[发明专利]放疗设备

说明书

一种适于与磁共振成像(MRI)系统一起使用的放疗设备，该放疗设备包括线性加速器，线性加速器包括电子源。在线性加速器中，由源引入的电子被加速以撞击靶且产生放疗辐射束。线性加速器具有加速器波导，在该加速器波导中电子被加速；和外部波导封壳；该封壳在加速器波导上方基本上连续地延伸。波导封壳由高磁导率材料形成，且具有：第一孔口，该第一孔口用于放疗辐射束，在该第一孔口处束离开波导封壳且进入MRI系统；和第二孔口，该第二孔口用于RF引导件以将电子引入到加速器波导中和用于针对粒子源的电线和针对波导的冷却剂管线以穿过封壳，且不具有其它的开口。波导封壳优选被制造成多个离散的部件。

技术领域

本发明涉及放疗设备，特别是但不限于磁共振(MR)引导的线性加速器设备。

背景技术

放疗设备是众所周知的，在其中辐射源发射指向患者的辐射束，以为了破坏或以其他方式伤害在患者内的癌细胞。放疗设备的许多设计采用放射源，例如用于高能(MV)X辐射的线性加速器(linac)，或安装在细长台架(gantry)臂上的同位素源，例如钴-60，该细长台架臂可围绕患者支撑件旋转，患者可被放置在该患者支撑件上以为了治疗。该源是可旋转的，因此它可以围绕患者旋转，以便从多个不同的方向照射期望的区域，从而减少施加到期望区域之外的健康组织的剂量。通常对束进行准直(collimate)，以便将其空间范围限制在患者内的期望区域(通常是包含癌细胞的肿瘤或肿瘤的子部段)，且避免照射附近的健康和/或敏感组织。电子射野成像装置(EPID)通常安装至在与源相对的侧部上的台架，以便一旦束通过患者已经衰减接收该束；该装置产生可用于正确对准或校准系统的图像，以及用于评估患者的位置和放疗治疗的放置。

存在许多放疗设备的设计，但是越来越普遍的类型利用可旋转的辐射源(例如线性加速器)，其传统地安装成可旋转，与磁共振成像(MRI)系统相组合(该组合被称为MRI/线性加速器、“MR Linac”或MRL)；将非电离成像技术(例如MRI)合并到放疗中允许实时图像引导，且提高肿瘤靶向准确性，从而能够更好地避开关键结构且减少副作用。MRL系统允许对组织在线跟踪，且治疗辐射束可以在治疗期间以亚毫米精度被引导到它们的靶(靶可正在移动和变形，例如当患者呼吸时)。MRI扫描仪依靠某些原子核在置于外部磁场中时吸收和发射射频能量的能力；在大多数MRI系统中，在人体内的水分子中包含的质子被激发并产生信号，该信号被处理以为了形成人体物质的图像。

图1显示了典型的MRL系统2，其包括线性加速器放疗设备6和大致圆柱形的磁共振成像(MRI)设备4。治疗床10可沿着水平的平移轴线(标记为“II”)移动，使得依靠在治疗床上的患者被移动到由可旋转的放疗设备和MRI设备环绕的圆柱形体积中。MRI设备4产生位于治疗床10上的患者的近实时成像。MRI设备包括主磁体16，其用于生成用于磁共振成像的所谓“主”磁场。也就是说，由磁体16的操作产生的磁场线基本上平行于中心平移轴线II伸展。由磁体16产生的磁场确实非常强有力-由典型的MRI磁体产生的场强度大约为0.5到3.0特斯拉，或者5000到30000高斯(相比于约为0.5高斯的地球磁场)。主磁体16由一个或多个线圈组成，所述一个或多个线圈带有平行于平移轴线II伸展的轴线。所述一个或多个线圈可以是单个线圈或多个不同直径的同轴线圈。在一种布置(示出的)中，在主磁体16中的所述一个或多个线圈间隔开，使得磁体16的中央窗口17没有线圈。在其他布置中，在磁体16中的线圈可以简单地足够细，使得它们对于由放疗设备生成的波长的辐射基本上是可穿透的。系统2的更敏感的部件，例如线性加速器6，位于磁体16外部磁场较弱的区域中；然而，在该区域中的磁场仍然相当大。

MRI设备4还包括两个梯度线圈18,20，它们生成叠加在主磁场上的所谓“梯度”磁场。这些线圈18,20在合成磁场中生成梯度，该梯度允许对质子空间编码，从而可以确定它们的位置，例如可以控制梯度线圈18,20，使得获得的成像数据具有特定的取向。梯度线圈18,20围绕与主磁体16共同的中心轴线II定位，并且沿着该中心轴线彼此移位。这种位移在两个线圈18,20之间产生间隙或窗口。在主磁体16还包括在线圈之间的中央窗口的实施例中，两个窗口彼此对准。