Система шиммирования для магнитно-резонансного гибридного сканера
Изобретение относится к системе магнитно-резонансной визуализации (MRI). Магнитно-резонансный аппарат содержит часть корпуса, содержащую полость, имеющую первый и второй концы и одно отверстие, расположенное на первом или втором конце, полость, определяющую продольную ось, проходящую между первым и вторым концами, угловую зону, расположенную между первым и вторым концами и вокруг полости и выполненную с возможностью прохождения луча излучения, один основной магнит для формирования основного магнитного поля, цилиндрический элемент шиммирования, образующий цилиндр равномерной толщины вокруг полости, проходящий между противоположными краями вдоль длины продольной оси полости и перекрывающий длину угловой зоны, множество дискретных элементов шиммирования, расположенных между цилиндрическим элементом шиммирования и первым или вторым концом, цилиндрический элемент шиммирования и дискретные элементы шиммирования выполнены с возможностью улучшения равномерности основного магнитного поля в полости. Технический результат – повышение качества изображения. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 61/837805, поданной 21 июня 2013 г., и предварительной патентной заявки США № 61/924952, поданной 8 января 2014 г., все содержание которых включается сюда ссылкой на них.
Настоящая система относится к системе магнитно-резонансной визуализации (MRI) и, более конкретно, к системе MRI с улучшенной системой шиммирования, пригодной для магнитно-резонансно (MR) направляемой радиотерапии, и к способу ее действия.
Магнитно-резонансные сканеры обычно предоставляют изображения для диагностики заболевания и контрастирования здоровой ткани от патологической ткани. MR-визуализация может обеспечивать диагностическую пространственную специфичность в реальном времени. Способы радиотерапии были разработаны, используя линейный ускоритель (LINAC), который может фокусировать луч излучения и преимущественно уничтожать патологическую ткань, в то же время не затрагивая здоровую ткань. Однако, когда луч излучения фокусируется на здоровой ткани, он может повредить здоровую ткань. К счастью, технология фокусировки луча в радиотерапии может использоваться вместе с диагностической пространственной специфичностью получения MR-визуализации в реальном времени, так чтобы излучаемый луч мог быть точно сфокусирован, чтобы санировать больную ткань, уменьшая или полностью предотвращая повреждение здоровой ткани. Системы, объединяющие технологию MR-визуализации и технологию фокусировки луча, известны как гибридные системы. Одна из таких гибридных систем обычно упоминается как система магнитно-резонансного (MR) линейного ускорителя (Linear Accelerator, LINAC) "MR-LINAC". Системы MR-LINAC (для упрощения называемые просто "MR-LINAC") объединяют MR-визуализацию в реальном времени с радиотерапией и могут выполнить формирование луча в реальном времени, что может компенсировать ежедневные изменения в анатомии (например, пациента) и движение тела пациента в реальном времени, такое как движение за счет дыхания и т.д.
К сожалению, когда радиотерапия объединяется с MR-визуализацией, могут возникнуть несколько трудностей. Основное магнитное поле системы MRI обычно создается основными магнитами и находится в основном туннеле основных магнитов. Предпочтительно, чтобы основное магнитное поле было однородным внутри, по меньшей мере, объема сканирования основного туннеля (канала), так чтобы соответствующая информация MR-визуализации (например, информация отраженного сигнала) могла быть получена и обработана для создания изображений, обладающих требуемым качеством изображения. Однако на основное магнитное поле могут оказываться неблагоприятные воздействия и оно может становиться неоднородным из-за различных факторов, таких как производственные допуски, несовершенство основных магнитов, локальное экранирование, поля рассеяния, плохое шиммирование, поля, создаваемые MR-LINAC, и т.д. Эта неоднородность является нежелательной, поскольку может снижать качество изображения. Соответственно, могут использоваться способы шиммирования для коррекции любой неоднородности основного магнитного поля. Однако традиционные способы шиммирования, использующие дискретные стальные детали, могут создавать тени излучения, вызывая неравномерность дозы, передаваемой пациенту, проникающей с помощью LINAC. Простое удаление мест расположения дискретных элементов шиммирования с пути прохождения луча LINAC не позволяет системе шиммирования эффективно корректировать любую неоднородность поля. Внутри области, через которую проходит луч LINAC, требуется коррекция однородности осевой симметрии.
Описанные здесь система(-ы), устройство-(а), способ(-ы), приспособление(-я), интерфейс(-ы) пользователя, компьютерная программа(-ы), процессы и т.д. (здесь и далее каждый из которых будет упоминаться как система, если контекст не указывает иное) на предшествующем уровне техники обладают проблемами.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, раскрывается магнитно-резонансный аппарат, который может включать в себя часть корпуса, имеющую полость с первым и вторым концами, и по меньшей мере одно отверстие, расположенное на первом или втором конце, причем полость может определять продольную ось (LA), проходящую между первым и вторым концами. По меньшей мере один основной магнит может формировать основное магнитное поле, внутри полости представляющее, по существу, однородное магнитное поле. Центральный элемент шиммирования (CS) может быть сформирован из кольца, имеющего противоположные края, и может проходить вдоль длины продольной оси полости. Один или более дискретных элементов шиммирования (DS) могут быть расположены между CS и по меньшей мере первым или вторым концом.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, CS может содержать множество колец, расположенных слоями друг на друге. Каждое множество колец может иметь противоположные концы, расположенные на удалении друг от друга, чтобы сформировать зазор. Наполнитель может быть расположен внутри одного или более зазоров. Дополнительно, зазоры каждого из колец могут быть выровнены относительно друг друга или быть смещены относительно друг друга вдоль оси вращения, чтобы располагаться в шахматном порядке. Дополнительно предполагается, что DS могут включать в себя элементы точного шиммирования и элементы грубого шиммирования. Кроме того, могут обеспечиваться одна или более направляющих, каждая из которых может быть выполнена с возможностью соединения с соответствующим элементом шиммирования, такими как элементы точного шиммирования, чтобы формировать картридж шиммирования. Направляющие могут быть дополнительно выполнены с возможностью соединения с частью корпуса и располагаться внутри части корпуса. В некоторых вариантах осуществления может предусматриваться закрепляющий механизм, чтобы крепить элементы шиммирования в желаемом положении внутри полости корпуса.
