包含MRI模塊和用于確定RF線圈的位置的單元的治療系統的制作方法

本發明涉及能量處置設備，具體而言，涉及用于向對象的預先選定的解剖部分應用輻射的治療系統的使用。

背景技術：

放射治療期間的集成的磁共振成像(MRI)和直線加速器(LINAC)系統圖像引導已經變得日益重要并且在過去數年間已經獲得廣泛應用。系統的目標是基于診斷質量MR圖像將精確的輻射劑量遞送到身體的內部內的選定的目標。通常，LINAC源關于MRI裝置的磁體被放置在旋轉機架上，并且磁體被設計使得LINAC在磁體的零場區域中旋轉。

射束被引導在其中的目標位置是影響沿著射束的組織破壞和總體處置安全的實質參數。這樣的系統的高效定位控制和使用能夠是必要的。

EP 2624915 A1公開了一種圖像引導式輻射治療系統和用在其中的屏蔽的射頻檢測器線圈。國際申請WO2014/044635公開了一種由磁共振成像系統引導的LINAC。所述磁共振成像系統具有帶基準標記的射頻線圈。對這些標記進行成像，計算其位置并且計算射頻線圈的位置。

技術實現要素：

各實施例提供了一種治療系統、一種操作醫學裝置的經改進的方法和一種經改進的醫學裝置，如由所述獨立權利要求的主題所描述的。在從屬權利要求中描述了有利的實施例。

在一個方面中，本發明涉及一種治療系統，包括：磁共振模塊，其包括主磁體和患者載體，所述患者載體被配置為移入或移出所述主磁體內的檢查區；放射治療設備，其被配置為沿著軸將放射治療射束遞送并且引導到成像區中的預定義目標位置；RF線圈，其被連接到所述患者載體，其中，所述RF線圈被提供有被配置用于發射磁共振信號的多個基準標記；定位系統，其用于對所述患者載體進行定位；擾相器，其用于抑制從一個或多個基準標記發射的磁共振信號；存儲器，其用于存儲機器可執行指令；以及處理器，其中，對所述機器可執行指令的運行令所述處理器：

a.控制所述定位系統以移動所述患者載體；

b.控制所述MRI模塊以響應于所述多個基準標記的至少第一集合中的磁共振的激勵而采集MRI數據；

c.使用所述MRI數據來重建基準標記的所述第一集合的圖像表示；

d.使用重建圖像中的基準標記的所述第一集合的位置來計算所述RF線圈的位置；

e.控制所述擾相器以基于所計算的位置來抑制從基準標記的所述第一集合中的一個或多個基準標記發射的磁共振信號；

f.使用多個所述基準標記中的基準標記的第二集合作為基準標記的所述第一集合來重復步驟a)-e)，直到所計算的位置與所述預定義目標位置匹配，其中，所述基準標記的所述第二集合包括基準標記的至少所述第一集合。

基準標記的所述第二集合可以包括基準標記的至少所述第一集合，不包括所述一個或多個基準標記的零或多個基準標記。另外，基準標記的所述第二集合還可以包括不是基準標記的所述第一集合的部分的所述多個基準標記的一個或多個基準標記。所述RF線圈可以是發射器和/或接收器線圈。

例如，在所述多個基準標記可以被去激活(禁用或關閉)的情況下，步驟a)還包括激活(啟用或打開)基準標記的所述第一集合。響應于RF激勵，響應于RF激勵，激活(去激活)的基準標記可以(可以不)發射相干磁共振信號(例如，所述RF線圈可以仍然不從去激活的基準標記接收信號或從其接收弱信號，但是所述信號是最小/不相干的(例如，由于擾相)并且因此可能添加一點噪聲)。所述基準標記還可以嵌入所述RF線圈的保持器中。

所述擾相器可以是所述MRI模塊的控制單元，例如，電子開關，如連接到至少所述RF線圈的二極管開關電路以控制所述RF線圈例如用于偏移所述RF線圈的共振頻率，和/或以控制梯度線圈從而偏移或打開和關閉梯度場，例如，切片選擇梯度場。

所述擾相器可以是所述MRI模塊的控制單元，其控制所述RF線圈和/或所述梯度線圈以分別執行RF擾相和/或梯度擾相。可以使用所述RF擾相和所述梯度擾相，使得信號不從所述基準標記發射或從所述基準標記發射的所述信號不(不能)由所述RF線圈相干地接收。

在另一范例中，所述擾相器可以環繞所述多個標記中的每個。其可以是例如圍繞例如具有球形的所述基準標記的微型螺線管線圈。

所述多個基準標記可以包括偶極子，其具有與質子共振頻率不同的第一共振頻率。磁共振的所述激勵可以包括激勵基準標記的所述第一集合的偶極子中的磁共振。所述激勵還可以包括激勵所述患者的目標體積(例如，接近所述基準標記的目標體積)中的偶極子，其中，兩者偶極子的激勵可以利用共同或分離的射頻脈沖同時地執行。所述目標體積中的所述偶極子具有第二共振頻率，即，質子共振頻率。這可以是有益的，因為基準標記RF脈沖不干擾所述目標體積的自旋激勵并且基準標記信號不遮蔽來自所述患者的有價值的形態信息。

