(57)【要約】  本発明は、ＭＲ誘導放射線治療の方法及び装置に関し、より具体的にはリアルタイム磁気共鳴モニタリングに関する。本発明は放射線治療の品質保証に用いることができる。この目的のため、放射線治療の前に、ＭＲデータを収集し、治療に関連する構造をトラッキングする。これらのＭＲデータはユーザに表示さできる。さらに、これらのデータを用いて、実施する治療の品質係数を計算できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴誘導放射線治療システムであって、
構造運動をモニターする磁気共鳴信号を取得するように構成された磁気共鳴検査システムと、
前記構造運動と放射線治療計画とに基づいて対象者に放射線治療を行うように構成された放射線治療システムであって、前記放射線治療計画は初期品質保証段階で決定される構造運動情報に基づいて最適化され、構造運動情報は前記構造運動自体または前記構造運動により決まる統計的尺度である、放射線治療システムと、を有し
前記磁気共鳴検査システムは、前記放射線治療の前の品質保証段階においてモニタリングするように構成され、前記品質保証段階は前記放射線治療計画が前記構造運動の下に前記対象者に安全にデリバリできるか決定する段階であり、
前記磁気共鳴誘導放射線治療システムは、さらに、
前記品質保証段階においてモニタリングするために取得される磁気共鳴信号に基づき構造トラッキングをするように構成された構造トラッキングソフトウェアであって、
動き分析ソフトウェアに構造運動情報を提供するように構成されているトラッキングソフトウェアと、
前記初期品質保証段階で読み出される構造運動情報と前記品質保証段階で読み出される構造運動情報との間の比較に基づき、前記放射線治療の品質係数を計算するように構成された動き分析ソフトウェアであって、前記比較の結果は前記結果の予め設定された少なくとも１つの限界と比較されるように構成されている動き分析ソフトウェアとを有することを特徴とする、
磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項２】
前記磁気共鳴誘導放射線治療システムは、前記構造運動のリアルタイムモニタリングとトラッキング用に構成されている、請求項１に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項３】
構造運動情報を表示するように構成されたオーディオ及び／又はビジュアルディスプレイを有する、請求項１または２に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項４】
構造運動における変化を定量的に表示するように構成された、
請求項３に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項５】
前記構造運動における変化と、この変化に対して予め設定された限界との比較に基づき前記品質係数を計算するように構成された、請求項１ないし４いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項６】
動き補償ソフトウェア及び／又はハードウェアにおける限界に基づいて予め設定された少なくとも１つの限界が決定される、請求項１ないし５いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項７】
前記初期品質保証段階で読み出された構造運動情報と、前記品質保証段階で読み出された構造運動情報との間の比較に基づいて前記動き補償ハードウェアのパラメータを再計算するように構成された、請求項１ないし６いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項８】
計画通り対象者に照射したときに前記対象者に照射される線量を計算するため、前記品質保証段階で読み出した構造運動情報を放射線治療計画計算器に提供するように構成された、請求項１ないし７いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項９】
計画通りに前記対象者が照射されたときに前記対象者に照射される線量の少なくとも１つの品質尺度と、前記品質尺度についての予め設定された少なくとも１つの限界とに基づき、前記放射線治療の品質係数を計算するように構成された、
請求項８に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１０】
新しい放射線治療計画を計算するため、前記放射線治療計画計算器に構造運動情報が提供される、請求項１ないし９いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１１】