Аппарат может дополнительно включать в себя источник излучения, проходящего в MRI-систему, предпочтительно, для целей уничтожения больной ткани, не затрагивая, в то же время, здоровую ткань. Например, аппарат может дополнительно содержать линейный ускоритель (LINAC), способный формировать и испускать по меньшей мере один луч излучения через запрещенную зону (Ez) внутри полости корпуса. Ez может иметь противоположные концы и располагаться внутри полости на пути прохождения по меньшей мере одного луча излучения, излучаемого LINAC. CS может быть расположен, по меньшей мере, частично внутри Ez. Дополнительно предполагается, что по меньшей мере один из CS или DS может быть выполнен с возможностью принудительного создания однородности основного магнитного поля внутри полости.
В соответствии с другими вариантами осуществления настоящей системы, обеспечивается устройство, такое как аппарат магнитно-резонансного линейного ускорителя (MR-LINAC), которое может включать в себя часть корпуса, имеющую полость с противоположными концами и по меньшей мере с одним отверстием на одном из противоположных концов. Полость может определять продольную ось (LA), проходящую между первым и вторым концами. По меньшей мере один основной магнит может формировать основное магнитное поле, определяющее, по существу, однородное магнитное поле внутри полости. Линейный ускоритель (LINAC) может испускать по меньшей мере один пучок излучения, проходящий через полость. Система шиммирования может содержать кольцевой центральный элемент шиммирования (CS) с противоположными краями, который, по существу, окружает и проходит вдоль продольной оси (LA) части корпуса. Система шиммирования может дополнительно включать в себя множество дискретных элементов шиммирования (DS), расположенных между краем противоположных краев CS и рядом с одним из противоположных концов полости. Дополнительно предполагается, что CS может включать в себя множество слоев элементов шиммирования, расположенных друг на друге. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, система шиммирования дополнительно включать в себя одну или более направляющих, каждая из которых выполнена с возможностью соединения с множеством DS.
В соответствии с другими дополнительными вариантами осуществления настоящей системы, обеспечивается способ регулирования одного или более элементов точного шиммирования магнитно-резонансной (MR) системы, имеющей основной магнит с туннелем, кольцевой центральный элемент шиммирования, расположенный внутри туннеля, причем способ выполняется по меньшей мере одним контроллером MR-системы. Способ может включать в себя этапы, на которых управляют основными магнитами, чтобы вывести номинальное поле внутри туннеля основного магнита; получают карту магнитного поля для магнитного поля внутри туннеля основного магнита и определяют оптимизированные места расположения элементов шиммирования на соответствующих направляющих элементов шиммирования, основываясь на анализе карты магнитного поля. Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором вставляют по меньшей мере одну из направляющих элементов шиммирования, имеющих оптимизированные места расположения направляющих для элементов точного шиммирования, в туннель основного магнита. Способ может также включать в себя этап крепления по меньшей мере одной направляющей элемента шиммирования, которая вставляется в канал основного магнита, используя закрепляющий механизм. Дополнительно, способ может включать в себя этап выбора направляющей элемента шиммирования, имеющего конфигурацию элементов точного шиммирования, связанных с направляющей элементов шиммирования в соответствии с определенными оптимизированными местами расположения элементов шиммирования. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, все направляющие элементов шиммирования корпуса могут располагаться внутри полости, независимо от расположения элементов шиммирования на соответствующей направляющей или даже если соответствующая направляющая не содержит элементов шиммирования, как это может иметь место для некоторых из множества направляющих.
Настоящее изобретение объясняется с дополнительными подробностями в последующих примерных вариантах осуществления и со ссылкой на чертежи, где идентичные или схожие элементы частично указываются одними и теми же ссылочными позициями и признаки различных примерных вариантов осуществления могут объединяться. На чертежах:
Фиг. 1 – вид сбоку в разрезе участка системы, такой как система MR-LINAC с системой шиммирования, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы;
Фиг. 2A - вид в поперечном разрезе участка системы MR-LINAC по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 2B – вид с торца части системы MR-LINAC вдоль сечения, показанного на фиг. 1, в соответствии с другими вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 2C - вид в поперечном разрезе части системы MR-LINAC, содержащей спиральный центральный элемент шиммирования в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 2D - вид в поперечном разрезе части системы MR-LINAC MR по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 3 – вид в перспективе с пространственным разделением в частичном разрезе части системы MR-LINAC в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 4 - вид части системы MR-LINAC в поперечном разрезе по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 5 - частичный вид сбоку в разрезе части системы 100 по линии 5-5, показанной на фиг. 2B, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 6 - график 600, который показывает часть элементов низкого порядка системы MR-LINAC в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 7 – часть системы 700, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы; и
Фиг. 8 - пример реализации, в котором направляющие элементов шиммирования могут монтироваться в градиентной катушке, а не непосредственно в туннеле магнита, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы.
