專(zhuān)利名稱(chēng)：包括磁共振成像裝置的粒子輻射治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明描述粒子輻射治療設(shè)備，該粒子輻射治療設(shè)備包括磁體，
由此在粒子輻射治療期間允許磁共振成像(MRI)。
背景技術(shù)：
用質(zhì)子和碳離子射束進(jìn)行輻射治療已表明是有效的。另外它已表 明與常規(guī)的伽馬輻射治療相比對(duì)組織造成更小的損傷。
然而，用于確定待給予的劑量的大小和位置的輻射計(jì)劃基于MRI 成像或CT成像，該MRI成像或CT成像可能在進(jìn)行治療之前的相當(dāng)長(zhǎng) 的時(shí)段進(jìn)行。在介入期間，待輻射的組織的位置可能已移動(dòng)或改變形 狀。這可能導(dǎo)致對(duì)健康組織的輻射和/或遺漏患病組織，這可能導(dǎo)致疏 忽(remi ss ion )。
在輻射治療中，通常用在橫向平面XY中沿橫向方向110提供的射 束對(duì)患者進(jìn)行照射，如圖13中示意性所示。
理想的是在進(jìn)行MRI成像的同時(shí)將帶電粒子射束施加于患者，因 為預(yù)定目標(biāo)的位置和形狀于是可以在其當(dāng)前位置中是精確已知的。
大多數(shù)當(dāng)前的MRI掃描儀不適合于此，因?yàn)樯涫鴮⒈坏蜏睾銣仄?阻礙。另外，即使在例如那些使用C形或H形磁體的掃描儀的"開(kāi)放 式"掃描儀中，掃描儀的磁場(chǎng)也將垂直于帶電粒子射束的橫向方向 110。這將使射束偏離預(yù)定方向。
圖14A和14B示出兩種現(xiàn)有技術(shù)的MRI掃描儀，其中才艮據(jù)磁通量 線(xiàn)示出磁場(chǎng)B。圖14A顯示在常規(guī)的螺線(xiàn)管磁體布置中經(jīng)歷MRI成像的 患者。如所示的那樣，如果有可能在MRI成像期間沿橫向方向110將 帶電粒子射束施加于患者，則該射束將垂直于MRI設(shè)備所產(chǎn)生的磁場(chǎng) B，因此磁場(chǎng)B將使該射束偏離其預(yù)定目標(biāo)。在這樣的常規(guī)的螺線(xiàn)管磁 體布置中，由于圍繞患者的感興趣區(qū)域的螺線(xiàn)管的存在而不可能接近 患者。圖14B顯示在常規(guī)的開(kāi)放式C形磁體布置中經(jīng)歷MRI成像的患 者。在這樣的磁體布置中更易接近患者。然而，如所示的那樣，如果 有可能在MRI成像期間沿橫向方向110將帶電粒子射束施加于患者，
則該射束將垂直于MRI設(shè)備所產(chǎn)生的磁場(chǎng)B，因此磁場(chǎng)B將使該射束偏 離其預(yù)定目標(biāo)。
US 2004/0199068描述了一種系統(tǒng)，其中MRI (磁共振成像)祐_ 用于跟蹤患者的目標(biāo)體積的位置并且控制對(duì)治療體積的粒子射束供 應(yīng)，使得只有當(dāng)治療體積與患者的目標(biāo)體積一致時(shí)才激活粒子射束。
US 6， 198， 957描述了一種組合式MRI和粒子射束治療裝置。當(dāng)施 加粒子射束治療時(shí)MRI系統(tǒng)的磁場(chǎng)被關(guān)閉。
WO 02/065149描述了適合用于例如MRI裝置的線(xiàn)圈布置，其中產(chǎn)
生沿著平行于線(xiàn)圏的平面并且平行于位于線(xiàn)圈的平面中間的平面的方 向的磁場(chǎng)。它提供包括四個(gè)磁線(xiàn)圈組的群組的磁體組件，每個(gè)磁線(xiàn)圈 組包括導(dǎo)電材料的繞組；其中磁線(xiàn)圈組關(guān)于中平面和反射平面的相交 軸對(duì)稱(chēng)布置，反射平面垂直于中平面，使得線(xiàn)圏具有相對(duì)于垂直于中 平面和反射平面的另一平面的對(duì)稱(chēng)平面，每個(gè)線(xiàn)圏繞垂直于中平面的 軸纏繞，并且其中繞組被配置成在操作中電流關(guān)于反射平面對(duì)稱(chēng)并且 關(guān)于中平面反對(duì)稱(chēng)，從而在系統(tǒng)的中心產(chǎn)生垂直于反射平面的合成 場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供一種MRI系統(tǒng)來(lái)允許在粒子輻射治療的同 時(shí)進(jìn)行MRI成〗象，所述MRI系統(tǒng)以沿著平行于施加帶電粒子射束的預(yù) 定方向的橫向方向110的磁場(chǎng)工作，從而使磁場(chǎng)與帶電粒子射束的干 擾最小化，同時(shí)允許接近患者。
