(57)【要約】  照射されるべき標的容積付近の危険に晒された器官（ＯＡＲ）の位置をモニタリングするとき、ＬＩＮＡＣ放射線ビーム源が標的容積の周りに特定され、放射線ビームに対して垂直な平面が特定される。平面内の第１の位相符号化方向が割り当てられ、第１の位相符号化方向に対して垂直な第２の位相符号化方向が割り当てられる。放射線ビームと平行な読出方向が割り当てられ標的容積及びあらゆるＯＡＲ（ｓ）のＭＲ画像が生成される。放射線ビームに対する標的容積の位置が決定され、ＬＩＮＡＣ源と関心容積及び標的容積との間のコリメータが制御されて、標的容積の決定位置に基づき放射線ビームを標的容積に維持し且つ放射線ビームをあらゆるＯＡＲ（ｓ）から離す。
2015525640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射される標的容積の位置をモニタリングすることを促進するシステムであって、
ＭＲスキャナと、
ＬＩＮＡＣデバイスと、
メモリ内に記憶させられるコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成されるプロセッサとを含み、
前記命令は、
標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定することを含み、
前記ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な平面によって１つの面に定められる関心撮像容積を特定することを含み、前記関心容積は、前記標的容積及びあらゆる危険に晒された器官（ＯＡＲ）を含み、
前記平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当てることを含み、
前記平面と平行な第２の位相符号化方向を割り当てることを含み、前記第２の位相符号化方向は、前記第１に対して垂直であり、
前記放射線ビームと平行な読出方向を割り当てることを含み、
前記関心容積及び前記標的容積を撮像することを含み、
前記放射線ビームに対する前記標的容積の位置を決定することを含み、
前記標的容積の前記決定される位置に基づき前記放射線ビームを前記標的容積上に維持し且つ如何なるＯＡＲ（ｓ）からも離すよう、前記ＬＩＮＡＣ源と前記関心容積との間のコリメータを制御することを含む、
システム。
【請求項２】
前記命令は、前記関心容積を撮像するときに、全ての中央ｋ空間データ地点よりも少ない中央ｋ空間データ地点を収集することを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記命令は、前記標的容積及びあらゆるＯＡＲをセグメント化してそれらの境界を特定することを更に含む、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記命令は、前記関心容積を撮像するときに、周辺ｋ空間データ地点よりも少ないｋ空間の中央領域における中央領域ｋ空間データ地点を収集することを更に含む、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記命令は、多数の位相符号化ステップを減少させるために２Ｄ無線周波数ＲＦ励起を行うことを更に含む、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記命令は、少なくとも１つの試験画像を生成し、前記標的容積及びあらゆるＯＡＲ（ｓ）の境界のモニタリングを許容するために用い得るｋ空間データの最小の受容可能な量を決定し、且つ同じ患者に対する将来の使用のための前記試験画像を生成するために用いられる撮像シーケンスを定める１つ又はそれよりも多くのパラメータを記憶することを更に含む、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
プロセッサを含み、
該プロセッサは、
標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定し、
前記ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な撮像平面を特定し、
前記撮像平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当て、
前記第１の位相符号化方向と異なり且つ前記撮像平面と平行である第２の位相符号化方向を割り当て、
前記放射線ビームと平行な読出方向を割り当て、
前記第１及び第２の方向における位相符号化並びに前記読出方向における読出しを含む、前記標的容積を含む関心容積を撮像し、
前記放射線ビームに対する前記標的容積の位置を決定し、且つ
前記標的容積及び前記放射線ビームの決定される相対的な位置に基づき前記放射線ビームを前記標的容積上に維持し且つ如何なるＯＡＲ（ｓ）からも離すよう、前記ＬＩＮＡＣを制御するように構成される、
