"患者の一部を表すMRIデータを生成するために構成されたMRIシステムと、外科治療のための外科パラメータに関する外科治療前の画像および入力情報に少なくとも部分的に基づいて、外科計画を作成するための計画インターフェースと、上記外科治療中に得られた上記MRIデータに基づく画像データを受信するため、および上記外科計画の上記外科パラメータに含まれている条件のための上記画像データを監視するためのコントロールユニットと、上記コントロールユニットからの指示に基づいて警告を発するための警告ユニットとを備え、上記コントロールユニットは、上記外科計画の上記外科パラメータに含まれている上記条件の少なくとも1つの条件の検知に基づいて上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成されていることを特徴とするサージカルガイダンスシステム。請求項1に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIは、ギャップによって分けられた第1および第2の主磁石を含んでいるサージカルガイダンスシステム。請求項1に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIは、画像が上記外科治療を行うのと実質的に同時に取り込まれるように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項3に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記コントロールユニットは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に、上記外科治療への患者の反応を監視するための上記画像データを用いるように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項4に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記外科治療への患者の反応を監視することは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に上記患者の生体構造への変化を監視することを含むサージカルガイダンスシステム。請求項5に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記コントロールユニットは、上記患者の生体構造の変化に関連付けられた少なくとも1つの条件の検知に基づいて、上記外科治療中に上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項1に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記外科治療を行うために使用される外科用器具を追跡するための追跡ユニットをさらに備えるサージカルガイダンスシステム。請求項1に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記外科治療を行う外科ロボット装置を追跡するための追跡ユニットをさらに備えるサージカルガイダンスシステム。請求項1に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記警告ユニットは、視覚情報および可聴情報のうち少なくとも一方の形で警告を発するように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項1に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIシステムから上記MRIデータを受信すると共に、上記MRIデータに基づいて上記画像データを生成する画像処理ユニットをさらに備えるサージカルガイダンスシステム。請求項10に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIシステムは、上記外科治療の開始前に画像の第1品質を表すMRIデータを取得し、上記外科治療を行うのと実質的に同時に画像の第2品質を表すMRIデータを取得するために構成され、上記第2品質は、上記第1品質よりも低くなっているサージカルガイダンスシステム。請求項11に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記画像処理ユニットは、上記画像の第2品質を表すMRIデータの取得中に生成されたMRIデータから容積画像を表す画像データを生成するために構成され、上記容積画像を表す画像データの生成は、変形可能な画像登録を使用することを含むサージカルガイダンスシステム。請求項10に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記画像処理ユニットは、上記MRIシステムから受信した上記MRIデータに基づいて、容積画像を表す上記画像データを生成するために構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項13に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記画像処理ユニットは、変形可能な画像登録を使用して、容積画像を表す上記画像データを生成するために構成されているサージカルガイダンスシステム。患者に外科治療を行うのと実質的に同時に患者の一部を表すMRIデータを生成するために構成されたMRIシステムと、上記外科治療中に得られた上記MRIデータに基づいて容積画像を表す画像データを受信するため、および予め定められた条件のための上記画像データを監視するためのコントロールユニットと、上記コントロールユニットからの指示に基づいて警告を発するための警告ユニットとを備え、上記コントロールユニットは、上記予め定められた条件のうちの少なくとも1つの条件の検知に基づいて、上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成されていることを特徴とするサージカルガイダンスシステム。請求項15に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記予め定められた条件のうちの少なくとも1つを受信するための計画インターフェースをさらに備えるサージカルガイダンスシステム。請求項15に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIは、MRIデータが上記外科治療を行うのと実質的に同時に取り込まれるように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項17に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記コントロールユニットは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に上記外科治療への患者の反応を監視するための上記画像データを用いるように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項18に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記外科治療への上記患者の反応の監視することは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に、上記患者の生体構造への変化を監視することを含むサージカルガイダンスシステム。請求項19に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記コントロールユニットは、上記患者の生体構造の変化に関連付けられた少なくとも1つの状態の検知に基づいて、上記外科治療中に上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成されているサージカルガイダンスシステム。請求項15に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIシステムから上記MRIデータを受信すると共に、上記MRIデータに基づいて容積画像を表す上記画像データを生成するための画像処理ユニットをさらに備えるサージカルガイダンスシステム。