放射治療系統(tǒng)中的輔助裝置/附件的使用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射治療，特別地但非排它地磁共振(MR)引導(dǎo)的放射治療。
【背景技術(shù)】
[0002]將實時圖像引導(dǎo)結(jié)合到放射治療中可提高腫瘤靶向精度，從而能夠更好避開關(guān)鍵結(jié)構(gòu)并減少副作用。這樣的引導(dǎo)在采用諸如MRI (磁共振成像)的非電離成像技術(shù)時特別有益。目前正在進行將線性加速器與MR掃描儀集成的工作。通過將高質(zhì)量的MRI與諸如線性加速器的治療輻射源集成，可在線跟蹤組織，并且可在治療期間以亞毫米的精度將治療輻射束引導(dǎo)至其目標(biāo)(該目標(biāo)可能正在移動和變形，例如當(dāng)患者呼吸時)。
[0003]放射治療常常利用各種裝置和附件來定位患者，這些裝置和附件可包括在所有類型的放射治療設(shè)備中的床、患者支撐器和用于其的可置換的頂部表面、頭架以及(在磁共振線性加速器(MRL)的情況中，其中患者也被成像)RF成像線圈和相關(guān)聯(lián)的支架，等等。如果這些附件位于放射治療波束的路徑中，那么它們可能影響為患者提供治療的功效。常常存在針對特定患者的預(yù)定治療計劃，其中自動化的治療計劃系統(tǒng)(TPS)基于從MR掃描儀獲得的圖像來控制患者、MR掃描儀和線性加速器的相對位置和/或取向、以及由線性加速器產(chǎn)生的輻射，以實現(xiàn)該計劃。然而，諸如裝置/附件的非生物對象通常對于MR掃描儀來說將不清晰可見，因此不能在自動化的治療計劃過程中加以考慮；因此，操作者在治療之前必須對這樣的裝置小心地定位和取向，并且將它們的位置、取向和組合物的信息手動地輸入TPS中，以便按照預(yù)定的治療計劃施加放射治療。這樣做是耗時的，并且未考慮在放射治療處理期間可能發(fā)生的任何移動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明因此提供了一種用于與放射治療系統(tǒng)一起使用的系統(tǒng)，其包括:掃描儀，其用于在成像體積內(nèi)產(chǎn)生至少一個對象的圖像；治療輻射源，其適于將輻射傳送至所述對象或每個對象中；治療計劃系統(tǒng)(TPS)，其用于控制所述源以按照用于治療患者的預(yù)定計劃和來自成像體積的掃描儀的所述或每個對象的圖像來傳送輻射；以及在成像體積內(nèi)和/或附近的一個或多個裝置/附件，其中，所述或每個裝置包括適于對所述掃描儀可見的至少一個標(biāo)記物和適于對MR掃描儀可見的至少一個MR標(biāo)記物，所述或每個標(biāo)記物/MR標(biāo)記物適于準(zhǔn)確地識別所述裝置和其相對于所述空間的位置，并且其中，所述系統(tǒng)還包括包含數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)包括與所述裝置相關(guān)聯(lián)的(多個)標(biāo)記物和所述裝置的至少幾何及密度特性。利用這樣的布置，TPS可準(zhǔn)確地識別裝置/附件及其相對于所述或每個標(biāo)記物/MR標(biāo)記物的位置(MR標(biāo)記物是對MR掃描儀清晰可見的標(biāo)記物)，采集其尺寸、形狀和密度分布(所有這些決定了裝置將在放射治療波束中產(chǎn)生的干擾)，并且因此調(diào)整治療計劃以考慮這種干擾，從而確保治療按照預(yù)定治療計劃施加。這樣的系統(tǒng)和與其一起使用的裝置可用于與任何類型的放射治療設(shè)備一起使用，但優(yōu)選地放射治療設(shè)備為磁共振(MR)引導(dǎo)的放射治療系統(tǒng)，并且掃描儀為MR掃描儀。