根據一個實施例，所述機器可執行指令的運行還令所述處理器控制所述放射治療設備以使用采集的MRI數據將能量遞送到所述預定義目標位置處的目標體積，所述RF線圈在匹配所述目標位置的所計算的位置處。

根據一個實施例，所述機器可執行指令的運行還令所述處理器移動所述放射治療設備以用于將能量遞送到第二預定義目標位置處的所述目標體積，并且針對所述第二預定義目標位置重復步驟a)-f)。

這些特征可以提供準確和可靠的治療流程和/或計劃，因為其利用使用準確定位的RF線圈的準確的成像過程來引導。用于引導所述放射治療設備的所述圖像準確地反映其由所述放射治療設備輻照的所述目標體積的位置。

所述基準標記中的至少部分的信號的所述抑制可以降低重建圖像中的偽影，這與其中所有初始標記的信號未被抑制直到所述RF線圈定位的結束的情況相比較繼而可以增加所述RF線圈定位的所述RF線圈的所述準確度，并且更重要地，允許當在放射治療期間執行成像時標記完全的關閉(或來自所述基準標記的信號的抑制)。這是有益的，因為抑制的基準標記信號可以不混淆自動組織運動檢測算法，其可以是在所述標記是可見的或標記信號被允許混疊所述圖像中的所述組織信號時的情況。

根據一個實施例，在步驟f)中將所計算的位置與所述目標位置匹配包括：將所計算的位置與所述目標位置之間的距離與預定義最小匹配距離閾值進行比較；響應于所述距離小于所述預定義最小匹配距離閾值的確定，確定所計算的位置處的輻射水平；響應于所述輻射水平高于預定最大允許輻射水平的確定，重新定義所述最小匹配距離閾值，并且使用經重新定義的最小匹配距離閾值來重復步驟a-e)。

例如，輻射水平可以被定義為劑量率，例如，具有值0-250MU/min。

所述RF線圈的過度輻射可以感應可能對MR圖像信噪比(SNR)具有影響的所采集的MRI數據中的輻射感應電流(RIC)。該實施例可以提供RF線圈的準確定位與保護所述RF線圈免受過度輻射影響之間的平衡。這還可以增加由所述MRI模塊所產生的圖像的質量，因為其可以控制隨著增加劑量率增加的成像SNR中的損失。結果，可以實現所述治療流程的準確度/可靠性中的另外的增加，因為所述治療可以基于由于輻射的所述SNR在控制下的圖像。

根據一個實施例，所述RF線圈的所述位置是在至少一個空間方向上計算的，其中，在所計算的位置沿著一個空間方向與所述目標位置匹配的情況下，抑制從被用于沿著所述一個空間方向的所述位置的計算的所述基準標記發射的磁共振信號。

根據一個實施例，在所計算的位置與所述目標位置匹配的情況下，抑制包括確定所述MRI數據中的偽影區域并且抑制從對應于所述偽影區域的基準標記發射的磁共振信號。

該實施例可以是有利的，因為其可以節省否則將需要以抑制并且再次啟用從不引起所述重建圖像上的偽影的所述基準標記的信號的發射的資源。

在另一方面中，本發明涉及一種醫學裝置，包括：磁共振模塊，其包括主磁體和患者載體，所述患者載體被配置為移入或移出所述主磁體內的檢查區；RF線圈，其被連接到所述患者載體，其中，所述RF線圈被提供有被配置用于發射磁共振信號的多個基準標記；定位系統，其用于對所述患者載體進行定位；擾相器；存儲器，其用于存儲機器可執行指令；以及處理器，其中，對所述機器可執行指令的運行令所述處理器：

a.控制所述定位系統以移動所述患者載體；

b.控制所述MRI模塊以響應于所述多個基準標記的至少第一集合中的磁共振的激勵而采集MRI數據；

c.使用所述MRI數據來重建基準標記的所述第一集合的圖像表示；

d.使用重建圖像中的基準標記的所述第一集合的位置來計算所述RF線圈的位置；

e.控制所述擾相器以基于所計算的位置來抑制從基準標記的所述第一集合中的一個或多個基準標記發射的磁共振信號；

f.使用多個所述基準標記中的基準標記的第二集合作為基準標記的所述第一集合來重復步驟a)-e)，直到所計算的位置與所述預定義目標位置(117)匹配，其中，所述基準標記的所述第二集合包括基準標記的至少所述第一集合。

這些特征可以是有利的，因為其可以使用所述基準標記提供所述RF線圈的準確的位置。所述基準標記的至少部分的中間關閉可以降低中間重建圖像中的偽影，這與其中所有初始標記被維持直到所述RF線圈位置的結束的所述情況相比較繼而可以增加所述RF線圈定位的準確度，并且更重要地，允許當例如在放射治療期間執行成像時標記完全的關閉(或來自所述基準標記的信號的抑制)。這是有益的，因為抑制的基準標記信號可以不混淆自動組織運動檢測算法，其可以是在所述標記是可見的或標記信號被允許混疊所述圖像中的所述組織信號時的情況。國際申請WO2013/011444提及一種被提供有無源定位標記的RF表面線圈。在國際申請WO2006/025001中還提及了與磁共振接收線圈耦合的基準標記。