請求項21に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記MRIシステムは、上記外科治療の開始前に画像の第1品質を表すMRIデータを取得し、上記外科治療を行うのと実質的に同時に画像の第2品質を表すMRIデータを取得するために構成され、上記第2品質は、上記第1品質よりも低くなっているサージカルガイダンスシステム。請求項22に記載のサージカルガイダンスシステムにおいて、上記画像処理ユニットは、画像の上記第2品質を表すMRIデータの取得の間に生成されたMRIデータから容積画像を表す上記画像データを生成するために構成され、容積画像を表す上記画像データの生成は、変形可能な画像登録の使用を含むサージカルガイダンスシステム。患者の一部を表すMRIデータを生成するステップと、上記MRIデータに基づいて画像データを生成するステップと、外科治療のための外科パラメータに関する外科治療前の画像および入力情報に少なくとも部分的に基づいて、外科計画を生成するステップと、上記外科計画の上記外科パラメータに含まれる条件のための上記画像データを監視するステップと、上記外科計画の上記外科パラメータに含まれる上記条件のうちの少なくとも一つの条件の検知に基づいて警告を発するステップとを備えることを特徴とするサージカルガイダンス方法。請求項24に記載のサージカルガイダンス方法において、上記画像データは、上記MRIデータに基づく容積画像を表しているサージカルガイダンス方法。請求項25に記載のサージカルガイダンス方法において、上記MRIは、上記MRIデータが外科治療を行うのと実質的に同時に取り込まれるように構成されているサージカルガイダンス方法。請求項26に記載のサージカルガイダンス方法において、上記画像データは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に、上記外科治療への患者の反応のために監視されているサージカルガイダンス方法。発明の要旨本開示は、様々なタイプの治療中に、患者の生体構造のリアルタイムモニタリングを許容する実施形態の詳細な説明を含んでいる。開示された実施形態は、例えば、様々な形態の医学的治療中に患者の生体構造およびターゲット組織の高時間空間分解能hightemporalandspatialresolutionでの磁気共鳴画像化MRIを実行するための装置および/またはプロセスを含みうる。様々な形態の医学的治療は、例えば、放射線治療および/または様々なタイプの外科治療を含みうる。本開示の一態様によれば、サージカルガイダンスシステムは、患者の一部を表すMRIデータを生成するために構成されたMRIシステムと、外科治療のための外科パラメータに関する外科治療前の画像および入力情報に少なくとも部分的に基づいて、外科計画を作成するための計画インターフェースと、上記外科治療中に得られた上記MRIデータに基づく画像データを受信するため、および上記外科計画の上記外科パラメータに含まれている条件のための上記画像データを監視するためのコントロールユニットと、上記コントロールユニットからの指示に基づいて警告を発するための警告ユニットとを備え、上記コントロールユニットは、上記外科計画の上記外科パラメータに含まれている上記条件の少なくとも1つの条件の検知に基づいて上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成されている。上記MRIは、ギャップによって分けられた第1および第2の主磁石mainmagnetsを含みうる。上記MRIシステムは、上記ギャップ内に位置する患者の一部を表すMRIデータを生成するために構成できる。上記MRIは、画像が上記外科治療を行うのと実質的に同時に取り込まれるように構成できる。上記コントロールユニットは、上記外科治療を行うのと実質的に同時である上記外科治療への患者の反応を監視するための上記画像データを用いるように構成できる。上記外科治療への患者の応答の監視は、上記外科治療を行うのと実質的に同時に上記患者の生体構造の変化を監視することを含みうる。上記コントロールユニットは、上記患者の生体構造の変化に関連付けられた少なくとも1つの状態の検知に基づいて、上記外科治療中に上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成できる。上記サージカルガイダンスシステムは、外科治療を行うために使用される外科用器具を追跡するための追跡ユニットtrackingunitをさらに備えうる。上記サージカルガイダンスシステムは、外科治療を行う外科ロボット装置を追跡するための追跡ユニットを、さらに備えうる。上記警告ユニットは、視覚情報および可聴情報の少なくとも一方の形で上記警告を発するように構成できる。上記サージカルガイダンスシステムは、上記MRIシステムから上記MRIデータを受信すると共に、上記MRIデータに基づいて上記画像データを生成する画像処理ユニットをさらに備えていてもよい。上記MRIシステムは、上記外科治療の開始前に画像の第1品質を表すMRIデータを取得し、上記外科治療を行うのと実質的に同時に画像の第2品質を表すMRIデータを取得するために構成でき、上記第2品質は、上記第1品質よりも低い。上記画像処理ユニットは、上記画像の第2品質を表すMRIデータの取得中に生成されたMRIデータから容積画像を表す画像データを生成するために構成でき、上記容積画像を表す画像データの生成は、変形可能な画像登録deformableimageregistrationを使用することを含みうる。上記画像処理ユニットは、上記MRIシステムから受信した上記MRIデータに基づいて、容積画像を表す上記画像データを生成するために構成できる。上記画像処理ユニットは、変形可能な画像登録を使用して容積画像を表す上記画像データを生成するために構成できる。本開示の別の局面によれば、サージカルガイダンスシステムは、患者に外科治療を行うのと実質的に同時に患者の一部を表すMRIデータを生成するために構成されたMRIシステムを備えうる。また、上記サージカルガイダンスシステムは、上記外科治療中に得られた上記MRIデータに基づいて容積画像を表す画像データを受信するため、および予め定められた条件のための上記画像データを監視するためのコントロールユニットと、このコントロールユニットからの指示に基づいて警告を発するための警告ユニットとを備えうる。上記コントロールユニットは、上記予め定められた条件のうちの少なくとも1つの条件の検知に基づいて上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成できる。上記サージカルガイダンスシステムは、上記予め定められた条件のうちの少なくとも1つの条件を受信するための計画インターフェースをさらに備えうる。上記MRIは、画像が上記外科治療を行うのと実質的に同時に取り込まれるように構成できる。上記コントロールユニットは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に上記外科治療への患者の反応を監視するために上記画像データを用いるように構成できる。上記外科治療への上記患者の反応を監視することは、上記外科治療を行うのと実質的に同時に上記患者の生体構造の変化を監視することを含みうる。上記コントロールユニットは、上記警告ユニットに指示して、上記患者の生体構造の変化に関連付けられた少なくとも1つの状態の検知に基づいて、上記外科治療中に上記警告を発するよう上記警告ユニットに指示するように構成できる。上記サージカルガイダンスシステムは、上記MRIシステムからMRIデータを受信すると共に、上記MRIデータに基づいて容積画像を表す画像データを生成するための画像処理ユニットをさらに備えることができる。上記MRIシステムは、上記外科治療の開始前に画像の第1品質を表すMRIデータを取得し、上記外科治療を行うのと実質的に同時に画像の第2品質を表すMRIデータを取得するために構成され、上記第2品質は、上記第1品質よりも低い。上記画像処理ユニットは、画像の上記第2品質を表すMRIデータの取得の間に生成されたMRIデータから容積画像を表す上記画像データを生成するために構成されることができ、上記容積画像を表す画像データの生成は、変形可能な画像登録の使用を含みうる。