ユーザからのフィードバックを受け取るように構成された、
請求項３ないし１０いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１２】
サイクル運動の場合、一運動サイクル中に少なくとも２つのタイプのスキャンをインターリーブするように構成された、請求項１ないし１１いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１３】
構造運動情報を最適化ルーチンに送ることによりリアルタイム計算の必要性を低減するように構成された、請求項１ないし１２いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１４】
放射線治療前の品質保証段階における品質保証する方法であって、
初期品質保証段階において構造運動情報を決定するステップであって、構造運動情報は構造運動そのものか、又は前記構造運動により決まる統計的尺度である、ステップと、
初期品質において決定された構造運動情報に基づき放射線治療計画を最適化するステップと、
品質保証段階において構造運動をモニタリングするため磁気共鳴信号を取得するステップであって、前記品質保証段階は前記構造運動の下で対象者に対して放射線治療計画を安全に照射できるか判断する段階である、ステップと、
前記品質保証段階におけるモニタリングで取得された磁気共鳴信号に基づいて構造トラッキングするステップと、
前記初期品質保証段階で読み出される構造運動情報と前記品質保証段階で読み出される構造運動情報との間の比較に基づき、前記比較の結果は前記結果の予め設定された少なくとも１つの限界と比較される、前記放射線治療の品質係数を計算するステップと、を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲ誘導放射線治療の分野における方法及び装置に関し、より具体的には構造運動（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｍｏｔｉｏｎ）の磁気共鳴モニタリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアルタイム磁気共鳴モニタリングを有する放射線治療システムが特許文献１で知られている。記載されたシステムにより放射のリアルタイムモニタリングが可能である。
【０００３】
記載のシステムは、「放射線治療の際、画像比較器を用いてリアルタイムモニタリング画像を参照画像と比較し、放射線治療計画段階からの対象者の何らかの変化を特定する。この情報は、対象者の位置調整（ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）や放射線治療計画の更新に用いることができる。放射線治療計画の更新により、その後適用する放射線パルスを調整して、特定された対象者の動きに合わせるように放射線治療計画を適合させる。
【０００４】
特許文献２は、磁気共鳴画像化を用いて治療計画をたてる方法、システム及びコンピュータ読み取り可能媒体について記載している。治療領域の動きや位置を、ＭＲＩを用いて多くのサイクルの時間にわたりトラッキングする。トラッキングは、長期的な代理対腫瘍対応（ｓｕｒｒｏｇａｔｅ−ｔｏ−ｔｕｍｏｒ）を確立する代理運動（ｓｕｒｒｏｇａｔｅ  ｍｏｔｉｏｎ）又は信号と比較するのに用いられる。オブジェクトの動きは、（組織（例えば、皮膚や胸）の動きや位置の測定により決定される、又はナビゲーション画像を用いて決定される）代理運動と比較される。この比較は、サイクル中のオブジェクトの位置的バリエーションによりゲート方式治療（ｇａｔｅｄ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）が不正確になるか判断するために用いられる。さらに、特許文献２は、決定された位置を治療計画に用いることを記載している。この位置は、腫瘍の空間的確立密度関数を用いた計画に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際出願公開第２００９／１５６８９６Ａ１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３０３５５８８号
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一目的は、磁気共鳴誘導放射線治療の品質保証を改善することである。
【０００７】
