CN107519585A - 一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法 - Google Patents

一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107519585A
CN107519585A CN201710900966.4A CN201710900966A CN107519585A CN 107519585 A CN107519585 A CN 107519585A CN 201710900966 A CN201710900966 A CN 201710900966A CN 107519585 A CN107519585 A CN 107519585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
body mould
gel
dose
nuclear
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710900966.4A
Other languages
English (en)
Inventor
徐榭
阳露
刘红冬
杨巾英
邱本胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710900966.4A priority Critical patent/CN107519585A/zh
Publication of CN107519585A publication Critical patent/CN107519585A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1071—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the dose delivered by the treatment plan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1075—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for testing, calibrating, or quality assurance of the radiation treatment apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1055—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using magnetic resonance imaging [MRI]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1075—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for testing, calibrating, or quality assurance of the radiation treatment apparatus
    • A61N2005/1076—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for testing, calibrating, or quality assurance of the radiation treatment apparatus using a dummy object placed in the radiation field, e.g. phantom

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法，包括如下步骤：选择待验证的病人放射治疗影像信息和对应病人的放射治疗计划、制备并保存凝胶剂量计体模和校准体模、扫描凝胶剂量计体模获得相应体模的核磁共振(MRI)图像，并发送至治疗计划系统(TPS)、照射并扫描校准体模获得校准曲线、制定凝胶剂量计体模的放射治疗计划、照射后再扫描凝胶剂量计体模并将图像转换成吸收剂量图、评价凝胶剂量计体模测量与计算的结果，若符合临床评价要求则执行病人的放射治疗计划。本发明能准确测量核磁引导放射治疗的三维剂量分布，可用于核磁引导放射治疗的三维剂量验证，有助于提高放射治疗的效果。

Description

一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法
技术领域
本发明涉及一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法，属于核技术的应用和放射治疗领域。
背景技术
放射治疗是治疗癌症患者的手段之一。由于计算机技术、医学影像技术、放疗技术等多方面因素的发展，放射治疗进入了图像引导高精度放疗的新时代。目前国际上许多专家都认为核磁引导的放射治疗是图像引导放射治疗的发展方向，随着核磁引导放射治疗的发展，核磁引导放射治疗的剂量验证工作也变得非常重要，它将直接关系到放射治疗的效果。核磁引导的放射治疗仍处在初期实践阶段，其中的一个热门科研--基于MRI-Only的放疗计划，即仅仅通过患者的核磁(MRI)图像制定放疗计划，但由于患者的核磁(MRI)图像中缺失了用于放射治疗计划系统剂量计算的电子密度信息，导致基于MRI-Only的放疗计划在应用于临床治疗领域遇到了许多难题，包括如何通过患者的核磁(MRI)图像制定放疗计划，如何基于MRI-Only的放疗计划完成剂量验证工作等，这其中有许多地方值得探索。