上記画像処理ユニットは、変形可能な画像登録を使用して容積画像を表す画像データを生成するために構成できる。本開示のさらなる態様によれば、サージカルガイダンス方法は、患者の一部を表すMRIを表すデータを生成するステップと、上記MRIデータに基づいて画像データを生成するステップと、外科治療のための外科パラメータに関する外科治療前の画像および入力情報に少なくとも部分的に基づいて、外科計画を生成するステップと、上記外科計画の上記外科パラメータに含まれる条件のための上記画像データを監視するステップと、上記外科計画の上記外科パラメータに含まれる上記条件のうちの少なくとも一つの条件の検知に基づいて警告を発するステップとを備える。上記画像データは、上記MRIデータに基づく容積画像を表しうる。これらの、および他の特徴、態様及び実施形態は、次の図面の詳細な説明というタイトルのセクションに記載されている。図面の詳細な説明本発明を、多数の変更および変種が当業者にとって明らかであるがためにあくまで例示を意図するものである以下の実施例において、さらに詳しく説明する。本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、単数形a、an、およびtheは、そのようでないことが文脈から明らかでない限り、複数への言及を含んでもよい。本発明の開示は、様々なタイプの治療の間に患者の生体構造のリアルタイムモニタリングを可能にする実施形態の詳細な説明を含む。例えば、開示された実施形態は、様々な形態の内科的治療の間に患者の生体構造および疾患の高時間空間分解能のMRI用の装置および/または方法を含むことができる。上記開示された実施形態は、例えば、放射線治療および/または様々なタイプの手術を含み得る。本明細書に開示された特定の非限定的な実施形態は、放射線治療システムを含む実施形態と、サージカルガイダンスシステムを含む実施形態とを含む。したがって、いくつかの実施形態によれば、放射線治療装置およびプロセスは、IMRT中に患者の生体構造および疾患の高時間空間分解能MRIのために提供され、患者へと照射される高度に原体照射的な電離放射線の線量を直接測定して制御する。有益な実施形態では、放射線治療システムは、患者へのIMRT放射線ビームと軸方向のアクセスを可能にするオープンMRI、マルチリーフコリメータまたは補償フィルタをベースとするIMRT照射システム、および1つの重ね合わされると共にガントリに取り付けられたシステムにおけるコバルト60遠隔治療法の放射線源を備えている。上述したように、従来のシステムは、放射線ビームが患者に照射されている放射線治療の投与中にリアルタイムで人間の内部軟組織を同時に画像化しない。むしろ、従来のシステムでは、放射線照射の前および/または後に画像が生成され、これらの画像は、放射線照射中に患者に生じ得る運動および/または自然な変化を反映していない。したがって、狙いをつけた照射も、本明細書に記載する装置がないと、初期の画像を撮影した後に処置対象の体の部位のサイズが自然に変化した場合、あるいは治療前に患者の体の部位の位置が変化した場合、すなわち患者の生体構造のジオメトリおよびアラインメントに患者セットアップ誤差が生じた場合、体重の減少または腫瘍の成長および収縮など、患者に生理学的変化が生じた場合、ならびにこれらに限られるわけではないが呼吸運動、心拍、直腸の膨張、蠕動、膀胱の充満、および自発的な筋肉の運動など、患者の器官運動の場合に、成功しないであろう。本発明の開示の側面は、患者のリアルタイムMRIを放射線の照射と実質的に同時に実行することを可能にすることにより、従来のシステムの問題を解消するのに役立つシステムおよび方法を可能にする。もし、処置対象の領域が、患者のセットアップ誤差、生理学的変化、およびまたはフラクション間またはフラクション内の器官の運動に起因する、いずれかのタイプの線量の測定誤差を抱えている場合に、ターゲットを絞った放射線は、再調整できる。これらに限定されないが、ターゲットおよび生体構造のサイズおよび/または位置の変化を補償すべく患者の位置を動かすこと、処置を完全に中断し、処置の再開前にさらなる計算を実行できるようにし、あるいは一時的な運動の休止を可能にすること、腫瘍抑制の可能性を高めるべく余分なフラクションの照射を追加し、あるいは副作用の可能性を少なくすべくフラクションの照射の数を制限すること、すでに説明した有益なプロセスの実施形態のいずれかを行うこと、ならびに例えばIMRT計画のすべての照射、すべてのビーム、またはすべてのセグメントについて再最適化を実行するなど、さまざまな時間軸についてIMRT治療計画の再最適化を行うこと、など、多数の対応をとることができる。本明細書で述べたリアルタイム画像は、発生する任意のフラクション内の器官の運動をキャプチャすると共に解決するのに十分な早さであり、治療中に、例えば、或る放射線量が照射されている間に、患者のジオメトリに著しい変化をもたらすことができる連続画像を参照できる。リアルタイム画像により得られたデータは、患者の実際の線量沈着の決定を可能にできる。これは、移動する組織およびターゲットに照射される線量を合算する変形可能な画像登録及び補間の周知技術を適用することによって達成できる。このデータは、全マルチセッション放射線治療プログラムの過程で収集できる。ここで、データは、放射ビームが患者に衝突して放射線を照射している間に蓄積され、それによって3D体内線量測定の定量的決定を可能にする。したがって、本発明の開示は、放射線照射エラーに関連する器官運動の評価および制御し、または排除するための有効な手段を可能にする。参照図面は、図面に詳細情報を加えて作られている。この参照図面において、同様の参照数字は、いくつかの図を通して、最初は図1と同様または同等の要素を指定する。図1では、本開示の実施形態は、オープンMRI15と、IMRTコバルト治療ユニット20とを備えている。また、図1に示すシステムは、MLCまたは補償フィルタユニットなどのIMRTコバルト治療ユニット20内のIMRTを実行するための手段と、MRI15を静止させつつIMRTコバルト治療ユニット20を回転させるために使用するガントリ25とを備えている。患者35が、調整可能な静止カウチ30上に配置されている。図2は、使用時の上記システムを示している。ガントリ25は、図1における位置に対して時計回りに約90°回転している。このように、IMRTコバルト治療ユニット20は、多数の選択位置の1つにおいて患者35を治療するための位置にある。図3は、図1のシステムの上面図を示す。図4は、図1のシステムの側面図を示す。図5は、図1の上記IMRTコバルト治療ユニットの一実施形態としてのマルチリーフコリメータで重ね合わされた同位体放射源の詳細な概略図を示す。放射性同位体源115は、固定された1次のコリメータ120、2次の二重分岐マルチリーフコリメータ125、および2次のマルチリーフコリメータ125からのインターリーフinterleaf漏れを遮断するための3次のマルチリーフコリメータ130で示されている。図6は、2次の二重分岐マルチリーフコリメータ125および3次のマルチリーフコリメータ130の斜視図を示す。上述したように、3次のマルチリーフコリメータ130は、2次のマルチリーフコリメータ125からインターリーフ漏れを遮断するために設けられている。図7は、放射性同位体源115、2次の二重分岐マルチリーフコリメータ125、および3次のマルチリーフコリメータ130のビームアイビューを示す。したがって、本開示の有利な実施形態は、マルチリーフコリメータ、または、直角に取り付けられた開放MRIユニット15に沿って回転ガントリ25に取り付けられた自動化された補償フィルタシステムを備えたコバルト-60治療ユニットのような、コンピュータ制御されたコーンビームコバルト治療ユニット20を含む。IMRTコバルトユニット20は、コーンビームジオメトリ放射線を軸方向に開放されたMRIユニット15の開口の中心に突出させる。上記IMRTコバルトユニット15は、ガントリ25を患者35の周囲に軸方向患者の縦頭方-尾方軸周りに回す。調整可能な治療カウチ30は、ガントリ25がビーム角度を変更するために回転する間に、静止位置に患者35を支持するために使用されてもよい。