(57)【要約】      （修正有）【課題】医用共鳴撮像と放射線撮像システムとの両方の使用に適した較正のためのファントムおよび関連する方法を提供する。【解決手段】医用撮像システムの較正のためのファントム１０は、第１の外形を有する第１の構成部品１２であって、前記第１の外形の一部が少なくとも１つのポケットの一部を画定する第１の構成部品と、前記第１の構成部品に結合され、第２の外形を有する第２の構成部品１４であって、前記第２の外形の一部が前記少なくとも１つのポケットの別の一部を画定する第２の構成部品とを備える。前記第１および第２の構成部品のうちの少なくとも１つがリザーバを備え、前記リザーバが、前記少なくとも１つのポケットの中心を少なくともその一部が位置決めするような形状を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外形を有する第１の構成部品であって、前記第１の外形の一部が少なくとも１つのポケットの一部を画定する第１の構成部品と、
前記第１の構成部品に結合され、第２の外形を有する第２の構成部品であって、前記第２の外形の一部が前記少なくとも１つのポケットの別の一部を画定する第２の構成部品と、
を備え、
前記第１および第２の構成部品のうち少なくとも１つがリザーバを備え、前記リザーバが、前記少なくとも１つのポケットの中心を少なくともその一部が位置決めするような形状を有することを特徴とする、医用撮像システムの較正のためのファントム。
【請求項２】
前記リザーバの前記形状の前記一部が、前記少なくとも１つのポケットの一部の形状を補完することを特徴とする、請求項１に記載のファントム。
【請求項３】
前記リザーバの前記形状の前記一部が、前記少なくとも１つのポケットの前記一部を画定する前記第１または第２の外形の前記一部の相補的表面に対応することを特徴とする、請求項２に記載のファントム。
【請求項４】
前記第２の外形の前記一部が、前記少なくとも１つのポケットの残り部分を画定することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのポケットが、球状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項６】
前記第１または第２の外形の前記一部が、それぞれ半球状であることを特徴とする、請求項５に記載のファントム。
【請求項７】
前記リザーバの前記形状の前記一部が、球形の一部に対応することを特徴とする、請求項５または６に記載のファントム。
【請求項８】
前記第１または第２の外形が、複数のポケットのそれぞれの一部を画定する部分を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項９】
前記複数のポケットが、規則的な幾何学形状で配置されることを特徴とする、請求項８に記載のファントム。
【請求項１０】
前記規則的な幾何学形状が、リングおよびらせんのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項９に記載のファントム。
【請求項１１】
前記リザーバの前記形状が、前記複数のポケットのそれぞれの中心を位置決めする部分を備えることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項１２】
前記第１および第２の構成部品がそれぞれ、リザーバを備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項１３】
前記第１および第２の構成部品のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの伸張形部材を備え、前記伸張形部材の端部が、少なくとも１つのポケットの一部を画定する前記一部を備えることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項１４】
前記伸張形部材が、中空であり、前記リザーバが前記伸張形部材内に延在することを特徴とする、請求項１３に記載のファントム。
【請求項１５】
前記第１および第２の構成部品がそれぞれ、少なくとも１つの伸張形部材を備えることを特徴とする、請求項１３または１４に記載のファントム。
