[发明专利]MRI‑CT兼容动态运动体模

说明书

技术领域

本发明总体涉及成像领域。

背景技术

以下描述包括可用于理解本发明的信息。并不承认本文提供的任何信息是现有技术，或与目前要求保护的本发明有关。

随着近来MRI-Linacs和其他基于MRI的治疗系统的发展，用于治疗室内监测的基于MRI的方法正变得非常重要。同时，在许多临床基地中，也正加强致力于使用MRI作为用于放射疗法的主要模拟和计划成像模态。在利用MRI进行模拟、计划和/或治疗指导的任何情景下，准确时空分辨MRI将是在MRI指导或监测放射疗法的临床应用中的运动管理的重要部分。

考虑到上述背景，本领域存在对MRI-CT兼容系统的需要，所述系统可用于验证动态MRI和CT成像的成像序列并为MRI指导放射疗法提供质量保证。

发明内容

在各种实施方案中，本发明教示一种系统，其包括：(1)体模，所述体模包括：靶标，所述靶标包括具有第一钆(Gd)浓度的第一凝胶；靶标容器，所述靶标容器容纳具有第二Gd浓度的第二凝胶，所述第二Gd浓度低于所述第一Gd浓度；以及水容器，所述水容器容纳Gd浓度为5×10^-6Mol/mL-5×10^-5Mol/mL的水；其中所述靶标嵌入在所述靶标容器内并用所述第二凝胶稳定，并且所述靶标容器容纳在所述水容器内；(2)可折叠空气容器，所述可折叠空气容器可操作地连接到所述体模，使得所述可折叠空气容器的充气引起所述体模移动；(3)空气泵，所述空气泵与所述可折叠空气容器流体连通；以及(4)电子控制器，其中所述电子控制器被配置来调节由所述空气泵产生的气压，这进而调节所述体模的位置。在一些实施方案中，所述空气泵定位在与所述体模分开的室中。在某些实施方案中，所述靶标是球形的。在一些实施方案中，所述电子控制器包括控制器模块，所述控制器模块被配置来允许所述系统模仿人类呼吸运动。在一些实施方案中，所述系统被配置来模拟每周期2-20秒的呼吸率和3-30mm的呼吸深度。在一些实施方案中，所述系统还包括进气口，其中所述进气口连接到所述可折叠空气容器并与其流体连通。在某些实施方案中，所述进气口包括进气阀，并且所述进气阀是仅允许空气流入所述可折叠空气容器中的单向阀。在一些实施方案中，所述系统还包括软管，其中所述软管的第一端连接到所述进气口，并且所述软管的所述第二端连接到所述空气泵。在一些实施方案中，所述系统包括线性致动器，所述线性致动器附接到外部替代物，其中所述外部替代物包括一个或多个标记物，并且其中所述线性致动器附接到所述体模。在一些实施方案中，所述标记物中的一个或多个是红外标记物。在某些实施方案中，所述外部替代物是RPM盒。在一些实施方案中，所述线性致动器与所述电子控制器电子通信，并且所述电子控制器被配置来控制所述线性致动器的运动。在一些实施方案中，所述电子控制器是RSD控制器。在一些实施方案中，所述系统还包括平台，所述体模停放在所述平台上。在一些实施方案中，所述平台包括被配置来允许所述平台滚动的一个或多个轮子。在一些实施方案中，所述系统还包括床，所述平台的所述一个或多个轮子停放在所述床上。在一些实施方案中，所述系统还包括一个或多个轨道，所述一个或多个轨道被配置来收容所述平台的所述一个或多个轮子。在一些实施方案中，所述系统还包括磁共振成像扫描仪。在一些实施方案中，所述系统还包括计算机断层摄影(CT)扫描仪。在一些实施方案中，所述可折叠空气容器是风箱。

在各种实施方案中，本发明教示一种套件，其包括上述系统中的任何一个以及所述系统用于利用CT扫描仪和/或MRI扫描仪对体模进行成像的使用说明。

附图说明

参考图式中示出示例性实施方案。本文所公开的实施方案和图式旨在被认为是说明性的而非限制性的。

图1根据本发明实施方案描绘4D-MRI采集和重建相位分类的流程图。(A)具有k空间段的图像序列，这些k空间段由自门控(SG)线和15条径向投影线组成，每条SG线之间给出～98ms的时间间隔。在大约8分钟的扫描之后，共收集86160个投影与5744条SG线。(B)通过基于PCA的方法提取上下(SI)呼吸曲线。如左侧曲线所示，每个点(呈红色)表示一条SG线(由箭头表示)。许多条SG线促成呼吸曲线的一个周期。所得曲线表示整个成像采集过程中的呼吸运动。(C)将呼吸周期分为10个相位。具有相同相位号的投影(以蓝色段示出)被分配到4D中的分辨相位(以蓝色阴影示出)。此外，运动伪影去除被内建到重建。任何异常段(在(B)中以圈出的段示出)将被排除在重建之外。