本実施形態では、放射線治療としてコバルト遠隔治療を使用する。いくつかのIMRTは、より進入性の放射線治療を提供するための線形電子加速器を使用が、加速器自体は、放射される放射線のレベルに関して高度に可変である治療ビームを生成する。したがって、患者に使用されている放射線の量を正確に割り出して、IMRTデリバリーのためのMLCの動きを調整することは、困難となる。ガンマ線は、放射性同位元素の崩壊によって放出される電磁放射線であり、物質内の電離を生み出すのに十分なエネルギーを有し、一般に、約100keVから1MeVを優に超える。放射線学の目的のために最も有用なガンマ放射の放射線同位体は、コバルトCo60、イリジウムIr192、セシウムCs137、イッテルビウムYb169、およびツリウムTmが170であることが判明している。このように、放射性同位元素の崩壊は、よく知られた現象であり、したがって、コバルト遠隔治療によって放出される放射線は、より一貫した、したがって、患者の治療計画を準備するという点で、より計算が容易である。本実施形態のコバルトIMRTの実施可能性は、計算分析によって実証されている。市販のコバルト治療装置およびMLCによるIMRT照射について、シミュレーションを実行した。コバルトビームレットモデルでの3D画像ベースの放射線治療計画システムを委託し、セラトロニックスTheratronics1000Cコバルト治療ユニットから測定された放射線着色フィルムradiochromicfilmデータを用いて実証された。等方性の4×4×4mm3線量ボクセル格子voxelgridγ線IMRT源ペナンブラに関して事実上シャノン-ナイキストリミットであるを生成した。このビームレットモデルは、公開されたデータにぴったりと合い、セロベンドCerrobendブロックによって形成され、以前に報告された方法論を用いて測定された1×1cm2ビームレットの放射線着色フィルム測定結果で確認した。次いで、計算深さを、構造の標準的な三次元光線追跡で同じボクセルについて割り出した。計算された深さへの密度のスケーリングを、線量モデルにおいて組織の異質性をよりよく補償するために使用した。IMRT最適化のため密な列の取り扱いを含むバリア内点法の実行を使用するCPLEXILOGConcertTechnologiesの産業用最適化ソルバーを、最適IMRT計画を解くために使用した。ビームレットのフルエンスを、各ビーム角度についてリーフシーケンシングのための5のレベルまで分離した。得られる計画線量分布およびヒストグラムを、投与可能な不連続強度によって重み付けられた線量値を合計することによって計算した。リーフ伝達漏れ強度を、そうでなければゼロ強度であるビームレットについて、保守的に1.7と評価した。最後に、治療計画のための投与の指示を生成するための発見的リーフシーケンシング最適化の標準的な方法を使用した。VirginiaMedicalCollegeの同時積分ブーストSIBというターゲット線量レベルの仕組みを、それが文献において支持されている最大の最大‐最小臨床処方線量比であって、最も困難な線量処方の仕組みを満足しているために採用した。頭部および頸部IMRTが、いくつかの理由でIMRT最適化のテストのための優れた基礎をもたらす。すなわち、1ターゲットの均一な包含を維持しつつ唾液腺および他の構造を隔離するという明確な治療ターゲットが存在する点、2これらの目標を達成しようと試みることが、IMRT最適化を技術的限界までテストする点、および3RadiationTherapyOncologyGroupのH‐0022PhaseIIIStudyofConformalandIntensityModulatedIrradiationforOropharyngealCancerという大規模なフェーズI/IIの多施設の試行が、計画の基準の一般的な組を定めている点、である。調査される事例を、0°、51°、103°、154°、206°、257°、および309°というInternationalElectrotechnicalCommissionIECのガントリ角度を有する等間隔の7つのビームについて実行した。治療計画システムは、7つのビーム角度からターゲットを適切にカバーする1,289のビームレットを生成し、4mmの等方性のボクセル格子は、417,560のボクセルを生成した。治療の結果が、図8および図9に示されている。本発明者らのシステムが、高線量ターゲットの95のカバーを確保するために計画を正規化している点に注目すべきである。図8は、委託されたコバルトビームレットを使用して計画された単一の頭部‐頸部IMRTの事例からの軸方向の線量分布を示している。ターゲットの優れた包含および組織の隔離を観測することができる。図9は、4mmのボクセルおよび1Gyの線量ビンを使用してリーフシーケンシングされ、漏れ補正された計画すなわち、照射可能な計画から導出されたDVHデータを示している。コバルト源にもとづくIMRTは、頭部‐頸部の患者について優れたIMRT治療計画を生成した。このγ線IMRTは、右耳下腺RPGを明確に隔離し、左耳下腺LPGおよび右顎下腺RSMGを30Gyにおいて体積50未満に保ちつつ、ターゲット体積CTVおよびGTVの95超を所定の線量以上でカバーできている。他のすべての構造は、許容値未満である。不特定の組織SKINは、60Gy未満に保たれており、50Gyを超えるのは体積の3未満であった。使用された最適化モデルは、Romeijnらにおいて公開されたものと同じであり、コバルトビームのためには変更されなかった。より大きな奥行きを有する前立腺および肺などの部位については、余分なビームまたはアイソセンタを追加することで、リニアックにもとづくIMRTと同じ臨床品質基準を達成できるコバルトIMRTを使用する治療計画の生成が可能であることが、当該分野において知られている。この実施可能性の実証は、コバルト治療ユニットが高品質のIMRTを提供できることを示している。磁場の存在下で、コバルトIMRTのための本実施形態の線量計算の使用可能性は、コンピュータ分析によって実証されている。また、コバルト遠隔治療を用いることにより、良好な計算がMRIの磁場に基づいて行うことができる。放射線治療が行われる場合、患者がMRI内にいる間、磁界は、ターゲット放射線のわずかな曲がりを引き起こす。このように、治療計画を決定するために使用される計算は、この曲がりを考慮に入れる必要がある。磁界の存在下で、真空中を速度で移動する荷電粒子は、によって与えられるローレンツ力を受ける。この力は、役に立つイオン化光子および電子の物体との相互作用の物理学を大きく変化させるほどには充分に大きくないが、イオン化電子の全体的な輸送、したがって得られる線量分布に影響を及ぼし得る。二次電子の輸送に対する磁界の影響は、50年よりも前から始まって、物理学の文献においてよく研究されている。最近の研究は、患者における局所的な線量の体積を増加させるために一次または二次電子の合焦または捕捉を助けるため局所化された磁界を使用する試みにおいて、モンテカルロシミュレーションおよび分析的分析を使用している。これらの研究はすべて、ローレンツ力で電子の輸送を横方向に閉じ込めるため、磁力線をビーム軸の方向に整列させつつ調査されている長手方向の磁界と称され、ここで長手という用語は、患者ではなくビームを指している。約1.5~3.0Tの間の磁界の強磁界のMRIにおいて、旋回の初期の半径が二次電子の大角度散乱相互作用制動放射、弾性散乱、および強衝突hardcollisionsのMFPに比べて小さく、この状況が電子の所望の捕捉または合焦をもたらすことが知られている。電子がエネルギーを失うと、に比例して半径が減少し、大角度散乱相互作用CSDAが存在しないとき、電子が停止するまで半径が減少する螺旋に従うだろう。この螺旋は、電子のフルエンスを変化させ得るが、何ら有意なシンクロトロン放射を生まないことが知られている。本発明においては、平行なMRIでリアルタイムの画像化が可能であるために、磁界が照射ビームに対して直交していなければならない。最近の研究が、6MVリニアックビームのビーム軸に直交する1.5Tの磁界が、6MVリニアックビームレットについて、水への線量分布を大きくかき乱し得ることを示している。