根據一個實施例，所述醫學裝置還包括放射治療設備，其被配置為沿著軸將放射治療射束遞送并且引導到所述成像區中的所述預定義目標位置。

根據一個實施例，在步驟f)中將所計算的位置與所述目標位置匹配包括：將所計算的位置與所述目標位置之間的距離與預定義最小匹配距離閾值進行比較；響應于所述距離小于所述預定義最小匹配距離閾值的確定，確定所計算的位置處的輻射水平；響應于所述輻射水平高于預定最大允許輻射水平的確定，重新定義所述最小匹配距離閾值，并且使用經重新定義的最小匹配距離閾值來重復步驟a-e)。

所述RF線圈的過度輻射可以感應可能對MR圖像信噪比(SNR)具有影響的所采集的MRI數據中的輻射感應電流(RIC)。該實施例可以提供RF線圈的準確定位與保護所述RF線圈免受過度輻射影響之間的平衡。這還可以增加由所述MRI模塊所產生的圖像的質量，因為其可以控制隨著增加劑量率增加的成像SNR中的損失。

根據一個實施例，步驟a)還包括控制所述定位系統以在預定義停止時間處停止所述患者載體，其中，對步驟a)-e)的重復導致一個或多個迭代，其中，針對給定迭代的所述預定義停止時間是使用先前迭代中的所計算的位置確定的。

針對所述第一迭代的預定義停止時間是使用步驟a)-e)的初始(或第一)運行中的所計算的位置來確定的。

該實施例可以是有利的，因為其可以允許例如甚至當標記成像利用關于所述患者載體速度不可忽略的間隔來執行時的準確并且快速的減速—可以使用控制理論中的標準方法從已知速度、慣性和圖像采集時間外推患者載體位置。

根據一個實施例，對步驟a)-e)的重復導致一個或多個迭代，其中，所述MRI模塊被控制以利用多個迭代以增加的空間準確度來采集所述MRI數據。

根據一個實施例，(例如，針對確定標記位置)對標記位置的掃描可以與快速監控成像交錯。這可以是有利的，因為其可以允許患者數據的預處理，例如以通過在所述患者載體在預期目的地處停止的瞬間對解剖結構界標的自動檢測將3D圖像集自動地定位在感興趣的體積上。這簡化工作流程并且利用在桌面運動上花費的其他空閑時間。

空間分辨率的增加可以是有利的，因為其可以允許所述基準標記的位置的準確的計算，尤其地，在發射信號的標記的數量將隨著迭代的數量減小的情況下。

根據一個實施例，所述基準標記包括偶極子，其中，抑制從所述基準標記發射的所述磁共振信號包括應用RF擾相和梯度擾相中的至少一個。

RF擾相可以包括控制RF脈沖的相位，使得所述RF脈沖由所述RF線圈在特定頻率和相位處發射。所述MRI模塊還可以被控制以僅接收該特定相位處的信號，例如，所述橫向平面中的其他相位或位置處的橫向磁化不由所述MRI模塊接收。在這種情況下，特定頻率和相位可以被用于激勵除所述基準標記的偶極子外的偶極子。

梯度擾相可以包括使用所述切片選擇、相位編碼和頻率編碼梯度來使所述殘余橫向磁化(RTM)失相，使得其在所述下一重復的開始處是不相干的。為此，小型化線圈/電流元件可以被用于創建基準標記處的局部不均勻性。

根據一個實施例，其中，對從所述基準標記發射的所述磁共振信號的抑制包括通過在對應于所述基準標記的區域中生成梯度磁場，由所述擾相器將所述偶極子失相(例如，用于引入在已經應用梯度線圈場之后產生的B0場中的偏離)。這這種情況下，例如，所述擾相器可以是小型化線圈/電流元件，其可以被用于創建對應于基準標記的區域處的局部場不均勻性(例如，用于偏移B0場)。

根據一個實施例，所述基準標記包括具有第一共振頻率的偶極子，其中，所述基準標記中的磁共振的所述激勵是使用至少所述第一共振頻率的由所述RF線圈生成的RF激勵脈沖執行的，其中，抑制從所述基準標記發射的所述磁共振信號包括使所述RF激勵脈沖的頻率(場強)動態地變化以用于生成在第二共振頻率處的RF脈沖。

根據一個實施例，所述方法包括在至少一個空間方向上計算所述RF線圈的所述位置，其中，在所計算的位置沿著一個空間方向與所述目標位置匹配的情況下，抑制從被用于沿著所述一個空間方向的所述位置的計算的所述基準標記發射的磁共振信號。

根據一個實施例，在所計算的位置與所述目標位置匹配的情況下，抑制包括確定所述MRI數據中的偽影區域并且抑制磁共振信號從對應于所述偽影區域的基準標記的發射。

根據一個實施例，如果對應的偽影區域的偽影水平高于預定義偽影水平，則從基準標記發射的所述磁共振信號的所述抑制被執行。可以通過評價重建圖像的圖像度量來確定所述偽影水平。可以例如通過利用由標記形狀互相關性指示為包含標記的區內的小量的濾波測量最高SNR來獲得圖像度量。

