放射治疗系统中的辅助装置/附件的使用
【技术领域】
[0001]本发明涉及放射治疗，特别地但非排它地磁共振(MR)引导的放射治疗。
【背景技术】
[0002]将实时图像引导结合到放射治疗中可提高肿瘤靶向精度，从而能够更好避开关键结构并减少副作用。这样的引导在采用诸如MRI (磁共振成像)的非电离成像技术时特别有益。目前正在进行将线性加速器与MR扫描仪集成的工作。通过将高质量的MRI与诸如线性加速器的治疗辐射源集成，可在线跟踪组织，并且可在治疗期间以亚毫米的精度将治疗辐射束引导至其目标(该目标可能正在移动和变形，例如当患者呼吸时)。
[0003]放射治疗常常利用各种装置和附件来定位患者，这些装置和附件可包括在所有类型的放射治疗设备中的床、患者支撑器和用于其的可置换的顶部表面、头架以及(在磁共振线性加速器(MRL)的情况中，其中患者也被成像)RF成像线圈和相关联的支架，等等。如果这些附件位于放射治疗波束的路径中，那么它们可能影响为患者提供治疗的功效。常常存在针对特定患者的预定治疗计划，其中自动化的治疗计划系统(TPS)基于从MR扫描仪获得的图像来控制患者、MR扫描仪和线性加速器的相对位置和/或取向、以及由线性加速器产生的辐射，以实现该计划。然而，诸如装置/附件的非生物对象通常对于MR扫描仪来说将不清晰可见，因此不能在自动化的治疗计划过程中加以考虑；因此，操作者在治疗之前必须对这样的装置小心地定位和取向，并且将它们的位置、取向和组合物的信息手动地输入TPS中，以便按照预定的治疗计划施加放射治疗。这样做是耗时的，并且未考虑在放射治疗处理期间可能发生的任何移动。
【发明内容】
[0004]本发明因此提供了一种用于与放射治疗系统一起使用的系统，其包括:扫描仪，其用于在成像体积内产生至少一个对象的图像；治疗辐射源，其适于将辐射传送至所述对象或每个对象中；治疗计划系统(TPS)，其用于控制所述源以按照用于治疗患者的预定计划和来自成像体积的扫描仪的所述或每个对象的图像来传送辐射；以及在成像体积内和/或附近的一个或多个装置/附件，其中，所述或每个装置包括适于对所述扫描仪可见的至少一个标记物和适于对MR扫描仪可见的至少一个MR标记物，所述或每个标记物/MR标记物适于准确地识别所述装置和其相对于所述空间的位置，并且其中，所述系统还包括包含数据的数据库，该数据包括与所述装置相关联的(多个)标记物和所述装置的至少几何及密度特性。利用这样的布置，TPS可准确地识别装置/附件及其相对于所述或每个标记物/MR标记物的位置(MR标记物是对MR扫描仪清晰可见的标记物)，采集其尺寸、形状和密度分布(所有这些决定了装置将在放射治疗波束中产生的干扰)，并且因此调整治疗计划以考虑这种干扰，从而确保治疗按照预定治疗计划施加。这样的系统和与其一起使用的装置可用于与任何类型的放射治疗设备一起使用，但优选地放射治疗设备为磁共振(MR)引导的放射治疗系统，并且扫描仪为MR扫描仪。当扫描仪不是MR扫描仪时(例如，CT扫描仪)，第一标记物必须对CT或其它扫描仪可见；它也可以对MR扫描仪可见(在这种情况下，可以仅存在一种标记物)。备选地，可存在对CT或其它扫描仪可见的一个或多个标记物、以及一个或多个MR标记物。MR扫描仪在成像期间获取MR标记物的位置和/或类型、和/或多个标记物之间的空间关系，并且TPS在分析图像的过程中采集该信息，以用于控制所述源以便应用合适的治疗计划的已知目的。由于MR成像在治疗期间进行，装置的任何移动或变形都可由MR扫描仪观察到(因为扫描仪获取与装置相关联的(多个)MR标记物的任何移动)，以使得TPS可进行必要的调整以确保预定治疗计划被遵循。这使得能够进行有效得多的方法以由MR线性加速器治疗，该加速器在物体对波束和由患者接收的辐射剂量有影响的情况中常规地尝试避免将任何物体放置在放射治疗波束的路径中或附近。