このような線量分布のひずみの回避、および画像化データの空間的完全性を損ない得るMRIアーチファクトの防止の両者のため、本発明の有益な実施形態は、磁界を患者の上下方向に沿って導くことができる低磁界オープンMRIの設計を使用する図1を参照。コバルトγ線からの二次電子についての旋回の半径の簡単な評価が、旋回の半径が電子の大角度散乱相互作用のMFPよりもはるかに大きいことを示している。これは、ローレンツ力が磁界の大きさに比例し、旋回の半径が磁界104に反比例するため、容易に理解できる。本発明者らは、スラブファントム形状のコバルトγ線源からのビームレットのモデル化を、よく検証されたIntegratedTigerSeriesITSモンテカルロパッケージMonteCarlopackageおよびそのACCEPTMサブルーチンを磁界中での輸送について使用して実行した。シミュレーションのため、0.1MeVの電子および0.01MeVの光子の輸送エネルギーのカットオフ、標準的な凝縮されたヒストリーエネルギー格子ETRANアプローチ、ランドー分布からサンプルしたエネルギーストラグリング、ベーテ理論にもとづく質量衝突停止パワー、デフォルトの電子輸送サブステップサイズ、および束縛効果を含んでいる非コヒーレントな散乱を使用した。3組のシミュレーションを実行し、各組は、ビーム方向に平行な0.3Tの一様な磁界の存在下および非存在下での実行を含んでいた。2cmの円形コバルトγ線ビームレットを、以下の形状についてモデル化した。すなわち、30×30×30cm3の水ファントム、10cmの肺密度0.2g/cc水スラブを5cmの深さに有する30×30×30cm3の水ファントム、および10cmの空気密度0.002g/cc水スラブを5cmの深さに有する30×30×30cm3の水ファントムである。シミュレーションは、推定される線量において1パーセント未満の標準偏差を得るため、8~30時間にわたってP4Pentium41.7GHzのPCパーソナルコンピュータで3000万~1億のヒストリーにて実行された。結果は図10~12に示されている。図10は、本発明の有益な実施形態において存在するような0.3Tの直交一様磁界が、軟組織または骨における線量分布を測定可能なほどにはかき乱さないことを明確に証明している。本発明にとってきわめて有用な処置部位は、体内で最も顕著な組織異質性を含んでいる肺および胸部である。図11に示されているように、ファントムに12cmの肺密度0.2g/ccの水スラブを加えることで、高および低密度の領域の境界において、線量にきわめて小さいが検知可能である乱れが引き起こされている。これらの乱れは、補正なしで認容可能な臨床適用を可能にするために充分小さい。図12において、最後に我々は、低密度の領域および境界領域に大きく存在する顕著な乱れを観測した。これは、空洞が、正確な線量測定に関して最大の課題を有することを示している。しかしながら、低密度の媒体との境界を除くと、軟組織およびMFPが軟組織よりもさらに短くなる骨において大きな乱れは存在しないはずである。このデータは、低磁界0.2~0.5テスラのMRIでの本発明の有益な実施形態において、線量の乱れは、組織が存在していないため正確な線量測定が必要とされない空洞の内側を除き、小さいことを示している。コバルト遠隔治療ユニットなどの公知の放射線源を使用することによって、MRI磁界の強さが既知であれば、偏向の量を容易に割り出すことができる。しかしながら、磁界の強さが既知であっても、線形加速器が使用される場合には、未知である放射のエネルギースペクトルが計算をはるかに困難にする。陽子、重イオン、および中性子など、MRIユニットから離れた加速器またはリアクタによって生成され、ビームによって患者へと運ばれるMRIユニットの動作を大きくは妨げない他の放射線源も本発明に含まれうる。さらに、MRI磁界の強度が計算に織り込まれ、結果として、オープンMRIの使用がクローズドMRIに対する利点を提供する。オープンMRIにおいては、一般的に、生成される磁界の強度がクローズドMRIの磁界よりも小さい。したがって、オープンMRIからもたらされる画像は、より多くの雑音を有しており、より高磁界のクローズドMRIからの画像ほど明瞭でなく、および/または明確でない。しかしながら、クローズドMRIのより強力な磁界は、オープンMRIのより弱い磁界に比べ、放射線治療をより大きく偏向させる。したがって、所与の治療計画にとって最も有益な特徴に依存して、本発明は、クローズドMRIが使用可能であることも予期している。しかしながら、計算が容易であり、および/またはわずかに明瞭さに劣る治療時の画像であっても大部分の治療計画を調節するために充分であるため、本発明は、大きな線量の乱れを除き、空間的な画像化ひずみを防止し、高速な平行位相アレイMRIを可能にするため、図1に示した形状のオープンMRIがコバルト遠隔治療とともに使用されることを予期している。オープンMRIおよびコバルト遠隔治療を用いることによって、患者の3次元3D画像は、上記放射線治療中に行うことができる。このように、ターゲット領域の3D画像およびターゲット領域の計画画像の3次元画像を用いることによって、変位は、放射線治療プロセスの間に受信された連続的な3D映像に基づいて更新できることを決定できる。得られた情報を用いて、患者は、その後、治療ビームに対して移動されて、測定された変位が所定の制限外である場合などに、照射プロセスの間の変位を低減してもよい。照射は、その後、移動後に継続してもよい。代わりに、上記治療ビームは移動してもよい。移動は、治療中に行われてもよいし、治療を中断して、移動を行ってもよい。治療中に3D画像を用いると共に、放射線治療プロセスの間に迅速に患者を位置決めおよび/または調整するためにこれらの画像を用いることで、治療精度を大幅に改善できる。放射線が照射されている間、患者が正しく位置合わせされなくなる場合、このずれを位置調整によって軽減することができる。予想される放射量の拡大に加えて、改善された位置精度は、従来のシステムを用いて放射線で治療できないとされている腫瘍の治療を可能にする。例えば、最初の脊髄腫瘍および脊髄への転移は、典型的には、重要な機能解剖学的領域の病変を治療するために必要な高精度のせいで、従来の放射線システムによって治療されない。治療中に3D画像によって提供される高められた精度によって、これらのタイプの腫瘍を治療することができる。また、肺、上部胸郭、およびフラクション内の器官の運動が放射線治療の線量に関する問題を引き起こすことが知られている他の領域に位置するターゲットについても、改善が予想される。他の実施形態において、個々のガイダンスシステムは、患者の位置を追跡するために使用できる。上記ガイダンスシステムは、実際の患者の位置を計画および放射線治療の両者において得られた画像化情報を関連付けるために使用できる。これは、患者のセットアップおよび治療デリバリー段階treatmentdeliveryphasesを通じて更新可能な画像の相関および位置情報を提供することにより、患者が治療装置の座標系に対して直交しない位置に移動した場合でも、患者の位置決めの容易性を大きく向上させることができる。ノンコプラナーnoncoplanar治療位置で患者の位置を監視するこの機能は、従来の放射線治療システムよりも大幅に改善されるだろう。1つの有利な実施形態では、上記ガイダンスシステムは、配置される患者のための調節可能なベッドまたはカウチを有していてもよい。他の有益な実施形態では、上記ガイダンスシステムは、上記MRIおよび上記コバルト治療ユニットの実質的に同時の移動を許容するガントリを有していてもよい。いくつかの有益な実施形態は、ガントリおよび調節可能なベッドまたはカウチの両方を有している。初期の放射線治療および/または治療計画に対する変更は、様々な要因を考慮に入れて、コンピュータプログラムの使用に基づいて決定できる。上記様々な要因は、治療される患者の領域、放射線の強度、MRI磁場の強度、放射線ユニットに対する患者の位置、治療中の患者の変化、および/または、治療中の患者および/または放射線ユニットの任意の必要な位置変化を含んでいるが、これらに限定されない。その後、得られるIMRTがプログラムされ、治療が開始される。強度変調放射線治療IMRTについて治療計画を決定するための一実施形態は、患者の三次元の体積を、それぞれがそれぞれあるビームレット強度を有している複数のビームレットから所定の線量の放射線を受け取る線量ボクセルの格子へと分割するステップ、および放射線照射を最適化するため、凸目的関数を備える凸計画モデルを用意するステップを含んでいる。