[發(fā)明專利]用于基于磁共振的輻射治療規(guī)劃的質(zhì)量保證裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380016764.3
• 申請(qǐng)日: 2013-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN104203102A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·L·福克塞爾;M·S·柯蒂斯;A·德瓦拉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): A61B6/00
• 分類號(hào): A61B6/00;A61B5/055;G01R33/58;A61N5/10
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

技術(shù)領(lǐng)域

以下總體涉及使用磁共振成像的醫(yī)學(xué)成像和治療規(guī)劃。本發(fā)明具體應(yīng)用于與磁共振成像的質(zhì)量保證和醫(yī)學(xué)體模的結(jié)合，并且將具體參考其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明還應(yīng)用于其他使用場(chǎng)景，并且不必限于上述應(yīng)用。

背景技術(shù)

輻射治療(RT)、近距治療以及術(shù)前規(guī)劃涉及醫(yī)學(xué)圖像的使用，以確定最好的過程來摧毀癌腫瘤。在RT中，高能射束被規(guī)劃為從多個(gè)角度貫穿靶標(biāo)(例如腫瘤)，使得在腫瘤處的累積輻射劑量足以殺死腫瘤組織，但是來自任何一個(gè)角度或射束路徑的劑量低于閾值，以便不殺死沿著路徑的非腫瘤組織。在RT中使用的高能射束系統(tǒng)是伽瑪射線系統(tǒng)(例如伽瑪?shù)?、電子射束系統(tǒng)(例如LINAC)、帶電粒子治療系統(tǒng)、質(zhì)子治療系統(tǒng)、X射線治療系統(tǒng)或外部射束輻射系統(tǒng)。在近距治療系統(tǒng)中，放射性設(shè)備被植入在身體中的腫瘤部位處以局部地遞送處置。在外科手術(shù)中，計(jì)劃被發(fā)展為以最小創(chuàng)傷的方式切除腫瘤。為了針對(duì)這些治療進(jìn)行規(guī)劃，需要空間準(zhǔn)確的圖像。由于計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像是幾何準(zhǔn)確的，因此常常使用CT圖像。然而，CT涉及X射線的使用，而磁共振(MR)不采用X射線。MR也比CT更好地區(qū)分軟組織。輻射處置也包括利用發(fā)生在靶標(biāo)部位處的組織中的改變來評(píng)估輻射處置。例如，不同地評(píng)估活腫瘤組織、水腫組織以及壞死組織。然而，磁場(chǎng)和梯度趨向于具有幾何非線性或形變，具體朝向成像區(qū)域的外圍。只要將這些非線性或形變準(zhǔn)確地映射到外圍，則所得圖像，甚至在邊緣處，都是線性并且準(zhǔn)確的。

為了生成有效的輻射治療計(jì)劃，測(cè)量并且評(píng)估磁場(chǎng)的形變以確定是否已經(jīng)具有任何改變。在應(yīng)用形變改變和先前的形變校正的情況中，規(guī)劃圖像中的不準(zhǔn)確度朝向邊緣是最明顯的。輻射治療計(jì)劃取決于MR圖像的幾何準(zhǔn)確度。能夠未被察覺地滑入磁體膛的小金屬(尤其為鐵)部分(例如回形針、鐵屑、硬幣、螺釘、釘子等)能夠顯著改變磁場(chǎng)形變。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┒ㄆ诘馁|(zhì)量保證處理，所述定期的質(zhì)量保證處理提供RT規(guī)劃保證，使得在RT規(guī)劃處理中使用的任何MR圖像在可接受的容差之內(nèi)。通常，體模用于確定MR圖像的幾何準(zhǔn)確度。先前的體模常常是被定位并且成像在不同的平面(例如3個(gè)正交平面)中的2D網(wǎng)格體模。使用2D體模的形變映射涉及隨著體模的物理移動(dòng)的重復(fù)成像以表示可能的成像平面。多幅圖像的處理和體模的重復(fù)物理移動(dòng)使用寶貴的臨床時(shí)間和員工資源。另外，2D體模不測(cè)量跨越整個(gè)3D成像體積的形變，僅僅測(cè)量2D體模被放置的位置。針對(duì)MR掃描器校準(zhǔn)所采用的3D體模非常重，即45-90kg(100-200lbs.)。重體模難以物理地移動(dòng)，并且常常涉及多個(gè)人員和/或機(jī)械起重器以安全地將體模移動(dòng)就位。歸因于重量，這樣的體模不可以測(cè)量整個(gè)視場(chǎng)。當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求大約18kg(40lbs)或更少的手動(dòng)舉起的容器和包裝。更輕的重量更容易由個(gè)體移動(dòng)，并且更不可能導(dǎo)致背部或其他損傷。當(dāng)前沒有針對(duì)在RT規(guī)劃中使用的MR圖像的質(zhì)量保證的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，但是期待開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)并且該標(biāo)準(zhǔn)有益于RT規(guī)劃處理。

以下公開了一種針對(duì)在輻射規(guī)劃中使用的磁共振成像的新的并且改進(jìn)的醫(yī)學(xué)圖像體模和質(zhì)量保證處理，所述醫(yī)學(xué)圖像體模和質(zhì)量保證處理解決了以上提及的問題和其他問題。

根據(jù)一個(gè)方面，用于在基于磁共振的輻射治療規(guī)劃中使用的磁共振(MR)成像設(shè)備的質(zhì)量保證的系統(tǒng)包括重量小于18.2kg(40lbs.)的體模。體模包括位于MR和CT惰性泡沫支撐物中的三維空間分布的MR和CT可成像元件，以及包圍并且密封地封閉泡沫支撐物的MR和CT惰性外部支撐結(jié)構(gòu)。空間分布被規(guī)定尺寸以完全填充磁共振成像設(shè)備的成像體積。

根據(jù)另一方面，一種使用用于輻射治療規(guī)劃的體模的質(zhì)量保證的方法包括將重量小于18.2kg的醫(yī)學(xué)成像體模手動(dòng)舉起到磁共振(MR)成像設(shè)備中。醫(yī)學(xué)成像體模包括位于MR和CT惰性泡沫支撐物中的三維空間分布的MR和CT可成像元件，以及包圍并且密封地封閉泡沫支撐物的MR和CT惰性外部支撐結(jié)構(gòu)。空間分布被規(guī)定尺寸以完全填充磁共振成像設(shè)備的成像體積。利用MR成像設(shè)備采集MR體模圖像。將來自MR體模圖像的可成像元件的位置與在先前采集的CT參考圖像中的可成像元件的位置進(jìn)行比較。

根據(jù)另一方面，重量小于18.2kg(40lbs.)的醫(yī)學(xué)成像體模包括位于MR和CT惰性支撐物中的三維空間分布的MR和CT可成像元件，以及包圍并密封地封閉支撐物的MR和CT惰性外部支撐結(jié)構(gòu)。空間分布被規(guī)定尺寸以完全填充磁共振成像設(shè)備的成像體積。

一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于定期(例如每天)校準(zhǔn)。

另一優(yōu)點(diǎn)是在一次成像數(shù)據(jù)采集中跨越成像體積的輕量和耐用的體模。