【請求項１６】
前記第１および第２の構成部品がそれぞれ、複数の伸張形部材を備えることを特徴とする、請求項１５に記載のファントム。
【請求項１７】
前記第１および第２の構成部品が、成形プラスチックを備えることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載のファントム。
【請求項１８】
医用撮像システムの較正のためのファントムを形成するためのパーツのキットであって、
その一部が少なくとも１つのポケットの一部を画定するような第１の外形を有する、第１の構成部品と、
前記第１の構成部品に結合するための第２の構成部品であって、前記第１および第２の構成部品が互いに結合されるとき、その一部が前記少なくとも１つのポケットの別の一部を画定するような第２の外形を有する、第２の構成部品と、
を備え、
前記第１および第２の構成部品のうちの少なくとも１つが、リザーバを備え、前記リザーバが、前記第１および第２の構成部品が互いに結合されるとき、少なくともその一部が前記少なくとも１つのポケットの中心を位置決めするような形状を有することを特徴とするキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用撮像に関し、詳細には、放射線治療システムに統合されうる撮像システムを較正するファントムおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療の分野の最近の発展は、撮像システムを治療システムと統合することに集中している。その目的は、患者内部の解剖学的特徴（例えば、腫瘍）の箇所にリアルタイムフィードバックを提供して、その結果治療用放射線ビームがその解剖学的特徴を標的にするために、より正確に制御されうるようにすることである。
【０００３】
１つの提案する手法は、ＭＲＩ−Ｌｉｎａｃとして知られる、線形加速器ベースの治療システムを磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムと単一の装置の内部で組み合わせることである。こうした装置は、特許文献１、および特許文献２を含む、本出願者によるいくつかの先の出願に説明されている。これら先の出願のそれぞれに説明されたシステムでは、ＭＲＩシステムの磁気コイルが分離されて、ギャップを残し、そのギャップを通して治療用放射ビームが患者に伝えられうる。この方式では、実質的に、患者は同一箇所に横たわっている間同時に、撮像され、かつ治療されうる。
【０００４】
ＭＲＩシステムが、治療システムに信頼できる情報を提供できるものである場合、２つのシステムは正確に較正されることが重要である。すなわち、ＭＲＩシステムの座標系は、ＭＲＩシステムの測定が治療システムの指令に翻訳されうるように、治療用ビームの座標系にレジストレーションされなければならない。
【０００５】
ファントムは、種々の医用撮像デバイスの性能を評価し調整するためにスキャンおよび撮像される知られたデバイスである。Ｒｈｏｄｅ他による非特許文献１で、Ｘ線およびＭＲ画像をレジストレーションする方法について説明しており、ここでファントムは、ＭＲＩシステムによって距離が翻訳され撮像される前にＸ線システム中で最初に撮像される。２つのシステム間の距離は、２つの座標系が共にレジストレーションすることができるように測定される。Ｘ線システムのとき、ファントム内でボールベアリングが、マーカとして使用され、ＭＲＩシステムのとき、ボールベアリングは、強磁場との相互作用から起こる問題を避けるためにＭＲ撮像マーカによって置き換えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第１２／７０４，９４４号