在另一方面中，本發明涉及一種控制醫學裝置的方法。所述醫學裝置包括：磁共振模塊，其包括主磁體和患者載體，所述患者載體被配置為移入或移出所述主磁體內的檢查區；RF線圈，其被連接到所述患者載體，其中，所述RF線圈被提供有被配置用于發射磁共振信號的多個基準標記；定位系統，其用于對所述患者載體進行定位；以及擾相器。所述方法包括：

a.控制所述定位系統以移動所述患者載體；

b.控制所述MRI模塊以響應于所述多個基準標記的至少第一集合中的磁共振的激勵而采集MRI數據；

c.使用所述MRI數據來重建基準標記的所述第一集合的圖像表示；

d.使用重建圖像中的基準標記的所述第一集合的位置來計算所述RF線圈的位置；

e.控制所述擾相器以基于所計算的位置來抑制從基準標記的所述第一集合中的一個或多個基準標記發射的磁共振信號；

f.使用多個所述基準標記中的基準標記的第二集合作為基準標記的所述第一集合來重復步驟a)-e)，直到所計算的位置與所述預定義目標位置相匹配，其中，所述基準標記的所述第二集合包括基準標記的至少所述第一集合。

在另一方面中，本發明涉及一種包括計算機可執行指令的計算機程序產品，所述計算機可執行指令用于執行以上方法的方法步驟。

在另一方面中，本發明涉及一種醫學裝置，其包括：磁共振模塊，其包括主磁體和患者載體，所述患者載體適于移入或移出所述主磁體內的檢查區；RF線圈，其連接到所述患者載體；定位系統，其用于對所述患者載體進行定位；存儲器，其用于存儲機器可執行指令；以及處理器，其中，對所述機器可執行指令的執行令所述處理器：

i.控制所述定位系統以移動所述患者載體；

ii.使用所述醫學裝置的攝像機來計算所述RF線圈的位置；

iii.重復步驟i)-ii)，直到所計算的位置與預定義目標位置匹配。

在本文中將磁共振數據定義為在磁共振成像掃描期間由磁共振裝置的天線所記錄的由原子自旋發射的射頻信號的測量結果。磁共振數據是醫學圖像數據的范例。在本文中將磁共振成像(MRI)圖像定義為被包含在磁共振成像數據之內的解剖學數據的重建二維或三維可視化。這種可視化能夠使用計算機來執行。

應當理解，可以組合本發明的前述實施例中的一個或多個，只要組合的實施例不相互排斥。

附圖說明

在以下中，僅通過范例并且參考附圖來描述本發明的優選的實施例，其中：

圖1示出了治療系統的截面和功能視圖；

圖2是用于治療流程的方法的流程圖；并且

圖3是用于治療流程的備選方法的流程圖。

附圖標記列表

100 治療系統

102 放射治療裝置

104 機械致動器

106 磁共振成像模塊

108 環狀機構

110 放射治療源

112 多葉射束準直器

114 輻射射束

116 旋轉軸

117 旋轉點

112 主磁體

124 低溫恒溫器

126 超導線圈

128 補償線圈

130 低磁場區

132 磁體軸

134 磁場梯度線圈

136 磁場梯度線圈電源

138 成像體積

140 射頻線圈

142 射頻收發器

144 對象

146 目標體積

148 患者載體

150 機械定位系統

152 計算機系統

154 硬件接口

156 處理器

158 用戶接口

160 計算機存儲設備

162 計算機存儲器

160 頂部距離

166 底部距離

170 圖像磁共振數據

172 診斷圖像

174 目標體積的坐標

177 基準標記

178 放射治療控制信號

180 治療裝置控制模塊

182 放射治療裝置控制模塊

186 磁共振成像控制模塊

188 圖像重建模塊

194 放射治療控制信號生成模塊

199 擾相器

具體實施方式

在以下中，附圖中的相似編號的元件是相似的元件或者執行等價的功能。如果功能是等價的，則先前已經討論的元件將不必在之后的附圖中進行討論。

各種結構、系統和設備僅出于解釋的目的而在附圖中示意性地被描繪并且，從而不利用對于本領域的技術人員而言公知的細節使本發明模糊。然而，附圖被包括以描述并且解釋所公開的主題的說明性范例。

圖1示出了治療系統100的截面和功能視圖。治療系統100被示出為包括放射治療裝置102和磁共振成像模塊106。放射治療裝置102包括環狀機構108。環狀機構108支持放射治療源110。放射治療源110是代表性的并且可以是LINAC X射線源、X射線2和放射性同位素伽瑪輻射源。鄰近放射治療源110是多葉射束準直器112，該多葉射束校準器用于對由放射治療源110所生成的輻射射束114進行準直。環狀機構108還適于關于放射治療裝置102的旋轉點117移動(例如，旋轉)放射治療源110和射束準直器112。旋轉軸116穿過旋轉點117。

磁共振成像模塊106被示出為包括主磁體122。環狀機構108是環狀的并且圍繞主磁體122。圖1中所示的主磁體122是圓柱型超導磁體。然而，其他磁體也適于本發明的實施例。主磁體122具有過冷低溫恒溫器124。在低溫恒溫器124內，存在超導線圈126的集合。還存在其電流與超導線圈126中的電流的方向相反的補償線圈128。這創建環繞或圍繞主磁體122的低磁場區130。圓柱形主磁體122被示出為具有對稱軸132。

