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放射治療設(shè)備的制作方法與工藝

文檔序號(hào):12670940閱讀:301來(lái)源:國(guó)知局
放射治療設(shè)備的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及用于放射治療的輸送的裝置。

背景技術(shù):
放射治療設(shè)備是眾所周知的,并且包括發(fā)射指向患者以便破壞或者以其他的方式損傷患者內(nèi)的癌細(xì)胞的輻射束的輻射源。通常,射束被準(zhǔn)直(collimate)以便將其空間范圍限制到患者內(nèi)的期望區(qū),諸如腫瘤或腫瘤的子部位。源可以是用于高能(MV)X輻射的線性加速器或諸如Co-60之類(lèi)的同位素源。源常常環(huán)繞患者旋轉(zhuǎn)以便從許多不同的方向照射所期望的區(qū),從而降低施加到位于所期望的區(qū)周?chē)慕】到M織的劑量。所期望的區(qū)的形狀可以隨著源旋轉(zhuǎn)而被動(dòng)態(tài)地改變,以便針對(duì)具有更有挑戰(zhàn)性的形狀和/或位于靠近敏感區(qū)域的腫瘤來(lái)建立復(fù)雜的劑量分布。隨著劑量分布變得與腫瘤的精確形狀更密切聯(lián)系,并且隨著劑量輸送的精確度改進(jìn),以更高精確度知道患者、他們的內(nèi)部器官以及腫瘤的當(dāng)前位置已成為必要的。結(jié)果,除高能治療源之外,常常在設(shè)備上提供低能X射線源,以在治療之前或期間考慮到患者的X射線成像或CT成像。常常提供檢測(cè)被患者衰減之后的治療射束的門(mén)架成像儀(portalimager)。兩者都提供關(guān)于患者的一定程度的信息,但遭受X射線成像的固有局限性,特別是在軟組織區(qū)域中獲得的差的對(duì)比度。通常,X射線成像能夠在軟組織、骨頭的區(qū)域與空氣之間提供良好的對(duì)比度,這允許粗患者位置的檢測(cè),但在檢測(cè)軟組織內(nèi)子結(jié)構(gòu)和患者的內(nèi)部移動(dòng)方面有困難。努力因此已指向?qū)⒎派渲委熢磁cMRI成像儀組合。MRI提供軟組織內(nèi)的對(duì)比度,并且因此是適宜的。然而,在組合這兩個(gè)非常不同的技術(shù)方面存在重大的實(shí)際問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在磁共振成像(MRI)掃描儀中,靜態(tài)磁場(chǎng)通過(guò)通常提供有電超導(dǎo)主磁體線圈的主磁體來(lái)生成,并且作為用于產(chǎn)生待檢查的患者的身體內(nèi)的圖像的工序被用來(lái)對(duì)齊核自旋。在MRI掃描期間,射頻(RF)脈沖由RF發(fā)射機(jī)天線(線圈)來(lái)生成以給局部磁場(chǎng)引起擾動(dòng),最顯著的是使經(jīng)對(duì)齊的核自旋傾斜。磁共振信號(hào)通過(guò)RF接收機(jī)線圈來(lái)獲取。這些磁共振信號(hào)被用來(lái)重建磁共振圖像。此外,梯度線圈被提供來(lái)生成用于磁共振信號(hào)的空間編碼的臨時(shí)梯度磁場(chǎng)脈沖。在組合MRI掃描儀和放射治療源方面的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題是功率到源的輸送。線性加速器具有顯著的功率需求,典型地在10-14kW的范圍中。經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)415V三相供給來(lái)輸送,這因此涉及高達(dá)30A的電流。同位素源還需要功率以便操作準(zhǔn)直器等等,盡管它們的電流需求通常將會(huì)稍微低一些??紤]到源需要繞患者旋轉(zhuǎn),這個(gè)功率通常將通過(guò)滑動(dòng)環(huán)布置的方式來(lái)輸送。這涉及經(jīng)由導(dǎo)體傳導(dǎo)沿環(huán)繞MRI線圈(或之內(nèi))的周向通路而行的電流;值得注意地,這與主和梯度磁場(chǎng)以及與由RF發(fā)射機(jī)天線所發(fā)射的磁場(chǎng)對(duì)齊,并且同時(shí)所述磁場(chǎng)與磁場(chǎng)共振信號(hào)相關(guān)聯(lián)。這具有創(chuàng)建干擾(多個(gè))MRI場(chǎng)并且使圖像質(zhì)量降級(jí)的雜散磁場(chǎng)的能力。我們因此提供放射治療設(shè)備,其包括:患者支架;磁線圈,其被環(huán)繞所述磁線圈放置以用于在其內(nèi)創(chuàng)建磁場(chǎng);輻射源,其產(chǎn)生指向所述患者支架的輻射束并且被安裝在可旋轉(zhuǎn)支架上從而以環(huán)繞所述患者支架旋轉(zhuǎn)所述輻射源;滑動(dòng)環(huán),其用于將電功率遞送到所述輻射源并且位于所述患者支架周?chē)?,在其中包括至少一個(gè)電中斷。