【特許文献２】ＰＣＴ公開第２０１１／１２７９４７号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｒｈｏｄｅ他、「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ  Ｘ−Ｒａｙ  ａｎｄ  ＭＲ  Ｉｍａｇｅｓ  ｉｎ  ａｎ  ＸＭＲ  Ｆａｃｉｌｉｔｙ」ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇの２２巻、１３６９〜１３７８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このシステムは、いくつかの欠点を有する。ボールベアリングをＭＲ撮像マーカに置き換えることは、２つのマーカがファントム内で同じ位置に確実に位置決めされない場合に潜在的なエラー発生源を導く。加えて、２つのデバイス間のファントムの翻訳は、さらなるエラー発生源を導く。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、第１の外形を有する第１の構成部品であって、その第１の外形の一部が少なくとも１つのポケットの一部を画定する第１の構成部品と、第１の構成部品に結合され、第２の外形を有する第２の構成部品であって、その第２の外形の一部が少なくとも１つのポケットの別の一部を画定する第２の構成部品とを備える、医用撮像システムの較正のためのファントムが提供される。第１および第２の構成部品のうちの少なくとも１つが、リザーバを備え、そのリザーバが、少なくとも１つのポケットの中心を少なくともその一部が位置決めするような形状を有する。
【００１０】
本発明をより深く理解するために、また、本発明がどのように実行に移すことができるかということについてより明瞭に示すために、ここで以下の図面を例として参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態によるファントムを示す図である。
【図２】図１に示すファントムの横断面をより詳細に示す図である。
【図３】どのようにファントムが撮像されうるかについて示す概略図である。
【図４】組み合わせたＭＲＩ放射線治療システムを示す図である。
【図５】本発明の実施形態による方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に、本発明の実施形態によるファントム１０を示す。以下に説明するように、ファントム１０は、異なる撮像モダリティを使用して様々な医用撮像システムで使用するのに適している。
【００１３】
マーカがどのように働くかについて理解するためには、最初に、医用撮像で利用されうる異なる撮像機構について検討することが有益である。
【００１４】
磁気共鳴（ＭＲ）撮像は、撮像対象物を高強度磁場に置くことによって動作する。現在は、磁場強度密度は、典型的にシステムからシステムまで０．２から３Ｔまで様々である。この強磁場では、対象物中の水素陽子の磁気モーメントが、磁場に対して整列することになる。対象物との共鳴周波数を有する電磁気信号を印加することによって、これらの陽子のスピンがフリップするようになることができる。電磁気信号のスイッチがオフとなるとき、陽子がフリップバックし、受信器のコイルで受信されうる電磁気信号を放射する。対象物内部のある箇所からのみ検出可能信号を発生させ、および／または共鳴周波数を異なる箇所では異なるようにするようにして、受信した電磁気信号を空間的に符号化することを可能にするように、磁場を空間的に変化させるために傾斜磁石が利用される。異なる材料の水素陽子は、異なる緩和率でその平衡状態に戻り、これは材料間で差別化し、画像を構築するためにも使用されうる。
【００１５】
この方式では、高い水素陽子密度をもつ材料、例えばそれらの磁気モーメントを自由にフリップさせる多数の水素陽子をもつ材料は、ＭＲ画像で明瞭かつはっきりと見ることができる。
【００１６】
別の撮像モダリティは、Ｘ線などの放射線を利用する。撮像される対象物は、コリメートされたＸ線ビームを用いて標的にされ、典型的にはそのビームは、円錐形であるが、他の形状が使用されてもよい。本体と対向する側に位置した検出器は、放射線を、対象物を通過した後に検出する。いくらかの放射線は対象物に吸収されており、その結果検出器によって収集されるデータは、投影像の形で対象物の位置についての情報を提供する。コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）技術を使用して対象物の体積画像を再構築するために、複数の投影像が組み合わされうる。
【００１７】