本發(fā)明還提供用于操作這樣的設(shè)備以在施加區(qū)域進(jìn)行MRI成像的 同時(shí)將粒子輻射施加于相同區(qū)域的方法。
本發(fā)明因此提供如在所附的權(quán)利要求中所述的裝置和方法。


為了更好地理解本發(fā)明并且表明本發(fā)明可以如何^皮實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在將 僅僅通過(guò)例子參考如附圖頁(yè)中所示的附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí) 施例、方法和過(guò)程，其中
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的四個(gè)磁線(xiàn)圏的布置的透視
圖2和3顯示兩個(gè)香蕉線(xiàn)團(tuán)配置的比較；
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的四個(gè)磁線(xiàn)圏組件的布置的透 視圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的布置的截面圖； 圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的帶有凹槽的扇形線(xiàn)圏組的透 視圖7顯示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的XZ平面中的橫截面，其顯示例如 圖6中所示的線(xiàn)圈相對(duì)于MRI系統(tǒng)的其它部件的布置；
圖8根據(jù)磁通量線(xiàn)顯示圖7中所示的線(xiàn)圍布置的XZ平面中的磁場(chǎng) 的方向；
圖8a -圖8c顯示如圖7中所示的線(xiàn)圏布置所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等 高線(xiàn)；
圖9顯示根據(jù)圖7的系統(tǒng)的XZ平面中的5高斯線(xiàn)； 圖10、圖11和圖12顯示替代實(shí)施例；
圖13顯示將粒子射束施加于患者以執(zhí)行粒子輻射治療的預(yù)定方 向；以及
圖14A和圖14B顯示所示的常規(guī)MRI磁體所生成的磁場(chǎng)和將粒子 射束施加于患者以執(zhí)行粒子輻射治療的預(yù)定方向。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將W0 02/065149中所述的磁線(xiàn)圏布置的施加作為在施加帶 電粒子射束期間監(jiān)視輻射治療的目標(biāo)區(qū)域的裝置提供。
有利地，根據(jù)本發(fā)明，這樣的線(xiàn)團(tuán)布置被布置成它們產(chǎn)生的磁場(chǎng) 位于施加用于粒子輻射治療的粒子射束的預(yù)定方向110。由于帶電粒子 射束的施加將沿著磁場(chǎng)的方向，因此射束不會(huì)被偏轉(zhuǎn)，并且粒子輻射 劑量可以精確地^皮施加于預(yù)定目標(biāo)。
現(xiàn)在將參考圖1 -圖12描述這樣的布置的例子。
圖1顯示由四個(gè)線(xiàn)圏111、 112、 114、 116和將在以下描述中參考 的XYZ坐標(biāo)參考框架組成的布置。圖1中所示的線(xiàn)圏111 - 116相對(duì)于 平行于也被確定為橫向平面的XY平面的中平面對(duì)稱(chēng)布置，并且也相對(duì) 于被確定為反射平面的YZ平面對(duì)稱(chēng)布置。線(xiàn)圏也具有平行于ZX平面 的對(duì)稱(chēng)平面。線(xiàn)圈上的箭頭118被顯示以表明線(xiàn)圏中的電流相對(duì)于彼此的方向。位于中平面(XY平面)之上的線(xiàn)圏111中的電流的方向與 位于中平面XY之下的線(xiàn)圏114的電流的方向相反(反對(duì)稱(chēng))。此外， 正X空間中線(xiàn)圈112、 116的電流的旋轉(zhuǎn)指向與負(fù)X空間中各相應(yīng)線(xiàn)圏 111、 114的電流的指向相反(反射對(duì)稱(chēng))。有時(shí)被稱(chēng)為"香蕉線(xiàn)團(tuán)，， 的圖1中所示的每個(gè)線(xiàn)圈的形狀由于最靠近反射平面的線(xiàn)圈的一側(cè)上 的反向曲率半徑(凹面)而不能直接通過(guò)常規(guī)的纏繞過(guò)程來(lái)制造。