Ниже приводятся описания иллюстративных вариантов осуществления, которые, когда рассматриваются в сочетании с последующими чертежами, будут демонстрировать описанные выше признаки и преимущества, а также дополнительные признаки и преимущества. В последующем описании, для целей объяснения, но не ограничения, излагаются такие пояснительные подробности, как архитектура, интерфейсы, технологии, атрибуты элементов и т.д. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что другие варианты осуществления, которые отступают от этих подробностей, должны все еще пониматься как находящиеся в объеме приложенной формулы изобретения. Более того, с целью ясности, подробные описания известных устройств, схем, инструментов, технологий и способов опущены, чтобы не заслонять ими описание настоящей системы. Следует отчетливо понимать, что чертежи приводятся для иллюстративных целей и не представляют весь объем настоящей системы. На сопроводительных чертежах, схожие ссылочные позиции на различных чертежах могут определять схожие элементы. Дополнительно, на некоторых чертежах поперечная штриховка для ясности может не показываться.
Настоящая система предназначена для устройств и способов радиотерапии, использующих источник излучения, который входит в MRI систему для терапевтических целей. Например, настоящая система может быть должным образом предпочтительно использована для избирательного уничтожения больной ткани субъекта, не затрагивая, в то же время, здоровую ткань. Одно из таких устройств радиотерапии, например, включает в себя линейный ускоритель (LINAC), который может формировать и испускать по меньшей мере один луч излучения через запретную зону (Ez) внутри полости корпуса MRI-устройства. Эта Ez может иметь противоположные концы и располагаться внутри полости на пути по меньшей мере одного луча излучения, испускаемого LINAC. В соответствии с другими вариантами осуществления настоящей системы, в качестве источника излучения может обеспечиваться аппарат магнитно-резонансный линейный ускоритель (MR-LINAC).
Для целей упрощения последующего обсуждения варианты осуществления настоящей системы будут рассматриваться в отношении систем LINAC и MR-LINAC, работающих в качестве источника излучения. Однако следует отчетливо понимать, что варианты осуществления настоящей системы могут также быть соответственно применены в отношении других источников излучения, действующих совместно с вариантами осуществления настоящей системы. Также используемые здесь LINAC и MR-LINAC должны пониматься как содержащие системы, используемые другими источниками излучения, которые могут также соответственно применяться.
Варианты осуществления настоящей системы могут использовать способы шиммирования, способные корректировать неоднородность основных магнитных полей основного магнита посредством, например, нейтрализации градиентов на образце ядерного магнитного резонанса (NMR). Соответственно, может быть получена требуемая равномерность (например, однородность) основного магнитного поля, которая существенна для получения желаемого качества изображения. Способы шиммирования, соответствующие вариантам осуществления настоящей системы, могут компенсировать неблагоприятные влияния на основное магнитное поле основного магнита, используя пассивные способы шиммирования. Эти пассивные способы шиммирования основаны на элементах шиммирования (например, на пассивных элементах шиммирования), которые могут изготавливаться из материала, для шиммирования, такого как железо для шиммирования (или другой ферромагнитный материал), и могут размещаться в одном или более желаемых местах расположения относительно основного магнита соответствующей системы MRI-LINAC. Направляющие элементов шиммирования могут перекрывать часть длины туннеля основного магнита и могут иметь элементы шиммирования, связанные к ним в предопределенных местах расположения. Таким образом, эти предопределенные места расположения элементов шиммирования на направляющих элементов шиммирования могут быть заполнены элементами шиммирования, в то время как другие места расположения элементов шиммирования не заполняются элементами шиммирования. Решение, заполнять ли места расположения элементов шиммирования элементами шиммирования (например, изготовленными из шиммного железа), может быть принято посредством программного обеспечения шиммирования, действующего в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Дополнительно предполагается, что варианты осуществления настоящей системы могут дополнительно использовать активные элементы шиммирования.
На фиг. 1 показан вид сбоку в разрезе части системы, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы, иллюстративно показанной как система 100 MR-LINAC (здесь и далее, для ясности, система 100), включающая в себя систему шиммирования, соответствующую вариантами осуществления настоящей системы. Как обсуждалось выше, хотя рассмотренный вариант осуществления относится к системе MR-LINAC, это иллюстративное обсуждение должно пониматься как включающее в себя обсуждение, относящееся к другим источникам излучения, которые могут применяться должным образом.
Система 100 может включать в себя контроллер 110, память, дисплей, корпус 102, источник излучения, такой как линейный ускоритель (LINAC) 120, систему 108 шиммирования, основные магниты, градиентную катушку 140 и радиочастотные (RF) датчики. Подвижная опора для пациента может обеспечиваться для поддержки пациента 101 и расположения пациента 101 в желаемом положении и/или ориентации, например под управлением контроллера 110.
Контроллер 110 может управлять всей работой системы 100 и может включать в себя одно или более логических устройств, таких как процессоры (например, микропроцессоры и т.д.) и т.д. Дополнительно, контроллер может принимать информацию от радиочастотных датчиков и реконструировать информацию отраженного сигнала. Реконструированная информация отраженного сигнала может затем храниться в памяти для последующего использования и/или отображаться на дисплее.
Градиентная катушка 140 может включать в себя одну или более градиентных катушек (например, x-, y- и z-градиентные катушки), которые могут создавать одно или более градиентных полей в одном или более направлениях под управлением контроллера 110. Радиочастотные датчики могут передавать радиочастотные импульсы внутри полости и/или принимать информацию отраженного сигнала под управлением контроллера 110. Например, радиочастотные датчики могут управляться, чтобы передавать радиочастотные импульсы к исследуемому пациенту 101 и/или принимать информацию отраженного от него сигнала.