この目的は請求項１に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システムにより実現される。
【０００８】
本発明の目的は、請求項１５に記載の方法によっても達成できる。
【０００９】
一般的に、（ＭＲ誘導された）放射線治療の前に、対象（ｓｕｂｊｅｃｔ）にＭＲまたはＣＴスキャンをする。この段階で行われるスキャンは計画スキャンと呼ばれ、計画スキャンが収集される段階は、ここでは計画段階と呼ばれる。これらの計画スキャンに基づき、治療にとって重要な構造が特定（ｄｅｌｉｎｅａｔｅ）される。構造は、例えば、治療する対象者（の一部）、腫瘍であるが、危険にさらされる（健康な）器官でもあり、これは傷つけない必要がある。これらの特定（ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ）を用いて放射線治療計画を計算する。放射線治療計画を計算することにより、腫瘍に対する放射線量が十分高く、危険にさらされる器官に対する計画放射線量が安全限界無いとなるように、対象者への放射線量が最適化される。放射線治療計画は、例えば、線形加速器やマルチリーフコリメータの位置と、一定の線形加速器／マルチリーフコリメータ位置に放射（ｄｅｌｉｖｅｒ）される線量とを記述する。
【００１０】
しかし、放射線治療中の周期的な、不規則な、及び形状変化する構造運動、例えば呼吸、ふるえ、又は器官の膨張などにより、放射線治療の有効性が妨げられ、望ましくない照射を生じる。磁気共鳴検査システムを放射線治療システムと組み合わせることにより、治療中に（軟）組織のリアルタイムモニタリングが可能となる。リアルタイムモニタリング中、ＭＲデータ、例えば画像やナビゲータは、データレート周波数で構造から収集される。このデータレート周波数は構造運動の原因となっている動的プロセスの周波数より大きい。これらのプロセスは、例えば、呼吸関連の動き（０．２−１Ｈｚ）や心拍（〜１Ｈｚ）であり得る。構造運動は例えば放射線治療のゲーティングや（オンライン）変更、例えば、ＭＲ放射線治療システム中の対象者ベッドの動き、放射線治療システムの動き、小さい動きを追跡するためのマルチリーフコリメータ位置の変化、及び放射線治療計画の再計算などにより保証できる。しかし、これらのすべての補償方法は、構造運動を補償する能力に限界がある。これにより、不必要な毒性、治療遅延、又は腫瘍の過小治療となる可能性がある。それゆえ、放射線治療前の適切な品質保証が重要である。
【００１１】
本発明の洞察は、構造運動（の変化）に関する実際の放射線治療前の知識が治療の品質保証にとって重要であることである。治療前に、ここでいる品質保証段階において、磁気共鳴検査システムは画像化テーブル上の対象者からスキャンを収集する。これらのスキャンはここでは品質保証スキャンと呼ぶ。これらの品質保証スキャンに基づいて、例えば、半自動的セグメンテーションにより、一以上の構造を特定する。構造は構造トラッキングソフトウェアにより、自動的にトラッキングされる。品質保証及び計画段階における構造トラッキングはリアルタイムでもよい。リアルタイムトラッキングは効率化の点で有利である。しかし、これは本発明の目的の達成には必須ではない。例えば、ゲーティングを目的として、計画段階と同じ範囲内に構造運動があれば十分である。この目的のため、構造トラッキングはリアルタイムである必要はなく、すべての磁気共鳴画像が収集されてから行うこともできる。構造運動情報はユーザに表示され、ユーザはそれを品質保証に用い得る。
【００１２】
品質保証段階における構造運動情報及び／又は構造トラッキングの品質は、放射線治療中における構造運動情報及び／又は構造トラッキングの品質の代表（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ）として機能する。これにより、品質保証段階と放射線治療との間の時間に制約がかかる。好ましくは、品質保証スキャンは、対象者がすでに治療テーブルに載っている時間スロット中に収集される。
【００１３】
本発明の一態様によると、品質保証段階の前に、追加的品質保証段階が実行される。追加的品質保証段階は、さらに、「初期品質保証段階（ｉｎｉｔｉａｌ  ｑｕａｌｉｔｙ  ａｓｓｕｒａｎｃｅ  ｐｈａｓｅ）」と呼ばれる。構造運動情報及び／又は構造トラッキングの品質を用いて放射線治療計画を最適化するため、初期品質保証段階を計画段階と組み合わせても良い。例えば、放射線治療計画の生成において用いられた仮定が依然として有効であるか調べるために、初期品質保証段階において読み出される構造運動情報及び／又は構造トラッキング品質に関する情報は、品質保証段階において読み出される構造運動情報及び／又は構造トラッキング品質に関する情報と比較できる。
