CN105658278A - 具有辐射治疗设备和辐射探测系统的医学装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种医学装置(100、300、400、800)，包括：磁共振成像系统(104)，包括机架(106)和辐射治疗源(110)的辐射治疗设备(102)，以及辐射探测系统(102)，所述辐射探测系统能操作用于使用至少一个辐射探测器(144、144’、144”)来测量描述在辐射射束与围绕所述对象的至少一个表面(144、144’、144”)的交叉处的辐射射束的路径和强度的辐射探测数据(174)。机器可读指令的运行令处理器控制所述医学装置来：接收(200)处置计划(168)，使用所述磁共振成像系统采集(202)来自所述成像区的磁共振数据(164)，使用所述磁共振数据和所述处置计划生成(204)辐射治疗设备控制命令(172)，通过使用所述辐射治疗设备控制命令控制所述辐射治疗设备来辐照(206)所述目标区，在辐照期间测量(208)所述辐射探测数据，并且使用所述辐射探测数据确定时间相关的辐射射束路径(176)和时间相关的辐射射束强度(178)。

Description

具有辐射治疗设备和辐射探测系统的医学装置

技术领域

本发明涉及辐射治疗设备，具体涉及对辐射治疗设备的磁共振引导。

背景技术

MR与线性加速器(LINAC)的整合通过尤其是针对移动器官的改善的病灶靶向而在辐射治疗领域打开了新的视野。在实际实施方案中，LINAC绕着对象旋转以从多个角度轰击大的目标体积(GTV)和临床目标体积(CTV)，同时使针对周边组织的辐射暴露最小化。已知磁共振装置与LINAC辐射治疗源的组合。

Raaymakers等人的期刊文章“Integratedmegavoltageportalimagingwitha1.5TMRIlinac”，Phys.Med.Biol.56(2011)N207-N214，doi:10.1088/0031-9155/56/19/N01公开了1.5TMRILINAC与兆伏级射野成像器的组合。

EP2359905A1描述了辐射治疗和成像装置。辐射治疗和成像装置包括辐射探测器，辐射探测器能够被用于QA和体内剂量测定。探测器被放置在被安装到机架的磁性线圈之外，与辐射射束出口对齐。因此，其具有相对于辐射源的固定位置。

US2010/0316259A1描述了在辐射治疗期间对解剖位置的实时3D追踪的方法。为了这一目的，在电弧辐射治疗处置期间，重建来自MV处置射束的投影图像的断层合成图像。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了医学装置、计算机程序产品和方法。在从属权利要求中给出了实施例。

正如本领域技术人员将认识到的，本发明的各方面可以被实施为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取如下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留的软件、微代码等)或者组合软件和硬件各方面的实施例，总体上，所有这些在本文中可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品被嵌入在一个或多个计算机可读介质中，在所述一个或多个计算机可读介质上嵌入有计算机可运行代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者是计算机可读存储介质。本文中所使用的“计算机可读存储介质”涵盖可以存储能够由计算设备的处理器运行的指令的任何暂态存储介质。计算机可读存储介质可以指代计算机可读非暂态存储介质。计算机可读存储介质也可以指代暂态计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可以能够存储能由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储媒介的范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动、固态硬盘、闪存、USB拇指驱动、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括紧致盘(CD)以及数字通用盘(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也指代能够由计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录媒介。例如，可以通过解调器、通过因特网或者通过局域网来索取数据。嵌入在计算机可读介质上的计算机可运行代码可以适于任何适当的介质进行传送，包括，但不限于，无线、有线、光纤线缆、RF等或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括其中嵌入有计算机可运行代码的例如在基带中或者作为载波的部分而传播的数据信号。这样的传播的信号可以采取各种形式中的任意一种，包括，但不限于，电-磁、光学或者其任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是任意计算机可读机制，其不是计算机可读存储介质，并且其能够传送、传播或运送由指令运行系统、装置或设备使用或者与之结合使用的程序。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器能够直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另一范例。计算机存储设备是非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器或者反之亦然。

本文所使用的“处理器”涵盖能够运行程序或机器可运行指令或计算机可运行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解释为可能包含超过一个处理器或处理核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指代在单个计算机系统之内或者在多个计算机系统之间分布的处理器的集合。术语计算设备也应当被解释为能够指代每个均包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。计算机可运行代码可以由多个处理器运行，所述多个处理器可以在同一计算设备之内，或者其甚至可以跨多个计算设备分布。

计算机可运行代码可以包括机器可运行指令或者令处理器执行本发明的各方面的程序。用于执行针对本发明的各方面的操作的计算机可运行代码能够以一种或多种编程语言的任意组合来编写，包括面向对象的编程语言，诸如Java、Smalltalk、C++等，以及常规的过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似编程语言，并且被编译为机器可运行指令。在一些情况下，计算机可运行代码可以是高级语言的形式或者为预编译的形式，并且可以与翻译器结合使用，所述翻译器飞速生成机器可运行指令。

计算机可运行代码可以完全在用户的计算机上运行、部分地在用户的计算机上运行、作为单机软件包运行、部分地在用户的计算机上运行以及部分地在远程计算机上运行或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后者的方案中，远程计算机可以通过任何类型的网络被连接到用户的计算机，所述网络包括局域网(LAN)或者广域网(WAN)或者可以实现对外部计算机的连接(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。

参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或方框图描述了本发明的各方面。应当理解，流程图、图示和/或方框图中的方框中的每个方框或部分在可应用时能够由计算机可运行代码形式的计算机程序指令来实施。还应当理解，在不互相排斥时，可组合在不同流程图、图示和/或方框图中的方框的组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机或者其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器运行的指令创建用于实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的模块。

这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，其能够引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式工作，使得存储在所述计算机可读介质中的指令产生包括指令的加工文档，其实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作。

计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以令一系列操作步骤在所述计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行，以产生计算机可实施的过程，使得在计算机、其他可编程数据装置上运行的所述指令提供用于实施在流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的过程。

在本文中使用的“用户接口”是允许用户或操作员与计算机或计算机系统进行交互的接口。“用户接口”也可以称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作员提供信息或数据和/或从操作员接收信息或数据。用户接口可以实现来自操作员的输入被计算机接收到并且可以向用户提供来自计算机的输出。换言之，用户接口可以允许操作员控制或操控计算机并且所述接口可以允许计算机指示操作员的控制或操控的效果。在显示器或图形用户接口上对数据或信息的显示是向操作员提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、绘图板、操纵杆、游戏手柄、网络相机、耳机、齿轮杆、方向盘、脚踏板、有线手套、跳舞毯、远程控制以及加速度计对数据的接收都是用户接口部件的范例，其使得能够从操作员接收信息或数据。

在本文中所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置进行交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器来将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。

在本文所使用的“显示器”或“显示设备”涵盖了适于显示图像或数据输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、听觉和/或触觉数据。显示器的范例包括，但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲人屏幕、阴极射线管(CRT)、存储显像管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子体显示器面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影器以及头戴式显示器。

在本文中将磁共振(MR)数据定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线所记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。在本文中将磁共振成像(MRI)图像定义为包含在磁共振成像数据之内的解剖学数据的二维或三维可视化。这种可视化能够使用计算机来执行。