Один или более основных магнитов могут содержать туннель и могут быть выполнены с возможностью формирования, по существу, однородного основного магнитного поля внутри полости 106. Один или более основных магнитов могут быть изготовлены из сверхпроводящего материала.
Корпус 102 может включать в себя одну или более полостей 106, расположенных между противоположными концами 105, которые могут быть выполнены с возможностью помещения в них пациента 101, так что, по меньшей мере, часть пациента 101 может быть расположена внутри объема сканирования, такого как интересующий объем (VOI) 103. Одно или более отверстий 104 могут быть расположены на каждом из соответствующих противоположных концов 105. Полость 106 может иметь запретную зону (Ez), имеющую противоположные концы 109, которые располагаются между незапретными зонами (Nz), расположенными между противоположным концом 109 зоны Ez и соседним отверстием 104. Полость 106 может иметь внутреннюю стенку 116 и может быть выполнена таким образом, что, по меньшей мере, ее часть располагается внутри туннеля одного или более основных магнитов. Однако для ясности будет предполагаться, что полость 106 соответствует туннелю одного или более основных магнитов. Корпус 102 может включать в себя одну или более других полостей, в которых могут, по меньшей мере, частично, располагаться основные магниты. Дополнительно корпус 102 может включать в себя охлаждающийся механизм для охлаждения основных магнитов.
LINAC 120 может включать в себя одну или более излучающих пушек (например, источников излучения, таких как передатчики LINAC), иллюстративно показанных как излучающая пушка 120', которая может передавать лучи 121 излучения в зону Ez или, иначе, через зону Ez. Таким образом, зона Ez может соответствовать области, через которую проходит луч 121 излучения (например, зона излучения (Rz)). Область (или объем), определяемый зоной Ez, может дополнительно рассматриваться как зона лечения. Луч 121 излучения может содержать один или более лучей излучения, которые могут создаваться источником излучения, таким как LINAC, и может фокусироваться в одном или более местах. Источник излучения, такой как LINAC, может монтироваться на управляемом элементе, таком как карданов подвес, портальная рама и т.д., который может перемещать LINAC в желаемое положение (например, с одной или более степенями свободы). Например, в некоторых вариантах осуществления управляемый элемент может вращать LINAC на 360 градусов вокруг корпуса 102. Управляемый элемент может управляться пользователем и/или контроллером 110. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления управляемый элемент может управляться контроллером 110, чтобы располагать и/или ориентировать LINAC 120 в желаемое положение относительно корпуса 102.
По меньшей мере, часть системы 108 шиммирования может быть расположена внутри полости 106 и может быть выполнена с возможностью усиления равномерности (например, устранения неоднородности) основных магнитных полей внутри полости 106. Система 108 шиммирования может быть выполнена с возможностью использования активных и/или пассивных способов шиммирования. Например, активные способы шиммирования могут выполняться, используя катушки шиммирования, которыми управляет контроллер 110, а пассивные способы шиммирования могут выполняться, используя один или более пассивных элементов шиммирования, смонтированных в местах расположения элементов шиммирования. По меньшей мере, часть элементов шиммирования, таких как пассивные элементы шиммирования, могут находиться на пути луча 121 излучения. Пассивные элементы шиммирования могут быть выполнены с возможностью использования любого подходящего материала, такого как сталь для элементов шиммирования, и могут обеспечивать объем шиммирования на пути прохождения лучей 121 излучения, как будет описано в другом месте. Например, в некоторых вариантах осуществления, пассивные элементы шиммирования могут быть изготовлены, например, из магнитных материалов, таких как электротехническая сталь, низкоуглеродистая сталь, никель и/или тому подобных.
Пассивные элементы шиммирования могут включать в себя дискретные элементы шиммирования (DS) 112 и DS 113 и центральный элемент шиммирования (CS) 114, каждый из которых может быть скомпонован таким образом, чтобы улучшать однородность поля излучения, используя способ шиммирования, выполняемый в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Например, DS 112 могут находиться в местах шиммирования, расположенных внутри полости 106 только в зоне Nz, и могут соединяться с корпусом 102, используя любой подходящий способ или способы, такие как съемные направляющие 150 или непосредственное соединение с корпусом 102. DS 112 могут быть связаны с направляющими 150, используя любой подходящий способ, такой как болты, винты, заклепки, клеи, фрикционные средства подгонки, направляющие и т.д. Точно также DS 113 могут находиться в местах шиммирования, расположенных внутри полости 106 только в зоне Nz, и могут быть связаны с корпусом 102, используя любой подходящий способ или способы, такие как болты, винты, заклепки, клеи, фрикционные средства подгонки, направляющие и т.д. Места расположения DS 112 и 113 могут быть выбраны любым подходящим способом, таким как способ оперативного шиммирования, соответствующий вариантам осуществления настоящей системы. DS 112 и/или 113 могут иметь различные формы и/или размеры и могут включать в себя один или более слоев железа для шиммирования. Например, в некоторых вариантах осуществления DS 112 и/или 113 может быть сформированы в виде одной или более из таких форм, как квадратная, прямоугольная и круглая. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления DS 112 и/или 113 могут включать в себя множество слоев, например, толстого железа для шиммирования, которые свариваются вместе. Верхний слой (например, слой, дальше всего отстоящий от внутренней поверхности туннеля) может включать в себя глухое отверстие, которое может позволить иметь дополнительные возможности шиммирования в виде крепежного элемента шиммирования, который уже не находится сверху элемента шиммирования, а окружается элементом шиммирования. DS 112 и/или 113 могут дополнительно включать в себя элементы шиммирования в виде шайб (чтобы уменьшить ошибку дискретизации) различной толщины. DS 113 могут иметь форму и/или размер, который схожи или отличаются от элементов 112 шиммирования.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, CS 114 может быть расположен внутри зоны Ez, чтобы он мог обеспечивать объем шиммирования по пути луча 121 излучения для улучшения однородности (например, коррекции неоднородности) основных магнитных полей. Это может позволить системе 100, если нужно, выполнять или превышать одно или более из технических требований к однородности, таких как технические требования Beethoven™ к однородности. DS 112 могут быть азимутально дискретными, в то время как CS 114 может быть, по существу, азимутально непрерывным относительно продольной оси (LA) корпуса 102.
