專利名稱：用于在磁共振成像期間測(cè)量對(duì)受試者的輻射劑量的劑量計(jì)、治療設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輻射劑量測(cè)定，具體涉及在磁共振成像期間的輻射劑量測(cè)定。
背景技術(shù)：
在輻射治療(RT)處置期間，輻射束必須聚焦在良好界定的目標(biāo)區(qū)域上，并且其劑量必須被精確地控制。為了驗(yàn)證關(guān)于患者的輻射治療處置場(chǎng)的準(zhǔn)確性，目前將輻射敏感膠片、視頻視覺(jué)系統(tǒng)、離子室以及電子射野成像裝置(EPID)用于對(duì)所施加劑量的二維(實(shí)時(shí))監(jiān)測(cè)。另外，必須利用特定的體模執(zhí)行對(duì)(三維)輻射劑量分布的耗時(shí)的常規(guī)質(zhì)量保證。當(dāng)前使用的輻射處置場(chǎng)驗(yàn)證/輻射劑量測(cè)定技術(shù)的一些相關(guān)特征是:-離子室(低分辨率、慢速、非積分劑量測(cè)量)，-視頻鏈(繁瑣、無(wú)幾何準(zhǔn)確性、效率差)，-膠片(嚴(yán)苛的工作流程、比EPID低的靈敏度)，-EPID (昂貴、壞點(diǎn))。美國(guó)專利5633584描述了在容器中的凝膠，其中，響應(yīng)于電離輻射形成MRI可視的永久圖像。所述圖像表示能量的劑量分布，凝膠暴露于所述能量。所述圖像能夠用于輻射劑量測(cè)定目的；提供用于磁共振成像技術(shù)和設(shè)備的質(zhì)量控制的參考標(biāo)準(zhǔn)；以及作為在工業(yè)輻射照相術(shù)中的三維或二維陣列探測(cè)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中提供了一種劑量計(jì)、一種治療裝置設(shè)備以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。在臨床例程中設(shè)置的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性對(duì)于正確的患者位置確定是非常重要的，但由于構(gòu)造相關(guān)的不充分的機(jī)械重現(xiàn)性、經(jīng)由場(chǎng)邊緣檢測(cè)的空間輻射定位的固有不準(zhǔn)確性以及解剖界標(biāo)的不可靠/冗長(zhǎng)的配準(zhǔn)，這是難以通過(guò)前三種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 利用EPID，劑量和幾何驗(yàn)證是可行的(非積分劑量測(cè)量)，但是為了實(shí)現(xiàn)完整的處置場(chǎng)成像，額外的成像輻射暴露(“監(jiān)測(cè)器劑量單元”)是必需的，這增加了癌癥誘發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)于例如前列腺成像而言，由于顯著的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，這是不可行的。同樣地，需要附加的成像時(shí)間，并且EPID裝置非常昂貴。磁共振(MR)成像系統(tǒng)可以與RT裝置(MR-RT)整合，這允許在輻射治療期間對(duì)患者的實(shí)時(shí)MR監(jiān)測(cè)。兩種裝置的坐標(biāo)系的共配準(zhǔn)允許對(duì)RT和MR空間中的點(diǎn)的精確定位。但是MR和RT裝置的這種整合造成空間限制(例如，在孔徑中圍繞患者的磁體)，這使得當(dāng)前使用的輻射可視化裝置(例如 利用EPID的射野成像，見(jiàn)上述)的使用即使不是不可行也是困難的。因此需要更好的方法來(lái)可視化或測(cè)量針對(duì)組合的MR和RT裝置的輻射劑量。本發(fā)明的實(shí)施例可以允許使用MR裝置實(shí)時(shí)地測(cè)量所施加劑量的三維分布。本發(fā)明不像當(dāng)前的輻射治療系統(tǒng)利用例如射野成像而需要額外的成像時(shí)間或劑量。在一些實(shí)施例中，所使用的輻射敏感物質(zhì)或劑量計(jì)可以完全與MR兼容并且可以是無(wú)危害的。本發(fā)明的實(shí)施例也可以是無(wú)創(chuàng)的，這與備選的輻射敏感造影劑相比有顯著的優(yōu)勢(shì)。所提出的劑量計(jì)能夠簡(jiǎn)單地被應(yīng)用于各種現(xiàn)有裝置(例如患者固定物、覆蓋物、毯子)，這允許小的、柔性的、重量輕的、非常有成本效益的以及患者特異性的設(shè)計(jì)。這可以提高患者安全性，舒適性和臨床工作流程。由于關(guān)于RT處置的非常嚴(yán)格的質(zhì)量保證和輻射監(jiān)測(cè)管理，所提出的發(fā)明是對(duì)將來(lái)的MR-RT裝置的批準(zhǔn)和臨床應(yīng)用的潛在的使能器-如果不是先決條件。所提出的發(fā)明可以允許對(duì)在MR-RT系統(tǒng)中正在經(jīng)歷輻射治療的患者的實(shí)時(shí)三維輻射劑量測(cè)定。輻射敏感物質(zhì)與現(xiàn)有裝置的合并實(shí)現(xiàn)了平滑的臨床工作流程。容易使用重量輕的構(gòu)造和柔性的設(shè)計(jì)以允許舒適的患者特異性應(yīng)用。輻射敏感物質(zhì)的可能實(shí)現(xiàn)是商業(yè)可獲取的(例如周知的多聚物或Fricke凝膠)。這些已被證實(shí)適合用于輻射劑量測(cè)定的目的，因?yàn)樗鼈冊(cè)趯挼膭?dòng)態(tài)范圍上呈現(xiàn)出線性劑量響應(yīng)。經(jīng)由利用常規(guī)RT裝置照射它們，并且隨后將其輸送至MR裝置并利用MR裝置進(jìn)行成像，它們當(dāng)前被應(yīng)用于探查和質(zhì)量保證的目的。Fricke凝膠的制備尤其簡(jiǎn)單，并且具有良好的組織模擬性質(zhì)。通過(guò)添加各種物質(zhì)能夠調(diào)整它的物理性質(zhì)。為了克服氧擴(kuò)散問(wèn)題(這會(huì)增加弛豫率)和擴(kuò)散(這會(huì)使測(cè)量模糊)效應(yīng)，所述物質(zhì)能夠被限制在(柔性的)微膠囊中。在一些實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的輻射劑量測(cè)定，可以確保所述物質(zhì)的恒定質(zhì)量和操作溫度并且必須執(zhí)行參考測(cè)量。這些操作能夠使用MR-RT機(jī)器針對(duì)生產(chǎn)的材料的每批樣品簡(jiǎn)單地執(zhí)行。應(yīng)用合適的后處理(簡(jiǎn)單濾波和微分操作)，由于不可逆的處理，能夠補(bǔ)償所述物質(zhì)的積分屬性以實(shí)現(xiàn)劑量分布的實(shí)時(shí)成像。所提出的劑量計(jì)裝置的多種實(shí)現(xiàn)是能夠想象到的(例如患者固定物、毯子、(能移動(dòng)的)患者桌臺(tái)覆蓋物、圍繞患者的覆蓋物)。下面示出了包含福射敏感物質(zhì)的患者固定物裝置的正交截面視圖。這是與當(dāng)前使用的采用排空(evacuated)患者床的患者固定裝置類似的設(shè)計(jì)，所述排空患者床為:所謂的真空床墊、真空枕或豆袋。但是在這種表示中，“袋”填充有輻射敏感微膠囊。在將患者正確地放置在松散的(未排空)的“豆袋”上之后，將它排空，從而固定所述膠囊，并且因此患者根據(jù)輻射治療的需要進(jìn)入穩(wěn)定的位置。在治療期間，輻射源圍繞患者旋轉(zhuǎn)并施加計(jì)劃的劑量，其同時(shí)貫穿所述物質(zhì)。這誘發(fā)不可逆的化學(xué)反應(yīng)，其能夠采用平行于輻射的已知MR成像序列來(lái)進(jìn)行可視化。經(jīng)由濾波和瞬時(shí)微分重建，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算所應(yīng)用的劑量。為了減小凝膠的溫度漂移效應(yīng)，能夠?qū)岣綦x層放置在患者與輻射敏感物質(zhì)之間。