由線(xiàn)圏111、 112、 114、 116所產(chǎn)生的場(chǎng)的和用于粒子輻射治療的 帶電粒子射束的施加的方向110用將在隨后的附圖中標(biāo)示的粗箭頭指 示。
如圖1中所示的線(xiàn)圏組所生成的場(chǎng)可能不產(chǎn)生質(zhì)量足以進(jìn)行MRI 成像的場(chǎng)。以下描述提供可以產(chǎn)生質(zhì)量提高的磁場(chǎng)的另外的實(shí)施例。
圖2和3顯示在與圖1中所示的布置相對(duì)應(yīng)的布置中適合用于本 發(fā)明實(shí)施例中的香蕉線(xiàn)圈的兩種另外的配置。圖2 -圖3中每種配置所 產(chǎn)生的磁場(chǎng)與圖1的布置相同。圖2顯示一種嵌套香蕉線(xiàn)圏，其中沿 第一方向攜帶100A電流的120°弧形香蕉線(xiàn)圈210具有嵌套在其中的 60°弧形香蕉線(xiàn)圏。60。線(xiàn)圏沿著與第一方向相反的方向攜帶200A的 電流，導(dǎo)致對(duì)于整個(gè)120°弧形配置的中心60°弧形來(lái)說(shuō)沿第二方向 的100A總電流。這等效于圖3中所示的結(jié)構(gòu)，其中具有沿第二方向攜 帶100A電流的中心60°弧形香蕉線(xiàn)圏214，兩個(gè)周邊的30°弧形香 蕉線(xiàn)圈216、 218沿第一方向攜帶100A電流。
盡管這樣的香蕉線(xiàn)圈的制造方法是眾所周知的，但可能更容易通 過(guò)疊加如圖4中所示的D形線(xiàn)圏來(lái)產(chǎn)生基本上相同的磁場(chǎng)。這也在定 位D的直邊以便提高磁場(chǎng)的均勻性方面給予附加的自由度。D形線(xiàn)圍可 以交錯(cuò)和/或重疊。線(xiàn)圏如參考圖1所迷對(duì)稱(chēng)布置。參考下面的線(xiàn)圏， 由于圖4也顯示了每個(gè)D形線(xiàn)圏中的電流422的方向，可以看到線(xiàn)圏 410、412和414具有在形狀和各自的電流方向上的鏡像線(xiàn)圏416、418、 420。
每個(gè)D形線(xiàn)圏繞在操作中平行于Z軸定位的軸纏繞。盡管線(xiàn)圏是 非圓形的，但繞組是順向的，因?yàn)椴淮嬖诶@組的曲率半徑反向。每個(gè) 線(xiàn)圏的外表面是凸面的或平面的。雖然常規(guī)地預(yù)期D形線(xiàn)圈在一側(cè)具 有直部，但實(shí)際上該側(cè)不需要是完全直的，而是可以?xún)H僅具有極大的 曲率半徑以幫助導(dǎo)線(xiàn)的纏繞。由于類(lèi)似原因，在直部末端的拐角優(yōu)選
地是圓形的，而不是包括尖角。這樣可以利用常規(guī)的繞線(xiàn)過(guò)程但是以
可變的曲率半徑而不是用于圓形線(xiàn)圏的固定半徑容易地纏繞大體上D 形的線(xiàn)圈。盡管每個(gè)單獨(dú)的線(xiàn)圏的纏繞軸平行于Z軸，不同線(xiàn)圏中的 電流的布置在系統(tǒng)的中心沿垂直于Z軸的方向110產(chǎn)生合成場(chǎng)。類(lèi)似 地，在系統(tǒng)外部的區(qū)域中單獨(dú)的線(xiàn)圈的場(chǎng)用于彼此抵消，從而導(dǎo)致在 系統(tǒng)外部的很小的雜散場(chǎng)，而不需要附加的屏蔽措施、例如額外的線(xiàn) 圈。
圖5顯示理論上應(yīng)當(dāng)沿方向110產(chǎn)生高質(zhì)量均勻場(chǎng)的平面線(xiàn)圈組 的頂視圖。當(dāng)如參考圖1所述的那樣成組對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，它們將產(chǎn)生均 勻性，該均勻性在4 0cm的成像區(qū)域球體上具有6 ppm的預(yù)測(cè)峰-峰值。 線(xiàn)圈510和512是相同的，并且應(yīng)在電流方向(未顯示)在YZ平面中 成鏡像的情況下被使用。這些線(xiàn)圏在構(gòu)造上類(lèi)似于已知的平面或梯度 線(xiàn)圏。與被配置用于在完整的MRI系統(tǒng)的中心提供零場(chǎng)的梯度線(xiàn)圏相 比，在本申請(qǐng)中每個(gè)象限的線(xiàn)圈串聯(lián)連接以便在MRI系統(tǒng)的中心提供