【００１４】
構造運動情報は、構造運動自体であっても、又は構造運動により決まる統計的尺度（例えば、サイクル構造運動の標準偏差や分散、構造運動の最小、平均又は最大振幅、平均構造位置、構造位置の信頼区間など）であってもよい。構造運動によりある構造は過小治療となったり過大治療となったりするので、構造運動情報は、計画通り放射線治療を行うか、放射線治療を行わないか、又は初期品質保証段階からの構造運動（の変化）及び変化によりよくフィットするように放射線治療計画を合わせる決定する役に立つ。放射線治療計画を合わせる決定又は放射線治療計画を実行しない決定は、例えば、構造運動をトラッキング及び／又はフォローする時に予想されるソフトウェア及び／又はハードウェア問題の結果であってもよい。予想される構造の過小治療や過大治療が臨床的に受け入れられる範囲であれば、放射線治療計画は安全に実施できる。
【００１５】
構造トラッキングソフトウェアの結果がユーザに表示されてもよい。例えば、トラジェクトリ自体をユーザに表示してもよい。これは、例えば、重心線、ユーザが呼吸サイクルにわたりスクロールできるシネディスプレイにより行い得る。器官位置は現在スライス上の交差ラインとして、又はフィルされた（半）不透明交差として、又は影付けされた（半）不透明３次元オブジェクトとして、又は交差ラインを有する影付けされた（半）不透明３次元オブジェクトとして示し得る。また、再構成された磁気共鳴データ（例えば、画像、ナビゲータ）は、トラッキング結果と組み合わせて、ユーザに表示されてもよい。
【００１６】
幾つかの実施形態では、動き分析ソフトウェアは、構造運動情報と、その構造運動情報の予め設定された一以上の限界とに基づいて品質係数を計算する構造トラッキングソフトウェアに結合している。幾つかの実施形態では、品質係数は品質保証プロセスを促進するためユーザに表示される。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、品質係数は、初期品質保証スキャンからの構造運動情報と、品質保証段階からの構造運動情報との間の比較に基づき計算される。こうやって、放射線治療計画が計算された時に用いられた仮定がまだ有効であることを保証できる。
【００１８】
一実施形態によれば、構造運動の変化はユーザに対して定量的に表示される。これは動きの変化の源を特定する役に立つかも知れない。これは、動き最小化方法（例えば、息止め）の最適化や固定デバイスの配置の最適化の役に立つかも知れない。また、周期的構造運動の変化を記述する尺度を、この変化の予め設定された限界と比較できる。
【００１９】
一実施形態では、ユーザは、トラッキング精度を向上するために、構造トラッキングソフトウェアにフィードバックを提供できる。さらに、他の一実施形態では、問題があると同定された又は予想される運動サイクル中の段階において、ユーザは、例えば、コントラスト、解像度、又は寸法に関して、異なるタイプのスキャンデータを要求してもよい。例えば、呼吸サイクルのほとんどにおいてナビゲータを用い、ナビゲータに基づくトラッキングが複雑過ぎる呼吸段階では２次元画像に切り替えることもできる。このように、構造トラッキングの精度を向上できる。
【００２０】
他の一実施形態によると、構造トラッキングソフトウェアは、品質係数を計算するため、構造運動情報を、動き補償ハードウェア及び／又はソフトウェアと比較する。
【００２１】
他の一実施形態では、治療前に読み出された構造運動情報は、放射線治療中のハードウェアのリアルタイム計算を減らすため、放射線治療前に長い最適化ルーチンを実行する最適化ルーチンに送られる。
【００２２】
一実施形態によると、実際の治療の時にこれらの条件が変わらないときに、構造に照射（ｄｅｌｉｖｅｒ）される放射線量を計算するため、構造運動情報は、動き補償ハードウェア及び／又はソフトウェア中の限界に関する情報と比較される。放射線治療計画と、この放射線治療計画の（例えば、線量ボリュームヒストグラムに基づく）品質尺度とがユーザに提供される。ユーザは、すべての品質尺度が予め設定された限界内にあれば、放射線治療を継続する許可を与えることができる。
【００２３】
得られた放射線治療計画が所定の品質尺度を満たさない場合、一実施形態では、新しい放射線治療計画が計算される。これはトラッキング精度に限界を設けるものである。
【００２４】
本発明の上記その他の態様を、以下に説明する実施形態を参照して明らかにし、説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が用いられる磁気共鳴誘導放射線治療システムを模式的に示す図である。