在一个方面中，本发明提供了一种医学装置。所述医学装置包括用于采集来自成像区之内的对象的磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于生成具有主场区域的磁场的主磁体。所述成像区在所述主场区域之内。本文所使用的‘主场区域’涵盖主磁体能操作用于生成磁场的区域，所述磁场与地球的环境磁场相比较是大的。例如，主场区域可以是其中磁场大于或近似于例如0.25T、0.5T或1特斯拉的任何区域。在圆柱形磁体中，主场区域大致对应于磁体的膛。结果，在圆柱形磁体中，“主场区域”能够被“磁体的膛之内”和/或被“由梯度线圈定义的体积之内”来代替。

医学装置还包括辐射治疗设备。辐射治疗设备包括机架和辐射源。机架能操作用于绕旋转轴来旋转辐射源。辐射源能操作用于生成指向旋转轴的辐射射束。辐射源能操作用于朝向目标体积来引导辐射射束。旋转轴与目标体积交叉。目标体积在成像区之内。

所述医学装置还包括辐射探测系统，所述辐射探测系统覆盖机架的旋转的大体部分，并且能操作用于使用至少一个辐射探测器来测量描述在辐射射束与围绕对象的至少一个表面的交叉点处的辐射射束的路径和强度的辐射探测数据。所述辐射探测器可以被放置在围绕对象的表面的部分上，使得辐射探测器能够直接测量辐射射束的位置和强度。至少一个辐射探测器能操作用于被放置在所述主场区域之内。

所述医学装置还包括能操作用于支撑对象的对象支撑体。所述对象支撑体可以支撑在成像区之内的对象的至少部分。

所述医学装置还包括存储器，其用于存储机器可运行指令。所述医学装置还包括处理器，其用于控制所述医学装置。

所述机器可运行指令的运行令处理器接收描述对象体内的目标区的辐射的处置计划。所述处置计划也可以包含其他数据，诸如目标区相对于对象的其他解剖标志或部分的位置。所述对象支撑体还能操作用于将目标体积定位在目标区之内。所述机器可运行指令的运行还令处理器使用所述磁共振成像系统采集来自成像区的规划磁共振数据。本文所使用的规划磁共振数据涵盖磁共振数据。所述规划磁共振数据可以被例如用于重建图像，所述图像可以被用于将医学装置的坐标系与在处置计划上指示的解剖标志或其他位置配准。这可以实现对对象体内的目标区的识别。

所述机器可运行指令的运行还令处理器使用规划磁共振数据和处置计划生成辐射治疗设备控制命令。所述辐射治疗设备控制命令是使得处理器能够控制辐射治疗设备的操作和功能的控制或命令。换言之，所述辐射治疗设备控制命令是能操作用于根据处置计划使辐射治疗设备对目标区进行辐照的命令。例如，从规划磁共振数据重建的磁共振图像可以被配准到处置计划。所述指令的运行还令处理器通过使用辐射治疗设备控制命令控制辐射治疗设备来辐照目标区。这些命令的运行令辐射治疗设备运行辐射治疗设备控制命令。

所述指令的运行还令处理器使用辐射探测系统来测量辐射探测数据。在当使用辐射治疗设备对目标区进行辐照时的时间的至少部分期间执行这一操作。所述指令的运行还令处理器使用辐射探测数据确定时间相关的辐射射束路径和时间相关的辐射射束强度。时间相关的辐射射束路径描述作为时间的函数的通过对象的辐射射束的路径。时间相关的辐射射束强度描述作为时间的函数的在对象中的辐射射束的强度。放置能够测量辐射的空间相关强度的一个或两个辐射探测器可以被用于推断作为时间的函数的辐射射束路径以及辐射射束强度。例如，如果辐射探测器被用于测量进入和离开对象的辐射路径和强度，能够推断通过对象的路径。

在一些范例中，所述磁共振成像系统甚至可以采集被用于构建辐射射束衰减模型的磁共振数据。例如，利用磁共振成像系统能够测量骨和脂肪以及基于水的组织的浓度。所述规划磁共振数据例如可以被用于建立衰减模型，然后所述衰减模型能够结合辐射探测数据使用以对通过对象的辐射的强度和路径进行精确地建模。

因为可以实现对通过对象的辐射的路径和强度的精确确定，该实施例可以是有利的。这可以实现对对象体内的三维剂量的更为精确的确定，并且也可以实现对目标区的辐照的更为精确的控制。

在另一实施例中，所述指令的运行还令处理器使用所述时间相关的辐射射束路径来计算所述对象的空间相关的辐射剂量，并且使用所述辐射探测数据来计算所述对象的时间相关的辐射剂量。因为可以实现对所述对象的辐射剂量的更为精确的确定，该实施例可以是有利的。在一些范例中，所述规划磁共振数据可以被用于构建辐射如何被对象吸收的模型。这也可以实现对所述对象的空间相关的辐射剂量的甚至更为精确的计算。

在另一实施例中，所述指令的运行还令处理器使用时间相关的辐射射束路径来计算通过所述对象的三维辐射路径，并且使用所述辐射探测数据来计算时间相关的辐射射束强度。可以实时测量和处理辐射探测数据的测量。例如，所述数据之后可以被用于计算当正在执行辐照时的强度的射束路径。这可以实现对辐射治疗设备的更为精确的控制。同样地，如之前提到的，所述规划磁共振数据例如可以被用于制作吸收模型，所述吸收模型用于对时间相关的辐射射束路径和时间相关的辐射射束强度进行更为精确的建模。

在另一实施例中，所述指令的运行还令处理器使用时间相关的辐射射束路径、时间相关的辐射射束强度、规划磁共振数据和处置计划修改辐射治疗设备控制命令。例如，所述处置计划具有关于对象解剖结构的预期辐照剂量。所述规划磁共振数据可以被用于配准到处置计划并且也用于制作对象的辐射射束吸收模型。所述时间相关的辐射射束路径和所述时间相关的辐射射束强度之后可以与来自规划磁共振数据和处置计划的数据一起使用以更为精确地控制辐射治疗设备。这可以实现对目标区的更为精确的辐照。

在另一实施例中，所述医学装置包括辐射探测器。所述辐射探测器包括固态辐射探测器的阵列。本文所使用的固态辐射探测器包括这样的辐射探测器，在所述辐射探测器中，半导体材料通过探测在p-n结上发展的电流的脉冲来探测辐射。所述固态辐射探测器的阵列的使用实现了对辐射射束的位置以及其强度的空间和时间相关的测量。

在另一实施例中，在阵列中以伪随机样式(pattern)布置固态辐射探测器。通过以伪随机样式布置辐射探测器，它们可以对磁共振成像测量具有更少的影响。

在另一实施例中，磁共振成像系统包括体线圈，所述体线圈用于测量磁共振数据和/或发射射频功率以执行磁共振成像。也就是说，所述体线圈可以是能操作用于执行磁共振成像的收发器线圈、接收器线圈或发射线圈。所述体线圈包括射频屏蔽。所述射频屏蔽包括辐射探测器。所述射频屏蔽被放置在体线圈的元件或天线段与磁体的线圈之间。这可以防止被生成的任何射频信号影响磁场梯度电子器件和/或主磁体，并且可以防止磁体影响体线圈的Q-值和调谐。非常通常地是，所述射频屏蔽在其中具有中断以允许来自梯度场线圈的时变磁场穿透所述中断，而不创建涡流。金属段可以具有伪随机样式，以便对磁共振成像没有大的影响。在一个范例中，所述辐射探测器可以被集成到在射频屏蔽的样式中。