為了使一次性材料最小化，輻射敏感物質(zhì)能夠被放置在靠近患者的層中。這一層之后能夠從患者固定床拆除并且由新的一個(gè)來(lái)替換。能夠采用這種分層設(shè)計(jì)以在照射區(qū)域內(nèi)圍繞患者。經(jīng)由比較所測(cè)量的進(jìn)入患者的劑量和離開患者的劑量，能夠重建實(shí)際的吸收并將其用作處置計(jì)劃的額外驗(yàn)證。在一些實(shí)施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)一種使用輻射敏感物質(zhì)、劑量計(jì)，執(zhí)行用于磁共振(MR)引導(dǎo)的輻射治療(RT)流程的輻射測(cè)定治療控制以及積分輻射劑量測(cè)定質(zhì)量保證測(cè)量的裝置和方法。這種物質(zhì)被限制在一結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)部分圍繞患者并且被定位成以例如真空床墊或毯子的形式緊密接近患者。這種方式無(wú)需用于成像目的之外的輻射劑量，允許實(shí)時(shí)的三維劑量成像并且能夠完全與MR兼容。它的小巧和柔性的設(shè)計(jì)允許簡(jiǎn)單的患者特異性定制(例如，整合到患者固定物裝置中)。能夠簡(jiǎn)單且便宜地生產(chǎn)所使用的輻射敏感物質(zhì)。常規(guī)的RT處置 場(chǎng)驗(yàn)證技術(shù)(例如射野成像探測(cè)器)不能夠用在MR-RT系統(tǒng)中。由于關(guān)于RT處置的非常嚴(yán)格的質(zhì)量保證和輻射監(jiān)測(cè)管理，所提出的發(fā)明是對(duì)于將來(lái)MR-RT裝置的批準(zhǔn)和臨床應(yīng)用的潛在的使能器。磁共振(MR)數(shù)據(jù)在本文中被定義為在磁共振成像掃描期間，由磁共振設(shè)備的天線記錄的由原子自旋發(fā)射的射頻信號(hào)的測(cè)量結(jié)果。磁共振成像(MRI)圖像在本文中被定義為包含在磁共振數(shù)據(jù)內(nèi)的解剖數(shù)據(jù)重建的二維或三維可視化?？梢允褂糜?jì)算機(jī)執(zhí)行這種可視化。如在本文中所使用的，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括任何有形的存儲(chǔ)介質(zhì)，其可以存儲(chǔ)能夠由計(jì)算裝置的處理器執(zhí)行的指令。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以指計(jì)算機(jī)可讀非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以指有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以能夠存儲(chǔ)能夠由計(jì)算裝置的處理器訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例包括，但不限于:軟盤、磁硬盤驅(qū)動(dòng)、固態(tài)硬盤、閃存、USB拇指驅(qū)動(dòng)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)內(nèi)存、光盤、磁光盤以及處理器的寄存器文件。光盤的范例包括壓縮光盤(⑶)和數(shù)字多功能光盤(DVD)，例如⑶-ROM、⑶-RW、CR-R、DVD-ROM、DVD-Rff或DVD-R光盤。術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也指經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或通信鏈接能夠被計(jì)算機(jī)裝置訪問(wèn)的多種類型的記錄介質(zhì)。例如，可以在調(diào)制解調(diào)器上、在互聯(lián)網(wǎng)上或在局域網(wǎng)上檢索數(shù)據(jù)。術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)內(nèi)存”是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)內(nèi)存是能夠由處理器直接訪問(wèn)的任何內(nèi)存。計(jì)算機(jī)內(nèi)存的范例包括，但不限于:RAM內(nèi)存、寄存器以及寄存器文件。術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器”是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器是任何非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的范例包括，但不限于:硬盤驅(qū)動(dòng)、USB拇指驅(qū)動(dòng)、軟盤、智能卡、DVD、CD-R0M以及固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器也可以是計(jì)算機(jī)內(nèi)存，反之亦然。術(shù)語(yǔ)“處理器”包括電子部件，其能夠執(zhí)行程序或機(jī)器可執(zhí)行指令。對(duì)包括“處理器”的計(jì)算裝置的援引應(yīng)當(dāng)解釋為能夠包括不止一個(gè)處理器。術(shù)語(yǔ)計(jì)算裝置也應(yīng)當(dāng)解釋為可能指代每個(gè)包括處理器的多個(gè)計(jì)算裝置的集合或網(wǎng)絡(luò)。許多程序具有它們的由多個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述多個(gè)處理器可以處在相同的計(jì)算裝置內(nèi)或者甚至可以分布在多個(gè)計(jì)算
裝置中。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種劑量計(jì)，其用于在磁共振成像引導(dǎo)的輻射治療會(huì)話期間測(cè)量對(duì)受試者的輻射劑量。所述劑量計(jì)包括外表面，所述外表面適于接納受試者的表面。換言之，所述劑量計(jì)被設(shè)計(jì)成與受試者的表面相接觸。所述劑量計(jì)還包括填充有磁共振福射劑量計(jì)的分立單元(discreet cell)。如在本文中所使用的磁共振福射劑量計(jì)包括使用磁共振成像或核磁共振為其測(cè)量劑量的劑量計(jì)。磁共振輻射劑量計(jì)的范例包括，但不限于，F(xiàn)ricke劑量計(jì)以及多聚物劑量計(jì)。這一實(shí)施例是有利的，因?yàn)榉至卧畛淞舜殴舱褫椛鋭┝坑?jì)。能夠選擇單元的尺寸，從而使得劑量計(jì)材料的擴(kuò)散由分立單元的尺寸進(jìn)行限制。分立單元的使用也可以提供對(duì)所述劑量計(jì)的結(jié)構(gòu)支撐。例如，如果所述劑量計(jì)被塑造為毯子的形式，分立單元的使用允許形成具有磁共振輻射劑量計(jì)的分立單元的柔性切片。在另一實(shí)施例中，所述劑量計(jì)還包括在外表面與分立單元之間的熱隔離層。這一實(shí)施例是特別有利的，因?yàn)槿绻茉囌呔哂信c磁共振輻射劑量計(jì)的溫度不同的溫度，那么受試者可能加熱或冷卻磁共振輻射劑量計(jì)。磁共振輻射劑量計(jì)，諸如Fricke劑量計(jì)，可以是溫度敏感的。例如，如果受試者為哺乳動(dòng)物，那么受試者可能具有加熱所述磁共振輻射劑量計(jì)的趨勢(shì)，并且這會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。在另一實(shí)施例中，所述劑量計(jì)為真空枕。所述劑量計(jì)還包括聚苯乙烯泡沫球。分立單元每個(gè)包括填充所述磁共振輻射劑量計(jì)的殼。在真空枕內(nèi)部，分立單元和聚苯乙烯泡沫球混合。如在本文中所使用的，真空枕包括填充諸如聚苯乙烯泡沫球的可壓縮球體的枕頭。