這創(chuàng)建了其中不存在連續(xù)周向通路的滑動(dòng)環(huán),即其中電流因此被強(qiáng)迫取經(jīng)由一側(cè)或另一側(cè)的路線的滑動(dòng)環(huán)。所述至少一個(gè)電中斷能夠由諸如環(huán)中的裂口(break)之類(lèi)的非導(dǎo)電部形成。適宜形式的裂口包括空氣隙、插入到環(huán)中的非導(dǎo)電材料的段、開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)部。或填有電絕緣體的裂口。所述放射治療設(shè)備優(yōu)選進(jìn)一步包括成像裝置,值得注意地是形式為具有一個(gè)或若干個(gè)RF接收機(jī)天線以用于檢測(cè)磁共振信號(hào)并且從其導(dǎo)出圖像的RF接收機(jī)系統(tǒng)。常常RF接收機(jī)天線由RF接收機(jī)線圈形成。值得注意地,磁共振圖像通過(guò)快速傅里葉變換由磁共振信號(hào)來(lái)重建??梢詾樗龀上裱b置提供控制裝置,所述控制裝置被適配成檢測(cè)可旋轉(zhuǎn)支架何時(shí)處于與至少一個(gè)非導(dǎo)電部相對(duì)應(yīng)的位置并且抑制所述成像裝置。當(dāng)環(huán)中的電流改變其路線時(shí),這消除了那時(shí)對(duì)所述成像裝置的瞬態(tài)干擾。所述輻射源可以是線性加速器??尚D(zhuǎn)支架通常將包括布置成接觸所述滑動(dòng)環(huán)的至少一個(gè)電刷觸點(diǎn)。所述或每個(gè)電刷觸點(diǎn)優(yōu)選在與所述滑動(dòng)環(huán)相切的方向上具有大于至少一個(gè)非導(dǎo)電部在其中的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度,以允許功率的連續(xù)輸送。可替換地,所述至少一個(gè)電刷接觸能夠在于所述滑動(dòng)環(huán)相切的長(zhǎng)度上具有小于至少一個(gè)非導(dǎo)電部在其中的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度,但這將涉及到加速器的功率的臨時(shí)損失。在另一個(gè)布置中,所述滑動(dòng)環(huán)能夠被布置成隨著可旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn),并且能夠提供布置成接觸滑動(dòng)環(huán)的兩個(gè)或更多個(gè)可旋轉(zhuǎn)靜止的電刷觸點(diǎn)。這些能夠被布置為間隔比所述至少一個(gè)非導(dǎo)電部的長(zhǎng)度更大的距離。所述滑動(dòng)環(huán)還能夠包括多個(gè)非導(dǎo)電部,從而定義多個(gè)電分離的滑動(dòng)環(huán)段。每個(gè)滑動(dòng)環(huán)段能夠被分離地并選擇性地耦合到電源。另一個(gè)方面,本發(fā)明提供了布置成產(chǎn)生適宜于放射治療設(shè)備的治療規(guī)劃的治療規(guī)劃設(shè)備,所述放射治療設(shè)備包括:患者支架;磁線圈,其被放置在所述患者支架周?chē)杂糜谠谄鋬?nèi)創(chuàng)建磁場(chǎng);輻射源,其產(chǎn)生指向所述患者支架的輻射束并且被安裝在可旋轉(zhuǎn)支架上從而以環(huán)繞所述患者支架旋轉(zhuǎn)所述輻射源;以及滑動(dòng)環(huán),其用于將電功率遞送到所述輻射源并且位于所述患者支架周?chē)谄渲邪ㄖ辽僖粋€(gè)非導(dǎo)電部;所述治療規(guī)劃設(shè)備包括:用于接收臨床參數(shù)的輸入端,所述臨床參數(shù)至少包括其中已識(shí)別了用于治療的區(qū)域的患者的成像數(shù)據(jù),以及至少包括至少一個(gè)非導(dǎo)電部在所述滑動(dòng)環(huán)中的位置的幾何約束;處理電路,其用于至少基于所述臨床參數(shù)和所述幾何約束來(lái)生成治療規(guī)劃,其中所述輻射源的操作在所述可旋轉(zhuǎn)源的所述位置對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)非導(dǎo)電部的位置時(shí)被抑制;以及用于輸出所述治療規(guī)劃的輸出端。在又一方面,本發(fā)明進(jìn)一步提供了生成適宜于放射治療設(shè)備的治療規(guī)劃的方法,所述放射治療設(shè)備:患者支架;磁線圈,其被放置在所述患者支架周?chē)杂糜谠谄鋬?nèi)創(chuàng)建磁場(chǎng);輻射源,其產(chǎn)生指向所述患者支架的輻射束并且被安裝在可旋轉(zhuǎn)支架上從而以環(huán)繞所述患者支架旋轉(zhuǎn)所述輻射源;以及滑動(dòng)環(huán),其用于將電功率遞送到所述輻射源并且位于所述患者支架周?chē)?,在其中包括至少一個(gè)非導(dǎo)電部;所述方法包括:接收臨床參數(shù),其至少包括其中已識(shí)別用于治療的區(qū)域的患者的成像數(shù)據(jù),以及至少包括一個(gè)非導(dǎo)電部在所述滑動(dòng)環(huán)中的位置的幾何約束;至少基于所述臨床參數(shù)和所述幾何約束來(lái)生成治療規(guī)劃,其中所述輻射源的操作在所述可旋轉(zhuǎn)源的所述位置對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)非導(dǎo)電部的位置時(shí)被抑制;以及輸出所述治療規(guī)劃。