在另一实施例中，所述辐射探测器被放置在体线圈的RF屏蔽之外，但是仍然在梯度线圈内部，使得仅需要涡流间隙，并且能够忽略来自体线圈的RF干扰。

在另一实施例中，所述辐射探测器被放置在梯度线圈之外，但是在主磁场线圈之内。

在另一实施例中，所述辐射探测系统还包括被附接到磁体并且指向成像区的多个相机。所述存储器还包含描述所述多个相机相对于磁体的位置、取向的相机取向数据。所述辐射探测器包括至少一个闪烁体膜。所述至少一个闪烁体膜能操作用于响应于被辐射射束辐照而发射预定频谱的光。所述闪烁体膜例如可以是具有闪烁体材料的塑料或柔性膜。取决于辐射射束的类型，闪烁体膜可以容易从商业制造商获得。所述辐射探测器能操作为被放置在成像区之内。

所述至少一个闪烁体膜包括多个磁共振成像基准标记。所述至少一个闪烁体膜包括光学位置标记。在磁共振图像中可以探测磁共振成像基准标记。这使得所述至少一个闪烁体膜的位置与其闪烁表面能够在医学装置的坐标系内被配准。所述至少一个闪烁体膜包括也为多个相机提供相同功能的光学位置标记。例如，一系列机器可读标记或标志可以被放置在闪烁体膜上以确定所述闪烁体膜的表面的位置。相同的相机之后也能够被用于测量闪烁体的光发射。基本上，所述多个相机被用于确定所述表面关于相机的位置，并且也测量来自表面的光发射。

所述机器可运行指令的运行还令处理器识别在所述规划磁共振数据中的基准标记的位置。所述指令的运行还令处理器测量具有多个相机的至少一个闪烁体膜的初始图像。所述指令的运行还令处理器通过识别在初始图像中的光学位置标记的位置并且使用基准标记的位置来识别围绕对象的至少一个表面的位置。因为相同的表面已经使其位置使用磁共振成像系统以及利用闪烁体系统而被识别，这可以是特别有利的。当辐射射束正在闪烁时，可以使用该数据来比较磁共振成像系统和辐射治疗设备的坐标系。所述机器可运行指令的运行还令处理器通过在辐照目标区期间探测预定频谱的光来采集辐射探测数据。

在另一实施例中，所述医学装置还包括辐射探测器。

在另一实施例中，所述医学装置还包括具有透明部分的对象支撑体。所述多个相机中的部分能操作用于通过透明部分来观察至少一个闪烁体膜。因为多个相机能够被用于探测在对象正躺在对象支撑体上休息的表面处辐射的路径，这一实施例可以是有利的。

在另一实施例中，所述至少一个闪烁体膜能操作为围绕对象缠绕。例如，所述至少一个闪烁体膜可以是柔性的。因为其之后可以容易围绕对象来放置闪烁体，这可以是有利的。

在另一实施例中，所述至少一个闪烁体膜能操作为被附接到衣物。例如，闪烁体膜可以包括闪烁体膜被附接到的衣物。闪烁体膜例如可以是使用其他可移除的附接物被钉到或附接到衣物的板。

在另一实施例中，所述辐射治疗设备是LINAC系统。

在另一实施例中，所述辐射治疗设备是X射线系统。

在另一实施例中，所述辐射治疗设备是能操作用于在对象处辐射诸如中子、质子或原子核的带电粒子的带电粒子治疗系统。

在另一实施例中，所述辐射治疗设备是伽玛辐射治疗系统。例如，所述辐射治疗设备可以是所谓的伽玛刀。

在另一方面中，本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括由处理器运行以控制医学装置的机器可运行指令。所述医学装置包括用于采集来自成像区之内的对象的磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于生成磁场的主磁体，并且所述磁体能操作用于生成主场区域。所述成像区在主场区域之内。所述医学装置还包括辐射治疗设备，所述辐射治疗设备包括机架和辐射源。所述机架能操作用于绕旋转轴旋转所述辐射源。

辐射源能操作用于生成指向旋转轴的辐射射束。所述辐射源能操作用于朝向目标体积来引导辐射射束。所述旋转轴与目标体积交叉。所述目标体积在成像区之内。所述医学装置还包括辐射探测系统，所述辐射探测系统能操作用于使用至少一个辐射探测器来测量描述在辐射射束与围绕对象的至少一个表面的交叉点处的辐射射束的路径和强度的辐射探测数据。所述至少一个辐射探测器能操作用于被放置在主场区域之内。所述医学装置还包括能操作用于支撑对象的对象支撑体。所述指令的运行令处理器接收描述的所述对象体内的目标区的辐照的处置计划。所述医学装置还能操作用于将目标体积定位在目标区之内。

所述指令的运行还令处理器使用磁共振成像系统采集来自成像区的规划磁共振数据。所述指令的运行还令处理器使用所述规划磁共振数据和所述处置计划来生成辐射治疗设备控制命令。所述指令的运行还令处理器通过使用所述辐射治疗设备控制命令控制所述辐射治疗设备来辐照所述目标区。所述指令的运行还令处理器在目标区正在被辐照时使用辐射探测系统来测量辐射探测数据。所述指令的运行还令处理器使用辐射探测数据来确定时间相关的辐射射束路径和时间相关的辐射射束强度。时间相关的辐射射束路径描述作为时间的函数的通过对象的辐射射束的路径。时间相关的辐射射束强度描述作为时间的函数的在对象中的辐射射束的强度。

在另一方面中，本发明提供了一种用于操作医学装置的方法。所述医学装置包括用于采集来自成像区之内的对象的磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于生成具有主场区域的磁场的主磁体。所述成像区在主场区域之内。所述医学装置还包括辐射治疗设备，所述辐射治疗设备包括机架和辐射源。机架能操作用于绕旋转轴来旋转辐射源。辐射源能操作用于生成指向旋转轴的辐射射束。辐射源能操作用于朝向目标体积引导辐射射束。旋转轴与目标体积交叉。目标体积在成像区之内。所述医学装置还包括辐射探测系统，所述辐射探测系统能操作用于使用至少一个辐射探测器来测量描述在辐射射束与围绕对象的至少一个表面的交叉点处的辐射射束的路径和强度的辐射探测数据。所述至少一个辐射探测器能操作用于被放置在主场区域之内。所述医学装置还包括能操作用于支撑对象的对象支撑体。

所述方法包括接收描述在对象之内的目标区的辐照的处置计划的步骤。所述对象支撑体还能操作用于将目标体积定位在目标区之内。所述方法还包括使用磁共振成像系统采集来自成像区的规划磁共振数据的步骤。所述方法还包括使用规划磁共振数据和处置计划来生成辐射治疗设备控制命令的步骤。所述方法还包括通过使用辐射治疗设备控制命令控制辐射治疗设备来辐照目标区的步骤。所述方法还包括在对目标区的辐照期间使用辐射探测系统来测量辐射探测数据的步骤。

所述方法还包括使用辐射探测数据确定时间相关的辐射射束路径和时间相关的辐射射束强度的步骤。所述时间相关的辐射射束路径描述作为时间的函数的通过对象的辐射射束的路径。所述时间相关的辐射射束强度描述作为时间的函数的在对象中的辐射射束的强度。

应当理解，可以组合本发明的前述实施例中的一个或多个，只要这些组合的实施例不相互排斥。

附图说明

在下文中，将仅通过举例的方式并且参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1图示了医学装置的范例；