対象物が所与のエネルギーのＸ線を吸収する見込みは、対象物の材料密度が増加すると共に増加するが、この増加は線形性ではない。鉛またはタングステンなどの高密度材料は、非常に容易にＸ線を吸収し、これにより、これらの材料が、コリメータ、放射線シールドなどで使用されるということにつながる。低密度の対象物は、放射線ベースの画像で見ることができない可能性がある。吸収の見込みは、異なる相互作用の機構が異なるエネルギーで優位となる状況で、放射線のエネルギーにも依存する。例えば、より低いエネルギーのＸ線（例えば、ｋｅＶレンジ）の場合では、材料密度の影響に加えて、Ｘ線吸収が、光電効果に因り材料の影響を受けやすいこともありうる。異なる材料は、ｋｅＶのＸ線を異なるように（例えば、ｋｅＶのＸ線で骨を明瞭な撮像で見られるように）吸収する。ただし、より高いエネルギーレベル（例えば、ＭｅＶレンジ）で、相対的吸収は、対象物中の材料の相対的な材料密度に主に依存する。したがって、ＭｅＶエネルギーレベルで、コントラストの高い画像は、材料密度が異なる複数種の材料を撮像することによって得られうる。材料密度の差が大きくなるにつれて画像のコントラストが高くなる。
【００１８】
本発明の実施形態によるファントム１０は、これらのおよび他の技術を利用する撮像システムで利用されうる。
【００１９】
ファントム１０は、２つの構成部品１２、１４を備える。図示の実施形態では、これら２つの構成部品が類似の特徴を備え、相補的な形状を有する。
【００２０】
第１の構成部品１２が使用中に直立したままになるように、第１の構成部品１２は、支持部１２ａの基部から延在するフランジ１３をもつ、直立した実質上平面の支持部１２ａを備える。複数の伸張形部材が、支持部１２ａの平面から外側の方向へ延在する。図示の実施形態では、伸張形部材が、比較的長い部材１６ａと、比較的短い部材１６ｂとを備え、リング状に配置される。比較的長い部材１６ａは、リングの周りの円周方向で比較的短い部材１６ｂと交互になる。図示の実施形態では、それぞれの伸張形部材（例えば、長い１６ａと短い１６ｂの両方）は、支持部１２ａから最も離れた端部に向かってテーパが付けられている。
【００２１】
第２の構成部品１４が使用中に直立したままになるように、第２の構成部品１４も同様に、その基部から延在するフランジ１５をもつ、直立した実質上平面の支持部１４ａを備える。複数の伸張形部材が、支持部１４ａの平面から外側の方向へ延在し、図示の実施形態では、伸張形部材が、比較的長い部材１８ａと、比較的短い部材１８ｂとをさらに備える。伸張形部材１８ａ、１８ｂは、リング状に配置される。比較的長い部材１６ａは、リングの周りの円周方向で比較的短い部材１６ｂと交互になる。図示の実施形態では、それぞれの伸張形部材（例えば、長い１８ａと短い１８ｂの両方）は、支持部１４ａから最も離れた端部に向かってテーパが付けられている。
【００２２】
第１の構成部品１２の比較的長い部材１６ａが、第２の構成部品１４の比較的短い部材１８ｂと係合し、一方、第１の構成部品１２の比較的短い部材１６ｂが、第２の構成部品１４の比較的長い部材１８ａと係合するように、第１および第２の構成部品１２、１４は互いに結合する。この方式では、２つの構成部品１２、１４間で係合するポイントが、２つのリングを形成する。１つのリングは、第１の構成部品１２の比較的長い部材１６ａと第２の構成部品１４の比較的短い部材１８ｂとの間の係合するポイントによって支持部１２ａの近くで形成され、第２のリングは、第１の構成部品１２の比較的短い部材１６ｂと第２の構成部品１４の比較的長い部材１８ａとの間の係合するポイントによって支持部１４ａの近くで形成される。
【００２３】
以下の説明に照らして、本発明の範囲から逸脱することなく、１つの構成部品の伸張形部材のそれぞれが、他の構成部品の対応する部材に係合する限り、伸張形部材の代替的な寸法を選択してもよいことが当業者には明らかであろう。例えば、構成部品の伸張形部材は、係合のポイントの単一のリングが作り出されるように、全て同一の長さを有してもよい。別法では、伸張形部材は、異なるパターンが作り出されるように、全て異なる長さを有してもよく、例えば、係合のポイントはらせん形状をたどることもできる。
【００２４】