高強(qiáng)度、高質(zhì)量均勻場(chǎng)。然而，雖然該布置提供高強(qiáng)度、高質(zhì)量均勻 場(chǎng)，但它不允許容納生成MRI圖像所需的梯度線(xiàn)圈和RF線(xiàn)圈。
圖6以極坐標(biāo)網(wǎng)格方式顯示扇形線(xiàn)圏610、 612、 614、 616的布置 的視圖。扇形線(xiàn)圏被布置在平行平面中，其中對(duì)于從中心直到半徑的 圓中的線(xiàn)圏來(lái)說(shuō)線(xiàn)圈之間的間隙618被增大，該半徑對(duì)應(yīng)于按照現(xiàn)有 技術(shù)所制造的梯度線(xiàn)圏的半徑。中心線(xiàn)圏610、 614之間的中心的增大 的間隙618提供用于RF線(xiàn)圏、梯度線(xiàn)圏和墊片的足夠空間，而外面的 線(xiàn)圏612、 616之間的間隙620較小。這提高總合成場(chǎng)的均勻性并且減 小生成給定中心場(chǎng)所需的導(dǎo)體數(shù)量。線(xiàn)圏可以如所示的那樣是多個(gè)小 的段形線(xiàn)團(tuán)。替代地，幾個(gè)相鄰段可以用較大的香蕉線(xiàn)圏代替。在另 一實(shí)施例中，為了便于纏繞，段形線(xiàn)圏可以用梯形線(xiàn)圏代替。
圖7顯示具有與圖6中所示的線(xiàn)圏布置類(lèi)似的線(xiàn)圈布置的MRI掃 描儀的ZX平面中的橫截面。線(xiàn)圏被布置成兩組710和712。組710對(duì) 應(yīng)于圖6中具有增大的間隙618的線(xiàn)圏610、 614。線(xiàn)圏可以;陂布置成 以超導(dǎo)方式工作，如已知的那樣。外面的線(xiàn)圏被標(biāo)識(shí)為712，對(duì)應(yīng)于圖 6的線(xiàn)圏612、 616。目前的超導(dǎo)體需要在低溫下工作并且該例子中的 線(xiàn)圏被充當(dāng)熱輻射屏蔽的外殼714圍繞。另外，該外殼也可以被用于 包含冷凍劑。線(xiàn)圈710和712以及外殼714凈皮氣密外殼716圍繞。
該外殼的內(nèi)部被抽空以最小化熱量通過(guò)對(duì)流從外殼716的內(nèi)表面 到線(xiàn)圈的傳導(dǎo)。外殼具有容納梯度線(xiàn)圈組件5和RF線(xiàn)圏4的凹進(jìn)部分。 對(duì)于35兆安培米線(xiàn)圈組來(lái)說(shuō)中心場(chǎng)已被計(jì)算為1T,在直徑為40cm的 球體上均勻性為143ppm。導(dǎo)體的外徑為1.9m，導(dǎo)體之間的間隙620為 0. 7m,并且內(nèi)導(dǎo)體之間的間隙618為0. 9m。
圖8顯示圖7中所示的實(shí)施例的XZ平面中的通量線(xiàn)810。所述線(xiàn) 顯示例如磁共振成像所需的、由線(xiàn)圍產(chǎn)生的非常理想的均勻平行場(chǎng)。 圖8a -圖8c分別顯示在Y-O、 Y-O. lm和Y-O. 2m時(shí)的XZ平面中描述 磁場(chǎng)B的恒定磁場(chǎng)強(qiáng)度線(xiàn)。因此，所述線(xiàn)圈布置方便地提供一個(gè)實(shí)施 例，該實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)足夠均勻的半徑為0. 2m的診斷體積。
圖9在ZX平面中顯示針對(duì)如圖7中所示的線(xiàn)圈組件所計(jì)算的5高 斯曲線(xiàn)910。僅僅顯示了在+X+Z象限中的5高斯線(xiàn)。這清楚地證明所 述線(xiàn)圏布置的低雜散場(chǎng)特性。
圖10以透—見(jiàn)圖顯示一個(gè)實(shí)施例1000的所有主磁體。每個(gè)象限包 括并排的三個(gè)線(xiàn)圏1010、 1012、 1014... 1032，中心線(xiàn)圏1012、 1018、 1024、和1030位于XZ平面中。象限的每個(gè)線(xiàn)圏中的電流方向1034 -1040是相同的。