CS 114 может изготавливаться из любого пригодного для шиммирования материала, такого как электротехническая или низкоуглеродистая сталь и т.п., и может иметь противоположные края 131, которые, по существу, соответствуют противоположным концам 109 зоны Ez, так что CS 114 перекрывает, по меньшей мере, длину зоны Ez. Если смотреть сбоку, CS 114 может образовывать кольцевую форму (например, кольцо) одинаковой толщины (смотрите фиг. 2A) и может изготавливаться из одного или более колец (например, одиночного кольца или набора суб-колец). Когда CS 114 изготавливается из одного или более колец, эти кольца могут упоминаться как суб-кольца и могут, например, после установки накладываться друг на друга. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, CS 114 может изготавливаться из железа для шиммирования для пассивного шиммирования в форме кольца одинаковой толщины. Поскольку CS 114 может иметь одинаковую толщину, луч 121 излучения, который может проникать через него, может быть однородным и передавать назначенную дозу независимо от угла падения.
Альтернативно зона EZ может быть создана, проектируя магнит со смещением (известным сдвигом), чтобы сформировать условия, по существу, подобные тем, которые могли бы быть созданы с помощью CS (например, смотрите фиг. 6). Однако, как можно легко видеть, эта стратегия может быть менее эффективной, так как для всех блоков может потребоваться одно и то же смещение, независимо от того, требуют ли смещения производственные допуски при изготовления магнита. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, DS может затем компенсировать смещение, приложенное ко всем магнитам, а также индивидуальные допуски магнита.
На фиг. 2A показывает вид в поперечном сечении части системы 100 MR-LINAC по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. CS 114 может быть сформирован из множества кольцевых суб-колец 114-1-114-М (в общем, 114-x), наложенных слоями друг на друга, и каждое из них формируется из слоя фольги для шиммирования и имеет направленные в противоположные стороны края (например, смотрите 131 на фиг. 1) и концы 132. Поскольку каждое из суб-колец 114-x может быть подобным друг другу, здесь для ясности будет рассматриваться только одно суб-кольцо 114-1. Соседние концы 132 могут быть слегка отделены друг от друга, чтобы образовать область 134 шва (например, зазор), которая может быть заполнена наполнителем 136, например, после расположения. Таким образом, CS 114 может быть сформирован, используя множество слоев фольги для шиммирования, каждый из которых образует соответствующее кольцо 114-x для шиммирования и которые могут, например, существенно накладываться друг на друга. Таким образом, CS 114 может рассматриваться как сформированный из множества слоев элементов шиммирования, таких как кольцевые элементы 114-x шиммирования. Каждый CS 114-x может вращаться вокруг продольной оси La (например, на угол Θ, измеряемый от концов 132 соответствующего CS 114-x), чтобы, по существу, вращаться по спирали и/или поворачиваться вокруг продольной оси (360-∅, где ∅ измеряется как угол, имеющий вершину на продольной оси La и стороны которого проходят через соседние концы 132 соответствующего CS 114-x). Однако, в некоторых вариантах осуществления, один или более из CS 114-x могут вращаться по спирали и/или поворачиваться более чем на один оборот вокруг продольной оси La. CS 114-x могут за счет вращения сдвигаться от соседнего CS 114-x на уголь альфа (α), так чтобы швы 134 располагались в шахматном порядке вокруг продольной оси (La) полости 106, как показано на чертеже. Это может минимизировать наихудший случай неравномерного затухания и облегчить установку CS 114. В альтернативной конфигурации CA 114 может быть сконструирован, используя бесшовную технологию. Градиентная катушка 140 для ясности не показана.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, один или более участков CS 114, таких как кольца 114-х шиммирования, могут изготавливаться из материалов с переменными индукциями насыщения, чтобы одновременно максимизировать возможности шиммирования (обеспечиваемые материалами с высокой индукцией насыщения) для коррекции больших допусков магнита или экологического экранирования и улучшить зернистость элементов шиммирования (обеспечиваемую материалами с низкой индукцией насыщения) для уменьшения ошибки дискретизации для большей точности шиммирования и итоговой однородности поля в системе. Как можно понимать, использование материалов с переменной индукцией насыщения в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы также полезно для других MR-систем помимо описанной системы MR-LINAC и, таким образом, описание должно пониматься как содержащее такие системы, использующие такие другие источники излучения.
Материалы с низкой индукцией насыщения позволяют получить очень точное решение дискретизации, используя, например, металлы стандартной толщины и фольгу, которая может быть достаточно толстой, чтобы с ней было легко обращаться (например, без повреждения) во время установки соответствующего CS или его частей (например, кольца 114-х шиммирования). Например, в некоторых вариантах осуществления CS 114 может быть скомплектован до установки внутри полости 106. Однако, в других вариантах осуществления CS 114 можно комплектовать, устанавливая его участки внутри полости в разные моменты времени. Например, кольца 114-х шиммирования могут устанавливаться по одному внутри полости, чтобы сформировать CS 114. Соседние кольца 114-х шиммирования могут прикрепляться друг к другу, используя любой подходящий способ, такой как клей, давление и т.д.