伸張形部材１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂを、またより包括的には、第１および第２の構成部品を合わせて接合するために、任意の適した機構が利用されうる。例えば、部材１６ａ、１８ｂの対と部材１６ｂ、１８ｂの対がそれぞれ、係合のポイントで接着剤によって合わせて接合されうる。別法では、第１および第２の構成部品１２、１４を合わせて結合するために、機械的手段（図示せず）が提供される。任意の適した機構が提供されうることが、当業者には理解されよう。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態では、構成部品１２、１４の両方が、非伝導性（例えば、電気的に非伝導性）および非磁気性の材料から製作される。その材料は、外部磁場に大きな影響を及ぼさない（例えば、非強磁性）という点で非磁気性である。この特徴が、磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムで、ファントム１０が必要な場合にそれが利用されることを可能にするのである。さらに、伝導性材料がＭＲ画像でゆがみを引き起こす可能性があるので、材料は非伝導性である。本発明の文脈では、ＭＲＩシステムによって生成される無線周波数場が、構成部品に浸透する（例えば、通過する）ことができる場合、構成部品は、非伝導性とみなされうる。したがって、こうした周波数での構成部品材料の表皮深さは、実質上構成部品自体のサイズと等しいかより大きくなければならない（表皮深さδは
【００２６】
【数１】
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【００２７】
によって与えられ、式中ρは固有抵抗、ωは角周波数およびμは絶対透磁率）。例えば、１．５Ｔ  ＭＲＩで、無線周波数場の周波数（水素陽子の共鳴周波数）は、６４ＭＨｚまたはその付近となる。この情報を前提として、表皮深さが構成部品のサイズと等しいかより大きいということを確実にするように当業者が適した材料を選択することは簡単に実践されよう。
【００２８】
一実施形態では、構成部品１２、１４が成形プラスチックから製造される。
【００２９】
ファントムは、第１および第２の構成部品１２、１４を備えるパーツのキットで提供されうる。
【００３０】
図２に、図１に示すファントム１０の一部、特に第１の構成部品１２の比較的短い部材１６ｂおよび第２の構成部品１４の比較的長い部材１８ａを通過する断面図を示す。断面図に示した特徴は、その部材の長さに関わらず全ての部材に共通することが当業者には理解されよう。
【００３１】
短い部材１６ｂは、支持部１２ａから最も離れた端部に向かってテーパが付けられるように形成される。その端部で、部材は凹面部１７を設けるように形成される。長い部材１８ａは、同様に支持部１４ａから最も離れた端部に向かってテーパが付けられるように形成され、同様にその端部に凹面部１９を有する。使用時には、部材１６ｂ、１８ａの２つの端部は、交差部３０に沿って合わせて接合され、接着剤を使用して、または第１および第２の構成部品１２、１４を強制的に合わせるいくつかの機械的手段によって押圧することにより固定されうる。２つの凹面部の組合せは、２つの伸張形部材１６ｂ、１８ａの間に容積部、すなわちポケット２８をもたらす。いくつかの実施形態では、凹面部１７、１９は、ポケット２８が球状になるようにそれぞれ半球状とされうる。ただし、当業者には本発明の範囲を逸脱することなく他の形状が使用されてもよい。簡単にするために、２つの部材１６ｂ、１８ａの凹面部は、同一の形状を有してもよいがこれは必須ではない。
【００３２】
使用時には、２つの構成部品１２、１４を嵌合するのに先立って、マーカ（図示せず）が、ファントム１０中のポケット、または各ポケット２８に置かれうる。マーカは、ポケット２８内に堅く嵌合するように形成されるべきである。したがって、図示する実施形態では、マーカは球状となるはずである。
【００３３】
一実施形態では、マーカは、優先的にＸ線を吸収し、放射線ベースの画像、例えばＸ線を使用した放射線撮影画像などで現れるように、比較的高い材料密度を有する。例えば、マーカは、ボールベアリングなどの金属から製造されうる。
【００３４】
