[发明专利]用于基于磁共振的辐射治疗规划的质量保证装置和方法

说明书

技术领域

以下总体涉及使用磁共振成像的医学成像和治疗规划。本发明具体应用于与磁共振成像的质量保证和医学体模的结合，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，本发明还应用于其他使用场景，并且不必限于上述应用。

背景技术

辐射治疗(RT)、近距治疗以及术前规划涉及医学图像的使用，以确定最好的过程来摧毁癌肿瘤。在RT中，高能射束被规划为从多个角度贯穿靶标(例如肿瘤)，使得在肿瘤处的累积辐射剂量足以杀死肿瘤组织，但是来自任何一个角度或射束路径的剂量低于阈值，以便不杀死沿着路径的非肿瘤组织。在RT中使用的高能射束系统是伽玛射线系统(例如伽玛刀)、电子射束系统(例如LINAC)、带电粒子治疗系统、质子治疗系统、X射线治疗系统或外部射束辐射系统。在近距治疗系统中，放射性设备被植入在身体中的肿瘤部位处以局部地递送处置。在外科手术中，计划被发展为以最小创伤的方式切除肿瘤。为了针对这些治疗进行规划，需要空间准确的图像。由于计算机断层摄影(CT)图像是几何准确的，因此常常使用CT图像。然而，CT涉及X射线的使用，而磁共振(MR)不采用X射线。MR也比CT更好地区分软组织。辐射处置也包括利用发生在靶标部位处的组织中的改变来评估辐射处置。例如，不同地评估活肿瘤组织、水肿组织以及坏死组织。然而，磁场和梯度趋向于具有几何非线性或形变，具体朝向成像区域的外围。只要将这些非线性或形变准确地映射到外围，则所得图像，甚至在边缘处，都是线性并且准确的。

为了生成有效的辐射治疗计划，测量并且评估磁场的形变以确定是否已经具有任何改变。在应用形变改变和先前的形变校正的情况中，规划图像中的不准确度朝向边缘是最明显的。辐射治疗计划取决于MR图像的几何准确度。能够未被察觉地滑入磁体膛的小金属(尤其为铁)部分(例如回形针、铁屑、硬币、螺钉、钉子等)能够显著改变磁场形变。

发明内容

本申请提供定期的质量保证处理，所述定期的质量保证处理提供RT规划保证，使得在RT规划处理中使用的任何MR图像在可接受的容差之内。通常，体模用于确定MR图像的几何准确度。先前的体模常常是被定位并且成像在不同的平面(例如3个正交平面)中的2D网格体模。使用2D体模的形变映射涉及随着体模的物理移动的重复成像以表示可能的成像平面。多幅图像的处理和体模的重复物理移动使用宝贵的临床时间和员工资源。另外，2D体模不测量跨越整个3D成像体积的形变，仅仅测量2D体模被放置的位置。针对MR扫描器校准所采用的3D体模非常重，即45-90kg(100-200lbs.)。重体模难以物理地移动，并且常常涉及多个人员和/或机械起重器以安全地将体模移动就位。归因于重量，这样的体模不可以测量整个视场。当前的行业标准要求大约18kg(40lbs)或更少的手动举起的容器和包装。更轻的重量更容易由个体移动，并且更不可能导致背部或其他损伤。当前没有针对在RT规划中使用的MR图像的质量保证的强制标准，但是期待开发出标准并且该标准有益于RT规划处理。

以下公开了一种针对在辐射规划中使用的磁共振成像的新的并且改进的医学图像体模和质量保证处理，所述医学图像体模和质量保证处理解决了以上提及的问题和其他问题。

根据一个方面，用于在基于磁共振的辐射治疗规划中使用的磁共振(MR)成像设备的质量保证的系统包括重量小于18.2kg(40lbs.)的体模。体模包括位于MR和CT惰性泡沫支撑物中的三维空间分布的MR和CT可成像元件，以及包围并且密封地封闭泡沫支撑物的MR和CT惰性外部支撑结构。空间分布被规定尺寸以完全填充磁共振成像设备的成像体积。

根据另一方面，一种使用用于辐射治疗规划的体模的质量保证的方法包括将重量小于18.2kg的医学成像体模手动举起到磁共振(MR)成像设备中。医学成像体模包括位于MR和CT惰性泡沫支撑物中的三维空间分布的MR和CT可成像元件，以及包围并且密封地封闭泡沫支撑物的MR和CT惰性外部支撑结构。空间分布被规定尺寸以完全填充磁共振成像设备的成像体积。利用MR成像设备采集MR体模图像。将来自MR体模图像的可成像元件的位置与在先前采集的CT参考图像中的可成像元件的位置进行比较。

根据另一方面，重量小于18.2kg(40lbs.)的医学成像体模包括位于MR和CT惰性支撑物中的三维空间分布的MR和CT可成像元件，以及包围并密封地封闭支撑物的MR和CT惰性外部支撑结构。空间分布被规定尺寸以完全填充磁共振成像设备的成像体积。

一个优点在于定期(例如每天)校准。

另一优点是在一次成像数据采集中跨越成像体积的轻量和耐用的体模。