[0005]MR标记物可以是独特的标记物(即，它可以与特定的装置或附近唯一地相关联)，并且它可被调适以能够指示装置相对于空间的取向-该信息被包括在数据库中。可存在与一装置相关联的多个标记物；在这种情况下，标记物可以是类似的，其中，这些标记物的数目和/或空间排列足以为TPS提供用于特定装置的独特标识符，因为TPS只是简单地将其从MR扫描仪采集的MR标记物数据与数据库中的数据相匹配。附加地或备选地，装置可包括一种MR标记物(或不同的MR标记物的特定组合),其适合结合一个或多个其它MR标记物识别该装置(即，独特地构造的MR标记物)，以用于提供关于该装置相对于到TPS的空间的位置/取向的信息。此外，多个MR标记物的排列也可允许监测装置的取向，从而使TPS能够在装置偏移取向而不是位置时做出调整。数据库可包括用于一系列装置的数据，在这种情况下，TPS可从由MR扫描仪捕获的(多个)MR标记物和/或它/它们的排列/取向识别该装置与数据库中的一系列不同的装置，并且确定该装置相对于在施加放射治疗的MR扫描仪内的空间的位置和取向；TPS接着利用该装置的位置/取向和该装置在数据库中的几何密度分布计算来计算将由装置的存在造成的对辐射束的影响，并且调整治疗计划，以便确保辐射按照预定治疗计划传送到患者。
[0006]诸如患者支撑器和用于其的可置换顶部表面的一些装置设有可见标记或标志，用于识别和/或用于将患者手动定位在支撑器上的正确位置和/或取向的目的。(多个)标记物和/或(多个)MR标记物可相对于这些标志位于所述装置之上或之内，并且这些定位关系可包括在存储在TPS中的数据中。这在装置为患者支撑器或患者表面的可置换的覆盖物或顶部表面时是有利的，并且与MRL —起使用；MR扫描仪内的成像体积常常小于总体积(通常朝患者所定位在的圆柱形空间的中心)，并且因此定位在装置的边缘附近的标记物可以不在将由MR扫描仪检测的成像体积内或足够靠近该成像体积。因此，MR标记物可居中定位，以便在使用中可由MR扫描仪检测，而可见标记正常地将在装置的边缘处，从而可以容易看到它们，即使在患者躺在装置上时。这样的布置可在用于患者支撑器的可移动覆盖物或垫中提供，从而可以利用在任何种类的放射治疗设备中的可见标记将患者定位在垫上-例如，患者可在CT扫描仪中经受CT扫描，并且随后接受治疗和/或在MRL中成像；在这种情况下，可利用可见标记在不同的放射治疗系统中以非常一致且可复制的方式将患者相对于MR标记物定位。在系统中涉及各种计算机。在TPS中，治疗计划计算机开发定义治疗的治疗计划并且将该计划传输至治疗控制计算机。该计划在治疗期间关于各计算机的具体项目的操作指示MLC控制计算机、机架旋转控制计算机和辐射控制计算机中的每一个。TPS也包括装置/附件计算机，其从MR图像识别扫描仪的内镗中存在的(多个)装置，确定它/它们的位置和取向，并且将该信息与来自数据库的与其对引出的放射治疗波束的影响有关的装置的特性一起传输至治疗计划计算机，该计算机相应地调整治疗计划。在实践中，将有必要决定这些计算机中的每一个是否应作为单独的实体存在或者一些或全部是否应结合成单个处理器。该决定将取决于预计的计算负荷的图案和可用的处理能力。
[0007]这样的治疗计划可以在基本上类似于目前使用那样的放射治疗机上实施。本发明所要求的实质性差异在于所使用的装置/附件和治疗计划设备(TPS);实际放射治疗设备和用于驱动其的装置、其MLC和其它系统、以及MR扫描仪可以像目前使用的那样。
[0008]本发明涵盖了数据库、用面向装置的数据填充数据库的方法、以及使用该设备的方法。当使用术语“装置”时，该术语应理解为涵盖任何附件、床、台、患者支撑器、用于支撑器的可置换的顶部表面、框架、RF成像线圈、相关联的(多个)支架和在任何类型的放射治疗设备中使用的除患者之外的任何其它项目，和/或可以在系统的操作期间在使用中定位在MRL的场内。
【附图说明】
[0009]现在将以举例方式结合附图描述本发明，在附图中:
图1示出结合的MRI和线性加速器设备；
图2是在图1的MR设备的场内使用的装置的放大示意图；
图3a是图1的MR放射治疗设备的不意图；
图3b是类似于图3a的示意图，但示出了不同地布置的MR设备和放射治疗设备；
图4在左边示出在MR引导的放射治疗设备的轴向面中的剖视图，并且在右边示出在设备的矢状面中的侧视图；以及
图5a至图5e是类似于图3那样的视图，但包括在设备内的不同装置/附件。
【具体实施方式】
[0010]图1不出包括放射治疗设备6和磁共振成像(MRI)设备4的系统2。该系统包括用于在设备中支撑患者的床10。床10可沿水平的平移轴线(标以“Y”)移动，使得躺在床上的患者被移动到放射治疗和MRI设备中。在一个实施例中，床10可绕横向于平移轴线的中心竖直旋转轴线旋转，但该轴线未示出。床