Зазор в соответствующих областях 134 швов может рассматриваться как участок неравномерности и может заполняться наполнителем 136. Этот наполнитель 136 может иметь плотность, по существу, такую же, как плотность соответствующего кольца 114-x шиммирования, чтобы поддерживать равномерность затухания луча. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, использование наполнителя может предотвращать или подавлять участки неравномерности за счет зазоров в области 134 соответствующего шва, не создавая неравномерности в пределах заданной дозы. Другими словами, наполнитель зазора может быть выполнен с возможностью смягчения влияния швов центральных элементов шиммирования на передаваемую дозу. Дополнительно предполагается, что при желании CS 114 или его части для защиты могут быть инкапсулированы в соответствующий материал, такой как эпоксидная смола.
На фиг. 2B показан вид с торца части системы 100 MR-LINAC, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. Соседние DS 112 иллюстративно показаны разделенными зазорами. Как можно легко понять, размер зазоров может быть разным. CS 114 может иметь толщину, которая больше, равна или меньше толщины DS 112.
На фиг. 2C показан вид в поперечном разрезе части системы 20°C MR-LINAC, содержащей спиральный центральный элемент 214 шиммирования, соответствующий вариантам осуществления настоящей системы. Система 20°C MR-LINAC может быть подобна системе 100, показанной на фиг. 2A, и включает в себя полость 206, в которой располагается CS 214. Однако CS 214 включает в себя по меньшей мере один оборот (на чертеже показаны 2), если измерять от концов 232. CS 214 спирально накручивается вокруг самого себя один или более раз, чтобы сформировать многослойный CS 214 с желаемой толщиной. CS 214 может считаться непрерывным, поскольку он может формировать один или более витков. Уменьшая или полностью удаляя области швов, CS 214 может минимизировать неравномерное затухание из-за неравномерных участков в областях шва (например, таких как области 134 швов CS 114, показанные на фиг. 2A). В некоторых вариантах осуществления CS 214 может содержать любое количество витков (например, 3, 4, 5, 6 и т.д.). Соседние слои CS 114 могут скрепляться друг с другом, используя любой соответствующий способ, такой как клей, давление и т.д.
На фиг. 2D показан вид в поперечном сечении части системы 100 MR-LINAC, содержащей CS, состоящий из множества слоев со смыкающимися краями с зазорами каждого слоя, выровненными вдоль линий 2A-2A, показанных на фиг. 1 в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Этот вариант осуществления подобен варианту осуществления, показанному на фиг. 2A. Однако вместо шахматного порядка областей 134 швов колец 114-х шиммирования, показанного на фиг. 2A, зазоры 134 могут выравниваться друг с другом так, чтобы они могли совпадать друг с другом (например, один или более, так чтобы все следующие в шахматном порядке зазоры могли быть выровнены друг с другом). Дополнительно, кольца 114-х шиммирования могут быть ориентированы таким образом, чтобы участок неравномерности зазоров 134 мог избегать зон излучения и, таким образом, проникновения луча 121 излучения. Наполнитель может обеспечиваться для заполнения зазоров 134, как будет здесь обсуждаться. Например, в некоторых вариантах осуществления зазоры 134 могут быть расположены внутри области, через которую во время использования пучок 121 излучения не проникает.
На фиг. 3 показан вид в перспективе с разделением деталей в частичном разрезе участка системы 100, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. Множество DS 112 могут быть смонтированы или как-либо иначе соединены с туннелем 106 магнита или с соответствующей направляющей 150 из числа одной или более направляющих 150. Направляющие 150 могут посадкой скольжением входить в зацепление с приемными направляющими 151, которые могут соединяться с корпусом 102. Закрепляющая система, которая будет описана в другом месте, может крепить направляющие 151 в желаемом положении. Для ясности, предполагается, что система 100 может быть, по существу, симметричной вокруг одной или более осей, хотя это не требуется. Соответственно, вид сзади не показан.
На фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе части системы 100 MR-LINAC по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Этот вариант осуществления подобен варианту осуществления, показанному на фиг. 2A, и содержит CS 414, подобный CS 114. Однако CS 414 может включать в себя один или более внутренних слоев 440 (например, "внутренние слои"), которые могут совпадать с поглощением излучения железом для шиммирования CS 414. Один или более внутренних слоев 440 могут быть связаны с CS 414, используя любой соответствующий способ (например, клеи, эпоксиды и т.д.). Дополнительно, когда CS 414 формируется из множества слоев, эти слои могут быть связаны (например, образуя многослойность) друг с другом, используя любой соответствующий способ, такой как клеи и т.д. Один или более внутренних слоев 440 могут быть изготовлены из любого подходящего материала, такого как немагнитный материал, и могут быть выполнены с возможностью соответствия поглощению излучения центральным элементом шиммирования CS 414 шиммирования, чтобы поддерживать равномерное затухание от системы к системе. Постоянное поглощение излучения среди систем MR-LINAC сохраняется при помощи немагнитных центральных слоев шиммирования в сочетании со слоями магнитных центральных элементов шиммирования, чтобы создать блок поглощения излучения с фиксированным поглощением. Таким образом, могут изготавливаться системы MR-LINAC, имеющие, по существу, одно и то же затухание луча, уменьшая, тем самым, объем требуемой калибровки луча LINAC.
