用于校准成像系统的标记物、体模及关联方法_3

文档序号:9888180阅读:来源:国知局
该壳体的同心位置,使得第一标记物部件22和第二标记物部件24内的空隙具有共同的中 心。在该情况下,中间区域的其余部分可以用空气或对MR成像模态基本上不可见的任何其 他材料来填充。
[0048]标记物20进一步包括与图1中所示的外壳16等同的外壳28,其基本上环绕并支撑 标记物20的其他部件。在一个实施例中,外壳26在外壳内的固定位置处支撑中间区域26。第 二标记物部件24基本体上填充外壳28中没有被第一标记物部件22或中间区域26所填充的 任何空隙。像中间区域26-样,外壳28可以由塑料制造,诸如有机玻璃(RTM),并且对可见光 可以是透明的或不透明的。它也可以具有基本上零氢质子密度,并且因此对于MR成像模态 是基本上不可见的。
[0049]在进一步的实施例中,标记物20可以在外壳26内包括多个第一标记物部件22和多 个对应的中间区域26。每个第一标记物部件22可以通过使用基于放射的技术来正向成像, 而由第一标记物部件22所限定的空隙和中间区域26可以通过使用基于MR的技术来负向成 像。
[0050]图4a和4b是图3中所示的标记物20的分别基于MR和基于放射的图像的示意图示。 [0051]在图4a(MR成像)中,第二标记物部件24由于其高氢质子密度而是可见的,而第一 标记物部件22和中间区域26由于它们相对低的氢质子密度而不太可见(或甚至不可见)。然 而,MR可成像的第二标记物部件24和中间区域26之间的边界(示为虚线)可以由于它们的相 对氢质子密度而被可视化。
[0052]在图4b(放射照相术)中,第一标记物部件22是直接可见的,因为其具有高材料密 度。第二标记物部件24也具有有限的材料密度,并因此也显现在图像中。然而,由于其相对 低的材料密度,该部件24微弱地显现。同样地,中间区域26具有相对低的材料密度,并且由 此在图像中相对于高密度的第一标记物部件22而被微弱地显示出。由于第一标记物部件22 和中间区域26的材料密度中的差别,这两个部件之间的共同表面能够被成像。
[0053]如同图1中所示的标记物10那样,第一和第二标记物部件22、24和中间区域26在放 射照相图像中的显现取决于多个因素,包括放射能量和放射量(即,如由射束强度和曝光时 间所确定的)。少量的放射可能导致第二标记物部件24和中间区域26实际上在放射照相图 像中是不可见的。然而,只要第一标记物部件22是可见的并且中间区域26和第一标记物部 件22之间的边界能够被辨别就足够了。
[0054]标记物10和标记物20的效用对本领域技术人员来说将是显而易见的。使用磁共振 技术和放射照相技术可以对同一表面成像,并且此外第一标记物部件12、22的中心和第二 标记物部件14、24的空隙的中心是相同的,从而允许该标记物在使用任一种或两种模态的 成像系统中被采用。
[0055] 对于本领域技术人员将显而易见的是,在以上所描述的每一个实施例中,第一和 第二标记物部件可以相互交换而基本上不影响标记物在放射照相和磁共振成像模式中被 成像的能力。例如,标记物可以包括第一(固体)标记物部件,其带有用于第二标记物部件的 切口(cut out)。
[0056] 在进一步的实施例中,第一标记物部件可以具有比第二标记物部件更低的材料密 度。只要在两个标记物部件之间存在氢质子密度和材料密度方面的差别,就实现允许标记 物部件被成像的对比度。然而,将理解的是,对于放射成像而言,相对小的标记物部件是优 选的,而对于MR成像而言,相对大的标记物部件是期望的。
[0057] 如上所述,体模是被扫描或成像以评估和调整各种医学成像设备的性能的已知设 备。在一个实施例中,标记物10、20本身中的任一个可以被用作体模。也就是说,标记物10和 第一标记物部件12的尺寸可以被制成足够大,使得标记物的图像独立地提供了足够的精确 度以使得成像系统能够被校准。例如,如果第一标记物部件12具有大约IOOmm的最大尺寸, 标记物10可以独立地作为校准过程的一部分而被置于成像系统中。同样地,如果标记物20 的第一标记物部件22具有例如大约IOOmm的最大尺寸,标记物20可以独立地作为校准过程 的一部分而被置于成像系统中。替代地,如以上所描述的并且包括多个第一标记物部件的 标记物10、20独立地被用作体模。
[0058] 然而,由于成本和效率的问题,采购和生产这样大的设备可能是不切实际的。在本 发明的其他实施例中,标记物1〇、20中的任一个可以在更小的规模上被产生,使得第一标记 物部件12、22具有大约IOmm的最大尺寸。这样,传统的体模可以被适配为包括以一种或多种 模式布置的多个这种标记物。图5a和5b示出了这种体模的示例。
[0059]图5a示出了体模50。体模具有外壳52,其可以由非磁性、不导电材料(诸如塑料)制 造。在所图示的实施例中,外壳是圆柱形的,但在实践中可以采用任何形状。外壳具有多个 附着点(未图示),图1中所示的标记物10和/或图3中所示的标记物20被附着到这些附着点。 可以使用将标记物10附着到外壳52的任何手段。例如,可以在外壳中提供槽或开口,标记物 可以被插入到该槽或开口中。在这个示例中,将标记物10按两个圆环布置,圆柱形外壳的每 个端部处有一个圆环。
[0060]图5b示出了根据本发明实施例的体模60的另外的实施例。在这个示例中,将标记 物10按围绕外壳52的螺旋模式布置。
[0061 ]在任何情况下,标记物10的模式允许体模的位置和取向被精确地测量。
[0062]虽然图5中所示的体模50包括图1中所示类型的标记物10,但将理解的是,外壳52 可以附加地或替代地包括图3中所示类型的标记物20。选择将使用哪种标记物可以取决于 被校准的特定设备或需要的校准精度,除了其他因素以外。
[0063] 将根据以上描述显而易见的是,根据本发明实施例的标记物和体模可以被用在使 用各种成像模态的成像系统中,各种成像模态诸如是放射照相术和磁共振。标记物和体模 在MRI-Linac系统中也具有特定效用,该MRI-Linac系统将磁共振成像和放射治疗法组合在 同一个系统内。这样的系统100在图6中被示意性示出。
[0064] 该系统包括机架102,其能够绕轴I旋转。放射头104被安装到机架,并被适配为生 成基本上朝向旋转轴I向内引导的放射束106。可以提供放射源(诸如线性加速器或放射性 同位素)来生成从该头104发出的放射。为了具有治疗效果,放射束的能量通常将处于兆电 子伏特的量级。在旋转轴I上或附近提供患者支架110,在该患者支架110上可以放置要成像 的患者或对象。
[0065] 射束106的形状和方向可以通过使用准直器(诸如多叶准直器,未图示)来适配,以 符合特定的期望轮廓。例如,射束的形状可以被适配为符合患者支架110上的患者体内的目 标结构的轮廓。随着机架旋转,将放射束106从多个方向朝向目标结构引导,并且剂量在目 标结构中积累同时在周围区域中广泛降低。
[0066] 放射检测器108在与放射头104基本上相对的位置处被安装在机架102上,使得放 射束106在穿过患者支架110上要被成像的对象后冲击放射检测器108。这种检测器通常被 称为射野成像器(portal imager),因为它们沿放射束106的轴生成对象的投影图像。检测 器108被
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