在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中,所述滑動(dòng)環(huán)包括用于選擇性地將所述滑動(dòng)環(huán)分離成至少兩個(gè)電分離的弧形段的至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。控制裝置能夠被提供來(lái)基于可旋轉(zhuǎn)支架相對(duì)于滑動(dòng)環(huán)的位置來(lái)控制所述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。應(yīng)該這樣做,使得所述輻射源被連續(xù)不斷地供電而無(wú)論可旋轉(zhuǎn)支架相對(duì)于滑動(dòng)環(huán)的位置如何,但開(kāi)關(guān)裝置中的至少一個(gè)在任何時(shí)候是開(kāi)的。所述可旋轉(zhuǎn)支架能夠包括布置成接觸滑動(dòng)環(huán)的至少一個(gè)電刷觸點(diǎn)。附圖說(shuō)明現(xiàn)將參考附圖通過(guò)示例的方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述,在附圖中:圖1示出了組合的MRI和線性加速器設(shè)備;圖2示出了常規(guī)滑動(dòng)環(huán)的作用;圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)環(huán);圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的組成放射治療設(shè)備的元件的示意布置;并且圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)環(huán)的可替換的設(shè)計(jì);圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的在其中采用開(kāi)關(guān)的滑動(dòng)環(huán);以及圖8至11示出了圖7的滑動(dòng)環(huán)的操作方面的順序步驟。具體實(shí)施方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)2,其包括放射治療設(shè)備6和磁共振成像(MRI)設(shè)備4。該系統(tǒng)包括床10,用于在設(shè)備中支承患者。床10可沿著水平的平移軸(標(biāo)記為“I”)移動(dòng),使得躺在床上的患者被移動(dòng)到放射治療和MRI設(shè)備中。在一個(gè)實(shí)施例中,床10可繞橫向于平移軸的旋轉(zhuǎn)的中央垂直軸旋轉(zhuǎn),盡管這個(gè)未被圖示。床10可以形成遠(yuǎn)離支承結(jié)構(gòu)(未圖示)伸出的懸臂部。在一個(gè)實(shí)施例中,床10沿著平移軸相對(duì)于支承結(jié)構(gòu)移動(dòng)以便形成懸臂部,即懸臂部隨著所述床被移動(dòng)并且升力(lift)保持靜止而在長(zhǎng)度上增加。在另一個(gè)實(shí)施例中,支承結(jié)構(gòu)和床10兩者都沿著平移軸移動(dòng),使得懸臂部在長(zhǎng)度上保持基本上恒定,如在于2007年7月11日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/827320中所描述的那樣。如上所述,系統(tǒng)2還包括MRI設(shè)備4,用于產(chǎn)生被定位于床10上的患者的準(zhǔn)實(shí)時(shí)成像。MRI設(shè)備包括起作用來(lái)為磁共振成像生成所謂的“主”磁場(chǎng)的主磁體16。也就是說(shuō),通過(guò)磁體16的操作所生成的磁力線基本上平行于中央平移軸I運(yùn)行。主磁體16包括具有平行于平移軸I運(yùn)行的軸的一個(gè)或多個(gè)線圈。該一個(gè)或多個(gè)線圈可以為單個(gè)線圈或多個(gè)不同直徑的同軸線圈。在(圖示的)一個(gè)實(shí)施例中,主磁體16中的一個(gè)或多個(gè)線圈被隔開(kāi)使得磁體16的中央窗口17是無(wú)線圈的。在其他實(shí)施例中,磁體16中的線圈可能僅僅是足夠薄以致它們對(duì)于由放射治療設(shè)備所生成的波長(zhǎng)的輻射而言基本上是透明的。