當(dāng)掃描儀不是MR掃描儀時(例如，CT掃描儀)，第一標(biāo)記物必須對CT或其它掃描儀可見；它也可以對MR掃描儀可見(在這種情況下，可以僅存在一種標(biāo)記物)。備選地，可存在對CT或其它掃描儀可見的一個或多個標(biāo)記物、以及一個或多個MR標(biāo)記物。MR掃描儀在成像期間獲取MR標(biāo)記物的位置和/或類型、和/或多個標(biāo)記物之間的空間關(guān)系，并且TPS在分析圖像的過程中采集該信息，以用于控制所述源以便應(yīng)用合適的治療計劃的已知目的。由于MR成像在治療期間進行，裝置的任何移動或變形都可由MR掃描儀觀察到(因為掃描儀獲取與裝置相關(guān)聯(lián)的(多個)MR標(biāo)記物的任何移動)，以使得TPS可進行必要的調(diào)整以確保預(yù)定治療計劃被遵循。這使得能夠進行有效得多的方法以由MR線性加速器治療，該加速器在物體對波束和由患者接收的輻射劑量有影響的情況中常規(guī)地嘗試避免將任何物體放置在放射治療波束的路徑中或附近。
[0005]MR標(biāo)記物可以是獨特的標(biāo)記物(即，它可以與特定的裝置或附近唯一地相關(guān)聯(lián))，并且它可被調(diào)適以能夠指示裝置相對于空間的取向-該信息被包括在數(shù)據(jù)庫中?？纱嬖谂c一裝置相關(guān)聯(lián)的多個標(biāo)記物；在這種情況下，標(biāo)記物可以是類似的，其中，這些標(biāo)記物的數(shù)目和/或空間排列足以為TPS提供用于特定裝置的獨特標(biāo)識符，因為TPS只是簡單地將其從MR掃描儀采集的MR標(biāo)記物數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)相匹配。附加地或備選地，裝置可包括一種MR標(biāo)記物(或不同的MR標(biāo)記物的特定組合),其適合結(jié)合一個或多個其它MR標(biāo)記物識別該裝置(即，獨特地構(gòu)造的MR標(biāo)記物)，以用于提供關(guān)于該裝置相對于到TPS的空間的位置/取向的信息。此外，多個MR標(biāo)記物的排列也可允許監(jiān)測裝置的取向，從而使TPS能夠在裝置偏移取向而不是位置時做出調(diào)整。數(shù)據(jù)庫可包括用于一系列裝置的數(shù)據(jù)，在這種情況下，TPS可從由MR掃描儀捕獲的(多個)MR標(biāo)記物和/或它/它們的排列/取向識別該裝置與數(shù)據(jù)庫中的一系列不同的裝置，并且確定該裝置相對于在施加放射治療的MR掃描儀內(nèi)的空間的位置和取向；TPS接著利用該裝置的位置/取向和該裝置在數(shù)據(jù)庫中的幾何密度分布計算來計算將由裝置的存在造成的對輻射束的影響，并且調(diào)整治療計劃，以便確保輻射按照預(yù)定治療計劃傳送到患者。
[0006]諸如患者支撐器和用于其的可置換頂部表面的一些裝置設(shè)有可見標(biāo)記或標(biāo)志，用于識別和/或用于將患者手動定位在支撐器上的正確位置和/或取向的目的。(多個)標(biāo)記物和/或(多個)MR標(biāo)記物可相對于這些標(biāo)志位于所述裝置之上或之內(nèi)，并且這些定位關(guān)系可包括在存儲在TPS中的數(shù)據(jù)中。這在裝置為患者支撐器或患者表面的可置換的覆蓋物或頂部表面時是有利的，并且與MRL —起使用；MR掃描儀內(nèi)的成像體積常常小于總體積(通常朝患者所定位在的圓柱形空間的中心)，并且因此定位在裝置的邊緣附近的標(biāo)記物可以不在將由MR掃描儀檢測的成像體積內(nèi)或足夠靠近該成像體積。