УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ НА ОСНОВЕ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

1. Система (20) для контроля качества устройства (23) магнитно-резонансной (МР) визуализации, содержащая:
фантом (10), имеющий вес менее 18,2 кг (40 фунтов) и содержащий:
известное трехмерное пространственное распределение элементов (12), визуализируемых методами МР и компьютерной томографии (КТ) и расположенных в пористой опоре (14), не воспринимаемой методами МР и КТ, при этом пространственное распределение имеет такие размеры, чтобы полностью заполнять объем визуализации устройства магнитно-резонансной визуализации;
контрольный столбик; и
внешнюю несущую конструкцию (16), не воспринимаемую методами МР и КТ, которая охватывает и герметично уплотняет пористую опору.
2. Система (20) по п. 1, дополнительно содержащая:
один или более процессоров, выполненных с возможностью:
получения (50) МР изображения фантома посредством устройства (23) МР визуализации;
идентификации местоположений визуализируемых элементов в МР изображении фантома;
сравнения (56) местоположений визуализируемых элементов из МР изображения фантома с местоположениями визуализируемых элементов в ранее полученном опорном КТ изображении.
3. Система (20) по п. 1, в которой один или более процессоров дополнительно выполнены с возможностью:
получения опорного КТ изображения фантома из устройства КТ визуализации;
совмещения опорного КТ изображения и МР изображения;
сегментации КТ изображения на единичные ячейки на основании пространственного распределения визуализируемых элементов таким образом, чтобы каждый визуализируемый элемент находился в одной единичной ячейке;
формирования шаблона, который включает в себя местоположение каждого визуализируемого элемента;
корреляции местоположения каждого визуализируемого элемента в шаблоне с соответствующим объемом в МР изображении;
вычисления максимальной корреляции; и
формирования карты искажений на основании максимальной корреляции.
4. Система по п. 1, в которой фантом (10) дополнительно включает в себя:
контрольный столбик (18), наполненный материалом, который обеспечивает по меньшей мере одно из:
сильного опорного сигнала для центральной частоты магнитного резонанса;
сильного опорного сигнала для калибровки радиочастотной мощности; и
геометрического ориентира в плоскостях изображения.
5. Система по п. 2, дополнительно включающая в себя:
постоянный машиночитаемый носитель данных, содержащий по меньшей мере одно из КТ изображения фантома или МР изображения фантома.
6. Система (20) по п. 1, в которой фантом (10) имеет по меньшей мере 40 см в каждом из трех пространственных измерений.
7. Система (20) по п. 1, в которой фантом дополнительно включает в себя по меньшей мере одно из:
осушителя, герметизированного внутри фантома;
стоек, прикрепленных к основанию фантома, которые выравнивают фантом;
уровней по двум направлениям, которые указывают уровень фантома; и
направляющих, углубленных на внешней стороне фантома.
8. Система (20) по п. 1, в которой пористая опора (14) включает в себя по меньшей мере одно из:
полистирола;
полипропилена;
поливинилхлорида (ПВХ);
пористой резины с закрытыми порами;
аэрогеля;
бумаги;
картона;
пробковой древесины;
полиэтилена; и
полиимида.
9. Система (20) по любому из пп. 1-8, в которой внешняя несущая конструкция (16) содержит по меньшей мере одно из:
акрилового пластика;
политетрафторэтилена;
полиоксиметилена;
поликарбоната;
политена;
полипропилена;
нейлона;
стекловолоконного композитного материала; и
фанеры.
10. Способ контроля качества с использованием фантома для планирования лучевой терапии, содержащий этапы, на которых:
вручную поднимают (70) фантом для медицинской визуализации, который весит менее 18,2 кг, в устройство магнитно-резонансной (МР) визуализации, и фантом для медицинской визуализации включает в себя:
известное трехмерное пространственное распределение элементов (12), визуализируемых методами МР и компьютерной томографии (КТ) и расположенных в пористой опоре (14), не воспринимаемой методами МР и КТ, при этом пространственное распределение имеет такие размеры, чтобы полностью заполнять объем визуализации устройства магнитно-резонансной визуализации;
контрольный столбик; и
внешнюю несущую конструкцию (16), не воспринимаемую методами МР и КТ, которая охватывает и герметично уплотняет пористую опору;
получают (50) МР изображение фантома посредством устройства МР визуализации;
сравнивают (56) местоположения визуализируемых элементов из МР изображения фантома с местоположениями визуализируемых элементов в ранее полученном опорном КТ изображении.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
получают опорное КТ изображение фантома из устройства КТ визуализации;
совмещают опорное КТ изображение и МР изображение;
сегментируют КТ изображение на единичные ячейки на основании пространственного распределения визуализируемых элементов таким образом, чтобы каждый визуализируемый элемент находился в одной единичной ячейке;
формируют шаблон, который содержит местоположение каждого визуализируемого элемента;
коррелируют местоположение каждого визуализируемого элемента в шаблоне с соответствующим объемом в МР изображении;
вычисляют максимальную корреляцию; и
формируют карту искажений на основании максимальной корреляции.
12. Способ по п. 10, в котором сравнивают карты искажений, формируемые с течением времени.
13. Способ по п. 10, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>¯</mo></mover><mo>,</mo><mover accent="true"><mi>y</mi><mo>¯</mo></mover><mo>,</mo><mover accent="true"><mi>z</mi><mo>¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mover accent="true"><mi>ν</mi><mo>¯</mo></mover><mo>=</mo><mi>ν</mi><mo>+</mo><msub><mi>η</mi><mi>ν</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>z</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>η</mi><mi>ν</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>,</mo><mi>z</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>B</mi><mi>υ</mi><mi>N</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>θ</mi><mo>,</mo><mi>φ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>G</mi><mi>υ</mi><mi>L</mi></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msubsup><mi>B</mi><mi>υ</mi><mi>N</mi></msubsup></mrow>
ν
вычисляют центры каждого визуализируемого элемента в координатах
МР изображения с использованием координат (x,y,z) КТ, представляемых в виде
, где ν означает любое из пространственных измерений (x,y,z), и η представляет вызванное искажение и задается выражением
, где
означает нелинейное магнитное поле, обусловленное каналом градиента υ, выраженным сферическими гармониками в виде:
и
<mrow><msub><mi>B</mi><mrow><mi>Χ</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>θ</mi><mo>,</mo><mi>φ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mi>r</mi><mi>n</mi></msup><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>a</mi><mrow><mi>ν</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>m</mi><mi>φ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mrow><mi>ν</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>m</mi><mi>φ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>cos</mi><mi>θ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
,
ν(n,m)
ν(n,m)
n,m
где (r, θ, ϕ) являются сферическими координатами, a и b являются коэффициентами сферических гармоник степени n и порядка m, и P() является соответствующим многочленом Лежандра степени n и порядка m.
14. Способ по п. 10, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
проверяют (72), что фантом первого изображения тождественен фантому второго изображения, на основании идентификационных данных фантома; и
отображают на устройстве отображения сообщение, что калибровка выполнена успешно.
15. Способ по любому из пп. 10-14, в котором контрольный столбик (18) используют для выполнения по меньшей мере одного из:
идентификации опорного сигнала для центральной частоты магнитного резонанса;
идентификации опорного сигнала для калибровки радиочастотной мощности; и
идентификации геометрического ориентира в плоскостях изображения.