Далее будут обсуждаться несколько способов крепления и/или удержания частей системы шиммирования. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, может обеспечиваться центральный кольцевой ограничитель (CRR), чтобы удерживать CS или его части в желаемом положении относительно желаемой части системы MR-LINAC, такой как корпус или его части, такие как направляющая или полость корпуса. CRR может включать в себя любой подходящий способ, такой как клеи, штифты, винты, элементы смещения (например, пружинящие стопорные кольца), болты, заклепки и т.д. Например, в некоторых вариантах осуществления CRR может включать в себя клей, который может быть устойчивым к излучению, формируемому системой MR-LINAC, действующей в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Клей может быть силиконовым клеем и т.п., который может склеивать вместе соседние поверхности, такие как поверхность элемента шиммирования и поверхность корпуса. Например, клей может быть расположен между CS 114 и поверхностью корпуса 102, такой как поверхность внутренней стенки 116 полости 106, чтобы связывать CS 114 с корпусом 102. Таким образом, CRR может расположить CS 114 в требуемом положении внутри, по меньшей мере, части зоны Ez.
Когда CRR включает в себя монтажные выступы или кольца, может быть желательным расположить монтажные выступы или кольца за пределами зоны Ez в соседней области зоны Nz. Например, в варианте осуществления, в котором CRR включает в себя элементы, которые, в сущности, не являются равномерными, такие элементы могут находиться за пределами зоны EZ. Соответственно, один или более противоположных краев CS могут проходить в Nz, чтобы располагать монтажные выступы или кольца проходящими через отверстия в CS. Таким образом, при использовании монтажных выступов или колец для связывания CS с корпусом CS может быть длиннее (при измерении между противоположными краями) (например, чтобы использовать такой способ монтажа, как выступ или кольца), чем когда используются клеи. Таким образом, преимущество использования клеев для связывания CS с корпусом заключается в том, что CS может иметь более короткую осевую длину, чем может потребоваться при использовании других способов монтажа, таких как выступы или кольца в качестве CRR. Дополнительно предполагается, что любой подходящий способ крепления или совокупности способов могут использоваться для расположения CS внутри полости корпуса системы MR-LINAC, такие как фрикционные посадки, винты, шпильки, заклепки, выступы, элементы смещения, фланцы и т.д. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящей системы, CRR может включать в себя немагнитный элемент смещения, такой как пружинящее стопорное кольцо и т.п., которое может располагать CS в желаемом положении внутри полости корпуса. Во время установки пружинящее стопорное кольцо может быть сжато и затем отпущено, чтобы приложить давление для удержания CS относительно внутренней стенки полости. Дополнительно предполагается, что при желании CS может быть инкапсулирован полностью или частично, используя любой соответствующий материал инкапсуляции, такой как эпоксидная смола и т.п. Использование способа инкапсуляции, такого как эпоксидная смола, может давать повышенную защиту CS от повреждений.
На фиг. 5 показан вид сбоку в частичном разрезе системы 100 по линии 5-5, показанной на фиг. 2B, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Градиентная катушка 140 для ясности не показана.
DS 112 и/или 113 и/или CS 114 могут быть выполнены с возможностью использования желаемого способа крепления. Например, если для крепления одного или более DS 112 к соответствующей направляющей 150 используются винты или выступы, то эти DS 112 могут содержать, например, отверстие, выполненное с возможностью использования винтов или выступов для монтажа. Зона Ez может соответствовать, по меньшей мере, частично зонам излучения/лечения.
Что касается длины CS 114, то противоположные края 131 CS 114 могут проходить вдоль продольной оси LA полости 106 так, чтобы, по меньшей мере, пропускать вверх или по оси наружу соседние противоположные концы зоны Ez. Части CS 114, расположенные между концами зоны Ez и внутри соседнего противоположного края 131, могут включать в себя область монтажа, которая может быть выполнена с возможностью использования требуемого способа монтажа. Например, одна или более монтажных областей могут содержать отверстие (например, пробитое или как-либо иначе вырезанное в CS 114), чтобы использовать болты, винты, выступы или другой элемент(-ы) монтажа, которые могут быть связаны с корпусом 102, чтобы расположить CS 114 в желаемом месте расположения относительно корпуса 102. Однако в других вариантах осуществления предполагается, что один или более противоположных краев 131 могут быть приварены к корпусу 102 или к его части. Хотя противоположные края 131 CS 114 могут проходить в зону NZ, DS 112 и/или DS 113 не могут проходить в зону Ez. В некоторых вариантах осуществления один или более противоположных краев 131 CS 114 могут проходить вверх или наружу противоположных концов Ez, в зависимости от типа используемого способа монтажа. Например, если в качестве способа крепления CS 114 к корпусу 102 используются клеи или сварка, то CS 114 может иметь противоположные края 131, проходящие вверх или немного сзади соседнего одного из противоположных концов зоны Ez. Соответственно, области монтажа могут быть почти несуществующими или очень малыми. Однако, если в качестве способа монтажа CS 114 к корпусу 102 используются шпильки или болты, то CS 114 имеет противоположные края 131, которые могут проходить вверх до соседнего противоположного конца зоны Ez, чтобы сформировать увеличенную область монтажа, которая может быть выполнена с возможностью использования требуемого способа монтажа (например, отверстия для использования шпилек и т.д.)