因此，MR標(biāo)記物可居中定位，以便在使用中可由MR掃描儀檢測，而可見標(biāo)記正常地將在裝置的邊緣處，從而可以容易看到它們，即使在患者躺在裝置上時。這樣的布置可在用于患者支撐器的可移動覆蓋物或墊中提供，從而可以利用在任何種類的放射治療設(shè)備中的可見標(biāo)記將患者定位在墊上-例如，患者可在CT掃描儀中經(jīng)受CT掃描，并且隨后接受治療和/或在MRL中成像；在這種情況下，可利用可見標(biāo)記在不同的放射治療系統(tǒng)中以非常一致且可復(fù)制的方式將患者相對于MR標(biāo)記物定位。在系統(tǒng)中涉及各種計算機。在TPS中，治療計劃計算機開發(fā)定義治療的治療計劃并且將該計劃傳輸至治療控制計算機。該計劃在治療期間關(guān)于各計算機的具體項目的操作指示MLC控制計算機、機架旋轉(zhuǎn)控制計算機和輻射控制計算機中的每一個。TPS也包括裝置/附件計算機，其從MR圖像識別掃描儀的內(nèi)鏜中存在的(多個)裝置，確定它/它們的位置和取向，并且將該信息與來自數(shù)據(jù)庫的與其對引出的放射治療波束的影響有關(guān)的裝置的特性一起傳輸至治療計劃計算機，該計算機相應(yīng)地調(diào)整治療計劃。在實踐中，將有必要決定這些計算機中的每一個是否應(yīng)作為單獨的實體存在或者一些或全部是否應(yīng)結(jié)合成單個處理器。該決定將取決于預(yù)計的計算負(fù)荷的圖案和可用的處理能力。
[0007]這樣的治療計劃可以在基本上類似于目前使用那樣的放射治療機上實施。本發(fā)明所要求的實質(zhì)性差異在于所使用的裝置/附件和治療計劃設(shè)備(TPS);實際放射治療設(shè)備和用于驅(qū)動其的裝置、其MLC和其它系統(tǒng)、以及MR掃描儀可以像目前使用的那樣。
[0008]本發(fā)明涵蓋了數(shù)據(jù)庫、用面向裝置的數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)庫的方法、以及使用該設(shè)備的方法。當(dāng)使用術(shù)語“裝置”時，該術(shù)語應(yīng)理解為涵蓋任何附件、床、臺、患者支撐器、用于支撐器的可置換的頂部表面、框架、RF成像線圈、相關(guān)聯(lián)的(多個)支架和在任何類型的放射治療設(shè)備中使用的除患者之外的任何其它項目，和/或可以在系統(tǒng)的操作期間在使用中定位在MRL的場內(nèi)。
【附圖說明】
[0009]現(xiàn)在將以舉例方式結(jié)合附圖描述本發(fā)明，在附圖中:
圖1示出結(jié)合的MRI和線性加速器設(shè)備；
圖2是在圖1的MR設(shè)備的場內(nèi)使用的裝置的放大示意圖；
圖3a是圖1的MR放射治療設(shè)備的不意圖；
圖3b是類似于圖3a的示意圖，但示出了不同地布置的MR設(shè)備和放射治療設(shè)備；
圖4在左邊示出在MR引導(dǎo)的放射治療設(shè)備的軸向面中的剖視圖，并且在右邊示出在設(shè)備的矢狀面中的側(cè)視圖；以及
圖5a至圖5e是類似于圖3那樣的視圖，但包括在設(shè)備內(nèi)的不同裝置/附件。
【具體實施方式】
[0010]圖1不出包括放射治療設(shè)備6和磁共振成像(MRI)設(shè)備4的系統(tǒng)2。該系統(tǒng)包括用于在設(shè)備中支撐患者的床10。床10可沿水平的平移軸線(標(biāo)以“Y”)移動，使得躺在床上的患者被移動到放射治療和MRI設(shè)備中。在一個實施例中，床10可繞橫向于平移軸線的中心豎直旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，但該軸線未示出。床