当下光子放射治疗剂量验证工作主要是依靠一维剂量计(如电离室)和二维剂量计(如胶片)，但它们均不能直观得出患者体内接受到的真实剂量分布。近年来科学家们利用水凝胶的组织相似性，可以比较真实地模拟靶区组织器官，将其制成剂量计，简称凝胶剂量计，用来测定辐射剂量。凝胶剂量计的测量结果需要采用特殊的手段，如光学CT、X射线CT、超声和核磁共振仪等。但核磁共振仪成本太高，使得利用核磁共振仪读取凝胶剂量计一直未在临床中推广。
核磁引导放射治疗的剂量验证工作，若直接采用放射治疗时的核磁共振仪作为凝胶剂量计的读取工具，将获得三维剂量结果，进而减小剂量结果的读取误差。同时不再使用外置成像设备，减少成本。但核磁引导放射治疗是全新的放射治疗技术，如何高效利用核磁共振仪器读取凝胶剂量计的图像仍然存在许多疑难，且国内外目前缺乏系统化的剂量验证方法，如何提高剂量验证的精度尚未可知。因此仅依靠目前仅有的测量手段已经无法满足核磁引导放射治疗的剂量验证需求。
发明内容
为解决现有剂量验证方法的不足，本发明提出一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法，能准确测量核磁引导放射治疗的三维剂量分布，节省了剂量验证成本且避免了医生和病人受到电离辐射，缩短了剂量验证的时间，可用于核磁引导放射治疗的三维剂量验证，有助于提高放射治疗的效果。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法，该方法按如下步骤进行：
步骤1、选择待验证的病人放射治疗影像信息和对应病人的放射治疗计划；
步骤2、制备并保存凝胶剂量计体模和校准体模；
步骤2.1、配制凝胶，并将凝胶倒入一个与上述选定的病人需要治疗部位形状一致的模具容器和多个校准模具中，制成与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模和多个校准体模。
步骤2.2、将上述体模保存在一个恒温恒压的存储器中，等照射前60分钟再将凝胶剂量计体模和校准体模取出。
步骤3、用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪扫描凝胶剂量计体模获得相应体模的核磁共振(MRI)图像，并发送至治疗计划系统(TPS)；
步骤4、操作核磁引导放射治疗设备，对所述的校准体模进行照射，其中所述的每个校准体模照射不同的剂量，并记录每个校准体模所照射的剂量。
步骤5、扫描校准体模，获得校准曲线；
步骤5.1、利用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪器扫描校准体模，得到每个校准体模的定量自旋-自旋弛豫率(R2)图；
步骤5.2、建立一条描述R2与剂量Dose关系的校准曲线即R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c；具体是由步骤4可知每个校准体模照射的剂量，结合步骤5.1中同一个校准体模的R2图，可求出a,b,c系数，即可建立R2与剂量关系的校准曲线；
步骤6、制定凝胶剂量计体模的放射治疗计划，即将医生选定的待验证病人的放射治疗计划移植至与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模上，计算凝胶剂量计体模的剂量分布；
步骤6.1、将病人放射治疗计划的设计参数应用至与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模上，所述的凝胶剂量计体模是由步骤3中的凝胶剂量计体模的核磁共振(MRI)图像重建而成；
步骤6.2、调用放射治疗计划系统内部的剂量计算模块计算凝胶剂量计体模内部的剂量分布,记为Dose2TPS；
步骤6.3、将最后的剂量分布结果Dose2TPS归一化到同一个角度的照射野下获得剂量分布结果，记为其中的角度是最便于摆放所述体模位置的角度；
步骤7、照射与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模；
步骤7.1、根据所述的凝胶剂量计体模放射治疗计划要求的几何位置，放置凝胶剂量计体模，并用支架固定住所述体模。
步骤7.2、根据所述的凝胶剂量计体模放射治疗计划要求，操作核磁引导放射治疗设备照射该体模。
步骤8、利用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪合适的序列扫描照射过后的凝胶剂量计体模获得该体模的R2'图
步骤8.1、使用上述照射过程中固定凝胶剂量计体模的支架固定住凝胶剂量计；
步骤8.2、设置核磁共振仪的扫描参数；
步骤8.3、使用核磁共振仪扫描照射过后的凝胶剂量计体模获得R2'图；
步骤9、处理凝胶剂量计体模的R2'图成吸收剂量图；
具体地，根据步骤5.2获得的校准体模的校准曲线R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c，将凝胶剂量计体模的R2'图中R2'代入校准曲线，根据已知的a，b，c系数，即可算出吸收剂量图R2'＝F(Dose2measure)＝a·Dose2measure 2+b·Dose2measure+c，即获得了核磁共振仪测量出的凝胶剂量计吸收剂量结果Dose2measure。
