用于MR引导放射治疗的同步运动监测与真实投递分析成像框架

分次内运动在腹部和胸部放射治疗的成功中起着关键作用。混合磁共振引导放射治疗系统有潜力控制分次内运动。最近，我们引入了一种能够在两个正交平面获取实时电影成像的MRI序列（SOPI）。我们在此扩展SOPI，以允许在一个平面中动态更新切片位置，同时保持另一平面位置固定。在该实现中，来自静态平面的电影图像用于运动监测，并作为图像导航器对另一平面中的步进图像进行排序，生成用于剂量重建的动态4D图像体积。一个填充放射变色FXG凝胶的定制3D打印靶标被连接至动态运动体模。4D-SOPI在由显示幅度/频率变化和漂移的实际患者呼吸波形驱动的动态运动体模中以及一名健康志愿者身上采集。从体模运动的时间序列重建出独特的4D-MRI时段。来自静态4cmx15cm射野的剂量在 each 4D呼吸时相分箱和时段图像上计算，按各分箱所花时间缩放，然后刚性累加。随后将体模置于Elekta MR Linac上，并在运动时照射。照射后，通过对体模的R1图应用R1-剂量校准曲线确定沉积至FXG凝胶的实际剂量。4D-SOPI电影图像产生的呼吸运动导航器与实际体模运动高度相关（CC=0.9981）。靶区内累加剂量与实测剂量的平均差异为最大处方剂量的4.4%。这些结果提供了早期验证，表明4D-SOPI可同时为集成MR引导放射治疗（MR-gRT）系统实现实时运动监测和真实投递分析。