在磁體的膛內，存在磁場梯度線圈134，其被用于采集圖像磁共振數據，以對主磁體122的成像體積138內的客體空間地編碼。磁場梯度線圈134被連接到磁場梯度線圈電源136。磁場梯度線圈134旨在是代表性的。通常，磁場梯度線圈包含用于在三個正交空間方向上進行空間編碼的三個分離的線圈組。成像體積138被定位在主磁體122的中心中。

鄰近成像體積138的是射頻(RF)線圈140，該射頻線圈用于操縱成像體積138內的磁自旋的取向，并且用于還從成像體積138內的自旋接收無線電傳輸。射頻線圈140連接到射頻收發器142。可以由分離的發射和接收線圈和分離的發射器和接收器替換射頻線圈140和射頻收發器142。應理解，射頻線圈140和射頻收發器142是簡單地代表性的。

對象144也被定位在主磁體122的中心內。對象144具有目標體積146并且被示出為靜臥在患者載體148上。RF線圈140可以將RF脈沖發射到目標體積146中。患者載體148具有機械定位系統150。機械定位系統150適于將患者載體148定位在主磁體122內。取決于在主磁體122內部可用的空間，機械定位系統150可以在包括垂直于磁體軸132的方向的不同的方向上移動患者載體148。如果在主磁體122內存更多可用的空間，則機械定位系統150可以具有更多自由度。例如，機械定位系統150可以以六個自由度定位患者載體148。

射頻線圈140可以連接到患者載體148。RF線圈140被提供有多個基準標記177，基準標記177被用于響應于RF脈沖激勵而發射磁共振信號。

射頻收發器142、磁場梯度線圈電源136、機械致動器104和機械定位系統150全部被示出為被連接到計算機系統152的硬件接口154。計算機系統152使用處理器156控制治療系統100，并且例如激活或控制擾相器(spoiler)199(其例如是電子開關)，以對RF線圈140和/或磁場梯度線圈134進行去諧或調諧。在另一范例中，擾相器199可以環繞基準標記的至少部分中的每個，例如，其可以是圍繞基準標記(具有球形)的微型螺線管線圈。

擾相器199可以包括電子開關，該電子開關在打開和閉合狀態之間切換以將RF線圈140去諧和調諧到預先選定的共振頻率。電子開關可以包括至少一個場效應晶體管(FET)。

可以通過切換線圈模式邏輯信號實現擾相元件(例如，擾相器)：當擾相在使用中時，PIN電流通過線圈被路由，以偏離b0場，或者在分裂模式中生成在標記體積上的(隨時間變化的)梯度。可以利用FET開關實現路由。該線圈可以是分離的去諧線圈，或者當不想要接收時在標記周圍的專用接收線圈可以重新被用于擾相目的。

圖1中所示的計算機系統152是代表性的。多個處理器和計算機系統可以被用于表示由該單個計算機系統12圖示的功能性。計算機系統152包括硬件接口154，硬件接口154允許處理器156針對MRI系統100的部件發送和接收。處理器156還被連接到用戶接口158、計算機存儲設備160和計算機存儲器162。放射治療裝置102未被示出為被連接到硬件接口154。放射治療裝置102例如可以被連接到硬件接口154并且經由機械致動器104與計算機系統152通信。

對于圖1所示的范例而言，放射治療裝置的旋轉軸116不與磁體軸132同軸。旋轉點117被示出為從磁體軸132偏離中心。可以看到，目標區146從磁體軸132離心并且遠離磁體軸132。已經通過機械致動器104移動了放射治療裝置102，使得放射治療裝置的旋轉點117在目標區146內。可以看到，已經相對于磁體122移動了環狀機構108。

輻射射束114穿過旋轉點117。將旋轉點117放置在目標區146的中心處允許當輻射射束114由放射治療源110創建并且由環狀機構108旋轉時目標區連續地被處置。

計算機存儲設備160被示出為包含已經由磁共振成像模塊106采集的圖像磁共振數據170。計算機存儲設備160被示出為還包含已經根據圖像磁共振數據重建的診斷圖像(即，圖像表示)172。計算機存儲設備160被示出為還包含目標體積146的坐標174。計算機存儲設備160被示出為還包含放射治療控制信號178。

計算機存儲器162包含用于由處理器156操作的機器可執行指令180、182、186、188、194。計算機存儲器162被示出為包含治療系統控制模塊180。治療系統控制模塊180包含允許處理器156控制治療系統100的總體功能的機器可執行指令。計算機存儲器162被示出為還包含放射治療裝置控制模塊182。放射治療裝置控制模塊182包含允許處理器156控制放射治療裝置102的功能的機器可執行指令。

計算機存儲器162被示出為還包含磁共振成像控制模塊186。該磁共振成像控制模塊186包含允許處理器156控制磁共振成像模塊106的功能和操作的機器可執行代碼。計算機存儲器162被示出為還包含圖像重建模塊188。像重建模塊188包含由處理器156用于將圖像磁共振數據變換為圖像172的機器可執行代碼。

計算機存儲器162被示出為還包含放射治療控制信號生成模塊194。放射治療控制信號生成模塊194包含處理器156使用以生成放射治療控制信號178的計算機可執行代碼。可以結合目標體積146的坐標174生成放射治療控制信號178。