ワークステーション。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記関心容積及び前記標的容積を撮像するときに、全ての中央ｋ空間データ地点よりも少ない中央ｋ空間データ地点を収集するように更に構成される、請求項７に記載のワークステーション。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記画像をセグメント化し、前記放射線ビームに対する前記標的容積のセグメント境界を決定し、且つ前記放射線ビームが前記標的容積上に留まるよう制御するように更に構成される、請求項７又は８に記載のワークステーション。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記関心容積を撮像するときに、周辺ｋ空間データ地点よりも少ないｋ空間の中央領域における中央領域ｋ空間データ地点を収集するように更に構成される、請求項７乃至９のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１１】
前記プロセッサは、多数の位相符号化ステップを減少させるために２Ｄ無線周波数ＲＦ励起を行うように更に構成される、請求項７乃至１０のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１２】
前記プロセッサは、少なくとも１つの試験画像を生成し、前記標的容積及びあらゆるＯＡＲ（ｓ）の境界の確実なセグメント化を許容する画像を生成するためにｋ空間データの最小の許容可能な量を決定し、且つ同じ患者に対する将来の使用のための前記試験画像を生成するために用いられる撮像シーケンスを定める１つ又はそれよりも多くのパラメータを記憶するように更に構成される、請求項７乃至１１のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１３】
前記撮像は、磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置を用いて行われる、請求項７乃至１２のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１４】
照射される標的容積の位置をモニタリングする方法であって、
標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定することを含み、
前記ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な平面によって１つの面に定められる関心撮像容積を特定することを含み、前記関心容積は、前記標的容積及びあらゆる危険に晒された器官（ＯＡＲ）を含み、
前記平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当てることを含み、
前記平面と平行な第２の位相符号化方向を割り当てることを含み、前記第２の位相符号化方向は、前記第１の位相符号化方向に対して垂直であり、
前記放射線ビームと平行な読出方向を割り当てることを含み、
前記関心容積を撮像することを含み、
前記放射線ビームに対する前記標的容積の位置を決定することを含み、
前記標的容積の前記決定される位置に基づき前記放射線ビームを前記標的容積上に維持し且つ如何なるＯＡＲ（ｓ）からも離すよう、前記ＬＩＮＡＣ源と前記関心容積との間のコリメータを制御することを含む、
方法。
【請求項１５】
前記関心容積及び前記標的容積を撮像するときに、周辺ｋ空間データ地点よりも少ない中央ｋ空間データ地点を収集することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記画像をセグメント化すること、前記放射線ビームに対する前記標的容積のセグメント境界を決定すること、及び前記放射線ビームが前記標的容積上に留まるよう制御することを更に含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
多数の位相符号化ステップを減少させるために２Ｄ無線周波数ＲＦ励起を行うことを更に含む、請求項１４乃至１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの試験画像を生成し、前記関心容積の境界のモニタリングを許容するよう用い得るｋ空間データの最小の許容可能な量を決定し、且つ同じ患者に対する将来の使用のための前記試験画像を生成するために用いられる撮像シーケンスを定める１つ又はそれよりも多くのパラメータを記憶することを更に含む、請求項１４乃至１７のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記撮像は、磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置を用いて行われる、請求項１４乃至１８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１４乃至１９のうちのいずれか１項に記載の方法を遂行するために１つ又はそれよりも多くのプロセッサを制御するコンピュータプログラムを記憶するプロセッサ又はコンピュータ読取可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、磁気共鳴画像案内放射線療法（ＭＲｇＲＴ）システムに具体的な用途を見出す。しかしながら、記載される技法は、他のマルチモード撮像療法治療システム、他の医学的シナリオ、又は他の臨床的技法にも用途を見出し得る。
【背景技術】
【０００２】