當(dāng)空氣排出真空枕，覆蓋物壓縮聚苯乙烯泡沫球，并且輕微的壓縮令它們保持它們的形狀。真空枕通常用于醫(yī)學(xué)處置，在那里如果受試者保持相同位置或不移動(dòng)是有利的。例如，受試者可以躺在真空枕上并且之后可以使用真空來(lái)防止真空枕變形。將所述劑量計(jì)整合到真空枕中是有利的，因?yàn)檎婵照沓洚?dāng)協(xié)作的目的:在提供輻射劑量測(cè)定功能的同時(shí)，它固定或保持患者穩(wěn)定。在另一實(shí)施例中，所述劑量計(jì)適于安裝到磁共振成像系統(tǒng)的患者支撐物上。這一實(shí)施例是有利的，因?yàn)樗鰟┝坑?jì)可以整合或安裝到患者支撐物上。在另一實(shí)施例中，所述劑量計(jì)為平板。分立單元隨意地分散在熱隔離層內(nèi)。例如，所述劑量計(jì)可以為泡沫枕或墊，并且分立單元可以均勻分散在構(gòu)成枕頭并且也構(gòu)成熱絕緣對(duì)的泡沫內(nèi)。在這一實(shí)施例中，它可以以若干不同方式實(shí)現(xiàn)。例如，分立單元能夠僅隨機(jī)地混合到之后被固化的泡沫中。在其他實(shí)施例中，分立單元可以例如是球體,所述球體均勻地被泡沫層包裹并且之后覆蓋。例如，分立單元可以處在六邊形緊密包裹結(jié)構(gòu)中。在另一實(shí)施例中，所述劑量計(jì)為毯子。分立單元被布置在在連續(xù)層中，并且熱隔離層圍繞所述連續(xù)層。這一實(shí)施例是特別有利的，因?yàn)樵谝涣鞒唐陂g，所述劑量計(jì)可以簡(jiǎn)單地放置在受試者下方或上方。在另一實(shí)施例中,所述劑量計(jì)包括兩部分。兩部分中的每部分都具有外表面，所述外表面適合接納受試者的兩個(gè)相對(duì)表面。這一實(shí)施例可以以若干不同方式實(shí)現(xiàn)。例如，所述兩部分可以具有對(duì)準(zhǔn)銷(Pin)，或者具有吻合在一起或具有互鎖連接的其他結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，所述兩部分可以簡(jiǎn)單地為底部墊和上部毯子。

在另一實(shí)施例中,所述磁共振劑量計(jì)是Fricke劑量計(jì)。這一實(shí)施例是有利的，因?yàn)镕ricke劑量計(jì)是周知的，并且它們作為用于電離輻射或由核磁共振或磁共振成像測(cè)量的劑量計(jì)的能力是周知的。在另一實(shí)施例中，所述磁共振輻射劑量計(jì)是多聚物劑量計(jì)。在另一方面中，本發(fā)明提供了一種治療設(shè)備。所述治療設(shè)備包括磁共振成像系統(tǒng)，所述磁共振成像系統(tǒng)適于在成像區(qū)中采集磁共振數(shù)據(jù)集。所述治療設(shè)備還包括電離輻射源，所述電離輻射源適于將電離輻射的射束引導(dǎo)向受試者體內(nèi)的目標(biāo)區(qū)。所述電離輻射源可以是許多不同類型之一。例如，所述電離輻射源可以是，但不限于:伽馬輻射系統(tǒng)、帶電粒子加速器、碳原子核輻射源、質(zhì)子束輻射源以及X射線輻射源。所述磁共振成像系統(tǒng)與所述電離輻射源的組合是有益的，因?yàn)樗龃殴舱癯上裣到y(tǒng)可以用于引導(dǎo)所述電離輻射源。例如，磁共振成像的圖像可以從磁共振數(shù)據(jù)構(gòu)建，并且可以用于構(gòu)建顯示受試者內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的圖像。所述治療設(shè)備還包括具有處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為用于所述治療設(shè)備控制系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解，在本文中，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的援引可以實(shí)際指代多個(gè)計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以表示多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。還應(yīng)當(dāng)理解，在本文中，對(duì)處理器的援引可以指代多個(gè)處理器。例如，單個(gè)計(jì)算機(jī)可以具有多個(gè)核或多個(gè)處理器，并且多個(gè)處理器也可以分布在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合中。所述治療系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括用于由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令。所述指令的執(zhí)行令所述處理器執(zhí)行確定目標(biāo)區(qū)位置的步驟。所述目標(biāo)區(qū)的位置可以以若干不同方式獲得。例如，磁共振數(shù)據(jù)可以由磁共振成像系統(tǒng)采集，并且從所得到的圖像分割的解剖數(shù)據(jù)可以用于確定所述目標(biāo)區(qū)的位置。在其他實(shí)施例中，物理定位系統(tǒng)，諸如真空枕和/或束帶，可以用于定位患者。例如，初始成像可以使用諸如CT系統(tǒng)的其他系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。在其他實(shí)施例中，標(biāo)記可以放置在受試者的表面上，并且這些標(biāo)記可以用于確定目標(biāo)區(qū)的位置。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行使用所述目標(biāo)區(qū)的位置將電離輻射引導(dǎo)向所述目標(biāo)區(qū)的步驟。引導(dǎo)電離輻射從而使電離輻射通過(guò)所述劑量計(jì)。電離輻射通過(guò)所述目標(biāo)區(qū)和所述劑量計(jì)。在這一方面，所述劑量計(jì)因此可以用于估計(jì)通過(guò)所述目標(biāo)區(qū)的電尚福射的量。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行使用磁共振成像系統(tǒng)從根據(jù)之前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)來(lái)采集磁共振數(shù)據(jù)集的步驟。所述劑量計(jì)處在成像區(qū)內(nèi)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)集計(jì)算對(duì)受試者的電離輻射劑量的步驟。在這一步驟中，從所述劑量計(jì)采集的磁共振數(shù)據(jù)用于推斷由受試者接收的輻射的劑量?？梢杂?jì)算在目標(biāo)區(qū)中接收的電離輻射的量，并且也可以計(jì)算圍繞目標(biāo)區(qū)的受試者區(qū)域的電離輻射的量。例如，在治療期間，在那里，將癌細(xì)胞作為目標(biāo)，理解或具有由健康組織接收的輻射量的準(zhǔn)確信息是有利的。在另一實(shí)施例中，與引導(dǎo)電離輻射束的步驟同時(shí)地采集磁共振數(shù)據(jù)集并計(jì)算劑量。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器根據(jù)劑量調(diào)整輻射束的定位、形狀和/或強(qiáng)度中的任一項(xiàng)?？梢愿鶕?jù)輻射束的類型，不同地實(shí)現(xiàn)輻射束的這些備選。例如，對(duì)于帶電粒子，可以使用磁場(chǎng)、帶電粒子光學(xué)器件、準(zhǔn)直器以及衰減器來(lái)修改輻射束。物理地移動(dòng)輻射源也可以對(duì)輻射束產(chǎn)生影響。這一實(shí)施例是特別 有利的，因?yàn)閷㈦婋x輻射的劑量用于調(diào)整和引導(dǎo)輻射束的定位和/或強(qiáng)度。例如，可以調(diào)整輻射束的位置來(lái)減小對(duì)健康組織的損傷。
