[发明专利]辐射剂量的回顾式计算和改进的处置规划

说明书

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。本发明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(□)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发明的其他优点。

本发明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发明。

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。