JP2015533539A - 磁気共鳴で案内される直線加速器 - Google Patents
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Abstract
Description
・当該付属物の敏感な部分が放射線に曝されないように放射線ビームの方向及び放射線源の位置を操作する;
・定められた付属物位置の影響及び放射線ビームに対する当該付属物の妨害が補償されるように、放射線の線量及び方向を操作する;
・放射線ビームに対する付属物の妨害(干渉)が減少され、治療の実行が最適化されるように、ユーザに付属物又は患者の再配置を指令する;
・放射線ビームに対する付属物の妨害が減少されるように、付属物又は患者を自動的に再配置する(例えば、電動型テーブル位置決め手段を用いて);及び
・治療の間における付属物位置を考慮に入れると共に、治療の実行を該付属物位置に基づいて調整するために、検出をリアルタイムであり得るようにする;
なる事項を有することができる。
1.付属物又は無線周波数コイルは、当該撮像システムにとり可視的な基準マーカを有する:
a.撮像座標に対して付属物の位置、向き及び形状を定めるために十分な基準マーカが存在する:
i.撮像系に対して当該付属物の向きが一定なら、単一の点状基準マーカで十分であり得る;
ii.円柱状の対称な付属物又は1つの固定された回転軸を有する付属物の位置及び向きを決定するためには、2つの点状の基準マーカ又は1つの線状の基準マーカで十分である;
iii.当該付属物の3つの位置及び3つの向きの座標を決定するためには、3つの点状の基準マーカ又は適切な三次元形状を持つ1つの基準マーカで十分である;
iv.非剛性な付属物の形状変化を決定することを可能にするため、位置及び向きの検出を一層強くするため、又は一層大きな面積をカバーすべく追跡可能性を拡張するために(即ち、十分な量の基準マーカが当該撮像システムの視野内にあることを保証するために)、より多くの基準マーカが存在し得る;
b.基準マーカは受動的なもの、即ち、使用される撮像方式にのみ見える材料とすることができる:
i.MRI撮像の場合、基準マーカは、例えば、適切な可視材料で満たされたカプセルとすることができる。検出される核は1H又は他のMRI感応核とすることができる;
c.基準マーカは活性的なもの、即ち活性化された場合にのみ見えるものであり得る:
i.MRI撮像の場合、活性マーカは、専用の基準マーカコイルにより囲まれたマーカであり得る;
2.撮像装置は、当該付属物の位置を定めるために使用することができる像を走査する:
a.撮像シーケンスは、全ての基準マーカを別個に示す三次元であり得る;
b.撮像シーケンスは、全ての基準マーカを別個に示す複数のスライスを持つ二次元であり得る;
c.撮像シーケンスは、基準マーカの位置が識別される複数の二次元投影からなり得る;
d.撮像シーケンスは、基準マーカの位置が識別される複数の一次元投影からなり得る;
e.撮像方式はMRIであり得る;
3.制御ソフトウェアは、当該付属物の下記の事項を含むモデルを有する:
a.基準マーカ位置に関する情報;
b.当該付属物の幾何学的形状に関する情報;
c.当該放射線に対する付属物の異なる部分の影響に関する情報(例えば、空間的減衰);
d.当該付属物の異なる部分の放射線感受性に関する情報;
4.制御ソフトウェアは、当該放射線治療のビーム方向に関して画像情報から当該付属物の位置を評価し、該情報に基づいて:
a.放射線に対して敏感な付属物領域を通過する場合は、該放射線をオフ又は減少させ;
b.当該ビームに対する当該付属物の減衰を計算し:
i.減衰の影響を補償するために当該放射線を増加させるか;又は
ii.当該人体構造の異なる部分に供給される放射線の線量を推定する際に、該減衰を考慮に入れる;
c.計画された放射線治療を妨害しない、又は当該治療の妨害を最少化するように、当該付属物又は患者を再配置するようユーザに指令する:
i.代わりに、当該システムは自動的に再配置することができる(例えば、電動型カウチを用いて);
d.特に付属物の位置が患者の姿勢に依存する場合、該付属物の位置の変化を監視するために検出は繰り返すことができる:
i.前記補正を“実行中”に行うことができるように、当該付属物の追跡の繰り返しは、予測される動きと比較してリアルタイムなものとすることができる。
・RFコイルの寿命予測値の減少;
・RFコイルにより生じる、直線加速器システムに対する減衰を決定することの困難さ。これは、放射線の線量の(逆)計算にとり必要である;
・困難なコイル設計;
・困難なコイル配置;
・患者のための空間の制限。
a.放射線に曝されるコイル部分(放射線ウインドウ)が、寿命予測値に関して最適化される。このことは、例えば、放射線に対して敏感なコイル電子回路を放射線ウインドウから可能な限り多く取り除くことにより実行することができる。照射線ウインドウより外側の部分は、放射線ビームに対して不感となるように設計する必要はない;
b.コイルは、最適な受信(又は送信)動作の場合にも患者の近くとなる;
c.コイルは、ボア内に可能な限り大きな空間を可能にするために厚さが最小にされる。
202 直線加速器(LINAC)
204 磁気共鳴撮像システム
206 ガントリ
208 X線源
210 調整可能なコリメータ
212 磁石
214 低温維持装置
216 超伝導コイル
222 ボア
224 勾配磁場コイル
226 勾配磁場コイル電源
228 無線周波数コイル
229 取付具
230 送受信器
232 撮像区域
234 被写体支持体
236 被写体
237 機械式位置決めシステム
238 目標区域
240 ガントリ回転軸
242 放射線ビーム
243 ギャップ
244 コンピュータシステム
246 ハードウェアインターフェース
248 プロセッサ
250 ユーザインターフェース
252 コンピュータ記憶部
254 コンピュータメモリ
260 治療計画
262 X線透過モデル
264 パルスシーケンス
266 磁気共鳴データ
268 磁気共鳴画像
270 画像登録
272 目標区域の位置
274 制御信号
280 制御モジュール
282 治療計画修正モジュール
284 画像再生モジュール
286 画像登録モジュール
288 目標区域位置モジュール
290 制御信号発生モジュール
300 医療装置
328 無線周波数コイル
330 基準マーカ
360 付属物位置
400 医療装置
428 無線周波数コイル
430 形状感知ファイバ
432 形状感知ファイバ電子回路
434 無線周波数ケーブル
460 ケーブル経路
500 医療装置の端面図
502 医療装置の側面図
504 固定後側コイル
506 放射線ウインドウ
508 照射される範囲
600 医療装置の端面図
602 固定前側コイル
700 医療装置の端面図
702 医療装置の側面図
704 システム送信及び/又は受信コイル
800 医療装置の端面図
802 医療装置の側面図
804 システム送信及び/又は受信コイル
806 後側部分
900 ケーブル
902 ケーブル本体部
904 形状感知ファイバ
906 ワイヤ
Claims (15)
- 医療機器であって、
− X線放射を目標区域に向けるX線源を備え、該X線源を回転軸の周りで回転させる直線加速器と、
− 撮像区域から無線周波数コイルにより磁気共鳴データを取得する磁気共鳴撮像システムであって、前記撮像区域内に磁場を発生させる磁石を有し、前記目標区域は前記撮像区域内にあり、前記X線源が前記磁石の周りを少なくとも部分的に回転する磁気共鳴撮像システムと、
− 当該医療機器を制御するプロセッサと、
− 付属物のX線透過モデルを記憶すると共に、前記プロセッサにより実行するためのマシン実行可能な命令を記憶するメモリと、
を有し、
前記命令の実行が前記プロセッサに、
− 前記目標区域を照射するための治療計画を入力させ、
− 前記治療計画を前記X線透過モデルに従って修正させ、
− 前記磁気共鳴データを、前記磁気共鳴撮像システムを用いて取得させ、