在另一實(shí)施例中，根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)集計(jì)算目標(biāo)區(qū)中電離輻射的劑量。在另一實(shí)施例中，所述指令還令所述處理器根據(jù)在目標(biāo)區(qū)中電離輻射的劑量來(lái)調(diào)整輻射束的定位、形狀和/或強(qiáng)度中的任一項(xiàng)。在另一實(shí)施例中，確定目標(biāo)區(qū)的位置的步驟通過(guò)使用手術(shù)前確定的配準(zhǔn)的坐標(biāo)系來(lái)完成。在另一實(shí)施例中，確定目標(biāo)區(qū)位置的步驟通過(guò)根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)確定目標(biāo)區(qū)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在另一實(shí)施例中，所述指令還令所述處理器執(zhí)行根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算在受試者中體內(nèi)的劑量分布地圖(map)的步驟。如在本文中所使用的，劑量分布地圖包括這樣的地圖:其繪制了在受試者的不同區(qū)域中的劑量?？梢酝ㄟ^(guò)使用在特定時(shí)間的電離輻射束的位置的信息，以及如由所述劑量計(jì)測(cè)量的也作為時(shí)間函數(shù)的劑量的信息，來(lái)計(jì)算所述劑量分布地圖。在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算由受試者造成的輻射的衰減或吸收。亦即，磁共振數(shù)據(jù)可以用于讀出由所述劑量計(jì)接收的劑量以及用于估計(jì)輻射束穿過(guò)的組織的類型。這一受試者解剖結(jié)構(gòu)的信息可以用于幫助計(jì)算所述劑量分布地圖。在另一實(shí)施例中，所述指令還令所述處理器執(zhí)行將電離輻射引導(dǎo)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二劑量計(jì)的步驟。所述第二劑量計(jì)處在成像區(qū)內(nèi)。所述指令還令所述處理器執(zhí)行根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算在受試者中的劑量吸收地圖的步驟。劑量吸收地圖是這樣的地圖或圖像:其顯示受試者的哪些區(qū)域吸收輻射的特定的劑量。可以計(jì)算出所述劑量吸收地圖，因?yàn)橛蓜┝坑?jì)之一接收的劑量可以從第二個(gè)減去。這給出了多少電離輻射被受試者吸收的直接測(cè)量。所述劑量吸收地圖也可以用于計(jì)算在受試者中的劑量分布地圖。在另一方面中，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括機(jī)器可執(zhí)行指令，所述機(jī)器可執(zhí)行指令用于由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器執(zhí)行從而控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的治療設(shè)備。所述治療設(shè)備包括磁共振成像系統(tǒng)，所述磁共振成像系統(tǒng)適于在成像區(qū)中采集磁共振數(shù)據(jù)集。所述治療設(shè)備還包括電離輻射源，所述電離輻射源適合將電離輻射的射束引導(dǎo)向受試者體內(nèi)的目標(biāo)區(qū)。成像區(qū)包括所述目標(biāo)區(qū)。所述指令的執(zhí)行令所述處理器執(zhí)行使用所述目標(biāo)區(qū)的位置將電離輻射的射束引導(dǎo)向所述目標(biāo)區(qū)的步驟。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行使用所述磁共振成像系統(tǒng)從根據(jù)之前的權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)來(lái)采集磁共振數(shù)據(jù)集的步驟。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器執(zhí)行根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算對(duì)受試者的電離輻射劑量的步驟。


在下文中，將僅通過(guò)范例，并且通過(guò)參考附圖，來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，在附圖中:圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的劑量計(jì)的使用；圖2示出了在圖1中示出的圖像的截面視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的劑量計(jì)的實(shí)施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的劑量計(jì)的另一實(shí)施例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的劑量計(jì)的另一實(shí)施例；圖6示出了示意圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的治療設(shè)備；以及
圖7示出了流程圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法。附圖標(biāo)記列表100受試者102劑量計(jì)104受試者支撐物106熱隔離層108輻射源110電離輻射300劑量計(jì)302分立單 元304熱隔離層306外表面308外表面400劑量計(jì)402分立單元404熱隔離層406外表面408外表面410外表面412外表面500劑量計(jì)502外殼/熱隔離層504真空端口506支撐物508聚苯乙烯泡沫510壓縮聚苯乙烯512填充磁共振輻射劑量計(jì)的殼600治療設(shè)備602磁體部分604受試者606受試者支撐物608第一劑量計(jì)609第一表面610第二劑量計(jì)611第二表面612墊614成像區(qū)616目標(biāo)區(qū)618收發(fā)器
620射頻線圈622通過(guò)射頻線圈的路徑624梯度線圈電源626分裂梯度線圈628輻射源630電離輻射束631射束修改器632射束收集器634輻射源控制系統(tǒng)636計(jì)算機(jī)系統(tǒng)638硬件接口640處理器642用戶接口644計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器646計(jì)算機(jī)內(nèi)存648磁共振數(shù)據(jù)650磁共振圖像652劑量分布地圖654劑量吸收地圖656磁共振成像系統(tǒng)控制模塊658輻射源控制模塊660目標(biāo)區(qū)定位模塊662磁共振成像重建模塊664劑量計(jì)算模塊666劑量分布地圖計(jì)算模塊668劑量吸收地圖計(jì)算模塊