磁體16可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)有源屏蔽線圈,所述一個(gè)或多個(gè)有源屏蔽線圈在磁體16外生成與外部主磁場(chǎng)近似相等幅度和相反極性的磁場(chǎng)。系統(tǒng)2的更敏感零件(諸如加速器)被定位于其中磁場(chǎng)被抵消至少到第一階(firstorder)的磁體16范圍之外的這個(gè)區(qū)中。MRI設(shè)備4進(jìn)一步包括兩個(gè)梯度線圈18、20,其生成被疊加在主磁場(chǎng)上的所謂的“梯度”磁場(chǎng)。這些線圈18、20在合成磁場(chǎng)中生成允許對(duì)質(zhì)子進(jìn)行空間編碼以便它們的位置能夠被確定的梯度,例如梯度線圈18、20能夠被控制,使得所獲得的成像數(shù)據(jù)具有特定取向。梯度線圈18、20與主磁體16一起被定位在公用中央軸周?chē)?,并且沿著那個(gè)中央軸彼此位移。這個(gè)位移在兩個(gè)線圈18、20之間創(chuàng)建間隙或窗口。在其中主磁體16在線圈之間還包括線圈之間的中央窗口的實(shí)施例中,兩個(gè)窗口彼此對(duì)齊。RF系統(tǒng)使質(zhì)子改變它們相對(duì)于磁場(chǎng)的對(duì)齊。當(dāng)RF電磁場(chǎng)被斷開(kāi)時(shí)質(zhì)子返回到原始磁化對(duì)齊。這些對(duì)齊改變創(chuàng)建能夠通過(guò)掃描檢測(cè)到的信號(hào)。例如,RF系統(tǒng)可以包括既發(fā)射無(wú)線信號(hào)且接收經(jīng)反射的信號(hào)的單線圈、專(zhuān)用發(fā)射和接收線圈或多單元(multi-element)像控陣線圈。控制電路控制各種線圈16、18、20和RF系統(tǒng)的操作,并且信號(hào)處理電路接收RF系統(tǒng)的輸出,從其中生成由床10所支承的患者的圖像。如上所述,系統(tǒng)2進(jìn)一步包括將輻射劑量輸送到由床10所支承的患者的放射治療設(shè)備6。至少包括輻射源30(例如X射線源和線性加速器)和多葉準(zhǔn)直器(MLC)32的放射治療設(shè)備6的大部分被安裝在機(jī)箱28上。當(dāng)床10被插入到治療區(qū)域中、由一個(gè)或多個(gè)機(jī)箱電機(jī)供電時(shí)機(jī)箱28可連續(xù)地環(huán)繞床10旋轉(zhuǎn)。在所圖示的實(shí)施例中,輻射檢測(cè)器36也被安裝在輻射源30對(duì)面的機(jī)箱28上,而機(jī)箱的旋轉(zhuǎn)軸被定位于它們之間。放射治療設(shè)備6進(jìn)一步包括控制電路,所述控制電路可以被集成在圖1中所示的系統(tǒng)2內(nèi)或者遠(yuǎn)離它,并且控制輻射源30、MLC32以及機(jī)箱電機(jī)。在其他實(shí)施例中,放射治療設(shè)備6可以包括一個(gè)以上的源和一個(gè)以上的各自的多葉準(zhǔn)直器。值得注意地,每個(gè)源都可以使它自己的MLC與其相關(guān)聯(lián)以使該源的射束成形。輻射源30被定位以通過(guò)由兩個(gè)梯度線圈18、20所限定的窗口并且還通過(guò)在主磁體16中限定的窗口來(lái)發(fā)射輻射束。例如,輻射束可以為錐形束或扇形束。在操作中,患者被放在床10上并且該床被插入到由磁線圈16、18和機(jī)箱28所限定的治療區(qū)域中??刂齐娐?8控制輻射源30、MLC32以及機(jī)箱電機(jī)以通過(guò)線圈16、18之間的窗口將輻射輸送到患者。機(jī)箱電機(jī)被控制使得機(jī)箱28繞患者旋轉(zhuǎn),意味著輻射能夠從不同的方向輸送。MLC32具有被取向與射束軸正交的多個(gè)延長(zhǎng)葉;例子在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP-A-0,314,214中被舉例說(shuō)明和描述,其內(nèi)容通過(guò)引用特此被并入,并且讀者被導(dǎo)向到其以便獲得對(duì)所述實(shí)施例的完全理解。MLC32的葉被控制以采取阻擋或者允許通過(guò)輻射束中的一些或全部的不同定位,從而改變當(dāng)射束將到達(dá)患者時(shí)的射束形狀。同時(shí)地隨著機(jī)箱28繞患者的旋轉(zhuǎn),床10可以沿著平移軸移入或者移出治療區(qū)域(即平行于機(jī)箱的旋轉(zhuǎn)的軸)。在這個(gè)同時(shí)運(yùn)動(dòng)情況下,已知產(chǎn)生高質(zhì)量劑量分布的螺旋狀輻射輸送樣式被實(shí)現(xiàn)。MRI設(shè)備4以及具體地信號(hào)處理電路將患者的實(shí)時(shí)(或?qū)嶋H上準(zhǔn)實(shí)時(shí))的成像數(shù)據(jù)輸送到控制電路。這個(gè)信息允許控制電路適配MLC32的操作,例如,使得輸送到患者的輻射精確地追蹤例如由于呼吸而導(dǎo)致的靶區(qū)的運(yùn)動(dòng)。