計算機存儲器162還包含使得處理器156能夠運行下文描述的方法的至少部分的計算機可執行代碼。

圖2是用于定位醫學裝置(諸如系統100或系統100的部分，其包括磁共振成像模塊106，該磁共振成像模塊包括主磁體122和患者載體148)的RF線圈(例如，140)的方法的流程圖。RF線圈140被連接到患者載體148。RF線圈140被提供有多個基準標記177，基準標記177被用于發射磁共振信號。該醫學裝置包括用于定位患者載體1148的定位系統150。該醫學裝置還包括：存儲器162，其用于存儲機器可執行指令；以及處理器156。該醫學裝置還可以包括擾相器199，如上文所描述的。

多個基準標記177可以具有非鐵磁性殼，該非鐵磁性殼定義填充有包括Fl19氟同位素的液體或膠體化合物的球形腔。通過將順磁物質添加到其(例如，少量的CuSO4或MnCl)，優選地對化合物中的氟的自旋點陣弛豫時間給定適合地小的值(通常，幾十毫秒)。在0.23T處，氟的共振頻率是大約9.2MHZ；并且質子共振頻率是大約9.8MHZ。差異是足夠大的，可以對共振質子和共振氟的信號進行區分。共振頻率是足夠接近的，相同發射器、接收器線圈可以被用于激勵和接收共振質子和共振氟兩者的共振信號。備選地，雙調諧線圈被調諧到兩者共振頻率。

針對基于尺寸的區分，至少一個基準標記比多個基準中的另一個更大。20％至60％的尺寸差異是優選的，因為尺寸差異的幅度在磁共振圖像中是可容易地檢測的。尺寸差異允許查看基準標記的重建圖像以參考基準標記的定位的先驗知識對圖像進行取向。例如，當三個基準標記被安裝在RF線圈140上時，不同尺寸的基準標記可以最接近地被安裝到RF線圈140的插入端。基準間隔、附近的解剖結構等的先驗知識也可以被用于確定取向。備選地，基準標記的中空腔可以具有不同的形狀(諸如十字形、立方體等)。當沿著任何方向采取投影圖像時，應當小心選擇保持唯一和可區分的形狀。例如，基準標記在尺寸方面可以是數毫米的小球或圓柱體—并且可以并入RF線圈140中的剛性部分。

在步驟201中，定位系統150被控制以移動患者載體148，例如，定位系統150被控制以連續地移動患者載體148。尤其地在確定RF線圈140的中間位置之后，患者載體148運動可以考慮物理特性，諸如已知的加速/減速特性。運動可以在至少一個方向上。

在步驟203中，MRI模塊可以例如使用磁共振成像控制模塊186來控制以響應于在多個基準標記的至少第一集合中的磁共振的激勵而采集MRI數據。例如，RF線圈140可以被控制以激勵和接收目標體積中的共振質子和基準標記的第一集合中的共振氟兩者的共振信號。

在步驟205中，可以使用MRI數據使用圖像重建模塊來重建基準標記的第一集合的圖像表示。由于共振信號由頻率空間地編碼并且由于氟和質子共振光譜的中心頻率被偏移，因此圖像重建模塊188分離地重建基準和質子圖像。任選地，頻率偏移可以被添加到氟信號以補償共振頻率中的差異。

基準標記數據由圖像重建模塊188重建并且被存儲在計算機存儲器162中。對象的圖像可以被存儲在計算機存儲器162中并且可以交疊或由圖像重建模塊188以其他方式組合以產生單幅圖像，例如，基準標記的第一集合的圖像表示，該單幅圖像示出相對于被成像的解剖結構的選定的部分的基準標記的第一集合的位置。任選地，圖像被重建為二維投影圖像。

在步驟207中，可以使用重建圖像中的基準標記的第一集合的位置計算RF線圈140的位置。

可以通過使用例如與已知標記形狀的互相關性從重建圖像檢測基準標記的第一集合。例如，根據重建圖像中的基準標記的第一集合的位置，例如圖像重建模塊188的位置計算器計算相對于RF線圈140的患者圖像的取向和空間位置。例如，位置計算器可以監測第一尺寸的標記的第一集合的兩個或更多基準標記，所述基準標記在與RF線圈140的軸(例如，與其對準)的已知關系中以識別其取向。可以監測標記的第一集合的三個或更多基準標記中間的另一可識別的基準或間隔以確定RF線圈140正面向或沿著軸取向哪個方向。離軸基準的類似監測指示RF線圈140的旋轉取向。最后，識別被成像的基準標記的第一集合的“質心”指示沿著所識別的軸的RF線圈140上的對應點的位置。還可以預期其他定位算法。

在步驟209中，擾相器199可以被控制以基于所計算的位置，抑制從基準標記的第一集合中的一個或多個基準標記發射的磁共振信號。例如，可以在至少一個空間方向上計算RF線圈140的位置。在所計算的位置沿著一個空間方向匹配目標位置(例如，117)的情況下，抑制從被用于沿著一個空間方向的位置的計算的基準標記發射的磁共振信號。

可以將多個基準標記中的基準標記的第二集合用作基準標記的第一集合重復步驟201)-209)直到所計算的位置與預定義目標位置匹配，其中，基準標記的第二集合包括基準標記的至少第一集合。