良性又は悪性の腫瘍を治療するために放射線療法において線形加速器（ＬＩＮＡＣ）が用いられることが多い。無線周波数（ＲＦ）電力を用いて定常波を創り出すために同調空洞導波管を用いて電子を加速させるようＬＩＮＡＣが作動する。導波管を放射線ビーム方向に又は放射線ビーム方向に対して直角に取り付け得る。その場合には、ビームを標的物体又は患者に向かって偏向させるために偏向磁石が利用される。従来的な医療等級のＬＩＮＡＣは、４〜２５ＭｅＶの間の電子ビームを用いて、電子が高密度標的（例えば、タングステン）に向けられるときに起こる電子エネルギレベルを含む複数の電子エネルギレベルを備えるＸ線出力を提供する。
【０００３】
治療容積の同時の実時間ＭＲ撮像を用いて、放射線ビームを移動する器官に向けるとき、従来的な磁気共鳴ＭＲ映像法は主磁場異質物に有害に感応する。実時間高解像度撮像は遅く、患者感受率誘導歪みが読出方向において起こる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願は、組合わせＭＲ−ＬＩＮＡＣシステムにおいてＭＲ撮像の効率を向上させることを促進する新規な改良されたシステム及び方法に関し、それらは上述の及び他の問題を克服する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの特徴によれば、照射される標的容積の位置をモニタリングすることを促進するシステムが、磁気共鳴（ＭＲ）スキャナと、（線形加速器）ＬＩＮＡＣデバイスと、メモリ内に記憶させられるコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成されるプロセッサとを含み、命令は、標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定することを含み、ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な平面によって１つの面に定められる関心撮像容積を特定することを含み、関心容積は、標的容積及びあらゆる危険に晒された器官（ＯＡＲ）を含む。命令は、平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当てることを含み、平面と平行な第２の位相符号化方向を割り当てることを含み、第２の位相符号化方向は、第１の位相符号化方向に対して垂直であり、放射線ビームと平行な読出方向を割り当てることを含む。加えて、命令は、関心容積及び標的容積を撮像することを含み、放射線ビームに対する標的容積の位置を決定することを含み、標的容積の決定される位置に基づき放射線ビームを標的容積上に維持し且つ如何なるＯＡＲ（ｓ）からも離すよう、ＬＩＮＡＣ源と関心容積との間のコリメータを制御することを含む。
【０００６】
他の特徴によれば、プロセッサを含み、プロセッサは、標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定し、ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な撮像平面を特定するように構成される。プロセッサは、撮像平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当て、第１の位相符号化方向と異なり且つ撮像平面と平行である第２の位相符号化方向を割り当て、放射線ビームと平行な読出方向を割り当て、且つ、第１及び第２の方向における位相符号化並びに読出方向における読出しを含む、標的容積を含む関心容積を撮像するように更に構成される。加えて、プロセッサ、放射線ビームに対する標的容積の位置を決定し、関心容積の決定される位置に基づき放射線ビームを標的容積上に維持し且つ如何なるＯＡＲ（ｓ）からも離すためにＬＩＮＡＣを制御するように更に構成される
【０００７】
他の特徴によれば、照射される標的容積の位置をモニタリングする方法が、標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定することを含み、ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な平面によって１つの面に定められる関心撮像容積を特定することを含み、関心容積は、標的容積及びあらゆる危険に晒された器官（ＯＡＲ）を含み、平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当てることを含み、平面と平行な第２の位相符号化方向を割り当てることを含み、第２の位相符号化方向は、第１の位相符号化方向に対して垂直である。方法は、更に、放射線ビームと平行な読出方向を割り当てることを含み、関心容積を撮像することを含み、放射線ビームに対する標的容積の位置を決定することを含み、標的容積の決定される位置に基づき放射線ビームを標的容積上に維持し且つ如何なるＯＡＲ（ｓ）からも離すよう、ＬＩＮＡＣ源と関心容積との間のコリメータを制御することを含む。
【０００８】
以下の詳細な記載を判読し且つ理解した後、当業者は主題の革新の一層更なる利点を理解するであろう。
【０００９】