上記モデルは、グローバルに最適なフルエンスマップを得るために解かれ、このフルエンスマップは、複数のビームレットのそれぞれのためのビームレット強度を含んでいる。この方法は、2005年1月20日に出願され、内点法および強度変調フルエンスマップ最適化のための凸モデルを使用する放射線治療システムという発明の名称の米国特許出願公開公報2005/0207531に、より詳細に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。一般に、治療計画を決定するために使用される方法は、1つの有利な実施形態では、内点法およびその変形である。この方法は、高効率であって、結果として一般に計算時間が短いため、有益である。上記内点法は、スティーブンJライトによる主双対内点法PrimalDualInteriorPointMethodsSIAM、出版、1997、ISBN089871382Xという書籍に記載されている。主双対アルゴリズムは、最も有益かつ有用なアルゴリズムとして内点クラスから現れた。ライトは、経路追従アルゴリズム短長ステップ、予測子-修正子、潜在的削減アルゴリズムpotentialreductionalgorithms、および実行不可能な内点アルゴリズムinfeasibleinteriorpointalgorithmsを含む線形計画のための主な主双対アルゴリズムを開示している。上記治療計画が決定されると、臨床医は、確実に上記治療計画が行われるようにすることができる。治療対象の患者は、MRI内に配置される。治療対象領域の画像が取得され、上記MRIは、上記領域の3D画像を送信し続ける。上記治療計画は、コバルト放射線遠隔治療ユニットに入力され、治療が開始する。治療中に、治療対象領域の連続画像が観察される。患者が動いた場合、または治療対象領域のサイズが変化した場合など、治療対象領域の位置が変化した場合に、上記治療計画は、再計算され、および/または、患者または放射線ユニットは、治療を中断することなく調整される。代わりに、治療を中断し、治療計画を再計算し、治療の再開に先立って患者および/または放射線ユニットを調節できる。複数のプロセスの実施形態は、患者の治療の精度を向上させるに使用してもよい。一プロセスの実施形態は、上記MRIデータを取得し、照射の各フラクションにおいてターゲットおよび重要構造へと届けられる線量を割り出すため、変形可能な画像の位置合わせおよび線量計算のための当該分野において公知の方法を、届けられるIMRTコバルトユニットフルエンスへと適用する。次いで、それぞれ腫瘍の抑制の向上または副作用の軽減のために照射フラクションを追加または減じるよう、患者の治療の補正が行われる。線量の評価とともに、患者の疾病のサイズおよび進行も日々を基準に評価される。第2のプロセスの実施形態は、上記MRIデータを取得し、個々の放射の照射のそれぞれに先だってIMRT治療計画の再最適化を行って、治療の照射の精度を向上させることを含むことができる。このプロセスは、各照射フラクションにおいてターゲットおよび重要構造に照射される線量を評価するため、先のプロセスと組み合わせることができる。第3のプロセスの実施形態は、上記MRIデータを取得し、個々の放射の放射線の照射のそれぞれに先立ってビーム毎の基準でIMRT治療計画の再最適化を行って、治療の照射の精度を向上させることを含むことができる。このプロセスは、上記第1のプロセスが、各ビームの照射の前に迅速に行われることを含むことができる。第4のプロセスの実施形態は、上記MRIデータを取得し、個々の放射線の照射のそれぞれの放射線ビームのそれぞれの部分の照射の間に、瞬間ごとの基準でIMRTの治療計画の再最適化を行って、治療の照射の精度を向上させることを含むことができる。このプロセスも、上記第1のプロセスが、上記放射線の照射と同時にリアルタイムで行われることを含むことができる。上記プロセスは、広域ネットワーク上の低遅延のローカルネットワークによって有用に接続された多数のコンピュータを使用する並列計算の使用、または広域ネットワーク上のセキュアな接続をMRI画像再現、変形可能な画像登録、線量計算、およびIMRT最適化のための周知のアルゴリズムの速度を大きく向上させるために使用してもよい。他の実施形態によれば、サージカルガイダンス装置およびプロセスは、様々なタイプの外科治療の間の患者の生体構造および疾患の時間空間分解能MRIを実行するために設けられている。また、放射線治療システムのための画像化システムの上述した説明は、サージカルガイダンスシステムを含む次の実施形態に適用可能である。有益な実施形態において、サージカルガイダンスシステムは、外科治療の実行のために患者へのアクセスを可能にするオープンMRIを備え、外科医によって、または外科治療用ロボット装置のような自動化装置によって、それは実行される。図13に示すように、サージカルガイダンスシステム200の一実施形態は、MRIユニット210、または、患者の内部生体構造の非侵襲性および非電離放射線ベースの画像化を好ましくは許容する代わりの画像化源を含む。また、図13は、画像処理ユニット220を示す。この画像処理ユニット220は、MRIユニット210によって生成されたデータを受け取り、患者の生体構造を監視するために使用できる画像にデータを変換するためのリアルタイム画像処理を提供するために選択的に使用できる。画像処理ユニット220によって生成された情報は、コントロールユニット230に提供できる。その代わりに、MRIユニット210から直接取得されたデータ以下、画像データと呼ぶは、当業者に周知の方法を使用して直接解釈され、または分析され、画像処理ユニット220にデータを送る前または送らずに、生体構造における動きや変化を検知してもよい。コントロールユニット230は、計画インターフェース235を介して、外科医や他の担当者から、計画された、または進行中の外科治療に関する情報を受け取ることができる。また、コントロールユニット230は、追跡ユニット260を介して追跡可能な外科用器具240および/または自動化された外科ロボット装置250についての情報を受信することにより、進行中の外科治療に関する情報を、必要に応じて受信することができる。さらに、または代わりに、コントロールユニット230は、画像処理ユニット220から提供される画像に基づいて、進行中の外科治療についての情報を推測することができる。コントロールユニット230は、警告ユニット270を介して上記外科治療を監視する担当者に情報を提供できる。警告ユニット270を介して提供される情報は、1つまたは複数の予め決められた条件を示す情報を含むことができ、その情報は、視覚情報および/または可聴情報を含むがこれらに限定されず、1以上の様々な、異なる形態に設けられうる。上記視覚情報は、例えば、画像および/またはテキスト情報を含むことができる。上記可聴情報は、例えば、合成音声、音声記録、および/または警告を含むことができる。図13に示され、本明細書に記載されているユニットは、様々な機能を説明するためのものであり、そのような様々なユニットは、別個の要素を必ずしも表していない。例えば、コンピュータ又は他のプロセッサベースのシステムは、1以上の画像処理ユニット220、コントロールユニット230、計画インターフェース235、追跡ユニット260、および/または警告ユニット270の本明細書に記載の動作を実行するために使用できる。また、1以上の画像処理ユニット220、コントロールユニット230、計画インターフェース235、追跡ユニット260、および/または警告ユニット270は、単一の装置として一体的に組み合わせることができ、および/またはMRIユニット210と一体的に組み合わせることができる。このように、本発明は、MRIユニット210等による非侵襲の、および非電離放射線ベースの画像化を使用して監視および/または外科的介入のガイドのためのサージカルガイダンスシステムを含む。MRIユニット210は、迅速な容積画像を提供する。上記得られる画像は、リアルタイムの容積画像を提供するために変形可能な画像登録を用いて処理することができ、例えば、心臓の鼓動、肺の伸縮、器官運動、動脈、血液プールの形成等を見ることができる。