清楚地,主要由于給線性加速器30以及準(zhǔn)直器32等等供電的需要,放射治療設(shè)備6將具有顯著的功率消耗。這個(gè)需要被發(fā)射到旋轉(zhuǎn)機(jī)箱28,這通常將經(jīng)由滑動(dòng)環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些由許多縱向隔開(kāi)的導(dǎo)電圓環(huán)組成,功率被從固定連接饋送給所述導(dǎo)電圓環(huán),并且從所述導(dǎo)電圓環(huán)功率經(jīng)由能夠周向地繞環(huán)滑(或者滑動(dòng))的電刷觸點(diǎn)被汲取。電刷觸點(diǎn)能夠被安裝在機(jī)箱28上,并且由此功率被從固定供給發(fā)射到旋轉(zhuǎn)機(jī)箱。這允許機(jī)箱連續(xù)地繞床10旋轉(zhuǎn)。替換方案(將機(jī)箱28或放射治療設(shè)備6鏈接到固定點(diǎn)的柔性導(dǎo)管(conduit))要求存在對(duì)放射治療裝置6的角移動(dòng)范圍的限制。如果滑動(dòng)環(huán)未被正確地控制,則滑動(dòng)環(huán)具有(甚至從415V供給)汲取的電流能夠?qū)τ芍骶€圈16和梯度線圈18、20所產(chǎn)生的磁場(chǎng)有顯著的破壞性影響的問(wèn)題?;瑒?dòng)環(huán)就其本質(zhì)而言繞床10延伸,并且由此使線圈形成并且能夠創(chuàng)建磁場(chǎng)。雖然它們的線圈強(qiáng)度是不大的,但在它們中流動(dòng)的電流可能是大量的,并且由此相對(duì)于由主線圈16和梯度線圈18、20所創(chuàng)建的磁場(chǎng)由那些電流所創(chuàng)建的磁場(chǎng)可能是顯著的。這因此能夠不利地影響由MRI系統(tǒng)所產(chǎn)生的圖像的質(zhì)量。參考圖2,如果我們假定電流在其基部52處被供給到滑動(dòng)環(huán)導(dǎo)體50,并且由可移動(dòng)電刷觸點(diǎn)54在環(huán)50上的不同點(diǎn)處提取,則電流有環(huán)繞環(huán)50的兩個(gè)可替換的方向56、68的選擇。理論上,電流首先將根據(jù)歐姆定律取最小電阻的通路,即與它們的長(zhǎng)度(并因此它們的電阻)成比例地在兩個(gè)環(huán)之間分離的兩個(gè)通路中的較短者56。然而,實(shí)際上滑動(dòng)環(huán)的制造容差,與由電刷54沿著其表面的移動(dòng)所創(chuàng)建的磨損相組合,將意味著環(huán)導(dǎo)體50繞其長(zhǎng)度不是完美均勻的,并且因此電流的劃分不是完全可預(yù)測(cè)的。還必須記住的是,環(huán)導(dǎo)體50是三個(gè)這樣的導(dǎo)體中的一個(gè),每個(gè)導(dǎo)體都針對(duì)由放射治療設(shè)備所使用的AC供給的三相中的一個(gè)。每個(gè)導(dǎo)體將具有非均勻性的不同分布,并且由此三個(gè)電流雖然總數(shù)為零,但可能涉及以不同的方式在六個(gè)可能的通路(兩個(gè)通路針對(duì)三個(gè)導(dǎo)體中的每一個(gè))之間劃分的不同局部電流。結(jié)果,不可能在任何一個(gè)時(shí)間都準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)什么樣式的電流可能存在,而在一些時(shí)間在環(huán)繞床10的環(huán)形通路中可能存在由三個(gè)導(dǎo)體共同地所提供的顯著凈電流是完全可能的。這然后將縱向地在設(shè)備內(nèi)創(chuàng)建顯著磁場(chǎng),這將干擾成像過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明,因此,我們?cè)诨瑒?dòng)環(huán)導(dǎo)體50中提供裂口60。裂口的位置不是特別重要的,所以它可以被定位在根據(jù)工程角度和治療考慮方便的任何地方。同樣地,裂口的確切性質(zhì)是不重要的,只要跨越該裂口的電傳導(dǎo)能夠被防止,或者使得其基本上不可能的。因此,裂口可以是空氣隙、插入到環(huán)中的非導(dǎo)電材料的段、開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)部。這意味著電流對(duì)于路線別無(wú)選擇而是必須經(jīng)由一個(gè)路線56經(jīng)過(guò)電刷觸點(diǎn)54。然后出現(xiàn)關(guān)于當(dāng)放射治療設(shè)備通行經(jīng)過(guò)作為其旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的一部分的裂口60的位置時(shí)如何應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。這個(gè)能夠以若干方式來(lái)處理。首先,電刷54能夠被制成(周向地)比裂口60更長(zhǎng)。