本革新は様々の構成部品及び様々の構成部品の配置において並びに様々のステップ及びステップの配置において具体化し得る。図面は様々の特徴を例示する目的のためだけであり、本発明を限定するものとして解釈されてならない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】位相符号化がビーム方向に対して垂直な平面において行われるようにＬＩＮＡＣ位置センサの出力とリンクされる方向における位相符号化を促進するシステムを示す図である。
【図２】危険に晒された器官（ＯＡＲ）及び／又はＬＩＮＡＣビーム若しくは類似物のような放射線ビームが向けられる障害若しくは腫瘍のような関心容積の運動をトラッキングする方法を示す図である。
【図３】ＬＩＮＡＣ放射線ビームに対して垂直な撮像平面を示す図である。
【図４】ここに記載するシステム及び方法と共に利用し得るような組合わせＭＲ−ＬＩＮＡＣ撮像及び療法装置を示す図である。
【図５Ａ】完全な一連のｋ空間データを用いて生成されたＭＲ画像を示す図である。
【図５Ｂ】減少させられた一連のｋ空間データを用いて生成されたＭＲ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
主題の革新は、磁気共鳴映像法を用いた放射線療法中の改良された患者運動モニタリングの臨床的必要に取り組むことによって前述の問題を克服する。標的運動を特定するために、線形加速器（ＬＩＮＡＣ）ビームに対して横方向の平面内の運動がモニタリングされる。横方向平面内の歪みを最小限化させるために、位相符号化が平面内の２つの直交方向において行われ、周波数符号化が読出方向（例えば、ＬＩＮＡＣビームの方向）において行われる。２つの位相符号化方向の相対的な無機を所望のモニタリング方向に従って選択し得る。
【００１２】
図１は、位相符号化がビーム方向に対して垂直な平面内で行われるようにＬＩＮＡＣ位置センサ１２の出力にリンクされる方向における位相符号化を促進するシステム１０を例示している。この目的を達成するために、システム１０はＬＩＮＡＣ位置センサ１２を含み、ＬＩＮＡＣ位置センサ１２は放射線治療セッション中にＬＩＮＡＣデバイス１４によって放射されるＬＩＮＡＣ放射線ビームの位置をモニタリングし且つ／或いは感知する。ＬＩＮＡＣデバイス１４は、再構築プロセッサ２０によって画像データ２４（例えば、患者画像）に再構築される生データ１８を取得する磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ１６に結合され且つ／或いは一体化され、再構築プロセッサ２０をＭＲスキャナ１６及びワークステーション２２に一体化させ或いはそれらから分離させ得る。例えば、ＭＲスキャナ１６は生ＭＲデータを再構築プロセッサ２０に送信し、再構築プロセッサ２０は生ＭＲデータをＭＲ画像に再構築し、ＭＲ画像はメモリ内に記憶させられる。セグメント化モジュール２５はＭＲ画像を自動的にセグメント化し、放射線ビームを標的容積上に維持し且つ危険に晒された器官又は他の関心容積から離すために用いられる情報をもたらす。
【００１３】
ワークステーション２２は、例えば、ここに記載する方法、技法、プロトコル、及び類似のことを行うために、様々の機能、モジュール、命令、ルーチン等を実行するプロセッサ２６と、それらを記憶するメモリ２８とを含む。例えば、メモリ２８は、取得ＭＲデータ及び再構築ＭＲ画像データを記憶する。加えて、メモリ２８は、ＬＩＮＡＣビーム位置及び回転並びにＭＲデバイスを制御する制御モジュール３０を記憶する。ＭＲＡ方向決定モジュール３２が、ＬＩＮＡＣ位置センサ１２からＬＩＮＡＣビーム位置情報を受信し、ＬＩＮＡＣビームに対して垂直な平面内に横たわる２つの位相符号化方向を特定し或いは割り当てる。方向決定モジュールは、ＬＩＮＡＣビーム方向と平行な読出方向も特定し或いは割り当てる。位相符号化モジュール３４は、撮像平面（即ち、ＬＩＮＡＣビーム方向ビームに対して垂直である特定される平面）内で位相符号化方向を符号化し、周波数符号化モジュール３６が、読出方向を周波数符号化する。代替的に、ＭＲシステムと無関係なコントローラによってＬＩＮＡＣ位置を設定し且つ／或いは検出してもよく、このＬＩＮＡＣコントローラはデジタルインターフェースを用いてＭＲシステムと通信し、ＭＲスライス向き及び符号化方向を設定するためにＬＩＮＡＣ位置を利用可能にさせる。当業者によって理解されるように、ＬＩＮＡＣコントローラ、ＭＲコントローラ、ＬＩＮＡＣ及びＭＲスキャナの両方を制御するマスタコントローラ、前述のコントローラの組み合わせ、又はここに記載する様々の方法、機能、プロトコル等を行うための任意の他の適切なコントローラによって、ＬＩＮＡＣ位置制御、検出等を行い得る。１つの実施態様において、既述のシステムの制御は、ＬＩＮＡＣコントローラ、ＭＲコントローラ、マスタコントローラ等のうちの１つ又はそれよりも多くに亘って分配される。
【００１４】