【図２】品質保証プロセスを示す、可能性のあるワークフローである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明が用いられる磁気共鳴誘導放射線治療システムを模式的に示す図である。
【００２７】
磁気共鳴検査システムは、主磁石１０を有し、これは検査領域１４内に一定かつ一様な主磁場を発生する。この主磁場により、検査される患者内の一部のスピンの向きが主磁場の磁力線に沿って整列する。ＲＦシステム１２が設けられている。これは検査領域１４にＲＦ励起電磁場を放射して、検査される患者体内のスピンを励起する一以上のＲＦアンテナを有する。緩和するスピンがＲＦ範囲の磁気共鳴信号を放射し、これが特にＲＦ受信コイル１２の形式のＲＦアンテナにより捉えられる。ＲＦシステムは、Ｔｘ／Ｒｘスイッチ（ＴＲＳｗｉｔｃｈ）１１に結合していてもよい。これは、次いでＲＦ増幅器（ＲＦａｍｐ）１３に結合している。さらに、傾斜コイル１６が設けられている。これは特に読み出し傾斜パルス（ｒｅａｄ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｐｕｌｓｅｓ）及び位相エンコード傾斜（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ  ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）である一時的な傾斜磁場を発生する。これらの傾斜磁場は、通常、互いに直交する方向に向いており、磁気共鳴信号に空間的にエンコードする。傾斜増幅器１８（ＧｒａｄＡｍｐ）が設けられ、傾斜コイルをアクティベートし、傾斜エンコーディング磁場（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ  ｆｉｅｌｄｓ）を発生する。ＲＦ受信アンテナ１２により捉えられる磁気共鳴信号はＭＲＩデータ収集システム（ＭＲａｃｑ）１９に送られる。ＭＲＩデータ収集システム１９は、ホストコンピュータ（ＨＣ）２０にデータを提供する。ホストコンピュータ２０は、それを再構成器（Ｒｅｃｏｎ）２２に提供する。再構成器２２は、そのデータから画像を再構成できる。これらのデータはディスプレイ（Ｄｉｓｐ）１７上に表示できる。
【００２８】
放射線治療システム（ＲＴ）３２は、対象者（ｓｕｂｊｅｃｔ）の周りを動く又は回転するように構成された放射源を支持するハウジング３０又はその他のサポート又はボディを含む。放射線治療システム３２はマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）を含んでいてもよい。マルチリーフコリメータを、対象者の周りの放射源の動きと組み合わせることにより、例えば、アーク治療（ａｒｃ  ｔｈｅｒａｐｙ）や強度変調放射線治療などによる複雑な線量分布の放射（ｄｅｌｉｖｅｒｙ）が可能となる。構造運動（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｍｏｔｉｏｎ）は動き補償ソフトウェア及び／又はハードウェア４０により補償できる。ハードウェアにより実行できる動き補償の例は、画像化テーブル（ＩＭ）３４の動き又はＭＬＣのリーフ（複数）の動きである。ソフトウェアによる動き補償の一例は、例えば、放射線治療計画計算器（ＲＰＣ）３６により事前に計算された放射線治療計画のアトラスからの選択による、放射線治療計画のオンライン再計算又は更新であり得る。
【００２９】
構造トラッキングソフトウェア（ＳｔｒｕｃｋＴｒａｃｋ）５０は磁気共鳴検査システムに結合される。トラッキングする前に、関心構造をセグメント化する必要がある。これはマニュアル的に、又は（半）自動的セグメンテーションによりできる。（半）自動的セグメンテーションは、例えば、アトラスベースセグメンテーション、クラスタベースセグメンテーション、モデルベースセグメンテーション、又は同様の方法により実行できる。実際のトラッキングは、最初の構造がセグメント化されるとすぐに始まってもよいが、例えば、レジストレーションベーストラッキング、ナビゲータベーストラッキング、又はオプティカルフロートラッキングにより行える。構造運動に関する情報は、治療前にオーディオ／ビジュアルディスプレイ（ＡＶＤ）５４により、ユーザに表示される。このディスプレイはＭＲシステム１７で用いられているディスプレイであってもよい。構造運動情報は品質保証に用いることができる。
【００３０】