可以通過對固定階段中的患者載體148進行成像確認最后計算的位置。在確認之后，可以關閉仍然活動或打開的任何剩余的基準標記。

圖3是用于定位醫學裝置(諸如系統100或系統100的部分，其包括磁共振成像模塊106，該磁共振成像模塊包括主磁體122和患者載體148)的RF線圈(例如，140)的備選方法的流程圖。RF線圈140被連接到患者載體148。RF線圈140被提供有多個光學發射器，該光學發射器被配置為由光學系統(諸如一個或多個攝像機)跟蹤。該攝像機可以被定位在主磁體122外部或內部或者可以被集成到RF線圈140。另外，可以結合額外光學元件(諸如透鏡、反射鏡或光纖)使用攝像機。該攝像機可以被預先配準以符合MR模塊內的RF線圈140的物理結構和得到的圖像。該攝像機可以具有到光學發射器的視線以便檢測發射器。該醫學裝置還包括用于定位患者載體1148的定位系統150。該醫學裝置還包括：存儲器162，其用于存儲機器可執行指令；以及處理器156。

在步驟301中，定位系統150被控制以移動患者載體148，例如，定位系統150被控制以連續地移動患者載體148。該移動可以在至少一個方向上。

在步驟303中，一個或多個攝像機可以被控制以計算使用的RF線圈的位置。例如，一個或多個攝像機可以連續地跟蹤被定位在RF線圈140上的光學(或光)發射器的位置。來自一個或多個攝像機的圖像可以被用于對光源的位置進行三角測量。并且，可以測量RF線圈位置。例如，當RF線圈140被放置在患者載體148上時，攝像機聚焦在RF線圈122上，并且根據由攝像機拍攝的圖像，例如在圖像重建模塊188的位置計算器處執行RF線圈放置的分析。一旦RF線圈140在膛中，則所采集的位置數據可以被用于調節患者載體位置。

可以重復步驟301-303，直到所計算的位置匹配預定義目標位置(例如，117)。

在備選實施例中，可以使用方法步驟303和步驟203-207的組合確定RF線圈的位置(例如，步驟207還可以包括步驟303)。在這種情況下，RF線圈140可以被提供有多個光學發射器以及多個基準標記。例如，在步驟303中所確定的位置可以用作步驟203-207中所確定的位置的交叉檢查，其中，執行步驟201)-209)的重復直到兩者所確定的位置匹配預定義目標位置。這還可以增加定位和治療流程的準確度，如上文所描述的。

在備選實施例中，RF線圈140的位置可以首先(或初始地)使用如上文所描述的基準標記的方法(例如步驟203-207)來確定，直到RF線圈的所計算的位置到達預定義位置，在所述預定義位置處，輻射水平在最大允許輻射水平處，超過所述最大允許輻射水平不能可靠地使用基準標記。在到達該預定義位置之后，可以使用攝像機(如在步驟303中所描述的)而不是基準標記的方法來計算RF線圈的位置直到所計算的位置匹配最后的目標位置。這還可以增加定位和治療程序的準確度，如上文所描述的。

正如本領域技術人員將認識到的，本發明的各方面可以被實施為裝置、方法或計算機程序產品。因此，本發明的各方面可以采取如下形式：完全硬件實施例、完全軟件實施例(包括固件、駐留的軟件、微代碼等)或者組合軟件和硬件各方面的實施例，總體上，所有這些在本文中可以被稱為“電路”、“模塊”或“系統”。此外，本發明的各方面可以采取計算機程序產品的形式，所述計算機程序產品被嵌入在一個或多個計算機可讀介質中，在所述一個或多個計算機可讀介質上嵌入有計算機可運行代碼。

可以利用一個或多個計算機可讀介質的任意組合。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或者是計算機可讀存儲介質。本文中所使用的“計算機可讀存儲介質”涵蓋可以存儲能夠由計算設備的處理器運行的指令的任何暫態存儲介質。計算機可讀存儲介質可以指代計算機可讀非暫態存儲介質。計算機可讀存儲介質也可以指代暫態計算機可讀存儲介質。在一些實施例中，計算機可讀存儲介質也可以能夠存儲能由計算設備的處理器訪問的數據。計算機可讀存儲媒介的范例包括，但不限于：軟盤、磁硬盤驅動、固態硬盤、閃存、USB拇指驅動、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、光盤、磁光盤以及處理器的寄存器文件。光盤的范例包括緊致盤(CD)以及數字通用盤(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盤。術語計算機可讀存儲介質也指代能夠由計算機設備經由網絡或通信鏈路訪問的各種類型的記錄媒介。例如，可以通過解調器、通過因特網或者通過局域網來索取數據。嵌入在計算機可讀介質上的計算機可運行代碼可以適于任何適當的介質進行傳送，包括，但不限于，無線、有線、光纖線纜、RF等或者上述的任意合適的組合。

計算機可讀信號介質可以包括其中嵌入有計算機可運行代碼的例如在基帶中或者作為載波的部分而傳播的數據信號。這樣的傳播的信號可以采取各種形式中的任意一種，包括，但不限于，電-磁、光學或者其任意合適的組合。計算機可讀信號介質可以是任意計算機可讀機制，其不是計算機可讀存儲介質，并且其能夠傳送、傳播或運送由指令運行系統、裝置或設備使用或者與之結合使用的程序。