３Ｄ映像技法が放射線ビーム方向に対して垂直な平面内の両方の位相符号化方向において行われるとき、患者感受率効果を含む主磁場異質物はその平面内で画像情報の空間的歪みを引き起こさない。勾配非線形性によって引き起こされる如何なる歪みも正確に矯正し得る。撮像方向をＬＩＮＡＣガントリ１４の既知の位置に自動的にリンクさせることは、正しい位相符号化方向が特定されることを保証する。フレームレートを増大させるために、位相符号化ステップの数は最小限化される。従来的なデカルトサンプリングスキームを用いることで、ｋ空間内の各地点は２つの位相符号化方向内の準備勾配の適切な組み合わせで１つのＭＲプロファイルを実行することによってサンプリングされる。ｋ空間はＭＲ画像の２Ｄ又は３Ｄフーリエ変換を指す。ｋ空間の中央の周りのデータ（即ち、中央ｋ空間データ）は画像のためのコントラスト情報を主に含むのに対し、画像の周辺にあるデータは画像内の境界にある情報を含む。生成される中央及び／又は周辺ｋ空間データ地点３８の一部を省くことによって、フレームレートは増大されるが、画像品質は劣化させられ得る。
【００１５】
本出願は、画像が人間の目に心地良い必要はなく或いは疾病状態を診断するのに適する必要はなく、その代わり、画像は移動する器官を追跡し得なければならないことを認識する。従って、１つの画像品質優先度は、画像が自動セグメント化プログラムによってセグメント化可能であることである。ｋ空間の周辺領域は画像の縁及び輪郭に最も強く寄与するので、（画像におけるコントラスト情報に寄与する）中央ｋ空間サンプルの数を減少させ得るし、一部の場合には、ゼロにし得る。加えて、自動セグメント化プログラムが画像をセグメント化するのを許容するために最小レベルの輪郭又は縁定義をもたらすよう、全ての周辺ｋ空間プロファイルよりも少ない周辺ｋ空間プロファイルを用い得る。生成されるｋ空間サンプルはメモリ２８内に記憶させられ或いはバッファリングされる。１つの実施態様では、スライス内の非関連領域からの情報が位相符号化されないように、撮像容積は、例えば、２Ｄ無線周波数（ＲＦ）励起によって限定される。（各送信チェーンが、ＲＭシステムによって制御される、送信コイル、ＲＦ電力増幅器、及び波形生成器を含む）２つ又はそれよりも多くのＲＦ送信チェーン（例えば、Transmit-SENSE）を用いて、２ＤのＲＦ励起をより効果的に行い得、それはＳＥＮＳＥモジュール４０によって行われる。受信ＳＥＮＳＥ(receive  SENSE)符号化を追加的に用いることによって、取得データ地点を更に減少させ得る。他の実施態様では、読出方向におけるスライス画像内の歪みのための矯正を用いてマルチスライス撮像を行い得る。これはディクソン矯正モジュール４２によって行われるようなディクソン矯正(Dixon  correction)技法を用いて行われ得る。この実施態様において、位相符号化方向は標的運動の測定が最も重要である方向に沿う。
【００１６】
２Ｄ無線周波数ＲＦ励起モジュール４４（例えば、ズーム撮像）を利用することによって、位相符号化ステップの数を減少させ得る。ＲＦ送信システムがｎチャネルＭｕｌｔｉＸ可能であるならば（例えば、ここで、ｎ≧２）、そのような励起をより効率的に行い得る。追跡されるべき器官を望ましくない情報から特異に識別し得る限り、限定的なバックホールディング(backfolding)及び／又はゴースト発生(ghosting)は許容可能である。正しい位相符号化方向、視野、及び追跡されるべき器官を描写するために必要とされ得るｋ空間充填を自動的に選択するために、実際の治療シーケンスに先立って学習段階を用い得る。後続の治療セッション中に再使用されるよう、この学習段階中に得られる撮像パラメータを患者データベース中に記憶させ得る。学習段階は、標的及びあらゆるＯＡＲを確実にセグメント化するセグメント化モジュールの能力を妥協せずに、どのように僅かのＭＲプロファイルを生成し得るかを決定する。ビームに沿う放射線吸収を評価するために、放射線ビームと平行な方向において得られる画像情報を用い得、それは腫瘍によって並びに他の組織によって見られる放射線量の正確な決定を可能にする。
【００１７】
上述のように、システム１０は、ここに記載する様々の機能、方法、手続き等を行うために、コンピュータ実行可能な命令（例えば、ルーチン、プログラム、アルゴリズム、ソフトウェアコード等）を実行するプロセッサ２６と、それらを記憶するメモリ２８とを含む。加えて、ここで用いるとき、「モジュール」は、当業者によって理解されるように、一連のコンピュータ実行可能な命令、ソフトウェアコード、プログラム、ルーチン、既述の機能等を行うための他のコンピュータ実行可能な手段、又は類似物を示す。
【００１８】
メモリは、ディスク、ハードドライブ、又は類似物のような、制御プログラムを記憶するコンピュータ読取可能な媒体であり得る。非揮発性のコンピュータ読取可能な媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、又は任意の他の磁気記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、又は任意の他の光媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、それらの変形、他のメモリチップ又はカートリッジ、又はプロセッサがそこから読み出して実行し得る任意の他の有形の媒体を含む。この脈絡において、ここに記載するシステムを、１つ又はそれよりも多くの汎用コンピュータ、専用コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ及び周辺集積回路素子、ＡＳＩＣ若しくは他の集積回路、デジタル信号プロセッサ、個別素子回路のような結線電子回路若しくは論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、グラフィカルカードＣＰＵ（ＧＰＵ）、若しくはＰＡＬのようなプログラム可能な論理デバイス、又は類似物上で或いはそれらとして実施し得る。