具體實(shí)施例方式在這些圖中的類似編號(hào)的元件或者為等效元件或者執(zhí)行相同的功能。如果功能是等效的，之前已經(jīng)討論的元件不必在后面的圖中討論。圖1和圖2用于圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的劑量計(jì)的使用。圖1示出了安置在受試者支撐物104上的受試者的側(cè)視圖。在受試者與受試者支撐物104之間有劑量計(jì)102。劑量計(jì)102為真空枕或墊子的形式，其用于將受試者100安置其上。圖2與圖1相同，除了在圖2中，在圖1中標(biāo)記為AB的線的截面在圖2中示出。劑量計(jì)102顯示為具有外部熱隔離層106，外部熱隔離層106將劑量計(jì)102與受試者100熱隔離。沿截面線AB，有輻射源108，福射源108生成電尚福射110的射束。電尚福射110顯不為芽過(guò)受試者100、劑量計(jì)102以及受試者支撐物104。特別地，圖2圖示出了穿過(guò)受試者100的輻射也穿過(guò)劑量計(jì)102。因?yàn)楦Ｉ湟泊┻^(guò)劑量計(jì)102, 劑量計(jì)102可以用于做出對(duì)穿過(guò)受試者100的電離福射110的準(zhǔn)確確定。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的劑量計(jì)300的實(shí)施例。在這種劑量計(jì)300中，有被布置在連續(xù)層中的單元302的集合。為了形成這種連續(xù)層，例如分立單元可以是放置在連續(xù)層中的正方形、六邊形或其他形狀。在一些實(shí)施例中，分立單元302完全與彼此接觸。在其他實(shí)施例中，在各分立單元302之間有間隔。熱隔離層304圍繞分立單元302的連續(xù)層。在圖3中示出的實(shí)施例本質(zhì)上為平板或毯子。形成連續(xù)層的分立單元302的使用允許劑量計(jì)300是柔性的。熱隔離層304可以用于將分立單元302與受試者熱隔離。在圖3中示出的劑量計(jì)300具有兩個(gè)不同外表面，外表面306和308，可以引入外表面306和308與受試者的表面接觸。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的劑量計(jì)400的備選實(shí)施例。在圖4中示出的實(shí)施例中，劑量計(jì)400為平板或枕頭。有填充磁共振輻射劑量計(jì)的分立單元402。分立單元402分散于整個(gè)所述劑量計(jì)的主體。熱隔離層400也作為劑量計(jì)400的結(jié)構(gòu)。分立單元402分散在熱隔離層404之內(nèi)。例如，熱隔離層404可以為泡沫。例如，為了構(gòu)建圖4的劑量計(jì)，填充磁共振輻射劑量計(jì)的小球體或殼可以混合到泡沫中，并且之后將泡沫定形。在圖4中的視圖是切過(guò)劑量計(jì)400的截面。在圖4中示出的劑量計(jì)具有四個(gè)外表面，406、408、410和412，外表面406、408、410和412接觸受試者表面并且作為用于接納受試者表面的外表面。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的劑量計(jì)500的范例。在這一實(shí)施例中，劑量計(jì)500為真空枕的形式。所述真空枕具有外殼502，外殼502也起熱隔離層的作用。通過(guò)真空端口 504，空氣或其他氣體可以排出所述真空枕。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，外殼502壓縮位于所述真空枕內(nèi)的聚苯乙烯泡沫508球體。真空枕500被顯示為安裝到任選的支撐物506。在這一范例中，支撐物506可以設(shè)計(jì)為其與在磁共振成像系統(tǒng)上的患者支撐物互鎖。在所述真空枕的內(nèi)部，有填充磁共振輻射劑量計(jì)的聚苯乙烯泡沫球508和殼512。外殼502壓縮聚苯乙烯泡沫球。也示出了若干處于壓縮狀態(tài)下的聚苯乙烯泡沫球510。在這一實(shí)施例中，能夠看出，通過(guò)將填充磁共振輻射劑量計(jì)的小殼或球體混合到所述真空枕中，可以構(gòu)建組合的真空枕和劑量 計(jì)。在這一附圖中，聚苯乙烯泡沫球508、510顯示為未填充的圓。陰影圓512表示填充磁共振輻射劑量計(jì)的殼。由于聚苯乙烯球508、510以及殼512數(shù)量眾多，因此沒(méi)有標(biāo)示全部。在圖5中示出的視圖為切過(guò)所述真空枕的截面。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的治療設(shè)備600的范例。所述治療設(shè)備包括磁共振成像系統(tǒng)和輻射源628。在圖6中示出的實(shí)施例中，所述磁共振成像系統(tǒng)包括分裂磁體602磁體。在其他實(shí)施例中，磁體可以是所謂的開放或環(huán)形磁體，或者可以是標(biāo)準(zhǔn)圓柱磁體。磁體部分602是低溫冷卻的超導(dǎo)磁體。在磁體602的孔徑內(nèi)，受試者604被安置在受試者支撐物606上。有與受試者604的第一表面609接觸的第一劑量計(jì)608。在受試者604與受試者支撐物606之間，有第二劑量計(jì)610。第二劑量計(jì)610與受試者604的第二表面611接觸。鄰近第二劑量計(jì)610的是也用于支撐受試者604的兩個(gè)墊子612。磁體602具有成像區(qū)614，成像區(qū)614對(duì)受試者604的部分和第一劑量計(jì)608以及第二劑量計(jì)610的部分進(jìn)行成像。同時(shí)在受試者604內(nèi)部，有目標(biāo)區(qū)616。所述磁共振成像系統(tǒng)也包括射頻收發(fā)器618。所述射頻收發(fā)器在一些實(shí)施例中可以由分開的發(fā)射器和接收器代替。所述射頻收發(fā)器被連接至射頻線圈620。所述射頻線圈用于采集磁共振數(shù)據(jù)。射頻線圈620顯示為具有用于電離輻射630穿過(guò)的通道622。所述磁共振成像系統(tǒng)也包括梯度線圈電源624。磁體部分602的每個(gè)具有分裂梯度線圈626的部分。梯度線圈電源624向分裂梯度線圈626的每個(gè)部分供給電流。治療設(shè)備600也包括輻射源628。輻射源628表示許多不同類型的輻射源。例如，輻射源628能夠生成伽馬輻射、X射線輻射、帶電粒子、碳原子核、質(zhì)子以及X射線。電離輻射630被顯示為源于輻射源628、穿過(guò)任選的射束修改器631、穿過(guò)第一劑量計(jì)608、穿過(guò)受試者604、穿過(guò)目標(biāo)區(qū)616、穿過(guò)第二劑量計(jì)610并且之后最終進(jìn)入射束收集器632。輻射源628以及所述射束修改器被顯示為由輻射源控制系統(tǒng)634控制。輻射源控制系統(tǒng)634可以為射束修改器631和輻射源628生成控制命令。射束修改器631包括用于射束成形、衰減和/或路徑修正的部件。所述射束修改器也可以包含用于物理移動(dòng)或調(diào)整電離輻射束630的器件。例如，631也可以包括用于所述輻射源的射束對(duì)象和準(zhǔn)直器。射束修改器631可以包括多葉準(zhǔn)直器以提供電離輻射630的保形成形。輻射源控制系統(tǒng)634、射頻收發(fā)器618以及梯度線圈電源624顯示為被連接至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)636的硬件接口 638。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)636作為用于治療設(shè)備600的控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)636還包括處理器，所述處理器被連接至硬件·接口 638和用戶接口 642。用戶接口 642包括適于允許操作員與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)636交互的部件和接口。例如，用戶接口 642可以包括鍵盤和鼠標(biāo)。用戶接口 642也可以包括顯示器以用于顯示圖像和顯示用于治療設(shè)備600的控制消息。處理器640也顯示為被連接至計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器644和計(jì)算機(jī)內(nèi)存646。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器644顯示為包含磁共振數(shù)據(jù)648。磁共振數(shù)據(jù)648由所述磁共振成像系統(tǒng)采集。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器644顯示為還包含磁共振圖像650。