実施形態のいくつかでは、トラジェクトリ自体をユーザに表示する。これは、例えば、重心線、ユーザが構造運動サイクルにわたりスクロールできるシネディスプレイにより行い得る。器官位置は現在スライス上の交差ラインとして、又はフィルされた（半）不透明交差として、又は影付けされた（半）不透明３次元オブジェクトとして、又は交差ラインを有する影付けされた（半）不透明３次元オブジェクトとして示し得る。また、再構成された磁気共鳴データ（例えば、画像、ナビゲータ）は、トラッキング結果と組み合わせて、ユーザに表示されてもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、構造運動情報は構造トラッキングソフトウェア５０により運動分析ソフトウェア（ＭＡＳ）５２に提供される。運動分析ソフトウェア５２は、構造運動情報を、構造運動情報の一以上の予め設定された限界と比較し、デリバリする治療の品質係数（ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）を計算する。構造運動情報は、構造運動自体であっても、又は構造運動により決まる統計的尺度（例えば、サイクル構造運動の標準偏差や分散、構造運動の最小、平均又は最大振幅、平均構造位置、構造位置の信頼区間など）であってもよい。この統計的尺度は運動分析ソフトウェアによっても計算できる。
【００３２】
品質係数の値は、一定の特性により決まり、構造運動を記述し、一以上の予め設定された限界により設定された安全範囲内に入る。品質係数は、オーディオ／ビジュアルディスプレイ５４によりユーザに表示され、数字である必要はなく、例えば色であってもよい。例えば、構造運動を記述する特性が予め設定された一以上の限界により設定される範囲内に入らないときは赤色を用い、その特性が予め設定された一以上の限界により設定される範囲内に入るときは緑色を用いる。
【００３３】
本発明の一実施形態では、品質係数は、初期品質保証段階で読み出された構造運動情報と、品質保証段階で読み出された構造運動情報との間の比較に基づき計算される。例えば、初期品質保証段階では、４次元ＣＴ又はＭＲ計画が生成され、呼吸器又はＭＲナビゲータからの動き信号に関連付けられる。画像中の目標位置はｆｐｌａｎ（ｔｎ）として確定できる。ここでｔｎは運動サイクル中の離散的タイムスタンプである。品質保証段階では、新しいｆｔｒｅａｔ（ｔｎ）が測定される。品質係数は、例えば、ｆｐｌａｎ（ｔｎ）とｆｔｒｅａｔ（ｔｎ）との間の差、又は単純なｍａｘ（ａｂｓ（ｆｐｌａｎ）、ａｂｓ（ｆｔｒｅａｔ））の二乗平均平方のような尺度を、これらの尺度の予め設定された一以上の限界と比較することにより、計算できる。
【００３４】
他の一実施形態では、複数の呼吸サイクルにわたりｆｔｒｅａｔ（ｔｎ）を調べて、サイクル間変動を計算してもよい。例えば、構造の重心及び／又はエッジ位置の時間的変動をユーザに数量的に表示してもよい。これは、例えば、シネディスプレイ中の構造位置上にエラーバーを表示することにより行われ、又は時間にわたる構造位置を表すラインの太さを変えることにより行える。エラーバーのサイズやラインの太さは、動きの変動を表す統計的尺度に関係していてもよい。これらの統計的尺度の例は、標準偏差、９５％信頼区間、又は最大変動である。他の一実施形態では、品質係数はこれらの統計的尺度、及びこれらの統計的尺度の予め設定された一以上の限界に基づいて計算される。
【００３５】
一実施形態では、ユーザは、構造の動き中の潜在的なトラッキング問題をハイライトでき、構造の位置と形状に関するフィードバックをシステムに提供できる。この情報は、トラッキング中に構造をセグメント化するのに使われる特性／テクスチャ／モデルを再確定するため、システムにより用いられる。
【００３６】
他の一実施形態では、ユーザは、例えば、トラッキング問題が予測される又は特定されるサイクル中の段階において、解像度、寸法又はコントラストに関して、スキャンタイプが異なる画像を収集するようソフトウェアに要求できる。例えば、呼吸サイクルのほとんどにおいてナビゲータを用い、スキャンインターリーブにより呼吸サイクルのより異なる部分において、２次元画像に切り替えてもよい。
【００３７】
他の一実施形態では、予め設定された一以上の限界は、動き補償ソフトウェア及び／又はハードウェア４０の限界により決定される。これらの限界は、例えば、画像化テーブル、放射線治療システム及びマルチリーフコリメータの補償動作を制御する制御回路の遅延である。かかる限界の他の一例は、新しい放射線治療計画を計算するのに必要な時間、又は放射線治療計画の予め計算されたアトラスから最もよい放射線治療計画を特定するのに必要な時間である。
【００３８】