图2示出了图示方法的范例的流程图；

图3图示了医学装置的另一范例；

图4图示了医学装置的另一范例；

图5图示了辐射探测器的范例；

图6图示了具有集成辐射探测器的体线圈的范例；

图7图示了辐射探测器的范例；

图8图示了医学装置的另一范例；

图9图示了闪烁体膜的范例；

图10图示了在图8中图示的医学装置的视图；并且

图11图示了在图8中图示的医学装置的另一视图。

附图标记列表

100医学装置

102辐射治疗设备

104磁共振成像系统

106机架

108辐射治疗源

110准直器

112磁体

114低温恒温器

116超导线圈

118超导屏蔽线圈

122孔膛

124磁场梯度线圈

126磁场梯度线圈电源

128射频线圈

130收发器

132成像区

133主场区域

134对象支撑体

136对象

138目标区

139目标体积

140旋转轴

142辐射射束

144辐射探测器

144’半导体辐射探测器

144”闪烁体膜

146辐射探测系统

150计算机系统

152硬件接口

154处理器

156用户接口

158计算机存储设备

160计算机存储器

162脉冲序列

164磁共振数据

166磁共振图像

168处置计划

170在图像166与处置计划之间的配准

172辐射治疗设备控制命令

174辐射探测数据

176时间相关的辐射射束路径

178时间相关的辐射射束强度

180对象的辐射吸收模型

182空间相关的辐射剂量

184三维辐射路径

190控制模块

192图像重建模块

194图像配准模块

196控制命令生成模块(也提到的实时控制)

198射束路径和强度确定模块

199辐射模型模块(剂量、对象的模型、辐射路径)

300医学装置

302体线圈

304射频屏蔽

306线圈元件

400医学装置

402电子射野成像设备

404机架的旋转

500射频屏蔽

500’射频线圈

502伪随机设计

502’伪随机设计

504斑点指示样式的继续

700中空部分

800医学装置

802相机

804光发射

806透明部分

810基准标记的位置

812初始图像

814表面的位置

820图像处理模块

900基准标记

902光学位置标记

1000行进的方向

具体实施方式

这些附图中的相同的附图标记是等价的元件或执行同样的功能。先前已经论述过的元件在功能等价时在稍后的附图中将不必进行论述。

图1示出了医学装置100的范例。医学装置100包括辐射治疗设备102和磁共振成像系统104。辐射治疗设备102包括机架106和辐射治疗源108。机架106用于绕机架旋转的轴或旋转轴140来旋转辐射治疗源108。邻近辐射治疗源108的是准直器110。磁共振成像系统104包括超导磁体112。

也能够使用永磁体或阻抗磁体。也能够使用不同类型的磁体，例如，也能够使用分裂式圆柱磁体和所谓的开放式磁体两者。分裂式圆柱磁体与标准圆柱磁体类似，除了低温恒温器已经被分裂成两段以允许进入磁体的等平面，这样的磁体例如可以与带电粒子射束治疗结合使用。开放式磁体具有两个磁体段，一个在另一个上面，在其之间具有足够大的空间以容纳对象：对所述两个段的布置与亥姆霍兹(Helmholtz)线圈的布置类似。由于对象受较少的限制，因此开放式磁体是常见的。在圆柱磁体的低温恒温器内部存在超导线圈的集合。在圆柱形磁体的孔膛之内，存在成像区，在成像区中，磁场足够强且均匀以执行磁共振成像。

在该实施例中示出的磁体112是标准圆柱超导磁体。磁体112具有低温恒温器114，所述低温恒温器214在其内具有超导线圈116。在低温恒温器内也具有超导屏蔽线圈118。磁体112具有孔膛122。

在磁体的孔膛之内是用于采集磁共振数据以对磁体的成像区之内的磁自旋进行空间编码的磁场梯度线圈124。磁场梯度线圈124被连接到磁场梯度线圈电源126。磁场梯度线圈124旨在是代表性的，以允许辐射穿过而不被衰减，其通常将是分裂式线圈设计。磁场梯度线圈通常包含用于在三个正交空间方向上进行空间编码的三个分离的线圈组。磁场梯度电源126向磁场梯度线圈供应电流。向磁场线圈供应的电流被控制为时间的函数，并且可以是斜升的或脉冲的。

存在被连接到收发器130的射频线圈128。射频线圈128邻近磁体112的成像区132。成像区132具有足以执行磁共振成像的高磁场和均匀的区域。成像区132位于主场区域133之内。所述主场区域也是高磁场的区域，但不是所有的主场区域都具有足以执行磁共振成像的磁场均匀性。

射频线圈128可以用于操纵成像区内的磁自旋的取向，并且用于接收来自也在成像区之内的自旋的射频发射。射频线圈128也可以被称为天线或通道。射频线圈128可以包含多个线圈元件。射频天线也可以被称为通道。

射频线圈128和射频收发器130可以由分离的发射线圈和接收线圈以及由分离的发射器和接收器来替换。应当理解，射频线圈和射频收发器仅是代表性的。射频天线也旨在表示专用发射天线和专用接收天线。类似地，收发器也可以表示分离的发射器和接收器。

也在磁体122的孔膛之内的是用于支撑对象136的对象支撑体134。对象支撑体134可以由机械定位系统进行定位，机械定位系统在该图中未被示出。在对象136内存在目标区138。机架旋转的轴140在该特定实施例中与磁体112的圆柱轴是同轴的。辐射源108指向旋转的轴140，使得辐射源具有绕旋转140的轴的目标体积。

对象支撑体134已经被定位使得目标区138位于机架旋转的轴140上。辐射源108被示为生成辐射射束4142，所述辐射射束穿过准直器110并且穿过目标区138。随着辐射源108绕轴140旋转，辐射射束142将始终瞄准目标区138。辐射射束142穿过磁体的低温恒温器114。磁场梯度线圈可以具有间隙，所述间隙将磁场梯度线圈分成两个段。如果存在，该间隙减少了由磁场梯度线圈124对辐射射束142的衰减。在一些实施例中，射频线圈128也可以具有间隙或被隔开以减少辐射射束142的衰减。

在磁体112的孔膛122之内具有成像区132。围绕成像区132是主场区域133。主场区域133仍然具有相对高的磁场，但是其不是与在成像区132内的磁场一样均匀。辐射射束142被示为被聚焦在旋转轴140。机架106绕其旋转的点是目标体积139。对象136的目标区138已经被移动，使得目标区138和目标体积139在相同位置。在射束进入对象136之前以及在其离开对象136之后，在射束142的两侧具有两个辐射探测器144。这些探测器144旨在表示能够测量辐射射束142的空间相关性和强度的辐射探测器。辐射探测器144被示为被连接到辐射探测系统146。辐射探测系统146也旨在是表示性的。例如，在探测器的半导体阵列的情况下，这将是允许辐射探测系统146测量通过个体半导体辐射传感器测量的辐射的电连接。然而，该辐射探测系统146也旨在表示其他类型的系统，例如用于探测闪烁体的发射的相机或光学系统。

收发器130、磁场梯度线圈电源126和辐射探测系统146所有被示为被连接到计算机系统150的硬件接口152。计算机系统150被示为还包括用于运行机器可运行指令并且用于控制治疗装置的操作和功能的处理器154。硬件接口152使得处理器154能够与医学装置100交互并控制医学装置100。处理器154被示为还被连接到用户接口156、计算机存储设备158和计算机存储器160。