圖11顯示除了在每個(gè)象限中有六個(gè)線(xiàn)圏1110- 112 0之外與圖10 類(lèi)似的布置。應(yīng)理解的是可能理想的是具有用于某些應(yīng)用的寬廣的 成像領(lǐng)域。替代地，多個(gè)小的子線(xiàn)圏的使用可以允許降低制造成本。
圖12除了每個(gè)香蕉線(xiàn)圈1210、 1214、 1218、 1222配備有位于香 蕉內(nèi)弧上的輔助的矩形線(xiàn)圏1212、 1216、 1220、 1224以及象限的各線(xiàn) 圏的電流方向相反之外對(duì)應(yīng)于圖1。圖12的線(xiàn)圏布置在本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例中可以被提供作為主場(chǎng)生成裝置。
用于放置適合于例如所述的磁共振成像組件的磁線(xiàn)圏的配置提供 由于設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的許多優(yōu)點(diǎn)通過(guò)開(kāi)放式設(shè)計(jì)提供高的患者接近度； 因?yàn)榇怪庇谘仄叫杏谥衅矫鎄Y的方向110的配置生成總磁場(chǎng)。成像體 積任一側(cè)的相對(duì)線(xiàn)圏之間的磁吸引力被減小，從而允許線(xiàn)圏組之間的 支架的構(gòu)造與對(duì)于常規(guī)的開(kāi)放式或C形磁體來(lái)說(shuō)已知的構(gòu)造相比不太 堅(jiān)固；患者可以從頭到腳趾沿著磁場(chǎng)與磁場(chǎng)成任何角度被定位；伴隨 導(dǎo)線(xiàn)數(shù)量的減少的更小磁體的使用可以實(shí)現(xiàn)制造成本的有用節(jié)省。
已發(fā)現(xiàn)以上布置適合于結(jié)合到粒子輻射治療設(shè)備中。
本發(fā)明提供上述磁線(xiàn)圏布置的施加以提供改進(jìn)的粒子輻射治療設(shè) 備。根據(jù)本發(fā)明，帶電粒子射束源被布置成沿預(yù)定方向?qū)щ娏Ｗ由?束引導(dǎo)到施加區(qū)域。此外，磁場(chǎng)生成裝置被提供用于在施加帶電粒子 射束的同時(shí)在施加區(qū)域中生成磁場(chǎng)，其中磁場(chǎng)生成裝置被布置用于提 供對(duì)帶電粒子射束的施加區(qū)域的接近并且在帶電粒子射束的施加區(qū)域 中提供均勻磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)基本上沿預(yù)定方向定向。
優(yōu)選地，磁場(chǎng)生成裝置包括上述線(xiàn)圈布置之一。在該情況下，磁
場(chǎng)生成裝置可以包括磁線(xiàn)圏，每個(gè)磁線(xiàn)圈包括導(dǎo)電材料的繞組；其中 磁線(xiàn)團(tuán)關(guān)于中平面(XY)和反射平面(YZ)對(duì)稱(chēng)布置，反射平面垂直 于中平面，使得線(xiàn)團(tuán)具有相對(duì)于垂直于中平面和反射平面的另一平面 (XZ)的對(duì)稱(chēng)平面。每個(gè)線(xiàn)圏優(yōu)選地繞垂直于中平面的軸纏繞。在操 作中，電流優(yōu)選地關(guān)于反射平面對(duì)稱(chēng)并且關(guān)于中平面反對(duì)稱(chēng)，從而在 系統(tǒng)的中心產(chǎn)生合成場(chǎng)B，該合成場(chǎng)垂直于反射平面，并且基本上沿預(yù) 定方向定向。
在某些實(shí)施例中，磁線(xiàn)圏被布置成四個(gè)線(xiàn)圏組的群組，并且磁線(xiàn) 圏組如上所述對(duì)稱(chēng)布置。
磁場(chǎng)生成裝置優(yōu)選地適合用于磁共振成像系統(tǒng)中，使得可以在施 加帶電粒子射束的同時(shí)執(zhí)行帶電粒子射束的施加區(qū)域的磁共振成像。
粒子輻射治療設(shè)備優(yōu)選地也包括低溫恒溫器單元和梯度磁體組 件，其中所述磁場(chǎng)生成裝置位于低溫恒溫器中以提供能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)性 的工作溫度，并且其中梯度磁體組件可操作用于提供橫越預(yù)定平面的 磁場(chǎng)以允i午磁共振成寸象。