治療前の他の一実施形態では、構造運動情報は、放射線治療中のリアルタイム計算の必要性を減らすため、放射線治療前の最適化ルーチンに送られる。これは、本技術分野ではこのように知られている４次元ＣＴ治療計画と同様の方法で行え、例えば、器官位置がテーブルへのキーとなるアトラスルックアップテーブルを計算することにより行える。
【００３９】
他の一実施形態では、構造運動スピードが初期品質保証段階と異なる場合、ハードウェアパラメータを再計算して（例えば、ビームの予測ポジショニング用のマルチリーフコリメータ動きコマンドなど）ハードウェアスピード設定を最適化できる。
【００４０】
一実施形態では、構造運動情報は、動き補償ソフトウェア及び／又はハードウェアにおける限界と構造の運動との下で、放射線治療計画が計画通りに実行される場合の、構造に対する線量を計算するため、放射線治療計画計算器３６に送られる。ＧＰＵを用いた並列計算の高速な方法、例えば、モンテカルロ法などを用いることができる。構造の運動サイクルにおける不確実性及びトラッキング信号中のノイズに基づく、画像上の放射線照射エリアの単純な不鮮明も、用いることができる。他の一実施形態では、この放射線治療計画に基づいて、品質係数を計算する。例えば、線量・ボリューム・ヒストグラム（パラメータ）やガンマ分析の結果などの尺度である品質が計算され、これらのパラメータ予め設定された一以上の限界と比較される。
【００４１】
他の一実施形態では、品質保証段階において、新しい放射線治療計画が計算される。これは例えば次の方法で行える。元の計画がモンテカルロベースの光線シミュレーションで生成されているとき、組織は重ならない閉じた形状から形成され、ＯＢＢツリーを用いて、世界ボリュームを、（計算量的にシミュレーション用に有効であるように）モザイク形状の頂点数が限られた十分小さい立方体に分割する。シミュレーションの際、光線が立方体を通るたびに、又はその立方体に放射線量がデポジットされるたびに、そのＩＤがその立方体に関連付けられる。品質保証段階において、（計画との比較において）小さい器官運動が検出され、（事前に）生成された計画アトラスにはその新しい器官位置が無いとき、再計算がトリガーされる。再計算により、新旧の器官形状立方体の交わりを通る、シミュレーションされた光線の効果が除去される。その器官を新しい位置に付加し、除去された光線を再シミュレーションする。これにより、放射線治療計画を更新し、ユーザに表示できる。
【００４２】
図２は、品質保証プロセスを示す、可能性のあるワークフローである。品質保証プロセスにおいて、構造トラッキングを実行する（ＳｔｒｕｃｋＴｒａｃｋ  １）。構造トラッキング結果は、リアルタイム計算の必要性を低減するよう最適化ルーチンに送られてもよく（Ｏｐｔｉｍ  ２）、または放射線治療用の品質係数を計算するために動き分析ソフトウェアに送られてもよく（ＭＡＳ  ３）、またはユーザに対して結果が表示されてもよい（ＤｉｓｐＲｅｓ  ４）。表示されるこれらの結果は、構造トラッキングを改善するためシステムにフィードバックを提供するために（ＭａｎＦＢ  ５）、ユーザにより用いられ得る。例えば、ユーザは、ソフトウェアに、スキャンタイプが異なる画像を収集するように要求できる。表示される結果に基づき、ユーザは、放射線治療を開始する許可を与えることもできる（ＲＴ  ６）。
【００４３】
放射線治療を開始する許可６は、動き分析ソフトウェア３により計算される品質係数に基づいてもよい。さらに、品質係数を用いて、新しい線量計画を計算してもよいし（ＣａｌｃＤｏｓｅ  ７ａ）、及び／又は動き補償ハードウェアのパラメータを再計算してもよい（Ｒｅｃａｌｃ  ７ｂ）。
【００４４】
本発明を、図面と上記の説明に詳しく示し説明したが、かかる例示と説明は例であり限定ではなく、本発明は開示した実施形態には限定されず、ＭＲ誘導治療の分野の様々なアプリケーションにおいて品質保証のタイミングに用いることができる。
【図１】
2016516508.tif 000002
【図２】
2016516508.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月20日(2015.10.20)
【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】
磁気共鳴誘導放射線治療システムであって、
検査領域内の対象者の構造運動をモニターする磁気共鳴信号を取得するように構成された磁気共鳴検査システムと、
前記構造運動と放射線治療計画とに基づいて前記対象者に放射線治療を行うように構成された放射線治療システムであって、前記放射線治療計画は初期品質保証段階で決定される構造運動情報に基づいて最適化され、構造運動情報は前記構造運動自体または前記構造運動により決まる統計的尺度である、放射線治療システムと、を有し