磁共振圖像650從磁共振數(shù)據(jù)648重建。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器644顯示為還包含劑量分布地圖。已經(jīng)使用磁共振數(shù)據(jù)648計(jì)算了劑量分布地圖652。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器644顯示為還包含劑量吸收地圖654，已經(jīng)從磁共振數(shù)據(jù)648計(jì)算了劑量吸收地圖654。計(jì)算機(jī)內(nèi)存646被顯示為包含磁共振成像系統(tǒng)控制模塊656。磁共振成像系統(tǒng)控制模塊656控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作和功能。計(jì)算機(jī)內(nèi)存646顯示為還包含輻射源控制模塊658。輻射源控制模塊658包含軟件，所述軟件生成控制編碼，所述控制編碼經(jīng)由硬件接口 638發(fā)送至輻射源控制系統(tǒng)634。計(jì)·算機(jī)內(nèi)存646被顯示為還包含目標(biāo)區(qū)定位模塊660。目標(biāo)區(qū)定位模塊660在一些實(shí)施例中能夠使用磁共振圖像650以用于確定目標(biāo)區(qū)616的定位。在其他實(shí)施例中，目標(biāo)區(qū)定位模塊660獲取外·部數(shù)據(jù)或參考點(diǎn)并且使用這些來(lái)定位目標(biāo)區(qū)616。計(jì)算機(jī)內(nèi)存646顯示為還包含磁共振·成像重建模塊662。磁共振成像重建模塊662獲取磁共振數(shù)據(jù)648并且重建磁共振圖像650。計(jì)算機(jī)內(nèi)存646被顯示為還包含劑量計(jì)算模塊664。所述劑量計(jì)算模塊能夠使用磁共振數(shù)據(jù)648計(jì)算在目標(biāo)區(qū)616中和/或在受試者604周圍區(qū)域中的劑量。計(jì)算機(jī)內(nèi)存646被顯示為還包含劑量分布地圖計(jì)算模塊666。劑量分布地圖計(jì)算模塊666使用磁共振數(shù)據(jù)648來(lái)計(jì)算劑量分布地圖652。劑量分布地圖計(jì)算模塊666使用從第一劑量計(jì)608和/或第二劑量計(jì)610采集的磁共振數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)內(nèi)存646被顯示為還包括劑量吸收地圖計(jì)算模塊668。劑量吸收地圖計(jì)算模塊668使用磁共振數(shù)據(jù)648來(lái)計(jì)算劑量吸收地圖654。應(yīng)當(dāng)注意，其他實(shí)施例也是可行的。例如，輻射治療和所述磁共振成像系統(tǒng)的控制可以是分開的。如在之前提到的，單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或處理器可以代表多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或處理器。另外，輻射治療計(jì)劃或處置計(jì)劃的劑量計(jì)算和調(diào)節(jié)可以由分開的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行。
為了對(duì)凝膠成像，能夠利用具有回波間隔回波時(shí)間TE=35ms、重復(fù)時(shí)間TR=435ms以及四次重復(fù)(切片厚:6mm、視場(chǎng)F0V=192X192mm2、像素尺寸:1.5X1.5mm2)的8回波多自旋回波序列來(lái)掃描凝膠，得到每切片2分鐘57秒的總采集時(shí)間。為了獲得R2圖像，也能夠使用多自旋回波序列，以相位交替移相(PHAPS)和32等距回波次數(shù)來(lái)掃描凝膠(1.5特斯拉整體掃描器、TE=20-640msec.;TR=1 Isec ；F0V=120X120mm2 ;矩陣尺寸[MS]=256)。梯度鏈允許將渦流帶入穩(wěn)定狀態(tài)。設(shè)置梯度方案以再聚焦切片，在第一 180°再聚焦脈沖之前選擇梯度，因此避免了在z方向上測(cè)量的R2值的正弦調(diào)制。可以執(zhí)行經(jīng)由梯度重排序方案的溫度漂移的補(bǔ)償。能夠使用Fricke劑量計(jì)的MR系統(tǒng)的一般要求可以是: 應(yīng)當(dāng)可以提供用于成像的MR成像和質(zhì)量控制流程 具有足夠SNR的高分辨率劑量地圖導(dǎo)致對(duì)于凝膠MR掃描的高要求(例如最佳的序列參數(shù)、RF的均勻性)
通過(guò)應(yīng)用梯度鏈來(lái)補(bǔ)償渦流效應(yīng)以便將渦流引入穩(wěn)定狀態(tài) 經(jīng)由中心梯度表重排序方案的溫度漂移補(bǔ)償(確定在基圖像中總體強(qiáng)度的重要數(shù)據(jù)在掃描循環(huán)的開始階段中被采樣，最終R2地圖對(duì)應(yīng)凝膠的初始溫度:因此能夠通過(guò)使用在相同環(huán)境溫度獲取的校準(zhǔn)曲線從R2地圖獲取劑量地圖) 分辨率:不能太低以致不能取得對(duì)于劑量測(cè)量的合理SNR:通常像素尺寸1.0-1.5mm,切片厚3_5mm (考慮SNR損失，最低1X0.5X0.5mm3可行)Fricke凝膠或劑量計(jì)能夠用于探測(cè)電離輻射，因?yàn)檩椛淞顏嗚F離子氧化為順磁性的三價(jià)鐵離子。這改變了自旋-自旋弛豫率和自旋-晶格弛豫率。所產(chǎn)生的三價(jià)鐵離子的量依賴于吸收的能量。在Fricke凝膠中，對(duì)于輻射后t < 3h，擴(kuò)散是可忽略的。另外，F(xiàn)ricke凝膠在寬的劑量范圍上為水當(dāng)量(對(duì)于組織當(dāng)量劑量估計(jì)是良好的)。在Fricke凝膠中，在照射后(多至50分鐘)，氧化過(guò)程穩(wěn)定下來(lái)，但是這種效應(yīng)能夠由瞬時(shí)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行補(bǔ)償。在多至大約50-75Gy處，F(xiàn)ricke凝膠存在線性劑量依賴性。這對(duì)于臨床應(yīng)用是足夠的。新配方具有低于大約0.006Gy的劑量限制(水的Fricke溶液在低劑量處更不敏感，在大約500Gy處飽和)。Fricke凝膠的生產(chǎn)非常簡(jiǎn)單。在水的Fricke溶液中，充分地建立了三價(jià)鐵離子的弛豫和化學(xué)產(chǎn)率，從而能夠無(wú)需校準(zhǔn)地將NMR或MRI的Fricke輻射劑量測(cè)定用作絕對(duì)劑量計(jì)。當(dāng)混合到凝膠基質(zhì)中時(shí)，弛豫模型的細(xì)節(jié)某種程度上變得更復(fù)雜。用于Fricke凝膠的新配方允許長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存(甚至能夠在6個(gè)月后(當(dāng)保持冷藏時(shí))使用PVA-FX凝膠，雖然這是不推薦的)。多聚物劑量計(jì)可以包括明膠水凝膠，共聚單體丙烯酰胺和N，NS-亞甲基-雙丙烯酰胺溶解在所述明膠水凝膠中。當(dāng)照射凝膠時(shí)，水分子分離為游離HO根和H根，所述游離HO根和H根攻擊共聚單體的雙鍵。生長(zhǎng)反應(yīng)緊接這種初始反應(yīng)，在所述生長(zhǎng)反應(yīng)中，共聚單體根攻擊其他共聚單體，之后這形成多聚鏈。由于交聯(lián)劑的高組分，N，NS-亞甲基-雙丙烯酰胺相對(duì)于丙烯酰胺，多聚物結(jié)構(gòu)不是線性的，但是形成了小的3D多聚物集合。所得的反應(yīng)是劑量依賴的。因?yàn)檫@些多聚物集合影響周圍水分子的移動(dòng)性，根據(jù)Bloembergen-Pound-Purcell理論，空間劑量分布導(dǎo)致空間T2分布。多聚物劑量計(jì)，根據(jù)成分，也能夠是水等效物。