“計算機存儲器”或“存儲器”是計算機可讀存儲介質的范例。計算機存儲器是處理器能夠直接訪問的任何存儲器。“計算機存儲設備”或“存儲設備”是計算機可讀存儲介質的另一范例。計算機存儲設備是非易失性計算機可讀存儲介質。在一些實施例中，計算機存儲設備也可以是計算機存儲器或者反之亦然。

本文所使用的“處理器”涵蓋能夠運行程序或機器可運行指令或計算機可運行代碼的電子部件。對包括“處理器”的計算設備的引用應當被解釋為可能包含超過一個處理器或處理核。處理器例如可以是多核處理器。處理器也可以指代在單個計算機系統之內或者在多個計算機系統之間分布的處理器的集合。術語計算設備也應當被解釋為能夠指代每個均包括一個或多個處理器的計算設備的集合或網絡。計算機可運行代碼可以由多個處理器運行，所述多個處理器可以在同一計算設備之內，或者其甚至可以跨多個計算設備分布。

計算機可運行代碼可以包括機器可運行指令或者令處理器執行本發明的各方面的程序。用于執行針對本發明的各方面的操作的計算機可運行代碼能夠以一種或多種編程語言的任意組合來編寫，包括面向對象的編程語言，諸如Java、Smalltalk、C++等，以及常規的過程編程語言，諸如“C”編程語言或類似編程語言，并且被編譯為機器可運行指令。在一些情況下，計算機可運行代碼可以是高級語言的形式或者為預編譯的形式，并且可以與翻譯器結合使用，所述翻譯器飛速生成機器可運行指令。

計算機可運行代碼可以完全在用戶的計算機上運行、部分地在用戶的計算機上運行、作為單機軟件包運行、部分地在用戶的計算機上運行以及部分地在遠程計算機上運行或者完全在遠程計算機或服務器上運行。在后者的方案中，遠程計算機可以通過任何類型的網絡被連接到用戶的計算機，所述網絡包括局域網(LAN)或者廣域網(WAN)或者可以實現對外部計算機的連接(例如，通過使用因特網服務提供商的因特網)。

參考根據本發明的實施例的方法、裝置(系統)和計算機程序產品的流程圖圖示和/或方框圖描述了本發明的各方面。應當理解，流程圖、圖示和/或方框圖中的方框中的每個方框或部分在可應用時能夠由計算機可運行代碼形式的計算機程序指令來實施。還應當理解，在不互相排斥時，可組合在不同流程圖、圖示和/或方框圖中的方框的組合。這些計算機程序指令可以被提供到通用計算機、專用計算機或者其他可編程數據處理裝置的處理器以產生機器，使得經由計算機或其他可編程數據處理裝置的處理器運行的指令創建用于實施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的模塊。

這些計算機程序指令也可以被存儲在計算機可讀介質中，其能夠引導計算機、其他可編程數據處理裝置或其他設備以特定的方式工作，使得存儲在所述計算機可讀介質中的指令產生包括指令的加工文檔，其實施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作。

計算機程序指令也可以被加載到計算機、其他可編程數據處理裝置或其他設備上以令一系列操作步驟在所述計算機、其他可編程數據處理裝置或其他設備上執行，以產生計算機可實施的過程，使得在計算機、其他可編程數據裝置上運行的所述指令提供用于實施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的過程。

在本文中使用的“用戶接口”是允許用戶或操作員與計算機或計算機系統進行交互的接口。“用戶接口”也可以稱為“人機接口設備”。用戶接口可以向操作員提供信息或數據和/或從操作員接收信息或數據。用戶接口可以實現來自操作員的輸入被計算機接收到并且可以向用戶提供來自計算機的輸出。換言之，用戶接口可以允許操作員控制或操控計算機并且所述接口可以允許計算機指示操作員的控制或操控的效果。在顯示器或圖形用戶接口上對數據或信息的顯示是向操作員提供信息的范例。通過鍵盤、鼠標、跟蹤球、觸摸板、指點桿、繪圖板、操縱桿、游戲手柄、網絡相機、耳機、齒輪桿、方向盤、腳踏板、有線手套、跳舞毯、遠程控制以及加速度計對數據的接收都是用戶接口部件的全部范例，其使得能夠從操作員接收信息或數據。

在本文中所使用的“硬件接口”涵蓋使得計算機系統的處理器能夠與外部計算設備和/或裝置進行交互和/或控制外部計算設備和/或裝置的接口。硬件接口可以允許處理器來將控制信號或指令發送到外部計算設備和/或裝置。硬件接口也可以使得處理器能夠與外部計算設備和/或裝置交換數據。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行總線、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、藍牙連接、無線局域網連接、TCP/IP連接、以太網連接、控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口以及數字輸入接口。

在本文所使用的“顯示器”或“顯示設備”涵蓋了適于顯示圖像或數據輸出設備或用戶接口。顯示器可以輸出視覺、聽覺和/或觸覺數據。顯示器的范例包括，但不限于：計算機監視器、電視屏幕、觸摸屏、觸覺電子顯示器、盲人屏幕、陰極射線管(CRT)、存儲顯像管、雙穩態顯示器、電子紙、矢量顯示器、平板顯示器、真空熒光顯示器(VF)、發光二極管(LED)顯示器、電致發光顯示器(ELD)、等離子體顯示器面板(PDP)、液晶顯示器(LCD)、有機發光二極管顯示器(OLED)、投影器以及頭戴式顯示器。