リアルタイム画像は、その後、コンピュータ化されたコントロールユニット230によって監視され、コンピュータ化されたコントロールユニット230は、リアルタイムで画像化データを連続的に分析することができ、リスクまたは外科計画からの逸脱があるかどうかを決定し、もしそうであれば、警告ユニット270を介して、外科医および/または他の担当者に適切な警告または警報を出すことができる。図14に示すように、MRIユニット210は、分割主磁石splitmainmagnetを含むことができる。上記主磁石のそれぞれは、第1および第2の主磁石ハウジング280aおよび280bのそれぞれ一つに収容されている。また、MRIユニット210は、分割傾斜磁場コイル、分割RFシールド、分割T/Rコイル、および/またはT/R表面コイル図示しないを含むことができる。例えば、MRIユニット210は、セルフシールド傾斜磁場コイルという発明の名称で、2010年11月22日に出願され、係属中の米国特許出願第12/951,976で開示されたコイルおよび/またはシールドを含むことができる。当該内容は参照の上、本明細書に組み込まれる。分割磁石MRIユニット210は、患者の生体構造、特に、第1の主磁石ハウジング280Aと第2の主磁石ハウジング280bとの間のギャップに位置している患者の生体構造の部分を画像化できる。また、分割磁石MRIユニット210は、外科治療の実行に同時に画像化されている患者の領域画像化視野内への遮るもののないアクセスを可能にする。このことは、手術が行われているとき、MRIユニット210が、患者を連続的に画像化するのを許容する。この画像は、手術が行われている患者の領域の画像である。また、このことは、外科治療が行われているとき、患者および/または画像化装置の位置を変更せずに、上記サージカルガイダンスシステム200が手術中に患者を画像化することを許容する。サージカルガイダンスシステム200の使用の非限定的な実施例は、外科治療に関連するサージカルガイダンスシステム200の使用を含むことができる。上記プロセスは、上記計画されている外科治療と、上記外科治療が始まる直前のシステム200上と同様に、上記外科治療例えば、PET-CT、SPECT、3または7TMRIなどに役立ちうるだけの数の高分解能画像化装置に基づいて取得された画像とから始まりうる。これらの画像セットは、変形可能な画像登録アルゴリズムを介して融合され、1次計画画像セットを形成できる。計画インターフェース235は、外科医、臨床医、または他の担当者のための手段を提供し、外科治療の計画を準備する。計画インターフェース235は、例えば、コンピュータまたは他のプロセッサベースのシステムを含むことができる。いくつかの実施形態では、計画インターフェース235は、周知の外科計画ソフトウェアおよび/または外科計画機能を含むことができる。計画インターフェース235は、キーボード、タッチスクリーン、カーソル制御装置例えば、トラックボールまたはマウス、またはユーザが外科計画を準備させるための他の手段を含むことができる。その後、計画インターフェース235は、上記外科計画に基づいて、サージカルガイダンスシステム200に外科治療パラメータを提供しうる。したがって、上記外科計画は、外科治療中にシステム200によって監視されるべきパラメータを好ましくは含む。上記パラメータは、いくつかの要因に基づいて変化しうる。また、上記パラメータは、閾値を含むことができる。この閾値を満足している場合、システム200が警告ユニット270を介して、計画を発することができる。例えば、計画インターフェース235を使用して、上記外科医は、保護、切除、吻合等のためにセグメント化された生体構造を確定することができる。MRIユニット210および画像処理ユニット220は、計画インターフェース235によって表示される高品質な計画スキャンを生成できる。臨床医は、計画インターフェース235を使用して上記計画スキャンと相互に作用して、生体構造のセグメント化のための計画を作成し、切除のためのターゲットを設定し、吻合治療、または他の多くの知られている外科治療のいずれかを計画することができる。また、計画インターフェース235は、外科医が外科用器具で患者の体内に入るためにたどる予定であるルートを表す領域としての外科経路を確定するために使用できる。計画インターフェース235は、外科治療の対象としての器官をマークするために使用できる例えば、腫瘍が切除のためにマークされてもよい。計画インターフェース235は、外科治療のために器官の周りにマージンをマークするために使用できる例えば、マージンが切除のために腫瘍の周りにマークされてもよい。計画インターフェース235は、器官内への許容可能な穿刺または侵入の程度を画定するために使用できる。計画インターフェース235は、器官または外科用器具の侵入から保護するための領域をマークするために使用できる例えば、主要な神経や動脈を含む領域は、保護のためにマークできる。計画インターフェース235は、必要に応じてマージンを含む、切除されるべき組織の体積を画定するために使用できる。これら、および他の外科計画パラメータのいずれかは、計画インターフェース235を使用して定められ、外科治療のための外科計画として電子的に保存できる。なお、これらのパラメータは、外科医、臨床医、または計画インターフェース235を使用する他の担当者によって示すことができる警告しきい値を明確に含む、および/または、外科医、臨床医、または他の担当者によって計画インターフェース235内に入力されている計画をもとにして、計画インターフェース235によって推論される警告しきい値を含むことができることが理解されるであろう。例えば、外科計画は、腫瘍を切除する手術のために作成できる。これは、腎臓の一部の除去を含んでもよい。腫瘍を取り囲む領域の術前の画像は、計画インターフェース235に提供できる。外科医は、計画インターフェース235とやりとりして、例えば、旋回、マーキング、または除去される部分を識別する他の方法によって、除去される腎臓の一部分を識別できる。また、外科医は、避けるべき近くの動脈のような、潜在的に危険な領域を観察してもよい。次にまた、外科医は、旋回、マーキング、または計画インターフェース235を用いて動脈を識別する他の方法により、再度、動脈を識別することができる。また、外科医は、インターフェース235を使用して、外科医が傷つけたくない、例えば、肝臓および腸などの他の近くの器官を特定できる。そして、この情報の全ては、手術中にサージカルガイダンスシステム200によって監視される外科計画の一部になりうる。この実施例では、サージカルガイダンスシステム200は、リアルタイムで上記手術を監視し、外科医が動脈または腸に近づく場合に、または外科医が除去されるべき腎臓の量の限界またはその近くにある場合に、警告を発する。また、サージカルガイダンスシステム200は、鬱血、不規則な心臓の鼓動、または不規則な呼吸などの他の条件を監視できる。また、サージカルガイダンスシステム200は、手術中にリアルタイムで容積画像、変形可能な画像登録の映像化を用いて組織の動きを追跡できるので、外科医が外科経路に滞在し、腫瘍のすべてが安全に削除されていることを確認できるために、コントロールユニット230は、外科医が治療しているとき、腫瘍に関連付けられた組織の動きを追跡できる。したがって、サージカルガイダンスシステム200は、外科医が、手術のための計画を入力するのを許容でき、その後、リアルタイムで、上記手術を追跡でき、その進捗状況に関して、例えば、いくつかの要件または安全制約にまさに抵触しようとしていたり、まさに抵触したときに、外科医に警告できる。これを達成するために、計画インターフェース235を使用して定義されるパラメータは、コントロールユニット230によって監視できる。また、その代わりに、コントロールユニット230は、予め定義された、またはデフォルトのパラメータを監視できる。この予め定義された、またはデフォルトのパラメータは、計画インターフェース235を介して必ずしも指定されなくてもよい。例えば、コントロールユニット230は、過大な動き、血液の貯留、および/または血流の欠如などの望ましくない条件のための外科治療を監視するように構成できる。