[发明专利]用于构建四维图像信息的方法和成像系统

说明书

本文描述了用于核磁共振(MR)投影成像的设备和技术。这种投影成像可以用于生成表示对象的生理周期的四维(4D)成像信息，诸如包括：生成两个或更多二维(2D)图像，所述2D图像包括表示不同投影角度的投影图像，并且所述2D图像是使用通过核磁共振(MR)成像获得的成像信息而生成的；至少部分地使用指示对应于特定2D图像的生理周期内的时域位置的信息来将特定2D图像分配到箱；使用分箱的2D图像构建三维(3D)图像，并且构建4D成像信息，包括聚合3D图像。

优先权要求

本专利申请要求Lachaine等人于2014年12月10日提交的题目为“MAGNETICRESONANCE PROJECTION IMAGING”(“磁共振投影成像”)的序列号为62/090,115的美国临时专利申请(代理人案号第4186.006PRV号)的优先权的利益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

放射治疗或“放射疗法”可用于治疗哺乳动物(例如人和动物)组织中的癌症或其它疾病。一种这样的放射疗法技术称为“伽马刀”，通过“伽马刀”，使用以较高强度和高精度汇聚到靶区(例如肿瘤)处的大量较低强度的γ射线照射患者。在另一个示例中，使用直线加速器(“linac”)提供放射疗法，由此靶区被高能粒子(例如电子、质子、离子、高能光子等)照射。准确地控制放射束的放置和剂量以向靶区提供处方剂量的放射。通常还控制放射束以减少或最小化对诸如可被称为“危及器官”(OAR)的周围健康组织的损害。放射可以被称为“处方的”，因为通常医生为要递送到诸如肿瘤的靶区开了预定义的放射剂量。

通常，准直束形式的电离放射从外部放射源指向患者。放射束的调制可以由一个或更多衰减器或准直器(例如，多叶准直器)提供。可以通过准直来调节放射束的强度和形状，通过使投射的射束与靶组织的轮廓相符来避免对与靶组织相邻的健康组织(例如，OAR)的损害。

治疗计划过程可以包括使用患者的三维图像来识别靶区(例如，肿瘤)，并且从而识别肿瘤附近的关键器官。治疗计划的创建可能是一个耗时的过程，其中，计划者试图遵守各种治疗目的或约束(例如，剂量体积直方图(DVH)目的或其它约束))，诸如考虑各个约束的重要性(例如，权重)，以产生临床可接受的治疗计划。这个任务可能是由于各种危及器官(OAR)而复杂化的耗时的试错过程，因为随着OAR数量增大(例如，对头颈部治疗约为十三处)，该过程的复杂性也增大。远离肿瘤的OAR可以更容易地免于放射，但靠近靶肿瘤或与靶肿瘤重叠的OAR可能更难以在治疗期间免于放射暴露。

通常，对于每个患者，可以以“离线”的方式产生初始治疗计划。治疗计划可以在放射治疗被递送之前诸如使用一种或更多种医学成像技术很好地改进。成像信息可以包括例如来自X射线、计算机断层摄影(CT)、核磁共振(MR)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)或超声的图像。例如医师的医护人员可以使用指示患者解剖结构的三维成像信息来识别一个或更多靶肿瘤连同在肿瘤附近的危及器官。医护人员可以使用手动技术勾画待接受处方的放射剂量的靶肿瘤，并且医护人员可以类似地勾画附近的有受到放射治疗的损害的风险的诸如器官的组织。

可替选地或另外地，可以使用自动化工具(例如，由瑞典的医科达有限公司提供的ABAS)来辅助识别或勾画靶肿瘤和危及器官。然后可以使用基于临床和剂量测定目标和约束(例如，对肿瘤和危险器官的最大、最小和平均放射剂量)的优化技术来创建放疗疗法治疗计划(“治疗计划”)。

治疗计划过程可以包括使用患者的三维图像来识别靶区(例如，肿瘤)，并且从而识别肿瘤附近的关键器官。创建治疗计划可能是一个耗时的过程，其中，计划者试图遵守各种治疗目的或约束(例如，剂量体积直方图(DVH)目标))，考虑它们各自的重要性(例如，权重)，以产生临床可接受的治疗计划。这个任务可能是由于各种危及器官(OAR)而复杂化的耗时的试错过程，因为随着OAR数量增大(例如，对于头颈部治疗达到十三处)，该过程的复杂性也增大。远离肿瘤的OAR可以更容易地免于放射，而靠近靶肿瘤或与靶肿瘤重叠的OAR难以免于放射。