例;
[0058]图4图示了医学仪器的另外的范例;
[0059]图5图示了医学仪器的另外的范例;
[0060]图6图示了医学仪器的另外的范例;并且
[0061]图7图示了医学仪器的另外的范例。
[0062]附图标记列表
[0063]200 医学仪器
[0064]202 外部射束放射治疗系统
[0065]204 磁共振成像系统
[0066]206 机架
[0067]208放射治疗源
[0068]210准直器
[0069]212磁体
[0070]212’分开式磁体的部分
[0071]212”分开式磁体的部分
[0072]214低温恒温器
[0073]216超导线圈
[0074]218超导屏蔽线圈
[0075]222膛
[0076]224磁场梯度线圈
[0077]226磁场梯度线圈电源
[0078]228射频线圈
[0079]230收发器
[0080]232成像区[0081 ]234对象支撑物
[0082]236对象
[0083]237机械定位系统
[0084]238目标区
[0085]240机架旋转轴
[0086]242辐射射束
[0087]243射野成像系统
[0088]244计算机系统
[0089]246硬件接口
[0090]248处理器
[0091]250用户接口
[0092]252计算机存储设备
[0093]254计算机存储器
[0094]260规划数据
[0095]262脉冲序列
[0096]264外部射束放射治疗控制命令
[0097]266磁共振数据
[0098]268磁共振图像
[0099]270辐射射束探测数据
[0100]272射野图像
[0101]274配准
[0102]276映射
[0103]280控制模块
[0104]282控制命令生成模块
[0105]284图像重建模块
[0106]286配准模块
[0107]300医学仪器
[0108]302窄射束X射线生成器
[0109]302’窄射束X射线生成器
[0110]302”窄射束X射线生成器
[0111]304窄射束X射线
[0112]304’窄射束X射线
[0113]304”窄射束X射线
[0114]400医学仪器
[0115]402体模
[0116]500医学仪器
[0117]502X射线探测传感器阵列
[0118]502’X射线探测传感器阵列
[0119]600医学仪器
[0120]601质子射束源
[0121]602质子射束
[0122]604到粒子加速器
[0123]606质子射束光学器件
[0124]700医学仪器
【具体实施方式】
[0125]在这些附图中相同标记的元件为等效的元件,或执行相同的功能。如果功能是等效的,则已经在先前讨论过的元件将不必在稍后的附图中进行讨论。
[0126]图1示出了图示操作医学仪器的方法的范例的流程图。所述医学仪器包括磁共振成像系统,所述磁共振成像系统可操作用于采集来自成像区内的对象的磁共振数据。所述磁共振成像系统具有第一坐标系。所述医学仪器还包括外部射束放射治疗系统,所述外部射束放射治疗系统可操作用于辐照目标区,并且目标区在成像区内。外部射束放射治疗系统具有第二坐标系。所述医学仪器还包括辐射射束生成系统,所述辐射射束生成系统可操作用于生成辐射射束。所述医学仪器还包括辐射射束探测系统,所述辐射射束探测系统可操作用于采集描述在第二坐标系中的辐射射束的辐射射束探测数据。所述方法开始于步骤100,在所述步骤100中,接收描述对目标区的空间相关辐射剂量的规划数据。接下来,在步骤102中,使用空间相关辐射剂量来生成外部射束放射治疗控制命令。然后,在步骤104中,开始对目标区的辐照。