步骤10、比较并评价凝胶剂量计的测量结果Dose2measure与治疗计划系统计算的结果符合指标的结果则执行病人放射治疗计划；
步骤10.1、比较核磁共振仪测量出的凝胶剂量计吸收剂量结果Dose2measure与调用治疗计划系统的剂量计算模块计算获得的凝胶剂量计体模的结果
步骤10.2、评判上述结果是否满足临床的三维剂量gamma分析、三维剂量偏差分析和剂量-体积直方图分析指标；
步骤10.3、若上述评价结果满足要求，则执行病人治疗计划。
步骤10.4、若上述评价结果不满足要求，将逐步排查治疗计划失败原因，包括核磁引导放射治疗设备的故障和治疗计划的调整。待排查完毕返回步骤5，重新照射凝胶剂量计体模。
进一步地，步骤6.2中调用放射治疗计划系统内部的剂量计算模块计算凝胶剂量计体模内部的剂量分布Dose2TPS，放射治疗计划系统内部的剂量计算模块是基于MRI-Only的方式计算了凝胶剂量计体模的剂量结果Dose2TPs。即仅基于凝胶剂量计体模的核磁图像生成一套伪CT图像，从而重建凝胶剂量计体模和剂量计算时需要的电子密度信息。
进一步地，步骤8.2中设置核磁共振仪的扫描参数，采用最大自旋回波数32的多重自旋回波序列，重复时间除以恢复时间为一特定值的Balance的—FFE序列为快速成像做准备。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明首先选择待验证的病人放射治疗信息，制备好凝胶剂量计体模和校准体模，用核磁引导放射治疗设备的核磁共振仪扫描凝胶剂量计体模获得相应体模的核磁共振(MRI)图像，并发送至治疗计划系统(TPS)。接着照射并扫描校准体模获得校准曲线，制定凝胶剂量计体模的放射治疗计划。然后照射并扫描凝胶剂量计体模，进而根据校准曲线，将扫描后的凝胶剂量计体模的核磁R2图像转换成吸收剂量图、评价凝胶剂量计体模结果与计算的结果并根据要求执行病人的放射治疗计划。从而解决了3个主要问题，包括：现有放射治疗剂量验证技术只能进行二维平面剂量验证，而无法在三维空间内定量测量病人剂量；凝胶剂量计作为三维剂量验证工具，测量凝胶剂量计体模需要的影像设备如CT、MRI等，但CT具有电离辐射，若采用另外购买的核磁共振仪，价格昂贵，以及如何使用核磁共振仪器读取凝胶剂量计中的吸收剂量；因而本发明的方法可准确测量核磁引导放射治疗的三维剂量分布，避免了医生和病人受到电离辐射，节省了剂量验证成本，缩短了剂量验证的时间，可用于核磁引导放射治疗的三维剂量验证，有助于提高放射治疗的效果。
2、本发明配备凝胶制备凝胶剂量计体模和校准体模，最终通过凝胶剂量计体模测量到了三维剂量分布结果，而不是目前实际应用过程中的二维平面剂量测量，提高了目前剂量验证工作的准确性；
3、本发明中制定的凝胶剂量计体模放射治疗计划是基于凝胶剂量计体模的核磁共振MRI图像，在提取该图像的信息后生成了一套伪CT图像用于制定放射治疗计划。此过程不是通过CT机扫描获得的凝胶剂量计体模CT图像。正是基于MRI-Only的方式制定的放疗计划，使得病人可以不用扫描CT即可获得病人的影像信息，减少了病人受到的电离辐射，另外医生也不用再带着病人去扫描CT遭受到不必要的电离辐射。
4.本发明直接采用核磁引导放射治疗设备的核磁共振仪读取凝胶剂量计体模和校准体模的结果，而不是目前的CT。在高效利用核磁引导放射治疗设备的同时减少了外置成像设备的使用，进而降低了剂量验证的成本。
5.本发明提出采用核磁最大自旋回波数32的多重自旋回波序列，重复时间除以恢复时间为一特定值的Balance的—FFE序列可快速为凝胶剂量计体模成像，进而缩短剂量验证时间，提高工作人员的工作效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体流程图。
具体实施方式
本实施例中，一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法，应用于核磁引导放射治疗的剂量验证过程中，具体方案是如下步骤进行，参见图1：
步骤1、选择待验证的病人放射治疗影像信息和对应病人的放射治疗计划；
选择验证病人的放射治疗影像信息，影像信息来源可以为CT扫描的CT图像或是核磁共振仪扫描的MRI图像或是正电子发射型计算机断层显像仪器扫描的PET图像；
步骤2、制备并保存凝胶剂量计体模和校准体模；
步骤2.1、配制凝胶，并将凝胶倒入一个与上述选定的病人需要治疗部位形状一致的模具容器和多个校准模具中，制成与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模和多个校准体模。
配置的凝胶是由明胶掺杂单体组成，且可在有氧状态下配置；采用同一批次的凝胶制备成凝胶剂量计体模和多个校准体模，是为了降低原料带来的结果误差；
步骤2.2、将上述体模保存在一个恒温恒压的存储器中，等照射前60分钟再将凝胶剂量计体模和校准体模取出。
凝胶对温度和气压敏感，所以需要特别注意，要在照射前的一段时间才拿出来使用。
步骤3、用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪扫描凝胶剂量计体模获得相应体模的核磁共振(MRI)图像，并发送至治疗计划系统(TPS)；
直接利用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪扫描，可高效利用资源，无需再购买CT机成像。另外核磁共振仪器扫描获得的凝胶剂量计体模相比CT而言，若是软组织结构，图像会更加清晰，使得后续放射治疗计划系统内部的剂量计算模块计算凝胶剂量计体模内部的剂量分布结果会更加准确；