多聚物劑量計(jì)可以具有比Fricke凝膠更高的劑量靈敏度，但是也比Fricke凝膠更難生產(chǎn)。存在用于多聚物凝膠的許多不同配方/材料成分，例如: 與三價(jià)鐵離子的絡(luò)合的二甲酚橙(FBX) BANG (雙丙烯酰胺丙烯酰胺氮明膠)型凝膠為明膠水凝膠，在其中，溶解了共聚單體丙烯酰胺和N，NO-亞甲基-雙丙烯酰胺 聚丙烯酰胺和膠質(zhì)(PAG)凝膠 MAGIC (甲基丙酸烯(MAA) 由銅引發(fā)的在膠質(zhì)中的抗壞血酸維生素C (AscA) MAGAS (MAA,具有 AscA 的膠質(zhì)) MAGAT (MAA,膠質(zhì)和THPC)多聚物凝膠劑量計(jì) PAGAT為常氧PAG型凝膠，其使用四[羥甲基]氯化磷(THPC)來(lái)清除污染性的游離氧根 PRESAGE為輻射性鉻的多聚物劑量計(jì)，其包含清晰的聚亞安酯基質(zhì)，所述清晰的聚亞安酯基質(zhì)包含隱色染料(隱色孔雀綠)，當(dāng)暴露于電離輻射時(shí)，所述隱色染料(隱色孔雀綠)經(jīng)歷變色圖7示出了流程圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例。在步驟700中，確定了目標(biāo)區(qū)的位置。通過(guò)先驗(yàn)知識(shí)確定目標(biāo)區(qū)的位置或使用磁共振數(shù)據(jù)獲取目標(biāo)區(qū)的位置。在步驟702中，將電離輻射的射束引導(dǎo)向目標(biāo)區(qū)。在步驟704中，采集磁共振數(shù)據(jù)。在步驟706中，計(jì)算對(duì)受試者電離輻射的劑量。通過(guò)從根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的劑量計(jì)采集磁共振數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算對(duì)受試者的電離輻射的劑量。下文描述了用于使用輻射測(cè)量患者固定物的計(jì)算機(jī)磁共振和輻射治療設(shè)備以及用于在圖7中圖示的方法的工作流程的范例。僅示出了涉及提出的設(shè)備的使用的工作步驟。如果必要，能夠在任何階段打斷所述工作流程并且在步驟14處結(jié)束所述工作流程。1.在包括質(zhì)量控制和特性記錄(例如生產(chǎn)日期、成分、批號(hào)、靈敏度特性)的精確控制條件下生產(chǎn)輻射敏感材料2.在控制條件(例如溫度、光照、持續(xù)時(shí)間)下運(yùn)輸和存儲(chǔ)3.在應(yīng)用采用(整體的)劑量計(jì)(例如電離室)之前即刻，根據(jù)關(guān)于材料生產(chǎn)和儲(chǔ)存的處理可靠性，在測(cè)試區(qū)域中(不在患者FOV內(nèi))驗(yàn)證和/或校準(zhǔn)凝膠特性4.在接近患者處應(yīng)用輻射測(cè)量的材料5.設(shè)置成像參數(shù)(即MR序列，幾何形狀)6.使用MR預(yù)掃描以驗(yàn)證患者的正確位置，目標(biāo)區(qū)和輻射測(cè)量材料，以及合適的成像設(shè)置(例如FOV尺寸)7.驗(yàn)證和設(shè)置處置參數(shù)(例如患者、劑量、定時(shí)、目標(biāo)區(qū))8.照射目標(biāo)和輻射測(cè)量材料，并同時(shí)對(duì)目標(biāo)和輻射測(cè)量材料進(jìn)行MR成像(實(shí)時(shí)成像)。根據(jù)目標(biāo)位置，能夠設(shè)置FOV并且能夠在目標(biāo)和輻射測(cè)量材料區(qū)域轉(zhuǎn)換FOV (例如對(duì)目標(biāo)和相對(duì)于輻射治療射束入射角的目標(biāo)前方/后方區(qū)域進(jìn)行交替成像)9.使用靈敏度特性、校準(zhǔn)結(jié)果、處置和成像條件(例如照射定時(shí)、總持續(xù)時(shí)間、溫度、MR序列設(shè)置)將圖像對(duì)照(測(cè)量的弛豫次數(shù))變換為劑量信息。

10.計(jì)算/重建和顯示積累的/整體的劑量(后處理，濾波(例如中值)，可能地考慮器官運(yùn)動(dòng))
11.計(jì)算/重建和顯示增加的劑量(例如每次間隔、每次照射角度)(可能地考慮器官運(yùn)動(dòng))12.驗(yàn)證處置參數(shù)和處理(例如劑量、患者/目標(biāo)位置)13.從步驟8重復(fù)直到處置完成14.存儲(chǔ)處置信息(例如測(cè)量的劑量、福射測(cè)量材料信息、一般臨床記錄)以用于質(zhì)量保證并且可能地用于適應(yīng)處置計(jì)劃的目的如果必要，能夠在任何階段打斷上述工作流程并且在步驟14處結(jié)束上述工作流程。盡管在附圖和之前的描述中圖示并描述了本發(fā)明，這樣的圖示和描述被認(rèn)為是說(shuō)明性或示范性的并且不認(rèn)為是限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。在實(shí)踐聲明的發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)研究附圖、公開和所附權(quán)利要求能夠理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)公開的實(shí)施例的其他變化。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他部件可以執(zhí)行在權(quán)利要求中列舉的若干項(xiàng)的功能。事實(shí)上在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉的特定措施不意味著不能組合這些措施以獲益。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分配在合適的介質(zhì)上，所述合適的介質(zhì)諸如與其他硬件一同提供或作為其他硬件的部分提供的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是所述計(jì)算機(jī)程序也可以以其他形式分配，諸如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無(wú)線的通信系統(tǒng)。在權(quán)利要求中的任何參考不應(yīng)解釋為限制范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在磁共振成像引導(dǎo)的輻射治療會(huì)話期間測(cè)量對(duì)受試者(100、604)的輻射劑量的劑量計(jì)(102、300、400、500、608、610)，所述劑量計(jì)包括: -外表面(106、306、308、406、408、410、412)，其適于接納所述受試者的表面(609、611)，以及 -分立單元(302、402、512 ),每個(gè)所述分立單元填充有磁共振福射劑量計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的劑量計(jì)，其中，所述劑量計(jì)還包括在所述外表面與所述分立單元之間的熱隔離層(106、304、404、502)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的劑量計(jì)，其中，所述劑量計(jì)為真空枕(500、610)，其中，所述劑量計(jì)還包括聚苯乙烯泡沫球(508、510),其中，所述分立單元每個(gè)包括填充有所述磁共振輻射劑量計(jì)的殼(512)，其中，在所述真空枕內(nèi)，將所述分立單元與所述聚苯乙烯泡沫球混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的劑量計(jì)，其中，所述劑量計(jì)為平板(400)，并且其中，所述分立單元(402)均勻地分散在所述熱隔離層(404)之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的劑量計(jì)，其中，所述劑量計(jì)為毯子(300)，其中，所述分立單元(302)被布置在連續(xù)層中，并且其中，所述熱隔離層(304)圍繞所述連續(xù)層。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)，其中，所述劑量計(jì)適于安裝到磁共振成像系統(tǒng)的患者支撐物。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)，其中，所述劑量計(jì)包括兩部分(608、610)，其中，所述兩部分中的每個(gè)具有外表面，所述外表面適于接納所述受試者的兩個(gè)相對(duì)表面。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)，其中，所述磁共振劑量計(jì)是如下中的任一種=Fricke劑量計(jì)和多聚物劑量計(jì)。