计算机存储设备158被示出为包含脉冲序列162。脉冲序列162或者包含能够被转换成命令的数据或能够被用于控制磁共振成像系统104采集磁共振数据的命令本身。计算机存储设备158还被示为包含已经利用脉冲序列162采集的磁共振数据164。磁共振数据164包含用于对对象136的与辐射射束142交叉的至少区域以及成像区132之内的对象136的可能周边区域进行成像的磁共振数据。计算机存储设备158被示为包含从磁共振数据164重建的磁共振图像166。

计算机存储设备158还被示为包含处置计划168。处置计划168可以包含诸如描述对目标区138的预期辐射剂量的这样的数据并且也包含关于对象136内的解剖参考的数据。例如，处置计划168可以包含使图像处理模块能够将处置计划168中的数据或界标配准到磁共振图像166的数据。计算机存储设备158被示为还包含在图像166与处置计划168之间的配准。计算机存储设备158还被示为包含辐射治疗设备控制命令172，所述辐射治疗设备控制命令172能操作用于令患者治疗设备102对目标体积139进行辐照。计算机存储设备158还被示为包含由辐射探测器144采集的辐射探测数据174。

辐射探测器基本定义辐射射束142通过的围绕对象136的表面。计算机存储设备还被示为包含从辐射探测数据174导出或计算的时间相关的辐射射束路径176和时间相关的辐射射束强度178。计算机存储设备158还被示为包含对象的辐射吸收模型180。辐射吸收模型180例如可以使用磁共振图像166来生成。在一些实例中，磁共振图像166可以包含关于沿着辐射射束142的路径的不同组织类型的信息。这可以使得能够结合时间相关的辐射射束路径176和时间相关的辐射射束强度178来计算通过对象136的空间相关的辐射剂量182或三维辐射路径184。辐射剂量182和辐射路径184两者被示为被存储在计算机存储设备158之内。

计算机存储器160被示出为包含控制模块190。控制模块190包含计算机可运行代码，所述计算机可运行代码使得处理器154能够控制医学装置100的操作和功能。计算机存储器160被示为含有图像重建模块192。图像重建模块192使得处理器154能够从磁共振数据164重建磁共振图像166。计算机存储器160还被示为包含图像配准模块194，图像配准模块194使得处理器154能够将在处置计划168中识别的对象136的解剖界标与磁共振图像166配准。

在其他范例中，图像配准模块194也可以被用于其他类型的图像处理，诸如识别在辐射探测器144之内的基准标记的位置。计算机存储器160还被示为含有控制命令生成模块196。控制命令生成模块196包含计算机可执行代码，其使得处理器154能够使用磁共振数据164和/或磁共振图像166和处置计划168来驱动辐射治疗设备控制命令。在一些范例中，控制命令生成模块196也可以使得处理器154能够响应于空间相关的辐射剂量182和/或三维辐射路径182的确定而实时修改辐射治疗设备控制命令172。也可以能够响应于时间相关的辐射射束路径176和/或时间相关的辐射射束强度178来识别辐射治疗设备控制命令。计算机存储器160还被示为包含射束路径强度确定模块198，所述射束路径强度确定模块198能够使用辐射探测数据174来计算时间相关的辐射射束路径和/或时间相关的辐射射束强度178。

计算机存储器160还被示为含有辐射模型模块199。辐射模型模块199例如可以使得处理器154能够使用磁共振图像166对对象180的辐射吸收模型进行建模，和/或计算空间相关的辐射剂量182和/或计算三维辐射路径184。在一些范例中，可以在计算机存储设备158和计算机存储器160两者内交换或复制它们的内容。在所有范例中呈现在计算机存储设备158或计算机存储器160之内示出的并非是所有的数据或软件模块。应当理解，在各个范例中可以移除或删除医学装置100的多个特征。

图2示出了图示用于操作医学装置100的方法的范例的流程图。首先，在步骤200中，接收描述在对象136中的目标区138的辐照的处置计划168。对象支撑体134能操作用于定位对象136，使得在图1中未示出在目标区138内的目标体积139，但是医学装置可以包括用于移动或定位对象支撑体134的系统。接下来，在步骤202中，使用磁共振成像系统104从成像区132可以采集在图1中也被称为磁共振数据164的规划磁共振数据164。例如，脉冲序列162可以被用于控制磁共振成像系统以实现该采集。

接下来，在步骤204中，使用规划磁共振数据164和处置计划168来生成或计算辐射治疗设备控制命令172。可以存在中间步骤，诸如生成磁共振图像166和/或将磁共振图像配准到处置计划168。接下来，在步骤206中，通过使用辐射治疗设备控制命令172控制辐射治疗设备102来辐照目标区139。接下来，在步骤208中，在对目标区139的辐照期间使用辐射探测系统146来测量辐射探测数据174。最后，在步骤210中，使用辐射探测数据174来确定时间相关的辐射射束路径176和时间相关的辐射射束强度178。时间相关的辐射射束路径176描述作为时间的函数的通过对象136的辐射射束142的路径。时间相关的辐射射束强度178描述作为时间的函数的在对象136中的辐射射束的强度。如果尚未确定对象136的辐射吸收模型，那么射束路径176和对应强度178是由探测器144定义的两个表面处已知的值。

图3示出了医学装置300的另一范例。在该范例中，体线圈302被安装在磁体122的孔膛之内。体线圈302例如可以是发射线圈、接收线圈或者发射和接收线圈，其用于在磁共振数据164的采集期间采集或生成RF脉冲。其被示为被连接到接收器130。在图3中仍示出了射频线圈128。射频线圈128可以是被用于磁共振数据的采集的额外线圈128，或者其也可以是结合体线圈302使用的线圈128。例如，在一些范例中，线圈128可以是被用于激励在成像区132之内的核自旋的表面线圈128，并且体线圈302被用于测量磁共振数据164。然而，这仅仅是范例并且并不意图进行限制。

体线圈302被安装在梯度线圈124之内。体线圈302包括内层，所述内插包含线圈元素304。在线圈元件304的外部是射频屏蔽144，以防止体线圈302干扰梯度124和/或磁体112的功能。在这种情况下，射频屏蔽144合并固态辐射探测器的阵列。已知这样的辐射屏蔽144的使用，并且通常，在金属或导电表面中具有缝隙或不连续，其被用于阻止射频，但是允许来自磁体112或梯度线圈124的磁场通过。例如，在金属中的中断可以具有小岛屿(island)，其被布置在伪随机因子中，使得其不干扰磁共振数据164或辐射射束142的采集。

射野成像通常被用于由已通过患者的MV(兆伏级)射束的荧光透视成像来监测LINAC辐照。与kV成像相比，射野图像具有差的图像质量以及小的对比度，但与kV成像不同的是，其不向患者引入额外的、非治疗辐射。射野图像能够被用于监测患者运动和在LINAC设备之内的位置。

利用常规技术在MRLinac设备中的射野成像很难实现：常规的EPID(电子射野成像设备)位于旋转机架的另一侧，并且机架需要是大的以将MR成像器合并在机架之内。从射束源到EPID的大的距离导致在感兴趣的区域(在机架的中部)的差的信噪比和小的视场。