步骤4、操作核磁引导放射治疗设备，对所述的校准体模进行照射，其中所述的每个校准体模照射不同的剂量，并记录每个校准体模所照射的剂量。
步骤5、扫描校准体模，获得校准曲线；
步骤5.1、利用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪器扫描校准体模，得到每个校准体模的定量自旋-自旋弛豫率(R2)图；
步骤5.2、建立一条描述R2与剂量Dose关系的校准曲线，即R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c具体是由步骤4可知每个校准体模照射的剂量Dose，结合步骤5.1中同一个校准体模的R2图，即可建立R2与剂量关系的校准曲线；
凝胶制备的校准体模可推测出剂量是因为校准体模中的凝胶在受到加速器出来的照射源照射后，凝胶分子结构发生变化，核磁共振仪器可测量这种变化，研究发现经过照射后，凝胶核磁图像中的R2信息与受到照射的剂量相关。通过每个校准体模照射的剂量和它对应的R2信息图，可建立一个函数关系式R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c，将剂量和R2带入可求出函数的系数a,b,c。同理，凝胶剂量计体模中的凝胶分子结构也会随着受照的剂量发生变化，进而反映在R2'图上，通过R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c的函数关系式，将R2'带入就可获得Dose2measure。
步骤6、制定凝胶剂量计体模的放射治疗计划，即将医生选定的待验证病人的放射治疗计划移植至与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模上，计算凝胶剂量计体模的剂量分布；
步骤6.1、将病人放射治疗计划的设计参数应用至与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模上，所述的凝胶剂量计体模是由步骤3中的凝胶剂量计体模的核磁共振(MRI)图像重建而成；
步骤6.2、调用放射治疗计划系统内部的剂量计算模块计算凝胶剂量计体模内部的剂量分布,记为Dose2TPS；
放射治疗计划系统内部的剂量计算模块是基于MRI-Only的方式计算了凝胶剂量计体模的剂量结果Dose2TPS。即仅基于凝胶剂量计体模的核磁图像生成一套伪CT图像，从而重建凝胶剂量计体模和剂量计算时需要的电子密度信息，进而制定好了凝胶剂量计体模的放射治疗计划。此过程不是通过CT机扫描获得的凝胶剂量计体模CT图像。正是基于MRI-Only的方式制定的放疗计划，使得病人可以不用扫描CT即可获得病人的影像信息，减少了病人受到的电离辐射，另外医生也不用再带着病人去扫描CT遭受到不必要的电离辐射。
步骤6.3、将最后的剂量分布结果Dose2TPS归一化到同一个角度的照射野下获得剂量分布结果，记为其中的角度是最便于摆放所述体模位置的角度；
在此不具体指定某一角度，是因为不同的病人角度不一，摆放的角度易于理解，故不赘述。
步骤7、照射与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模；
步骤7.1、根据所述的凝胶剂量计体模放射治疗计划要求的几何位置，放置凝胶剂量计体模，并用支架固定住所述体模。
此处强调用支架固定住体模是为了较小不必要的误差，尽可能提高放射治疗的精确性；
步骤7.2、根据所述的凝胶剂量计体模放射治疗计划要求，操作核磁引导放射治疗设备中照射该体模。
步骤8、利用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪合适的序列扫描照射过后的凝胶剂量计体模获得该体模的R2'图
步骤8.1、使用上述照射过程中固定凝胶剂量计体模的支架固定住凝胶剂量计；
步骤8.2、设置核磁共振仪的扫描参数，采用最大自旋回波数32的多重自旋回波序列，重复时间(repetitiontime：TR)/恢复时间(echotime：TE)＝4.4/2.1ms的Balance的—FFE序列可快速为凝胶剂量计体模成像；
核磁共振仪器序列众多，但本方法中采用上述方法测量出凝胶剂量计体模的R2图，可节省整个剂量验证过程的时间。
步骤8.3、使用核磁共振仪扫描照射过后的凝胶剂量计体模获得R2'图；
步骤9、处理凝胶剂量计体模的R2'图成吸收剂量图；具体地，根据步骤5.2获得的校准体模的校准曲线R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c，将凝胶剂量计体模的R2'图中R2'代入校准曲线，根据已知的a，b，c系数，即可算出吸收剂量图R2'＝F(Dose2measure)＝a·Dose2measure 2+b·Dose2measure+c，即获得了核磁共振仪测量出的凝胶剂量计吸收剂量结果Dose2measure。
步骤10、比较并评价凝胶剂量计的测量结果Dose2measure与治疗计划系统计算的结果符合指标的结果则执行病人放射治疗计划；
步骤10.1、比较核磁共振仪测量出的凝胶剂量计吸收剂量结果Dose2measure与调用治疗计划系统的剂量计算模块计算获得的凝胶剂量计体模的结果
步骤10.2、评判上述结果是否满足临床的三维剂量gamma分析、三维剂量偏差分析和剂量-体积直方图分析指标；