ただし、本発明のいくつかの実施形態によれば、ファントム１０は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）技術を利用するような、多様な範囲のシステムで利用されうるべきである。その場合、金属マーカは、こうしたシステムで発生する強磁場のために不適当となるはずである。こうした状況でマーカとして使用するのに適する可能性のある１つの部類の材料は、非磁気性かつ非伝導性であることから、セラミックである。５．６６ｋｇｍ−３の材料密度を有する酸化ジルコニウム（ジルコニア）などのあるセラミック材料は高い材料密度も有する。これらの材料は、ＭＲＩベースの方法に悪影響を及ぼすことなく、Ｘ線ベースの撮像モダリティによって撮像されうる。したがって一実施形態では、マーカは、ジルコニアなどのセラミックから作製されうる。
【００３５】
ただし、セラミック材料は、比較的低い水素陽子密度も有し、その結果、これらはＭＲ画像で唯一弱く現れる。いくつかの実施形態では、マーカは、ＭＲ撮像システムで撮像されないように実質上ゼロ水素陽子密度を有することができる。
【００３６】
第１の構成部品１２が、液体を保持するのに適した、中空室またはリザーバ２０をさらに備える。リザーバ２０は、支持部１２ａ内に提供されるが、伸張形部材１６ｂ内の中空空間２２ｂにも延在する。部材１６ｂの端部で、リザーバが凹面部１７と類似の方式で形成される。すなわち、部材１６ｂの端部が、凹面部を備えるところで、リザーバが同様に凹面部を有する。図示の実施形態では、凹面部１７が、球状表面部分を画定するところで、リザーバの端部が、同様に球状表面部分を画定する。さらに、リザーバ２０の球状表面の位置は、凹面部１７の位置と同一である。
【００３７】
一実施形態では、伸張形部材１６ａ、１６ｂのそれぞれが、中空であり、中空部がリザーバ２０の一部として接続される。
【００３８】
使用時には、リザーバ２０は液体で満たされる。液体は肝油などのオイルを含むことができる。代替実施形態では、液体は、水または水ベースの溶液を含むことができる。その高い水素陽子密度のために、液体は、ＭＲＩ技術を使用して容易に撮像される。したがって、ファントム１０のＭＲＩ画像は、リザーバ２０の形状に一致する液体を示すはずである。部材１６ｂ内のリザーバの端部の液体の凹面形状は、ポケット２８の中心を決定するために使用されうる。
【００３９】
図示の実施形態では、第２の構成部品１４の伸張形部材１８ａは、同様に中空であり、支持部１４ａから最も離れた端部に向かって凹面の球形状を有する中空空間２６ａを備える。図２に示さないが、実施形態では、第２の構成部品１４は、伸張形部材１８ａ内の中空空間２６ａに結合されたリザーバも備える。さらなる実施形態では、リザーバが、同様の方式で第２の構成部品１４の全ての伸張形部材１８ａ、１８ｂに接続されうる。
【００４０】
使用時には、第２の構成部品１４内のリザーバは、液体に満たされてもよく、ファントムがＭＲＩ技術を使用して撮像されるとき、中空空間２２ｂ中の液体と中空空間２６ａ中の液体との組合せにより、ポケット２８の中心が高レベルの精度で位置決めされうる。
【００４１】
図示の部分的球形状より代替のリザーバの形状が利用されうるが、それでもポケット２８の中心を位置決めすることを当業者には理解されたい。例えば、リザーバは、伸張形部材の端部のポイントにテーパを付けて、したがって、ポケット２８の中心を指す「矢印」を設けることができる。リザーバは、伸張形部材内に直方体形状を有することができ、その中心はポケット２８の中心を識別する。当業者には代替の形状が明らかであろうし、全てのこうした形状は本発明の範囲に含まれる。
【００４２】
図３は、どのようにファントム１０が種々の撮像モダリティを使用して撮像されうるかを示す概略図である。伸張形部材の一対の撮像のみが明瞭化のために示されている。伸張形部材中それぞれの液体が、形状４０、４２によって示される。ポケット２８に置かれたマーカは、領域４４によって示される。
【００４３】
ＭＲ画像では、リザーバ中の液体は明瞭に見ることができるが、マーカ４４は、水素陽子密度に従って不明瞭にしか見ることができないか、または完全に見ることができない可能性がある。それでもなお、ポケットの中心（印Ｘ）は、画像中に存在する液体４０、４２の位置および形状を分析することによって決定されうる。放射線撮影画像では、逆も真である。リザーバ中の液体４０、４２は、液体の低い材料密度に因り不明瞭にしか見ることができないか、または完全に見ることができない可能性がある。対照的に、マーカ領域４４は、マーカの高い材料密度に因り明瞭に見ることができる。ポケット２８の中心（Ｘ）は、マーカ領域４４の中心を決定することによって決定されうる。