然而，射野成像是非常重要的安全机制，因为其将MR图像绑定到射野CT/荧光镜图像：能够同时利用两种模态对相同的结构进行成像。能够探测在患者位置处的重大误差。

图4示出了医学装置400的范例。在该范例中，射束源108指向电子射野成像设备402。电子射野成像设备402位于磁体112的外部。来自辐射源108的辐射射束142对目标区138进行辐照。电子射野成像设备402被安装在辐射源108的对侧，并且能够制造在磁体112之内的对象的原始图像。箭头404指示源108和射野成像器402两者一起围绕磁体112旋转。这样的电子射野成像设备402可以被并入到在该文献中的其他范例中。

本文中的范例可以描述与MR扫描器的静止发射线圈集成/考虑MR扫描器的固定发射线圈的射野成像器/辐射探测器设备。例如，探测辐射的元件要被集成到发射线圈的RF屏蔽中，使得探测器元件在强的B1RF场之外，但是与正被MR扫描和LINAC辐照的目标尽可能的靠近。

在一个范例中，具有可忽略涡流的薄探测器薄片与机架一起旋转。

在一个范例中，探测器片是静止的，但是覆盖大体部分/旋转的整个360度。对机架的旋转的大体部分的覆盖优选是对大于180度的总角度的覆盖，更优选是对大于270度的总角度的覆盖，并且甚至更优选是对大于320度的总角度的覆盖。因此，应当注意，角度不必是连续的，而是例如也能够通过较小探测器(例如小岛)的总和来形成，每个较小探测器覆盖较小的角度。该后者实施例导致探测器的部分在时间上被剥夺了切向信号，但是简化了构建并且提供了更薄的薄片。其也提供了测量在辐射进入患者之前和辐射与患者交互之后的辐射的机会。

在一个范例中，探测器表被划分成表小岛(例如，伪随机样式以防止RF干扰/射野成像伪影)，其或者无电流地(例如，在非干扰频率的光学或无线地)或者经由电滤波器被连接到彼此和/或中心单元，其将来自若干小岛的射野信号组合成更大的图像/射野探测区域。

图5示出了可以被并入到图3的体线圈302中的射频屏蔽500的范例。存在包含固态辐射探测器的导体的伪随机样式502。由502指示样式的部分。斑点504指示伪随机样式被分布在射频屏蔽500的整个表面周围。

在一个实施例中，所述小岛通过提供机械支撑和/或在发射频率的低电导路径来形成RF屏蔽结构的部分，其还能够被用于设计通常在这样的屏蔽中发现的带阻谐振电路。在一个实施例中，所述小岛足够小以允许与接收器线圈或在发射线圈内的孔膛集成，而不引起与发射/接收器线圈的RF干扰。

在一个实施例中，通过使梯度和RF事件与探测的同步来主动屏蔽探测器：探测器被主动屏蔽以表现为对RF和梯度场是透明的，在来自MR扫描器的高干扰信号期间休眠，并且在MR事件过去之后重新开始操作。

发射线圈或体线圈通常是鸟笼型线圈(QBC或正交体线圈)，其形成在磁体孔膛之内的圆柱体。所述形状使其能够围绕圆柱体褶皱(drape)探测器的薄片，诸如在图6中示出的。

图6示出了如在图3中所示的在磁体的孔膛122之内包含线圈304和射频屏蔽500的图。线圈元件304和射频屏蔽500组成体线圈302。

QBC要求高-QRF屏蔽以防止梯度线圈/磁体膛以高发射频率加载线圈，而仍然允许低频梯度场通过RF屏蔽，而在场内没有涡流。通过以小岛划分探测器，防止了涡流。如果探测器在RF-屏蔽元件(通过为离散部件)之外，来自探测器的负载效应可忽略-如果薄片材料不引入大涡流，则这能够在无小岛设计一起的情况下实现。如果小岛是RF屏蔽的部分，铜箔能够被用于形成RF屏蔽电流的路径，并且针对被集成到箔中的敏感探测器电子设备引入低RF功率的区域。

小岛通信能够是无电流的：2.4GHz无线发射、光学。对于电流通信，需要在发射RF频率附近的带阻以及阻止在低频的涡流的高通。

有源屏蔽：利用PIN二极管/FET晶体管，类似地，利用线圈前置放大器破坏在辐射探测器之内的大干扰结构。

图7示出了射频屏蔽500’的另一范例。箭头700指示线圈元件304可以被放置的中空部分700的位置。在射频屏蔽500的表面上是以如瓦片和伪随机样式布置的传导材料的伪随机样式502’。半导体辐射探测器可以被并入贯穿以伪随机样式布置的金属部分502’。

图8示出了医学装置800的另一范例。医学装置800类似于在图1中示出的医学装置。然而，在该情况下，辐射探测系统146也合并若干相机802，所述相机用于探测来自闪烁体膜144”的光发射804，所述闪烁体膜144”围绕对象136缠绕。光发射804被示为通过射频线圈128。在一些情况下，射频线圈128可以具有透明区域或通过所述区域光可以通过或射频线圈128可以被放置使得其不干扰光发射804到达相机802的干扰的区域，。一些范例也可以将透明部分806合并在对象支撑体134中，使得光发射804可以通过对象支撑体134到额外的相机802。若干相机802指向由闪烁体膜144”定义的表面144”。多个相机的使用使得能够确定光发射804的精确位置。

图9被用于进一步图示闪烁体膜144”的一个范例，诸如能够被用在在图8中所示的范例中。闪烁体膜144”被示为以鼓的形状进行缠绕。对象能够被放置在闪烁体膜144”之内。存在被安装在表面或者在闪烁体膜144”之内或下面的若干基准标记900。这使得表面的位置能够使用磁共振图像166或磁共振数据164来确定。也存在可以是机器可读标记的若干光学标记902。可以由多个相机802对相同的标记进行成像。如何定位相机802的知识，或相对于辐射治疗设备102的校准，使得磁共振成像系统104能够确定将要被确定的闪烁体膜144”的表面的位置。

在其他范例中，闪烁体膜144”可以是放在对象136的顶端的薄片，或是被放在对象136下面的第二薄片。闪烁体膜可以被缠绕并且然后被拉断或裁剪，使得其围绕对象136。在其他实例中，对象可以穿着衣物，其中闪烁体膜被附接到所述衣物。在其他实施例中，闪烁体膜可以是闪烁体膜的部分，其能操作用于被附接到对象136的衣物。当使用图8的医学装置800时，使用图像配准模块194可以从磁共振数据164或磁共振图像166确定基准标记810的位置。计算机存储设备158被示为包含基准标记810的位置。

计算机存储设备158还被示为包含初始图像812。初始图像812是由闪烁体膜144”的表面的相机802拍摄的图像。这些被用于测量光学标记902的位置，以便确定表面位置。例如可以在图像处理模块820中计算表面814的位置。表面814的定位被示为有存储设备158存储，并且图像处理模块820被示为被存储在计算机存储器160中。

范例可以提供直接测量沉积剂量的空间分布以及将该信息映射到MR图像坐标的方式。

通过监测由围绕患者身体缠绕的闪烁体箔发射的光来光学地执行所述测量。

范例可以提供核对所应用的剂量分布是否与处置计划一致的方式，并且如果探测到来自计划的任何偏离，其能够被用于关闭辐射系统。这还能够被应用于校准和对齐辐射源。

一些范例的部件：由塑料闪烁体制成的闪烁体箔已经商用许多年。利用当今的灵敏CCD相机芯片和实时计算能力，使得本发明所要求的图像采集和处理已经变得可能。

目前，MR-Linac系统没有提供通过直接测量来监测沉积剂量的方式。当能够实时对在患者身体中的器官进行成像时，处置仅仅取决于精确的射束对齐和计算，但是没有反馈系统。