− 前記磁気共鳴データから磁気共鳴画像を再生させ、
− 前記磁気共鳴画像に前記目標区域の位置を登録させ、
− 前記目標区域の位置及び前記X線透過モデルに従って制御信号を発生させ、
− 前記直線加速器を、前記制御信号を用いて前記目標区域を照射するように制御させる、
医療機器。 - 前記付属物は前記無線周波数コイルであり、該無線周波数コイルは前記磁気共鳴撮像システムに所定の幾何学的関係で取り付けられ、前記制御信号が該所定の幾何学的関係を用いて発生される、請求項1に記載の医療機器。
- 前記無線周波数コイルが被写体支持体の下側の第1コイルを有する、請求項2に記載の医療機器。
- 前記無線周波数コイルが被写体支持体より上に固定された第2コイルを有する、請求項2又は請求項3に記載の医療機器。
- 前記第2コイルが前記被写体に対する該第2コイルの高さを調整するための高さ調整機構を有する、請求項4に記載の医療機器。
- 前記無線周波数コイルが固定システムコイルを有する、請求項2に記載の医療機器。
- 前記無線周波数コイルが、適合された後側コイル部分を備えた固定システムコイルを有する、請求項2に記載の医療機器。
- 前記付属物が、無線周波数コイル、送信コイル及び/又は受信コイル、マスク、呼吸チューブ、センサ、患者支持体、固定エレメント、電極及びヘッドフォンのうちの何れか1つである、請求項1に記載の医療機器。
- 前記付属物が前記被写体に取り付けられるものである、請求項1又は請求項8に記載の医療機器。
- 前記付属物が磁気共鳴基準マーカを有し、前記命令の実行が更に前記プロセッサに前記磁気共鳴画像における付属物位置を識別させ、前記制御信号が該付属物位置を少なくとも部分的に使用して発生される、請求項9に記載の医療機器。
- 前記付属物は配置測定装置を有し、前記命令の実行が更に前記プロセッサに該配置測定装置を用いて付属物位置を識別させ及び/又はケーブル経路を決定させ、前記制御信号が前記付属物位置を少なくとも部分的に用いて発生される、請求項9又は請求項10に記載の医療機器。
- 前記配置測定装置は先端を有する形状感知ファイバであり、前記先端は前記無線周波数コイルに対して所定の向きを有し、前記制御信号が前記ケーブル経路及び前記所定の向きを少なくとも部分的に使用して発生される、請求項11に記載の医療機器。
- 前記制御信号が、前記X線源に前記付属物の重要な部分を回避させるよう作用する、請求項1ないし12の何れか一項に記載の医療機器。
- 前記制御信号が、前記X線源に前記付属物による減衰、特には前記無線周波数コイルによる減衰を補償させるよう作用する、請求項1ないし13の何れか一項に記載の医療機器。
- プロセッサにより実行して医療機器を制御するマシン実行可能な命令及び無線周波数コイルのX線透過モデルを有するコンピュータプログラムであって、前記医療機器はX線放射を目標区域に向けるX線源を備えた直線加速器を有し、該直線加速器は前記X線源を回転位置の周りに回転させ、前記医療機器は撮像区域から前記無線周波数コイルにより磁気共鳴データを取得する磁気共鳴撮像システムを更に有し、前記目標区域は前記撮像区域内にあり、前記磁気共鳴撮像システムは前記撮像区域内に磁場を発生させる磁石を有し、前記X線源は該磁石の周りを少なくとも部分的に回転し、前記命令の実行が前記プロセッサに、
− 前記目標区域を照射するための治療計画を入力させ、
− 前記治療計画を前記X線透過モデルに従って修正させ、
− 前記磁気共鳴データを、前記磁気共鳴撮像システムを用いて取得させ、
− 前記磁気共鳴データから磁気共鳴画像を再生させ、
− 前記磁気共鳴画像に前記目標区域の位置を登録させ、
− 前記目標区域の位置及び前記X線透過モデルに従って制御信号を発生させ、
− 前記直線加速器を、前記制御信号を用いて前記目標区域を照射するように制御させる、
コンピュータプログラム。
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