【００４４】
放射線撮影画像の液体およびマーカ領域の概観は、（例えば、ビームの強度および露光時間によって決定される）放射線のエネルギーおよび放射線の量を含むいくつかの因子に依存することに留意されたい。放射線量が少ないと、液体が、放射線撮影画像で有効に見ることができなくなる可能性がある。
【００４５】
したがって、本発明の実施形態によるファントム１０は、（ポケット中にマーカをもつまたはもたない）ＭＲＩシステム、および（リザーバ中に液体を含むまたは含まない）Ｘ線ベースの撮像システムを較正するために利用されうる。加えて、同一のポイント（またはポイントのセット）、すなわち、ポケットの中心は、磁気共鳴技術および放射線撮影技術を使用して決定される。これによりマーカが両方のモダリティを使用して撮像システムで利用されうる。
【００４６】
したがって、ファントム１０は、同一システム内で磁気共鳴撮像および放射線治療を組み合わせるＭＲＩ−Ｌｉｎａｃシステム内で特定の有用性を有する。こうしたシステム１００が図４で概略的に示される。
【００４７】
そのシステムは、軸Ｉの周りを回転することができるガントリ１０２を備える。放射線ヘッド１０４が、ガントリに取り付けられ、回転軸Ｉに向かって実質上内部へ向けられた放射線１０６のビームを発生させるように調整される。（線形加速器または放射性同位体などの）放射線源は、ヘッド１０４から発出する放射線を発生させるために設けられる。治療効果をもつためには、放射線ビームのエネルギーは、典型的にメガ電子ボルトのオーダーであろう。患者支持部１１０は、回転軸の上または近くに設けられ、その上で撮像される患者または対象物が置かれうる。
【００４８】
ビーム１０６の形状および方向は、特定の所望のプロファイルに一致するように、マルチリーフコリメータなどのコリメータ（図示せず）の使用によって調整されうる。例えば、ビームの形状は、患者支持部１１０上の患者内の標的の構造のプロファイルに一致するように調整されうる。ガントリが回転するにつれて、放射線ビーム１０６は、複数方向から標的の構造に向けられ、線量は、通常、周囲のエリアで減少しながら標的の構造中で増大する。
【００４９】
放射線ビーム１０６が、患者支持部１１０上で撮像される対象物を通過した後、放射線検出器１０８に衝突するように、放射線検出器１０８は、放射線ヘッド１０４に実質上対向する箇所でガントリ１０２に取り付けられる。こうした検出器は、放射線ビーム１０６の軸に沿って対象物の投影像を生成するので、ポータルイメージャと呼ばれることが多い。検出器１０８は、画像を生じさせるために検出データを使用する処理回路１１２に結合される。したがって、放射線システムは主に治療目的のために使用され、治療に適したエネルギーで放射線を発生させるが、それでも、（たとえ撮像のために慣習的に使用される少量エネルギーの放射線より低いコントラストでも）放射線は画像を生成するために使用されうる。
【００５０】
システム１００は磁気共鳴撮像装置をさらに備える。こうした装置が、特定の位置で特定の磁場の強さを発生させるための種々の磁気コイルおよび電磁波を送受信するためのＲＦシステムを含む多数の構成部品を備えることを当業者には理解されよう。明瞭化のためにここでは磁気コイル１１４のみを図示する。
【００５１】
磁気コイル１１４は、ガントリ１０２の回転軸Ｉに整列したその長手方向軸に位置される。一実施形態では、ギャップが作られるように、コイル１１４は軸Ｉの方向に沿って互いからずらされる。磁気コイル１１４が放射線に干渉しないように、放射線ビーム１０６は、このギャップを通して向けられうる。画像が患者支持部１１０上の対象物から生じることができるように、コイル１１４が処理回路１１２に結合される。
【００５２】
したがって、患者支持部１１０上に置かれた対象物は、ＭＲＩシステムによって撮像され、同一箇所にある間放射線治療システムによって治療されうる。さらに、放射線治療システムは、放射線検出器１０８を使用して対象物のポータル画像を生成するために使用されうる。ＭＲＩシステムによって収集された撮像データが、放射線治療システムを通知および制御するために使用されうるように、上述のファントム１０は、システム１００を較正するために使用されうる。