【００１９】
ワークステーション、ＭＲスキャナ、及びＬＩＮＡＣデバイスは、それぞれ、互いに双方向に通信するための並びにシステムの他の構成部品と通信するためのトランシーバを含む。例えば、ワークステーションは、ＭＲスキャナから生ＭＲデータを受信し、（ワークステーションと一体的でないならば）再構築プロセッサから再構築画像データを受信し、ＬＩＮＡＣ位置センサ等からＬＩＮＡＣ位置情報を受信し、ＭＲスキャナ、ＬＩＮＡＣデバイス、及び類似物に制御信号を送信する。ワークステーションは、情報（例えば、ＭＲ画像及び／又は個々に記載するシステム及び方法に関連する任意の他の情報）を提示するためのディスプレイ４６や、入力デバイス４８（例えば、１つ又はそれよりも多くのキーボード、マウス、スタイラス、マイクロフォン、タッチパッド、タッチスクリーン等）も含み、使用者は入力デバイスを介してワークステーションに情報及び／又は命令を入力する。
【００２０】
ＭＲスキャナは被験者が放射線治療中に撮像のために配置されるボアを定める主磁石アセンブリ５０を含むことも理解されよう。主磁石アセンブリ５０はボアの長手軸に沿って向けられる実質的に一定な主磁場をもたらす。円筒形の主磁石アセンブリ５０を利用し得るが、垂直場、開放磁石、非超電導磁石、及び他の構成のような、他の磁石構成も想定されることが理解されなければならない。磁気共鳴信号を符号化するために、磁化妨害場(magnetization-spoiling  field)勾配を生成するために、又は類似の目的のために、勾配コイル５２がボア内で磁場勾配を生成する。（メモリ２８内に記憶させられるものとして描写されているが、ＭＲスキャナ自体の中にも存し得る）勾配コントローラ５４が、ＭＲデータ取得中にコイルによって生成される勾配を制御する。
【００２１】
図２は、危険に晒されている器官（ＯＡＲ）及び／又はＬＩＮＡＣビーム若しくは類似物のような放射線ビームが向けられる障害若しくは腫瘍のような関心容積の運動をトラッキングする方法を例示している。８０で、目下の放射線ステップのためにＬＩＮＡＣビーム位置及び／又は角度を決定する。例えば、ＬＩＮＡＣ位置センサによってＬＩＮＡＣ源及び／又はビーム位置を監視し得る。８２で、ＬＩＮＡＣに対して垂直な関心容積内の平面を特定する。より具体的には、特定する平面と平行な反対面を備える標的を含む容積を決定する。８４で、特定する平面内の２つの位相符号化方向を割り当てる。２つの位相符号化方向は互いに直交する。８６で、ＬＩＮＡＣビームと平行であり、従って、２つの位相符号化方向に対して垂直である、読出方向を割り当てる。
【００２２】
位相符号化方向及び読出方向を割り当てるや否や、８８で、例えば、磁気共鳴撮像装置又は類似物を用いて、撮像シーケンスを反復的に遂行する。９０で、あらゆるＯＡＲを含む容積及び標的容積の画像を取得スキャンデータから反復的に再構築する。９１で、標的及び各ＯＡＲをセグメント化して、それらのそれぞれの境界を定める。９２で、標的及びＯＡＲの場所若しくは位置及び／又は標的容積に対するそれらの境界をセグメント化再構築画像データから決定する。ＬＩＮＡＣビームを１つよりも多くの標的に向けさせる患者運動又は他の事象を監視するために、そのような決定をプロセッサ又は類似物によって自動的に行い得るし或いは半自動的に行い得る。９４で、ＬＩＮＡＣ上のコリメータを制御して、療法送出中に実時間においてＬＩＮＡＣビームを維持し且つＯＡＲを避けるためにビーム方向を調節する。９６で、ＬＩＮＡＣ放射線ビームを遮断して、ＬＩＮＡＣガントリを後続のステップに回転させる。方法は８０に戻り、放射線治療の全てのステップが完了するまで反復する。
【００２３】
図３は、標的１１６及び１つ又はそれよりも多くのＯＡＲ１１８を含む画像容積１１４の上面を定めるＬＩＮＡＣ放射線ビーム１１２に対して垂直な撮像平面１１０を例示している。位相符号化方向１２０，１２２が互いに対して並びにＬＩＮＡＣ放射線ビームに対して垂直に定められる。読出方向１２４もＬＩＮＡＣビームと平行であり且つ位相符号化方向に対して垂直であるように例示されている。
【００２４】
図４は、ここに記載するシステム及び方法と共に利用し得るような、組合わせＭＲ−ＬＩＮＡＣ撮像及び療法装置１３０の例示である。組合わせ装置１３０はＬＩＮＡＣ放射線療法システム１４を含み、それはＭＲスキャナ１６について回転し、放射線ビーム１１３を検査領域１３２内に集束させて、関心容積１３４内の標的１１６を精密に照射する。
【００２５】
図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、完全な一連のｋ空間データと、減少させられた一連のｋ空間データを用いて生成された減少させられたＭＲ画像１６０とを例示している。減少させられたＭＲ画像１６０は写真品質のＭＲ画像１５０を有さないが、器官の縁はセグメント化のために依然として特定可能であることに留意のこと。撮像速度を増大させるために、ＭＲ画像１６０を再構築するときに、僅かのｋ空間のみがデータで充填される。容積撮像を利用するとき、ｋ空間の地点は個別に読み出され、線において読み出されず、それはサンプリング密度の調節を許容する。ｋ空間の中央領域からのデータ地点の全部又は一部は除去され得るのに対し、ｋ空間の境界地域におけるデータ地点の多く又は全部は収集される。ｋ空間の境界地域からのデータ地点は縁に最も強く寄与する。ＭＲ画像は標的器官の動作を監視するために用いられるので、画像は標的の輪郭を識別子、高解像度である必要はない。