步骤10.3、若上述评价结果满足要求，则执行病人治疗计划。
步骤10.4、若上述评价结果不满足要求，将逐步排查治疗计划失败原因，包括核磁引导放射治疗设备的故障和治疗计划的调整。待排查完毕返回步骤5，重新照射凝胶剂量计体模。
该方法主要是验证核磁引导放射治疗设备的加速器能否按照基于MRI-Only的核磁引导放射治疗计划系统制定的放疗计划执行相应的方案，以保证放射治疗时剂量投放的准确性，使病人得到更好的治疗。
本发明中MRI是核磁共振仪的英文，Only就是仅仅的意思，强调用核磁共振仪扫描病人获得该病人的核磁图像，然后用这个图像制定放疗计划，而不是用CT机扫描病人获得病人CT图像，通过CT图像制定放射治疗计划。现在的治疗计划都是根据CT图像制定的放射治疗计划，但本发明是仅仅利用核磁图像来制定放疗计划。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行：
步骤1、选择待验证的病人放射治疗影像信息和对应病人的放射治疗计划；
步骤2、制备并保存凝胶剂量计体模和校准体模；
步骤3、获取凝胶剂量计体模的核磁共振图像，并发送至治疗计划系统；
步骤4、对所述的校准体模进行照射；
步骤5、扫描照射后的校准体模，获得校准曲线；
步骤6、制定凝胶剂量计体模的放射治疗计划；
步骤7、照射与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模；
步骤8、采用核磁共振仪合适的序列扫描照射过后的凝胶剂量计体模获得该体模的R2'图；
步骤9、处理凝胶剂量计体模的R2'图成吸收剂量图；
步骤10、比较并评价凝胶剂量计的测量结果Dose2measure与治疗计划系统计算的结果符合指标的结果则执行病人放射治疗计划。
2.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤2包括下述具体步骤：
步骤2.1、配制凝胶，并将凝胶倒入一个与上述选定的病人需要治疗部位形状一致的模具容器和多个校准模具中，制成与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模和多个校准体模；
步骤2.2、将上述体模保存在一个恒温恒压的存储器中，等照射前60分钟再将凝胶剂量计体模和校准体模取出。
3.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤5包括下述具体步骤：
步骤5.1、利用核磁引导放射治疗设备中的核磁共振仪器扫描校准体模，得到每个校准体模的定量自旋-自旋弛豫率R2图；
步骤5.2、建立一条描述R2与剂量Dose关系的校准曲线，即R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c；具体是由步骤4可知每个校准体模照射的剂量Dose，结合步骤5.1中同一个校准体模的R2图，可求出a,b,c系数，即建立R2与剂量关系的校准曲线。
4.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤6包括下述具体步骤：
步骤6.1、将病人放射治疗计划的设计参数应用至与病人治疗部位形状一致的凝胶剂量计体模上，所述的凝胶剂量计体模是由步骤3中的凝胶剂量计体模的核磁共振MRI图像重建而成；
步骤6.2、调用放射治疗计划系统内部的剂量计算模块计算凝胶剂量计体模内部的剂量分布,记为Dose2TPh；
步骤6.3、将最后的剂量分布结果Dose2TPh归一化到同一个角度的照射野下获得剂量分布结果，记为其中的角度是最便于摆放所述体模位置的角度。
5.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤7包括下述具体步骤：
步骤7.1、根据所述的凝胶剂量计体模放射治疗计划要求的几何位置，放置凝胶剂量计体模，并用支架固定住所述体模。
步骤7.2、根据所述的凝胶剂量计体模放射治疗计划要求，操作核磁引导放射治疗设备照射该体模。
6.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤8包括下述具体步骤：
步骤8.1、使用上述照射过程中固定凝胶剂量计体模的支架固定住凝胶剂量计；
步骤8.2、设置核磁共振仪的扫描参数；
步骤8.3、使用核磁共振仪扫描照射过后的凝胶剂量计体模获得R2'图。
7.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤9包括下述具体步骤：根据步骤5.2获得的校准体模的校准曲线R2＝F(Dose)＝a·Dose2+b·Dose+c，将凝胶剂量计体模的R2'图中R2'代入校准曲线，根据已知的a，b，c系数，即可算出吸收剂量图R2'＝F(Dose2measure)＝a·Dose2measure 2+b·Dose2measure+c，即获得了核磁共振仪测量出的凝胶剂量计吸收剂量结果Dose2measure。
8.如权利要求1所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤10包括下述具体步骤：
步骤10.1、比较核磁共振仪测量出的凝胶剂量计吸收剂量结果Dose2measure与调用治疗计划系统的剂量计算模块计算获得的凝胶剂量计体模的结果
步骤10.2、评判上述结果是否满足临床的三维剂量gamma分析、三维剂量偏差分析和剂量-体积直方图分析指标；