這將使得電刷54的前緣(leadingedge)能夠在其后緣(trailingedge)失去接觸之前與裂口的對(duì)側(cè)接觸。電流的連續(xù)供給然后將被供給到放射治療設(shè)備,使得它能夠在它繞患者旋轉(zhuǎn)時(shí)候連續(xù)地操作。當(dāng)電刷54橋接裂口60(并且因此重新創(chuàng)建連續(xù)環(huán))時(shí)可能正好有短暫的瞬態(tài)磁場(chǎng),所以成像系統(tǒng)應(yīng)該被去激活或者以其他的方式防止自這個(gè)時(shí)刻起的圖像或數(shù)據(jù)的獲取(或者使用)。第二,電刷54能夠被制成(周向地)比裂口60更短,導(dǎo)致放射治療設(shè)備的功率在那個(gè)時(shí)刻期間的短暫失去。通常,對(duì)承載放射治療設(shè)備的機(jī)箱28的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)由被固定并且因此能夠具有它自己的電源的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)提供,所以這個(gè)中斷將僅禁用線性加速器,并且放射治療設(shè)備將能夠經(jīng)過(guò)裂口60繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此,僅有必要用不能夠以與裂口60相對(duì)應(yīng)的角度(或者,實(shí)際上,在環(huán)繞該角度的某邊緣內(nèi))產(chǎn)生治療射束的具有附加約束對(duì)治療規(guī)劃系統(tǒng)編程。在設(shè)想了功率輸送的短暫中斷情況下,或否則,在旋轉(zhuǎn)機(jī)箱28中提供諸如電池或電容器(針對(duì)DC系統(tǒng))或電感器(針對(duì)AC系統(tǒng))之類(lèi)的功率緩沖器可能是有用的。圖4示出了本系統(tǒng)的示意布置。治療規(guī)劃系統(tǒng)100加載有所期望的劑量分布和各種設(shè)備約束(其能夠包括不好處理的角度,如上面所指出的那樣),并且產(chǎn)生由特定旋轉(zhuǎn)方向輸送的射束形狀和劑量組成的治療規(guī)劃。這被傳給控制設(shè)備102,所述控制設(shè)備102將指令發(fā)送到放射治療設(shè)備104以使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)108來(lái)使線性加速器106旋轉(zhuǎn)到所期望的位置并且根據(jù)需要設(shè)置(多個(gè))準(zhǔn)直器110。控制設(shè)備102根據(jù)需要還命令MRI主線圈112、梯度線圈114以及rf系統(tǒng)116,以便獲得患者在治療之前、期間和/或之后的圖像。如上所指出的那樣,控制設(shè)備102還可以去激活MRI系統(tǒng)或者以其他的方式防止它在放射治療設(shè)備正越過(guò)裂口60時(shí)獲取(或者使用)圖像或數(shù)據(jù)。圖5和6示出了允許功率的連續(xù)輸送和連續(xù)成像的裂口在滑動(dòng)環(huán)中的可替換的實(shí)施。圖5示出了沿著圖1的縱軸I觀察的通過(guò)設(shè)備的示意垂直截面?;繂卧?00被固定到地面或其他適宜的基底,并且支承在其上安裝了部分圓形滑動(dòng)環(huán)202的可旋轉(zhuǎn)機(jī)箱(為了簡(jiǎn)潔被省略)。所述機(jī)箱由驅(qū)動(dòng)棍204、206驅(qū)動(dòng)并部分地支承。因此,滑動(dòng)環(huán)202在這個(gè)實(shí)施例中由旋轉(zhuǎn)機(jī)箱來(lái)承載并且隨著機(jī)箱而旋轉(zhuǎn)。功率通過(guò)被固定地安裝在基部200中的兩個(gè)電刷觸點(diǎn)208、210而被輸送到滑動(dòng)環(huán)202。功率通過(guò)固定地安裝在滑動(dòng)環(huán)202的內(nèi)徑向面上的觸點(diǎn)212而被輸送到放射治療設(shè)備。因此,與上面的實(shí)施例相反,滑動(dòng)環(huán)202隨著機(jī)箱而旋轉(zhuǎn),并且當(dāng)機(jī)箱被驅(qū)動(dòng)棍204、206旋轉(zhuǎn)時(shí)基部200上的觸點(diǎn)在環(huán)202上滑?;瑒?dòng)環(huán)202是部分圓形的,因?yàn)樗哂姓紦?jù)環(huán)的大量角部分的裂口214,在這種情況下為約90°。這個(gè)填有非導(dǎo)電插入物(未示出,為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)),以便避免對(duì)電刷觸點(diǎn)208、210的損壞和/或破壞。裂口214的角度范圍稍微小于兩個(gè)電刷208、210的角分離,其在這種情況下是約100°。