范例可以提供直接测量沉积剂量的空间分布以及将该信息映射到MR图像坐标的方式。范例可以提供核对所应用的剂量分布是否与处置计划一致的方式，以及如果探测到与计划的任何偏离，其能够被用于关闭辐射系统。

一些范例的主要要素是：

1、闪烁体箔，其围绕和被附接到患者的身体，

2、光学和通过MR测量两者都可见的标记，其被附接到闪烁体箔，

3、光学成像系统，其组成一个或若干相机以探测闪烁和标记两者，

4、反馈机制，其将所测量的剂量分布与原始处置计划进行比较，并且如果探测到任何偏离，则关闭辐射源。

范例可以被使用在MR-Linac系统内，其提供治疗辐射和实时MR成像能力两者。

在图10和11中示出了图8的范例的略图。图10示出了在图8中所示的范例的部件中的一些的截面视图。医学装置800被示出具有磁共振成像系统104和辐射治疗设备102。在图10中未示出所有部件。辐射源108由机架沿着由箭头1000指示的路径进行旋转。相机802被定位使得它们能够观察闪烁体箔144”的表面。通过磁共振成像能够探测基准标记900。同时它们可以用作能由相机802探测的光学标记。由辐射源108生成的辐射射束142被示为在两个位置处穿透闪烁体箔144”。

图11是被辐射射束142辐照的对象136的视图。辐射射束142被示为通过对象136。闪烁体箔144”围绕对象136缠绕。闪烁体箔144”包括若干基准标记900。在辐射射束142穿透闪烁体箔144”的点处，生成光并且存在光发射804。相机802被定位以测量光发射804的强度和位置。先前的校准可以与若干相机802组合使用以指示光发射804的位置和强度，从而指示作为时间的函数的辐射142的位置和强度。

塑料闪烁体材料的薄箔，其被安装在可弯曲基底上，围绕患者的身体的要通过辐射进行处置的部分缠绕。由在旋转机架上的linac加速器产生被用于辐射治疗的伽玛射束。与辐射源一起旋转的多叶准直器(MLC)被用于对射束截面进行塑形。通过监测由围绕患者身体缠绕的闪烁体箔发射的光来光学地执行对射束的形状和位置的测量。为了这一目的，若干光学相机以这样的方式被放置在MR扫描器内的不同位置：通过至少两个相机能够看到在闪烁体表面上的每个点。通过这种方式，能够拍摄立体图片，并且在3d空间能够测量射束进入或退出区域。在光学和在MR图像两者中都可见的在闪烁体上的任选标记能够被用于将相机和MR扫描器的坐标系映射到彼此。

塑料闪烁体通常发射在大约450nm的波长的光。为了确保能够可靠地测量甚至低光水平，没有太多背景信号，谱滤波器能够被放在相机的前面，并且同时，在处置室中的环境灯能够被设计为使得在相应范围没有谱分布(例如使用LED灯)。

闪烁体箔的厚度被选择使得光发射足以被相机探测，并且仍然没有伽玛辐射功率的显著丢失。

来自患者下面的相机图像能够通过在处置区域下面的患者支撑体中的光学透明窗或孔来拍摄。

伽玛辐射通过闪烁体箔，然后通过患者身体，然后再次通过在对侧的闪烁体箔。

当通过闪烁体时，能量的小部分被转化成可见光，使得伽玛射束的横截面在闪烁体箔表面上变得可见。

通过在闪烁体箔上同时测量在进入和退出区域的伽玛辐射射束的形状，能够确定在患者的身体内的精确传播方向和空间分布。

辐射分布和MR图像数据两者的配准，或者通过标记或者通过光学相机的已知对齐，之后允许将剂量分布映射到图像数据。

所得到的信息能够被用于：

-在处置之后手动核对剂量分布，

-将所测量的剂量分布与初始处置计划进行自动比较，并且为了安全原因，一旦探测到偏离计划，则关闭辐射源。

通过扫描体模代替扫描患者，范例也可以被用于伽玛射束对齐的校准或定期核对。

根据对闪烁体以及安装在系统中的若干相机的光学访问，可能不能够实现针对所有射束角度的测量。

尽管已经在附图和前述描述中详细图示并描述了本发明，这样的图示和描述被认为是图示性或范例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明时，能够理解并实现对所公开实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中列举的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中列举的某些措施的事实不表明不能够使用这些措施的组合以获益。计算机程序可以被存储/分布在与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分的诸如光学存储介质或固态介质的适当的介质上，但也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。在权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种医学装置(100、300、400、800)，包括：

-磁共振成像系统(104)，其用于采集来自成像区(132)之内的对象(136)的磁共振数据(164)，其中，所述磁共振成像系统包括用于生成具有主场区域(133)的磁场的主磁体(104)，其中，所述成像区在所述主场区域之内；

-辐射治疗设备(102)，其包括机架(106)和辐射源(110)，其中，所述机架能操作用于绕旋转轴(140)旋转所述辐射源，其中，所述辐射源能操作用于生成指向所述旋转轴的辐射射束(142)，其中，所述辐射源能操作用于朝向目标体积(139)引导所述辐射射束，其中，所述旋转轴与所述目标体积交叉，其中，所述目标体积在所述成像区之内；

-辐射探测系统(102)，其覆盖所述机架的所述旋转的大体部分并且能操作用于使用至少一个辐射探测器(144、144’、144”)来测量描述在所述辐射射束与围绕所述对象的至少一个表面(144、144’、144”)的交叉处的所述辐射射束的路径和强度的辐射探测数据(174)，其中，所述至少一个辐射探测器能操作用于被放置在所述主场区域之内；

-对象支撑体(134)，其能操作用于支撑所述对象；

-存储器(158、160)，其用于存储机器可运行指令(162、164、166、168、170、172、174、176、178、180、182、184、810、812、814)；

-处理器(154)，其用于控制所述医学装置，其中，所述指令的运行令所述处理器：

·接收(200)描述对所述对象之内的目标区(138)的辐照的处置计划(168)，其中，所述对象支撑体还能操作用于将所述目标体积定位在所述目标区之内，

·使用所述磁共振成像系统来采集(202)来自所述成像区的所述磁共振数据(164)；

·使用所述磁共振数据和所述处置计划来生成(204)辐射治疗设备控制命令(172)；

·通过使用所述辐射治疗设备控制命令控制所述辐射治疗设备来辐照(206)所述目标区；

·使用所述辐射探测系统在对所述目标区的辐照期间测量(208)所述辐射探测数据；并且

·使用所述辐射探测数据来确定(210)时间相关的辐射射束路径(176)和时间相关的辐射射束强度(178)，其中，所述时间相关的辐射射束路径描述作为时间的函数的通过所述对象的所述辐射射束的路径，其中，所述时间相关的辐射射束强度描述作为时间的函数的在所述对象中的所述辐射射束的强度。

2.根据权利要求1所述的医学装置，其中，所述指令的运行还令所述处理器使用所述辐射探测数据使用所述时间相关的辐射射束路径和所述时间相关的辐射射束强度来计算所述对象的空间相关的辐射剂量(182)。

3.根据权利要求1或2所述的医学装置，其中，所述指令的运行还令所述处理器使用所述辐射探测数据使用所述时间相关的辐射射束路径和所述时间相关的辐射射束强度来计算通过所述对象的三维辐射路径(184)。