本發(fā)明也提供一種用于在對(duì)患者執(zhí)行磁共振成像的同時(shí)對(duì)患者執(zhí) 行粒子輻射治療的方法。沿預(yù)定方向?qū)щ娏Ｗ由涫┘佑诨颊叩氖?加區(qū)域。在帶電粒子射束的施加區(qū)域中生成均勻磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)基本 上沿預(yù)定方向定向。
優(yōu)選地，均勻磁場(chǎng)由磁線(xiàn)圈生成，每個(gè)磁線(xiàn)圏包括導(dǎo)電材料的繞 組；其中磁線(xiàn)圏關(guān)于中平面(XY)和反射平面(YZ)對(duì)稱(chēng)布置，反射 平面垂直于中平面，使得線(xiàn)團(tuán)具有相對(duì)于垂直于中平面和反射平面的 另一平面(XZ)的對(duì)稱(chēng)平面，每個(gè)線(xiàn)圏繞垂直于中平面的軸纏繞，并 且其中繞組被配置成在操作中電流關(guān)于反射平面對(duì)稱(chēng)并且關(guān)于中平面 反對(duì)稱(chēng)，從而在系統(tǒng)的中心產(chǎn)生合成場(chǎng)，該合成場(chǎng)垂直于反射平面，
并且基本上沿預(yù)定方向定向。
在某些實(shí)施例中，磁線(xiàn)圈被布置成四個(gè)線(xiàn)圈組的群組，并且磁線(xiàn) 圈組如上所述對(duì)稱(chēng)布置。
所述方法可以進(jìn)一步包括將磁線(xiàn)圈冷卻到能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)性的溫度 并且使電流在磁線(xiàn)圈中流動(dòng)，以便電流的方向關(guān)于反射平面對(duì)稱(chēng)并且 關(guān)于中平面反對(duì)稱(chēng)。
盡管僅僅通過(guò)例子參考有限數(shù)量的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但
的多種修改和變二j P 權(quán)利要求
1.粒子輻射治療設(shè)備，被布置用于將帶電粒子射束沿預(yù)定方向施加于施加區(qū)域，該粒子輻射治療設(shè)備包括被布置用于沿預(yù)定方向引導(dǎo)帶電粒子射束的帶電粒子射束源，進(jìn)一步包括用于在施加帶電粒子射束的同時(shí)在包括施加區(qū)域的成像體積中生成磁場(chǎng)的磁場(chǎng)生成裝置，其中磁場(chǎng)生成裝置被布置用于提供對(duì)帶電粒子射束的施加區(qū)域的接近并且在帶電粒子射束的施加區(qū)域中提供均勻磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)基本上沿預(yù)定方向定向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中磁場(chǎng)生成裝置 包括磁線(xiàn)團(tuán)，每個(gè)磁線(xiàn)圈包括導(dǎo)電材料的繞組；其中磁線(xiàn)圏關(guān)于中平 面(XY)和反射平面(YZ)對(duì)稱(chēng)布置，反射平面垂直于中平面，使得 線(xiàn)圏具有相對(duì)于垂直于中平面和反射平面的另一平面(XZ)的對(duì)稱(chēng)平 面，每個(gè)線(xiàn)圏繞垂直于中平面的軸纏繞，并且其中繞組被配置成在操 作中電流關(guān)于反射平面對(duì)稱(chēng)并且關(guān)于中平面反對(duì)稱(chēng)，從而在磁場(chǎng)生成 裝置的中心產(chǎn)生合成場(chǎng)，該合成場(chǎng)垂直于反射平面，并且基本上沿預(yù) 定方向定向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中磁線(xiàn)圏被布置 成四個(gè)線(xiàn)圈組的群組，并且磁線(xiàn)圏組如權(quán)利要求2中所述對(duì)稱(chēng)布置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中磁線(xiàn)圏包 括D線(xiàn)圏。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中磁線(xiàn)圏包 括香蕉線(xiàn)圏。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中 磁線(xiàn)圈包括子線(xiàn)圏。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中子線(xiàn)圏以嵌套和/或重疊的布置被提供。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中 線(xiàn)圈是非平面的。
9. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的粒子輻射治療設(shè)備，其中磁場(chǎng)生 成裝置適合用于磁共振成像系統(tǒng)中。
10. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的粒子輻射治療設(shè)備，進(jìn)一步包 括低溫恒溫器單元和梯度磁體組件，其中所述磁場(chǎng)生成裝置位于低溫 恒溫器內(nèi)以提供能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)性的工作溫度，并且其中梯度磁體組件 可操作用于提供橫越預(yù)定平面的磁場(chǎng)，由此允許磁共振成像。
11. 一種用于同時(shí)在成像體積中執(zhí)行磁共振成像并且將帶電粒子 射束施加于成像體積內(nèi)的施加區(qū)域的方法，包括將帶電粒子射束沿預(yù) 定方向施加于成像體積內(nèi)的施加區(qū)域的步驟，并且進(jìn)一步包括在帶電 粒子射束的施加區(qū)域中施加均勻磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)基本上沿預(yù)定方向定 向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中均勻磁場(chǎng)由磁線(xiàn)圏生成， 每個(gè)磁線(xiàn)圏包括導(dǎo)電材料的繞組；其中磁線(xiàn)團(tuán)關(guān)于中平面(XY)和反 射平面(YZ)對(duì)稱(chēng)布置，反射平面垂直于中平面，使得線(xiàn)圏具有相對(duì) 于垂直于中平面和反射平面的另一平面(XZ)的對(duì)稱(chēng)平面，每個(gè)線(xiàn)圏 繞垂直于中平面的軸纏繞，并且其中繞組被配置成在操作中電流關(guān)于 反射平面對(duì)稱(chēng)并且關(guān)于中平面反對(duì)稱(chēng)，從而在系統(tǒng)的中心產(chǎn)生合成 場(chǎng)，該合成場(chǎng)垂直于反射平面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中磁線(xiàn)圈被布置成四個(gè)線(xiàn)圈 組的群組，并且磁線(xiàn)圈組如權(quán)利要求12中所述對(duì)稱(chēng)布置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟 將磁線(xiàn)圏冷卻到能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)性的溫度，并且使電流在磁線(xiàn)圏中流 動(dòng)，使得電流方向關(guān)于反射平面對(duì)稱(chēng)并且關(guān)于中平面反對(duì)稱(chēng)。
全文摘要
被布置用于將帶電粒子射束沿預(yù)定方向施加于成像體積內(nèi)的施加區(qū)域的粒子輻射治療設(shè)備包括被布置用于沿預(yù)定方向引導(dǎo)帶電粒子射束的帶電粒子射束源，進(jìn)一步包括用于在施加帶電粒子射束的同時(shí)在施加區(qū)域中生成磁場(chǎng)的磁場(chǎng)生成裝置，其中磁場(chǎng)生成裝置被布置用于提供對(duì)帶電粒子射束的施加區(qū)域的接近并且在帶電粒子射束的施加區(qū)域中提供均勻磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)基本上沿預(yù)定方向定向。
文檔編號(hào)A61B5/055GK101203268SQ200680022106
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者M·J·M·克勒伊普, P·比斯利 申請(qǐng)人:西門(mén)子磁體技術(shù)有限公司