【００２６】
幾つかの実施態様を参照して本革新を記載した。修正及び変更が先行する詳細な記載を判読し且つ理解した後に当業者の心に思い浮かび得る。全てのそのような修正及び変更が付属の請求項又はそれらの均等物の範囲内に来る限り、本革新は全てのそのような修正及び変更を含むものとして解釈されることが意図される。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月28日(2015.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射される標的容積の位置をモニタリングすることを促進するシステムであって、
ＭＲスキャナと、
ＬＩＮＡＣデバイスと、
メモリ内に記憶させられるコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成されるプロセッサとを含み、
前記命令は、
前記標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定することを含み、
前記ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な平面によって１つの面に定められる関心撮像容積を特定することを含み、前記関心撮像容積は、前記標的容積及び少なくとも１つの危険に晒された器官（ＯＡＲ）を含み、
前記平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当てることを含み、
前記平面と平行な第２の位相符号化方向を割り当てることを含み、前記第２の位相符号化方向は、前記第１の位相符号化方向に対して垂直であり、
前記放射線ビームと平行な読出方向を割り当てることを含み、
前記第１及び第２の方向における位相符号化並びに前記読出方向における周波数符号化を含む、前記関心撮像容積及び前記標的容積を撮像することを含み、
前記放射線ビームに対する前記標的容積の位置を決定することを含み、
前記標的容積の前記決定される位置に基づき前記放射線ビームを前記標的容積上に維持し且つ前記ＯＡＲから離すよう、前記ＬＩＮＡＣ源と前記関心撮像容積との間のコリメータを制御することを含む、
システム。
【請求項２】
前記命令は、前記関心容積を撮像するときに、全ての中央ｋ空間データ地点よりも少ない中央ｋ空間データ地点を収集することを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記命令は、前記標的容積及び前記ＯＡＲをセグメント化してそれらの境界を特定することを更に含む、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記命令は、前記関心撮像容積を撮像するときに、周辺ｋ空間データ地点よりも少ないｋ空間の中央領域における中央領域ｋ空間データ地点を収集することを更に含む、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記命令は、多数の位相符号化ステップを減少させるために２Ｄ無線周波数ＲＦ励起を行うことを更に含む、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記命令は、少なくとも１つの試験画像を生成し、被験者の前記標的容積及び前記ＯＡＲの境界のモニタリングを許容するために用い得るｋ空間データの最小の受容可能な量を決定し、且つ前記被験者に対する将来の使用のための前記試験画像を生成するために用いられる撮像シーケンスを定める１つ又はそれよりも多くのパラメータを記憶することを更に含む、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
プロセッサを含み、
該プロセッサは、
標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定し、
前記ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な撮像平面を特定し、
前記撮像平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当て、
前記第１の位相符号化方向と異なり且つ前記撮像平面と平行である第２の位相符号化方向を割り当て、
前記放射線ビームと平行な読出方向を割り当て、
前記第１及び第２の方向における位相符号化並びに前記読出方向における読出しを含む、前記標的容積を含む関心容積を撮像し、
前記放射線ビームに対する前記標的容積の位置を決定し、且つ
前記標的容積の決定される位置に基づき前記放射線ビームを前記標的容積上に維持し且つ少なくとも１つのＯＡＲから離すよう、前記ＬＩＮＡＣを制御するように構成される、