[0127]接下来,在步骤106中,外部射束放射治疗系统用于使用外部射束放射治疗系统控制命令来辐照目标区。接下来,在步骤108中,使用辐射射束生成系统来生成辐射射束。接下来,在步骤110中,使用辐射射束探测系统来测量辐射射束探测数据。接下来,在步骤112中,使用磁共振成像系统来采集磁共振成像数据。这之后,在步骤114中,使用磁共振图像数据来生成或重建磁共振图像。然后,在步骤116中,将磁共振图像配准到辐射射束探测数据。该配准导致步骤118,步骤118是要使用所述配准来计算第一坐标系与第二坐标系之间的映射。接下来,在步骤120中,使用所述映射来修改外部射束放射治疗系统控制命令。如果对对象目标区的辐照是完全的,则该方法进行到步骤122,步骤122为要结束或停止对目标区的辐照。如果不是这样,则该方法重复到步骤106并执行在步骤106至120之间循环,直到完成122辐照。步骤106-120形成闭合回路的控制回路,所述闭合回路的控制回路考虑在对目标区的辐照期间第一坐标系与第二坐标系之间的散度(divergence)的变化。
[0128]图2示出了医学仪器200的范例。医学仪器200包括外部射束放射治疗系统202和磁共振成像系统204。外部射束放射治疗系统202包括机架206和放射治疗源208。机架206用于关于机架旋转轴240旋转放射治疗源208。邻近放射治疗源208的是准直器210。磁共振成像系统204包括磁体212。
[0129]也能够使用永磁体或常导磁体。也能够使用不同类型的磁体,例如,也能够使用分开式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。分开式圆柱形磁体类似于标准圆柱形磁体,除了低温恒温器已经被分开成两部分,以允许进入磁体的等平面,这样的磁体可以例如与带电粒子射束治疗结合使用。开放式磁体具有两个磁体部分,一个在另一个之上,它们之间具有足够大以容纳对象的空间:两个部分区的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是流行的,这是因为对象被较少地局限。在圆柱形磁体的低温恒温器内部存在超导线圈的集合。在圆柱形磁体的膛内存在成像区,在所述成像区中,磁场足够强且足够均匀以执行磁共振成像。
[0130]在该实施例中示出的磁体212为标准圆柱形超导磁体。磁体212具有带有在其内的超导线圈216的低温恒温器214。也存在超导屏蔽线圈218,其也在低温恒温器内。磁体212具有膛222。
[0131]在磁体的膛内是磁场梯度线圈224,所述磁场梯度线圈224用于采集磁共振数据以在磁体的成像区内对质子自旋进行空间编码。磁场梯度线圈224被连接到磁场梯度线圈电源226。磁场梯度线圈224旨在是代表性的,以允许辐射穿过而没有像通常为分开式线圈设计的那样被衰减。通常磁场梯度线圈包含三组单独的线圈,用于在三个正交空间方向上进行空间编码。磁场梯度电源226向磁场梯度线圈供应电流。根据时间来控制被供应到磁场线圈的电流,并且可以对该电流进行斜坡变化或脉冲变化。
[0132]存在被连接到收发器230的射频线圈228。射频线圈228邻近磁体212的成像区232。成像区232具有足以执行磁共振成像的高磁场和均质性的区域。射频线圈228可以用于操纵成像区内的磁自旋的取向,并且可以用于接收同样来自成像区内的自旋的无线电发射。射频线圈228也可以指天线或通道。射频线圈228可以包含多个线圈元件。射频天线也可以指通道。
[0133]射频线圈228和射频收发器230可以由单独的发射线圈和接收线圈代替,并且可以由单独的发射器和接收器代替。应当理解,射频线圈和射频收发器是代表性的。射频天线也旨在表示专用发射天线和专用接收天线。同样地,收发器也可以表示单独的发射器和接收器。
[0134]在磁体222的膛内也存在用于支撑对象236的对象支撑物234。可以通过机械定位系统237来对对象支撑物234进行定位。在对象236内存在目标区238。在该特定实施例中,机架旋转轴240与磁体212的柱轴是同轴的。对象支撑物234已经被定位为使得目标区238位于机架旋转轴240上。辐射源208被示为生成穿过准直器203并穿过目标区238的辐射射束242。由于辐射源208关于轴240旋转,因此目标区238将总是被辐射射束242瞄准。辐射射束242穿过磁体的低温恒
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