前記放射線治療システムは前記画像化領域内の前記対象者に対して放射線源を動かすように構成され、
前記磁気共鳴検査システムは、前記放射線治療の前の品質保証段階においてモニタリングするように構成され、前記品質保証段階は前記放射線治療計画が前記構造運動の下に前記対象者に安全にデリバリできるか決定する段階であり、
前記磁気共鳴誘導放射線治療システムは、さらに、
前記品質保証段階においてモニタリングするために取得される磁気共鳴信号に基づき構造トラッキングをするように構成された構造トラッキングソフトウェアであって、動き分析ソフトウェアに構造運動情報を提供するように構成されている構造トラッキングソフトウェアと、
前記初期品質保証段階で読み出される構造運動情報と前記品質保証段階で読み出される構造運動情報との間の比較に基づき、前記放射線治療の品質係数を計算するように構成された動き分析ソフトウェアであって、前記比較の結果は前記結果の予め設定された少なくとも１つの限界と比較されるように構成されている動き分析ソフトウェアとを有することを特徴とする、
磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項２】
前記磁気共鳴誘導放射線治療システムは、前記構造運動のリアルタイムモニタリングとトラッキング用に構成されている、請求項１に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項３】
構造運動情報を表示するように構成されたオーディオ及び／又はビジュアルディスプレイを有する、請求項１または２に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項４】
構造運動における変化を定量的に表示するように構成された、
請求項３に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項５】
前記構造運動における変化と、この変化に対して予め設定された限界との比較に基づき前記品質係数を計算するように構成された、請求項１ないし４いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項６】
動き補償ソフトウェア及び／又はハードウェアにおける限界に基づいて予め設定された少なくとも１つの限界が決定される、請求項１ないし５いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項７】
前記初期品質保証段階で読み出された構造運動情報と、前記品質保証段階で読み出された構造運動情報との間の比較に基づいて前記動き補償ハードウェアのパラメータを再計算するように構成された、請求項１ないし６いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項８】
計画通り対象者に照射したときに前記対象者に照射される線量を計算するため、前記品質保証段階で読み出した構造運動情報を放射線治療計画計算器に提供するように構成された、請求項１ないし７いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項９】
計画通りに前記対象者が照射されたときに前記対象者に照射される線量の少なくとも１つの品質尺度と、前記品質尺度についての予め設定された少なくとも１つの限界とに基づき、前記放射線治療の品質係数を計算するように構成された、
請求項８に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１０】
新しい放射線治療計画を計算するため、前記放射線治療計画計算器に構造運動情報が提供される、請求項１ないし９いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１１】
ユーザからのフィードバックを受け取るように構成された、
請求項３ないし１０いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１２】
サイクル運動の場合、一運動サイクル中に少なくとも２つのタイプのスキャンをインターリーブするように構成された、請求項１ないし１１いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【請求項１３】
構造運動情報を最適化ルーチンに送ることによりリアルタイム計算の必要性を低減するように構成された、請求項１ないし１２いずれか一項に記載の磁気共鳴誘導放射線治療システム。
【国際調査報告】
2016516508.tif 000004
2016516508.tif 000005