ワークステーション。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記関心容積及び前記標的容積を撮像するときに、全ての中央ｋ空間データ地点よりも少ない中央ｋ空間データ地点を収集するように更に構成される、請求項７に記載のワークステーション。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記画像をセグメント化し、前記放射線ビームに対する前記標的容積のセグメント境界を決定し、且つ前記放射線ビームが前記標的容積上に留まるよう制御するように更に構成される、請求項７又は８に記載のワークステーション。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記関心容積を撮像するときに、周辺ｋ空間データ地点よりも少ないｋ空間の中央領域における中央領域ｋ空間データ地点を収集するように更に構成される、請求項７乃至９のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１１】
前記プロセッサは、多数の位相符号化ステップを減少させるために２Ｄ無線周波数ＲＦ励起を行うように更に構成される、請求項７乃至１０のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１２】
前記プロセッサは、少なくとも１つの試験画像を生成し、被験者の前記標的容積及び前記ＯＡＲの境界の確実なセグメント化を許容する画像を生成するためにｋ空間データの最小の許容可能な量を決定し、且つ前記被験者に対する将来の使用のための前記試験画像を生成するために用いられる撮像シーケンスを定める１つ又はそれよりも多くのパラメータを記憶するように更に構成される、請求項７乃至１１のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１３】
前記撮像は、磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置を用いて行われる、請求項７乃至１２のうちのいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項１４】
照射される標的容積の位置をモニタリングする方法であって、
標的容積の周りの線形加速器（ＬＩＮＡＣ）放射線ビーム源の位置を特定することを含み、
前記ＬＩＮＡＣ源によって放射される放射線ビームに対して垂直な平面によって１つの面に定められる関心容積を特定することを含み、前記関心容積は、前記標的容積及び少なくとも１つの危険に晒された器官（ＯＡＲ）を含み、
前記平面と平行な第１の位相符号化方向を割り当てることを含み、
前記平面と平行な第２の位相符号化方向を割り当てることを含み、前記第２の位相符号化方向は、前記第１の位相符号化方向に対して垂直であり、
前記放射線ビームと平行な読出方向を割り当てることを含み、
前記関心容積を撮像することを含み、
前記放射線ビームに対する前記標的容積の位置を決定することを含み、
前記標的容積の前記決定される位置に基づき前記放射線ビームを前記標的容積上に維持し且つ前記ＯＡＲから離すよう、前記ＬＩＮＡＣ源と前記関心容積との間のコリメータを制御することを含む、
方法。
【請求項１５】
前記関心容積及び前記標的容積を撮像するときに、周辺ｋ空間データ地点よりも少ない中央ｋ空間データ地点を収集することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記画像をセグメント化すること、前記放射線ビームに対する前記標的容積のセグメント境界を決定すること、及び前記放射線ビームが前記標的容積上に留まるよう制御することを更に含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
多数の位相符号化ステップを減少させるために２Ｄ無線周波数ＲＦ励起を行うことを更に含む、請求項１４乃至１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの試験画像を生成し、被験者の前記関心容積の境界のモニタリングを許容するよう用い得るｋ空間データの最小の許容可能な量を決定し、且つ前記被験者に対する将来の使用のための前記試験画像を生成するために用いられる撮像シーケンスを定める１つ又はそれよりも多くのパラメータを記憶することを更に含む、請求項１４乃至１７のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記撮像は、磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置を用いて行われる、請求項１４乃至１８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１４乃至１９のうちのいずれか１項に記載の方法を遂行するために１つ又はそれよりも多くのプロセッサを制御するコンピュータプログラムを記憶するプロセッサ又はコンピュータ読取可能な媒体。
【国際調査報告】
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2015525640.tif 000010
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