步骤10.3、若上述评价结果满足要求，则执行病人治疗计划；
步骤10.4、若上述评价结果不满足要求，将逐步排查治疗计划失败原因，包括核磁引导放射治疗设备的故障和治疗计划的调整，待排查完毕返回步骤5，重新照射凝胶剂量计体模。
9.如权利要求4所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤6.2中，放射治疗计划系统内部的剂量计算模块是基于MRI-Only的方式计算了凝胶剂量计体模的剂量结果Dose2TPh，即仅基于凝胶剂量计体模的核磁图像生成一套伪CT图像，从而重建凝胶剂量计体模和剂量计算时需要的电子密度信息。
10.如权利要求6所述的三维剂量验证方法，其特征在于，步骤8.2中，设置核磁共振仪的扫描参数，采用多重自旋回波序列，重复时间除以恢复时间为一特定值的Balance的—FFE序列为快速成像做准备。
CN201710900966.4A 2017-09-28 2017-09-28 一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法 Pending CN107519585A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710900966.4A CN107519585A (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710900966.4A CN107519585A (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107519585A true CN107519585A (zh) 2017-12-29

Family

ID=60737438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710900966.4A Pending CN107519585A (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107519585A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108922589A (zh) * 2018-06-28 2018-11-30 上海联影医疗科技有限公司 一种放疗计划显示系统及存储介质
CN108983273A (zh) * 2018-08-22 2018-12-11 中国辐射防护研究院 一种人体内部三维剂量分布的实时测量系统及方法
CN109215014A (zh) * 2018-07-02 2019-01-15 中国科学院深圳先进技术研究院 Ct图像预测模型的训练方法、装置、设备及存储介质
CN110818916A (zh) * 2019-11-12 2020-02-21 山东第一医科大学(山东省医学科学院) 一种三维Fricke凝胶剂量计、其制备方法及应用
CN115607861A (zh) * 2022-12-19 2023-01-17 安徽慧软科技有限公司 核磁引导下的三维蒙特卡罗剂量独立验证方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104548372A (zh) * 2015-01-07 2015-04-29 上海联影医疗科技有限公司 放射治疗计划、剂量确定、质量保证的方法及装置
CN105854191A (zh) * 2016-04-26 2016-08-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种放射治疗中三维剂量验证系统及验证方法
CN106730411A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 上海联影医疗科技有限公司 放射治疗计划优化方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104548372A (zh) * 2015-01-07 2015-04-29 上海联影医疗科技有限公司 放射治疗计划、剂量确定、质量保证的方法及装置
CN105854191A (zh) * 2016-04-26 2016-08-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种放射治疗中三维剂量验证系统及验证方法
CN106730411A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 上海联影医疗科技有限公司 放射治疗计划优化方法及系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108922589A (zh) * 2018-06-28 2018-11-30 上海联影医疗科技有限公司 一种放疗计划显示系统及存储介质
CN108922589B (zh) * 2018-06-28 2021-11-09 上海联影医疗科技股份有限公司 一种放疗计划显示系统及存储介质
CN109215014A (zh) * 2018-07-02 2019-01-15 中国科学院深圳先进技术研究院 Ct图像预测模型的训练方法、装置、设备及存储介质
CN109215014B (zh) * 2018-07-02 2022-03-04 中国科学院深圳先进技术研究院 Ct图像预测模型的训练方法、装置、设备及存储介质