コントロールユニット230は、器官運動を追跡できると共に、例えば、画像強度および/または患者の生体構造を表すデータの変動の検知および/または追跡のための公知のアルゴリズムを使用して、MRIから受け取ったデータ、または画像処理ユニット220から受け取った画像の変化に基づいて、閉塞や鬱血などの条件を識別できる。外科治療中、コントロールユニット230は、MRIユニット210によって、必要に応じて、画像処理ユニット220によって生成された患者の生体構造のリアルタイム画像を表すデータを連続的に受信できる。コントロールユニット230は、外科治療中に受信した画像データと、変形可能な画像登録を使用して外科計画のパラメータを監視でき、万一、1以上の警告閾値が満たされるか超過された例えば、外科用器具は、定義されたマージン上、またはその近くにある場合に外科医または他の担当者を警告することによって、外科医が安全かつ成功した外科治療を行うのに役立つ。したがって、サージカルガイダンスシステム200は、外科治療の間のリアルタイムMRIベースのガイダンスを可能にする。サージカルガイダンスシステム200は、外科治療の間、迅速なボリュメトリックおよび/または平面撮像を実行する能力を有している。撮像は、外科治療中における患者の組織の移動および変形の追跡を可能にする空間的および時間的解像度で、画像処理ユニット220によって実行されてもよい。いくつかの実施形態では、MRIユニット210は、例えばk空間データのようなMRIデータを生成できる。画像処理ユニット220は、MRIユニット210によって生成されたMRIデータに基づいて再構成された画像を表す画像データを迅速に生成できる。いくつかの実施形態では、画像処理ユニット220は、例えば、コンピュータ又は他のプロセッサベースのシステムを含むことができる。また、いくつかの実施形態では、画像処理ユニット220は、撮像システムを含むことができ、および/または米国特許出願公開番号2010/0322497号の2010年6月17日に出願された発明の名称が断層画像取得および再構成を行うためのシステムおよび方法に開示されているような画像再構成方法に従って動作できる。したがって、ボリュメトリック撮像は、外科医によって必要とされる分解能で生体構造の空間的位置を決定することができる解像度で患者の体の外科治療領域に使用できる。撮像のための時間的なリフレッシュレートは、好ましくは人間の反射および応答のレートで取得され、すなわち1/2秒から1/5秒の間である。このレートは、低下または上昇して、患者に生じる、より遅い、または、より速い生理学的プロセスをキャプチャすることができる。生体構造を追跡および監視するための撮像は、診断画像よりも低い信号対ノイズ比および低い空間分解能であることができ、変形可能な画像登録は、より高い解像度、信号対ノイズ比、およびコントラスト画像化をリアルタイム追跡画像と関連付けるために使用できる。従って、いくつかの実施形態では、外科計画を作成するためにMRIユニット210によって生成された術前画像の品質は、リアルタイム追跡のために外科治療中にMRIユニット210によって生成された画像よりも高品質であることができる。MRIユニット210によって生成されたMRIデータに基づくリアルタイム画像データのストリームに変形可能な画像登録を使用して、画像処理ユニット220によって、セグメント化された生体構造および領域は、必要に応じて連続的に追跡できると共に自動的に輪郭を形成できる。損傷、切開、または切除の回避のために重要であると定義されている生体構造は、低遅延で、例えば、1秒未満で監視することができ、重要な構造に損傷を与えるリスクの可聴および/または視覚信号を警告ユニット270を介して、外科医に警告する。安全な治療の基準は、迅速に計算でき、違反が検知されるか、外挿して差し迫っているとき、音声および視覚の警告が外科医または他の担当者になされうる。要求されるか、または必要に応じて、平面画像および指標が表示され、どんな問題が警告を引き起こしているのか外科医や他の担当者に示すことができる。いくつかの実施形態では、上記警告ユニットは、MRIユニット210および画像処理ユニット220によって生成された画像データに基づいて、連続的に画像を表示する表示手段を含むことができる。それによって、外科医または他の担当者が、外科治療の進行を監視することができる。制御システム230および/または警告ユニット270は、警告の特性が、警告を引き起こす条件の種類および/または重症度に基づいて変化できるように設定できる。例えば、警告ユニット270によって発せられた音、記号、色または他の指標は、上記警告ユニットによって発せられた警告の度合いが、問題になっている器官の損傷、切開、または切除の程度の増加に伴って増加できるように変わりうる。図13に示すように、サージカルガイダンスシステム200は、1つ以上の外科用器具240を追跡するために構成された追跡ユニット260を含むことができる。図14を参照すると、当然のことながら、大きな磁界は、外科治療中に発生している継続的なMRI撮像のために、この外科治療が行われている場所に存在している。したがって、外科治療中に使用される任意の外科用器具240は、外部から印加された磁界、例えば、常磁性材料の存在下に置かれることによって、非常に弱く、または大きくはないが影響を受ける材料から形成されるべきである。しかしながら、いくつかの実施形態では、外科用器具240は、マーカあるいはMRIユニット210に見えるものを含むことができる。そして、外科用器具240の位置は、画像処理ユニット220で生成された画像における外科用器具240の外観に任意に基づいて、コントロールユニット230によって識別されると共に追跡されうる。その代わりに、外科用器具240の位置は、器官の運動および/または変形、および/または、そのような変化が外科的介入の指標であるMRIユニット210により生成された画像に現れる生体構造の外観の他の変化のようなものに基づいて推測できる。いくつかの実施形態では、外科用器具240の連続的な監視に加えて、制御システム230は、計画インターフェース235を使用して予め定義された外科経路からの逸脱を検知し、新たな経路を計算することができ、その後、外科医に視覚的および/または聴覚的に伝えられうる。したがって、本開示に基づいて、当然のことながら、開示される装置および方法は、リアルタイム撮像を介して手術中の患者の生体構造の変形および動きを考慮する能力を有する。人体の大部分の器官は、本質的かつ自然に連続的に動きを経験するので、この能力は、有利である。また、上記外科用器具自体は、患者の組織に対する穿刺、切傷、または圧迫があると、上記治療中に器官の変形や変位を引き起こす可能性がある。また、開示された装置および方法は、外科医に警告を与える能力を有し、定期的に画像を表示するモニタを監視するために、必ずしも外科医を必要としない。さらに、ポインティングデバイスは、治療を表示するための正しい平面又は投影面を見つけるために必要とされない。図15に示すように、自動化された外科ロボット装置250は、外科医と共に、または外科医の代わりに外科治療を実行するために用いられうる。例えば、外科ロボット装置は、外科治療を行うために使用できることが知られており、様々な程度の自動化を有するロボット装置を含んでいる。サージカルガイダンスシステム200は、上述したように、外科治療中にオペレータおよび/またはロボット装置250にフィードバックを提供できる。上述したように、上記フィードバックは、計画インターフェース235を介して、外科計画の入力に基づく警告を含むことができる。また、上記フィードバックは、ロボット装置250の外科経路を制御するために使用されるデータを含むことができる。当然のことながら、外科ロボット装置250は、任意のタイプの医療用ロボットとすることができ、好ましくは、イメージガイダンス介入で実行または支援する目的で、磁気共鳴画像化MRIスキャナ内で動作可能であるべきである。本発明の例示的な実施形態を、添付の図面および実施例を参照しながら本明細書において説明してきたが、本開示は、これらの正確な実施形態に限定されるものではなく、様々な他の変更および修正が、本開示の範囲または精神から逸脱することなく、当業者によって本明細書に影響を及ぼしてもよい。そのようなすべての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲内に含まれることが意図されている。"