4.根据权利要求1、2或3所述的医学装置，其中，所述指令的运行还令所述处理器使用所述时间相关的辐射射束路径、所述时间相关的辐射射束强度、所述磁共振数据和所述处置计划来修改所述辐射治疗设备控制命令。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的医学装置，其中，所述医学装置包括所述辐射探测器，其中，所述辐射探测器包括固态辐射探测器(502、502’)的阵列。

6.根据权利要求5所述的医学装置，其中，所述固态辐射探测器在所述阵列中是以伪随机样式(502、502’)来布置的。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的医学装置，其中，所述磁共振成像系统包括体线圈(302)，所述体线圈用于测量所述磁共振数据和/或发射射频功率，其中，所述体线圈包括射频屏蔽，其中，所述射频屏蔽包括所述辐射探测器。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的医学装置，其中，所述辐射探测系统还包括被附接到所述磁体和指向所述成像区的多个相机(802)，其中，所述存储器还包含描述所述多个相机相对于所述磁体的位置和取向的相机取向数据，其中，所述辐射探测器包括至少一个闪烁体膜(144”)，其中，至少闪烁体膜能操作用于响应于被所述辐射射束辐照而发射预定频谱的光(806)，其中，所述辐射探测器能操作为被放置在所述成像区之内，其中，所述至少一个闪烁体膜包括多个磁共振成像基准标记(900)，其中，所述至少一个闪烁体膜包括光学位置标记(902)，

其中，所述指令的运行还令所述处理器：

-在所述磁共振数据中识别所述基准标记(810)的位置；

-利用所述多个相机来测量所述至少一个闪烁体膜的初始图像(812)；

-通过在所述初始图像中识别所述光学位置标记的位置并且使用所述基准标记的位置来识别围绕所述对象的所述至少一个表面的位置；

-通过在对所述目标区的辐照期间探测所述预定频谱的所述光来采集所述辐射探测数据。

9.根据权利要求8所述的医学装置，其中，所述医学装置还包括所述辐射探测器。

10.根据权利要求8或9所述的医学装置，其中，所述对象支撑体包括透明部分(806)，其中，所述多个相机中的部分能操作用于通过所述透明部分来观察所述至少一个闪烁体膜。

11.根据权利要求8、9或10所述的医学装置，其中，所述至少一个闪烁体膜能操作为围绕所述对象缠绕。

12.根据权利要求8、9或10所述的医学装置，其中，所述至少一个闪烁体膜能操作为被附接到衣物。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的医学装置，其中，所述辐射治疗设备是以下中的任一种：LINAC系统、x射线系统、带电粒子治疗系统和伽玛辐射治疗系统。

14.一种计算机程序产品，包括用于由控制医学装置(100、300、400、800)的处理器(154)运行的机器可运行指令(162、164、166、168、170、172、174、176、178、180、182、184、810、812、814)，其中，所述医学装置包括磁共振成像系统(104)，所述磁共振成像系统用于采集来自成像区(132)之内的对象(136)的磁共振数据(164)，其中，所述磁共振成像系统包括用于生成具有主场区域(133)的磁场的主磁体(112)，其中，所述成像区在所述主场区域之内，其中，所述医学装置还包括辐射治疗设备(102)，所述辐射治疗设备包括机架(106)和辐射源(108)，其中，所述机架能操作用于绕旋转轴(140)旋转所述辐射源，其中，所述辐射源能操作用于生成指向所述旋转轴的辐射射束(142)，其中，所述辐射源能操作用于朝向目标体积(139)引导所述辐射射束，其中，所述旋转轴与所述目标体积交叉，其中，所述目标体积在所述成像区之内，其中，所述医学装置还包括辐射探测系统(146)，所述辐射探测系统覆盖所述机架的所述旋转的大体部分并且能操作用于使用至少一个辐射探测器(144、144’、144”)来测量描述在所述辐射射束与围绕所述对象的至少一个表面(144、144’、144”)的交叉处的所述辐射射束的路径和强度的辐射探测数据(174)，其中，所述至少一个辐射探测器能操作用于被放置在所述主场区域之内，其中，所述医学装置还包括能操作用于支撑所述对象的对象支撑体，其中，所述指令的执行令所述处理器：

-接收(200)描述对所述对象之内的目标区(138)的辐照的处置计划(168)，其中，所述对象支撑体还能操作用于将所述目标体积定位在所述目标区之内；

-使用所述磁共振成像系统来采集(202)来自所述成像区的所述磁共振数据(164)；

-使用所述磁共振数据和所述处置计划来生成(204)辐射治疗设备控制命令(172)；

-通过使用所述辐射治疗设备控制命令控制所述辐射治疗设备来辐照(206)所述目标区；

-使用所述辐射探测系统在对所述目标区的辐照期间测量(208)所述辐射探测数据；并且

-使用所述辐射探测数据来确定(210)时间相关的辐射射束路径(176)和时间相关的辐射射束强度(178)，其中，所述时间相关的辐射射束路径描述作为时间的函数的通过所述对象的所述辐射射束的路径，其中，所述时间相关的辐射射束强度描述作为时间的函数的在所述对象中的所述辐射射束的强度。

15.一种操作医学装置(100、300、400、800)的方法，其中，所述医学装置包括磁共振成像系统(104)，所述磁共振成像系统用于采集来自成像区(132)之内的对象(136)的磁共振数据(164)，其中，所述磁共振成像系统包括用于生成具有主场区域的磁场的主磁体(112)，其中，所述成像区在所述主场区域之内，其中，所述医学装置还包括辐射治疗设备(102)，所述辐射治疗设备包括机架(106)和辐射源(108)，其中，所述机架能操作用于绕旋转轴(140)旋转所述辐射源，其中，所述辐射源能操作用于生成指向所述旋转轴的辐射射束(142)，其中，所述辐射源能操作用于朝向目标体积(139)引导所述辐射射束，其中，所述旋转轴与所述目标体积交叉，其中，所述目标体积在所述成像区之内，其中，所述医学装置还包括辐射探测系统(146)，所述辐射探测系统覆盖所述机架的所述旋转的大体部分并且能操作用于使用至少一个辐射探测器(144、144’、144”)来测量描述在所述辐射射束与围绕所述对象的至少一个表面(144、144’、144”)的交叉处的所述辐射射束的路径和强度的辐射探测数据(174)，其中，所述至少一个辐射探测器能操作用于被放置在所述主场区域之内，其中，所述医学装置还包括能操作用于支撑所述对象的对象支撑体，其中，所述方法包括以下步骤：

-接收(200)描述对所述对象之内的目标区(138)的辐照的处置计划(168)，其中，所述对象支撑体还能操作用于将所述目标体积定位在所述目标区之内；

-使用所述磁共振成像系统来采集(202)来自所述成像区的所述磁共振数据(164)；

-使用所述磁共振数据和所述处置计划来生成(204)辐射治疗设备控制命令(172)；

-通过使用所述辐射治疗设备控制命令控制所述辐射治疗设备来辐照(206)所述目标区；

-使用所述辐射探测系统在对所述目标区的辐照期间测量(208)所述辐射探测数据；并且

-使用所述辐射探测数据来确定(210)时间相关的辐射射束路径(176)和时间相关的辐射射束强度(178)，其中，所述时间相关的辐射射束路径描述作为时间的函数的通过所述对象的所述辐射射束的路径，其中，所述时间相关的辐射射束强度描述作为时间的函数的在所述对象中的所述辐射射束的强度。