CN108983273A (zh) * 2018-08-22 2018-12-11 中国辐射防护研究院 一种人体内部三维剂量分布的实时测量系统及方法
CN108983273B (zh) * 2018-08-22 2021-09-24 中国辐射防护研究院 一种人体内部三维剂量分布的实时测量系统及方法
CN110818916A (zh) * 2019-11-12 2020-02-21 山东第一医科大学(山东省医学科学院) 一种三维Fricke凝胶剂量计、其制备方法及应用
WO2021093355A1 (zh) * 2019-11-12 2021-05-20 山东第一医科大学(山东省医学科学院) 一种三维Fricke凝胶剂量计、其制备方法及应用
CN115607861A (zh) * 2022-12-19 2023-01-17 安徽慧软科技有限公司 核磁引导下的三维蒙特卡罗剂量独立验证方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107519585A (zh) 一种基于MRI‑Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法
Lechuga et al. Cone beam CT vs. fan beam CT: a comparison of image quality and dose delivered between two differing CT imaging modalities
CN100431642C (zh) 在适形放疗中精确确定辐射野输出剂量的方法
CN105854191B (zh) 一种放射治疗中三维剂量验证系统及验证方法
Hyer et al. An organ and effective dose study of XVI and OBI cone‐beam CT systems
CN1649643B (zh) 活体剂量测定的方法
CN103096975B (zh) 用于在磁共振成像期间测量对受试者的辐射剂量的剂量计、治疗设备和计算机系统
CN109562277B (zh) 放射治疗剂量校准、重建和验证的自动化方法及实施系统
CN106061554A (zh) 用于患者专用放疗的治疗验证和质量保障的系统和方法
CN105193442A (zh) 一种pet扫描时间的确定方法和装置
US20110288406A1 (en) Ct perfusion phantom
CN109308733A (zh) 基于医学影像数据的几何模型建立方法及剂量计算方法
CN108169783A (zh) 一种辐射空间剂量分布的实时测量装置及测量方法
EP2882344B1 (en) Phantom and method for verifying the calibration of pet scanners
CN114344735B (zh) 一种基于散射线特征的辐射剂量监测和验证方法
US11607561B2 (en) Method for measuring concentration distribution of boron for BNCT using MRI, and treatment planning method for BNCT
US20160066874A1 (en) Attenuation correction of positron emission tomography data using magnetic resonance images depicting bone density variations
EP3924955A1 (en) Multimodality anthropomorhic phantom apparatus
Gopishankar et al. MRI‐based polymer gel dosimetry for validating plans with multiple matrices in Gamma Knife stereotactic radiosurgery
DeWerd et al. Introduction to phantoms of medical and health physics
Powers et al. Computer estimation of dosage of interstitial and intracavitary implants
CN112221023A (zh) 一种放射性药物的剂量评估系统及方法
Javaheri et al. Investigating the Sensitivity of New Formulation MAGAT and NIPAM Polymer Gels in the Radiation Therapy Dosimetry
RU220293U1 (ru) Дозиметрический фантом с анатомической формой молочной железы
RU2684567C2 (ru) Способ реконструктивного дозиметрического контроля в протонной терапии сканирующим пучком

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171229