【００５３】
図５は、上述のシステム１００を較正する方法を説明する流れ図である。
【００５４】
ステップ２００では、１つまたは複数のマーカが、本発明の実施形態によるファントム１０の１つまたは複数のポケット２８内に置かれる。マーカは非磁気性かつ非伝導性となる。マーカは、ジルコニアなどのセラミック材料から作製されうる。いくつかの実施形態では、マーカは、１つより多い材料から作製されうる。すなわち、マーカは、そのコアに高密度材料（例えば、ジルコニア）と、そのコアの周囲により低密度の材料とを備えることができる。ＭＲＩデバイスの較正の精度を保つように比較的大きな非磁気体積を維持しながら、放射線ベースのデバイスの較正の精度を最大にするように、高密度コアができる限り小さいことが望ましい可能性がある。液体が、１つまたは複数のリザーバ内に置かれ、ファントムは、放射線ビーム１０６の経路で、ＭＲＩシステムによって撮像するのに適した箇所で、患者支持部１１０上に置かれる。
【００５５】
ステップ２０２では、ＭＲＩシステムが、ファントムの画像を生成するために使用され、特にリザーバ中の液体を示す画像を生成するために使用される。
【００５６】
ステップ２０４では、１つまたは複数のポケットの中心の位置が、ＭＲＩ画像から決定される。
【００５７】
ステップ２０６では、放射線撮影画像が、同一箇所にある間、放射線ビーム１０６および放射線検出器１０８を使用してファントムから生成される。この画像では、１つまたは複数のマーカは、その高い材料密度に因り、より明瞭に示される。
【００５８】
ステップ２０８では、１つまたは複数のマーカの中心の位置（したがって、ポケット２８の中心）は、放射線撮影画像から決定される。
【００５９】
ステップ２１０では、両方の画像の１つまたは複数のポケット２８の中心の位置を知ることにより、ＭＲ撮像モダリティの座標系が、放射線撮影モダリティの座標系と共にレジストレーションされうる。特に、ＭＲＩシステムを使用した測定は、放射線撮像システムに指令を出すために使用されうる。例えば、コリメートする要素の位置は、移動する標的を追跡するためにＭＲ撮像データに基づいて調整されうる。
【００６０】
これらのステップが、実行が成功するために、この方法向けに指定された順序で厳密に実行される必要はないことが、当業者には明らかであろう。例えば、放射線撮影画像は、方法に影響を及ぼすことなく、ＭＲＩ画像の前に取得され、または、両方の画像は、どちらかがマーカ／ポケットの中心の位置を決定するために分析される前に、取得されうる。
【００６１】
したがって、本発明の実施形態は、幅広い様々な医用撮像システムでの使用に適した、ファントムと、関連する較正の方法とを提供する。
【００６２】
本明細書に付属の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲から逸脱することなく、上述の実施形態に、種々の修正および変更が加えられうることが、当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００６３】
１０  ファントム
１２  第１の構成部品
１２ａ  支持部
１３  フランジ
１４  第２の構成部品
１４ａ  支持部
１５  フランジ
１６ａ  比較的長い部材
１６ｂ  比較的短い部材
１７  凹面部
１８ａ  比較的長い部材
１８ｂ  比較的短い部材
１９  凹面部
２０  リザーバ
２２ｂ  中空空間
２６ａ  中空空間
２８  ポケット
４０  形状
４２  形状
４４  マーカ領域
１００  システム
１０２  ガントリ
１０４  放射線ヘッド
１０６  放射線ビーム
１０８  放射線検出器
１１０  患者支持部
１１２  処理回路
１１４  磁気コイル
２００  ステップ
２０２  ステップ
２０４  ステップ
２０６  ステップ
２０８  ステップ
２１０  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2015091312000001.pdf