在圖5中示出的位置中,裂口214遠(yuǎn)離電刷,從而僅留下一個(gè)可能的電通路到放射治療設(shè)備,所述一個(gè)可能的電通路沿著滑動(dòng)環(huán)202經(jīng)由電刷208、210中的任何一個(gè),并且經(jīng)由觸點(diǎn)212出來(lái)。不存在環(huán)形通路,并且因此將不會(huì)創(chuàng)建不希望的磁場(chǎng)。在這種狀態(tài)下,實(shí)施例以與之前的實(shí)施例相同的方式起作用,只是滑動(dòng)環(huán)是旋轉(zhuǎn)的而不是靜止的。隨著機(jī)箱、放射治療設(shè)備以及滑動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn),最后裂口將到達(dá)電刷觸點(diǎn)208、210中的一個(gè)。在這個(gè)點(diǎn)處,那個(gè)電刷觸點(diǎn)將變得多余,但功率仍然能夠經(jīng)由另一個(gè)電刷觸點(diǎn)供給,從而環(huán)繞滑動(dòng)環(huán)202經(jīng)過(guò)到觸點(diǎn)212。仍然不存在環(huán)形通路。最后,在進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)之后,將到達(dá)圖6中示出的狀態(tài),其中裂口214將要到達(dá)(但尚未完全到達(dá))另一個(gè)電刷觸點(diǎn)。在該點(diǎn)處,裂口214的角范圍小于電刷觸點(diǎn)208、210的角分離的事實(shí)將意味著第一電刷觸點(diǎn)將重獲與滑動(dòng)環(huán)202的接觸。因此,至少一個(gè)電刷觸點(diǎn)將一直能夠?qū)⒐β使┙o到旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)環(huán)202。諸如通過(guò)提供在縱向方向或徑向內(nèi)方向上接近電刷觸點(diǎn)208、210的兩個(gè)分離的導(dǎo)體,剩下要做的是,確保將功率供給到電刷觸點(diǎn)208、210的電纜或?qū)w本身不足以完成環(huán)形通路。根據(jù)本發(fā)明,因此,我們?cè)趯⑺鼊澐殖蓛蓚€(gè)部分的滑動(dòng)環(huán)導(dǎo)體50中提供至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)式裂口60a和60b。裂口的位置不是特別重要的,所以將環(huán)劃分成相等部分是方便的。同樣地,裂口的確切性質(zhì)是不重要的,只要跨越裂口的電傳導(dǎo)能夠被控制。因此,裂口可以是空氣隙、或插入到環(huán)中的非導(dǎo)電材料的段、或?qū)Νh(huán)的導(dǎo)電性的一些其他中斷連同橋接中斷并且必要時(shí)允許電流繞過(guò)裂口的開(kāi)關(guān)62a、62b。如圖7中所圖示的那樣,開(kāi)關(guān)能夠被控制,以致將可用的電流通路限制到僅單個(gè)通路56。圖8至11示出了設(shè)備的操作方面的順序步驟。在所圖示的版本中,導(dǎo)電環(huán)50是靜止的并且全部都具有相同樣式的開(kāi)關(guān)裂口,下部開(kāi)關(guān)裂口60a在七點(diǎn)鐘處而上部開(kāi)關(guān)裂口60b在一點(diǎn)鐘處(當(dāng)沿著它們的軸看時(shí))。一組電刷54被提供,每個(gè)電刷針對(duì)供給AC電源的三相中的每個(gè)的三個(gè)環(huán)中的每個(gè)。所述電刷全部在基本上相同的周向位置。因此,圖4至7中所示的單個(gè)環(huán)與電刷實(shí)際上示出了所有三個(gè)環(huán)和電刷的情況。能夠在優(yōu)選實(shí)施方式中放寬或者變化這些因素中的一些或全部,以便創(chuàng)建更復(fù)雜的系統(tǒng),但出于解釋的目的所圖示的布置將足夠。因此,在圖8中電刷54在約2點(diǎn)鐘處并且正在逆時(shí)針?lè)较蛏铣喜块_(kāi)關(guān)裂口60b移動(dòng)。這個(gè)開(kāi)關(guān)裂口60b因此在預(yù)期到電刷54經(jīng)過(guò)時(shí)閉合。下部開(kāi)關(guān)裂口60a是開(kāi)的(即非導(dǎo)電的)從而確保不存在環(huán)繞設(shè)備的連續(xù)通路。這意味著從在其處電流被供給到電刷54的基部52僅存在一個(gè)可能的通路56。在電刷54已經(jīng)過(guò)上部開(kāi)關(guān)裂口60b之后,如圖9中所示,這個(gè)能夠被打開(kāi)并且下部開(kāi)關(guān)裂口60a閉合。這將經(jīng)由下部開(kāi)關(guān)裂口60a創(chuàng)建新的導(dǎo)電通路58并且斷開(kāi)之前的導(dǎo)電通路,從而確保不留下環(huán)繞設(shè)備的連續(xù)通路。如果開(kāi)關(guān)和控制機(jī)構(gòu)能夠如此可靠地完成,則兩個(gè)開(kāi)關(guān)的改變能夠基本上同時(shí)地完成。