9.一種治療設(shè)備，包括: -磁共振成像系統(tǒng)(602、606、618、620、624、626、636)，其適于從成像區(qū)(614)采集磁共振數(shù)據(jù)(648)集； -電離福射源(108、628),其適于將電離福射(110、630)的射束引導(dǎo)向受試者(100、604)之內(nèi)的目標(biāo)區(qū)(616)； -具有處理器(640)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(636)； -計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(644、646)，其包含用于由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令(656、658、660、662、664、666、668);以及 -根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)， 其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器執(zhí)行如下步驟: -確定(700)所述目標(biāo)區(qū)的位置， -使用所述目標(biāo)區(qū)的位置將電離輻射的所述射束引導(dǎo)(702)向所述目標(biāo)區(qū)中，其中，弓丨導(dǎo)所述電離輻射從而使得所述電離輻射通過(guò)所述劑量計(jì)， -從所述磁共振成像系統(tǒng)的所述劑量計(jì)(102、300、400、500、608、610)采集(704)磁共振數(shù)據(jù)(648)集，其中，所述劑量計(jì)至少部分處在所述成像區(qū)之內(nèi)， -根據(jù)所述磁共振數(shù)據(jù)集計(jì)算(706)對(duì)所述受試者的電離輻射的劑量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的治療設(shè)備，其中，與引導(dǎo)電離輻射的所述射束的步驟同時(shí)地采集所述磁共振數(shù)據(jù)集并計(jì)算所述劑量，并且其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器根據(jù)所述劑量調(diào)整所述輻射束的形狀和/或定位和/或強(qiáng)度中的任一項(xiàng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的治療設(shè)備，其中，根據(jù)所述磁共振數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)中的電離輻射的劑量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9到12中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，確定所述目標(biāo)區(qū)的位置的步驟是通過(guò)如下中的任一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的:使用手術(shù)前確定的配準(zhǔn)的坐標(biāo)系以及根據(jù)所述磁共振數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)區(qū)的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9到13中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述指令還令所述處理器執(zhí)行根據(jù)所述磁共振數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述受試者中的劑量分布地圖(652)的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求9到14 中的任一項(xiàng)所述的治療設(shè)備，其中，所述指令還令所述處理器執(zhí)行將所述電離輻射引導(dǎo)通過(guò)第二劑量計(jì)，所述第二劑量計(jì)為根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)，其中，所述第二劑量計(jì)至少部分處在所述成像區(qū)之內(nèi)，其中，所述指令還令所述處理器執(zhí)行根據(jù)所述磁共振數(shù)據(jù)計(jì)算所述受試者中的劑量吸收地圖(654)的步驟。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括機(jī)器可執(zhí)行指令(656、658、660、662、664、666、668),所述機(jī)器可執(zhí)行指令用于由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(636)的處理器(640)來(lái)執(zhí)行以控制治療設(shè)備(600);其中，所述治療設(shè)備包括適于在成像區(qū)(614)中采集磁共振數(shù)據(jù)(648)集的磁共振成像系統(tǒng)(602、606、618、620、624、626、636);其中，所述治療設(shè)備還包括適于將電離輻射(110、630)的射束引導(dǎo)向在受試者(100、604)之內(nèi)的目標(biāo)區(qū)(616)的電離輻射源(108、628);其中，所述成像區(qū)包括所述目標(biāo)區(qū)；并且其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器執(zhí)行下述步驟: -確定(700)所述目標(biāo)區(qū)的位置， -使用所述目標(biāo)區(qū)的位置將電離輻射的所述射束引導(dǎo)(702)向所述目標(biāo)區(qū)， -使用所述磁共振成像系統(tǒng)從根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的劑量計(jì)來(lái)采集(704)磁共振數(shù)據(jù)集， -根據(jù)所述磁共振數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算(706)對(duì)所述受試者的電離輻射的劑量。
全文摘要
一種用于在磁共振成像引導(dǎo)的輻射治療會(huì)話期間測(cè)量對(duì)受試者(100、604)的輻射劑量的劑量計(jì)(102、300、400、500、608、610)，所述劑量計(jì)包括適于接納所述受試者表面(609、611)的外表面(106、306、308、406、408、410、412)，以及每個(gè)填充磁共振輻射劑量計(jì)的分立單元(302、402、512)。
文檔編號(hào)G01T1/04GK103096975SQ201180043141
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者F·烏勒曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司