可替換地,能夠最低限度地在下部開(kāi)關(guān)62a閉合之前打開(kāi)上部開(kāi)關(guān)62b,從而創(chuàng)建電源的短暫中斷(hiatus)但確保永不存在環(huán)繞設(shè)備的連續(xù)通路。在另外的替代方案中,能夠最低限度地在下部開(kāi)關(guān)62a閉合之后打開(kāi)上部開(kāi)關(guān)62b,從而以在其期間存在連續(xù)通路的短暫時(shí)刻為代價(jià)來(lái)維持功率的連續(xù)性。在這個(gè)后者情況下,能夠接受對(duì)成像系統(tǒng)的可能的飛逝的(fleeting)破壞,或者成像能夠瞬間暫停,或者開(kāi)關(guān)的精確時(shí)刻能夠被定時(shí),以致與對(duì)成像的中斷相一致。多個(gè)開(kāi)關(guān)的使用當(dāng)然不意味著切換可以是在電刷54處于開(kāi)關(guān)之間的相關(guān)部分中時(shí)的任何時(shí)候,從而在對(duì)切換進(jìn)行定時(shí)方面允許一定的自由度。在設(shè)想了功率輸送的短暫中斷情況下,或否則,在旋轉(zhuǎn)機(jī)箱28中提供諸如電池或電容器(針對(duì)DC系統(tǒng))或電感器(針對(duì)AC系統(tǒng))之類(lèi)的功率緩沖器可能是有用的。圖10示出了到下部開(kāi)關(guān)裂口60a之前不久的位置、電刷54的進(jìn)一步逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)之后的情況。這個(gè)仍然處于閉合狀態(tài),允許從基部52經(jīng)由下部開(kāi)關(guān)62a的短導(dǎo)電通路58??商鎿Q的導(dǎo)電通路通過(guò)上部開(kāi)關(guān)62b為開(kāi)而被防止。圖6圖示了需要通過(guò)其來(lái)進(jìn)行上面討論的導(dǎo)電通路中的切換的近似點(diǎn)。圖11示出了在電刷54已經(jīng)過(guò)下部開(kāi)關(guān)裂口60a之后的設(shè)備。下部開(kāi)關(guān)62a然后能夠被打開(kāi),并且上部開(kāi)關(guān)62b閉合。注意,上部開(kāi)關(guān)能夠在下部開(kāi)關(guān)62a被打開(kāi)之后閉合,因?yàn)殡S著來(lái)自基部52的電流供給,電刷54是在環(huán)50的相同部分中。因此,不管各種開(kāi)關(guān)的狀態(tài)如何,確保了功率的供給,并且對(duì)于兩個(gè)(或全部)開(kāi)關(guān)被打開(kāi)是可接受的。因此,“先斷后通”(“breakbeforemake”)布置是優(yōu)選的因?yàn)樗粫?huì)增加任何復(fù)雜。隨著電刷繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),過(guò)程然后重復(fù)。當(dāng)然,對(duì)于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)程應(yīng)該是顛倒的。一些治療規(guī)劃在治療開(kāi)頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方面要求變化性,在第一方向上旋轉(zhuǎn)達(dá)第一周期,然后換向并且在相反方向上移動(dòng),隨后(可能地)是另外的倒轉(zhuǎn)。在這樣的情況下,取決于旋轉(zhuǎn)的即時(shí)方向,能夠根據(jù)上面的原理適當(dāng)?shù)乜刂崎_(kāi)關(guān)。至于對(duì)支配開(kāi)關(guān)的控制裝置的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn),或者針對(duì)一旦所期望的旋轉(zhuǎn)軌跡已被設(shè)置待在治療規(guī)劃階段期間(或跟隨其后)預(yù)先決定的開(kāi)關(guān),信息的流動(dòng)可能是有利的。如上所指出的那樣,控制設(shè)備102還可以去激活MRI系統(tǒng)或者以其他的方式防止它在開(kāi)關(guān)62a、62b正同時(shí)地或幾乎同時(shí)地改變時(shí)獲取(或者使用)圖像或數(shù)據(jù)。因此,本發(fā)明的實(shí)施例能夠?qū)M意的電源提供給旋轉(zhuǎn)放射治療設(shè)備,而不用任何時(shí)間允許電流在環(huán)繞縱軸的環(huán)形通路中傳導(dǎo)。因此,本發(fā)明的實(shí)施例能夠?qū)M意的電源提供給旋轉(zhuǎn)放射治療設(shè)備,而不用任何時(shí)間允許電流在環(huán)繞縱軸的環(huán)形通路中傳導(dǎo)。當(dāng)然將理解的是,在不背離本發(fā)明的范圍的情況下,可以對(duì)上述實(shí)施例做出許多變化。
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