DS 112 и 113 могут отличаться друг от друга. Например, DS 112 могут быть первого типа (например, в отношении материала, формы, размера, слоев, способов монтажа и т.д.), тогда как DS 113 могут быть множеством элементов шиммирования другого типа А, так что элементы шиммирования первого типа (например, DS 112) могут быть связаны с соответствующей направляющей 150 и могут формировать сборочный узел 135 блока направляющей с элементами шиммирования. Каждая направляющая 150 может быть выполнена с возможностью соединения с корпусом 102 и/или разъединения от корпуса 102. Соответственно, каждый сборочный узел 135 блока направляющей с элементами шиммирования может посредством скользящей посадки прикрепляться к корпусу 102 или сниматься с корпуса 102 как блок. Например, сборочный узел 135 блока направляющей с элементами шиммирования, имеющий желаемую конфигурацию элементов шиммирования, может скользящей посадкой вставляться в корпус 102 (как показано стрелками) и крепиться на месте, используя любой подходящий механизм крепления, упрощая, таким образом, процесс шиммирования. Удаление может осуществляться посредством скользящего вынимания соответствующего сборочного узла 135 блока направляющей с элементами шиммирования в противоположном направлении. Таким образом, один или более сборочных узлов 135 блоков направляющих с элементами шиммирования могут функционировать как картридж элементов шиммирования, который может вставляться в корпус 102 и/или выниматься из корпуса 102 как блок. Соответственно, пользователь может собирать сборочный узел 135 блока направляющей с элементами шиммирования вне туннеля 106 корпуса 102, что может уменьшить время, требующееся для точного шиммирования системы 100. Один или более сборочных узлов 135 блоков направляющих с элементами шиммирования могут иметь схожие или различные конфигурации элементов шиммирования. Корпус 102 может включать в себя механизм помещения направляющей с элементами шиммирования, который может быть выполнен с возможностью связывания с соответствующей направляющей 150 с элементами шиммирования, так чтобы сборочные узлы 535 блоков направляющих с элементами шиммирования могли вставляться и/или защищаться со стороны отверстия 104 на соответствующем конце корпуса 102.
Один или более элементов шиммирования могут устанавливаться/регулироваться на месте для регулировки шиммирования системы 600. Например, чтобы изменить конфигурацию DS 112, сборочный узел 135 блока направляющей с элементами шиммирования, имеющий желаемую конфигурацию для точного шиммирования, может устанавливаться в полость 106 и закрепляться на месте, используя любой подходящий способ закрепления. Таким образом, один или более сборочных узлов 135 блоков направляющих с элементами шиммирования могут легко удаляться из корпуса 102, так чтобы конфигурация DS 112 могла изменяться, для удобства пользователя удаляя или вставляя DS 112 в желаемых местах расположения элементов шиммирования на направляющей 150 в то время, когда направляющая 150 находится вне полости 106 корпуса 102. Предполагается, что в некоторых вариантах осуществления направляющие 150 могут заранее конфигурироваться с помощью элементов шиммирования (например, на заводе), тогда как в других случаях пользователь по своему желанию может изменять компоновку элементов шиммирования.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, центральные кольца шиммирования могут устанавливаться в туннеле основного магнита и/или на наружном диаметре (OD) градиентной катушки системы, как, например, показано на фиг. 8. Дополнительно предполагается, что некоторые системы могут иметь заводскую конфигурацию предварительного шиммирования, которая может включать в себя, например, монтаж центрального элемента шиммирования в туннеле магнита и множество мест расположения элементов грубого шиммирования. Направляющие элементов шиммирования могут затем использоваться для точного шиммирования на месте. Дополнительно предполагается, что в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, толщина центрального кольца может быть оптимизирована в базовых местах расположения магнита, чтобы обеспечить эффективное шиммирование. Способы, которые зависят от одного и того же кольца элемента шиммирования (или одной и той же конструкции сдвига, производящего, таким образом, эффект, по существу, подобный CS) на всех магнитах, вероятно, могут вызвать шиммирование на большинстве магнитов с неэффективным шиммированием, чтобы сделать их пригодными. Дополнительно предполагается, что затухание луча может быть подходящим для таких систем, как все системы MR-LINAC, применяя "фиктивные" (немагнитные) слои центральных элементов шиммирования, как описано выше. Эти фиктивные слои элементов шиммирования могут быть немагнитными слоями элементов шиммирования, которые могут добавляться, чтобы достигнуть желаемого (например, соответствующего или одинакового) затухания пути луча во всех таких системах (например, все такие системы MR-LINAC), и в некоторых случаях могут добавляться непосредственно к внутренней поверхности центрального железного элемента шиммирования или ко внутренней поверхности корпуса. Например, некоторые магниты могут требовать много слоев железа центрального элемента шиммирования, в то время как другие могут требовать лишь нескольких слоев железа центрального элемента шиммирования. Соответственно, если нет слоев железа центральных элементов шиммирования, установленных в основном туннеле, то на внутреннюю поверхность основного туннеля в центральной области может наноситься фиктивный слой шиммирования.
Далее результаты испытаний системы MR-LINAC, сформированной в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, будут теперь описаны со ссылкой на фиг. 6, где показан график 600, который показывает часть элементов низкого порядка системы MR-LINAC, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. График 600 показывает моделированные элементы (например, Z1, Z2, Z4 и Z6 (в общем, Zx, где x - любое четное целое число)), определенные в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Элементы моделировались для теоретического железного кольца, имеющего ширину (например, в направлении вдоль продольной оси (La) системы MR-LINAC) и толщину 1x1 см, соответственно. Для моделирования железное кольцо принимается расположенным по радиусу системы шиммирования (например, измеряемым от оси LA до центра тяжести расположения элементов шиммирования системы шиммирования) для MR-LINAC, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. Части элементов Zx, лежащие слева от линии 601 (например, край CS), трудны, если не невозможны, для доступа, используя стандартные способы шиммирования. Однако участки элементов Zx были получены в системе MR-LINAC, используя способы шиммирования, соответствующие вариантам осуществления настоящей системы. Таким образом, способы шиммирования, соответствующие вариантам осуществления настоящей системы, такой как показана на фиг. 1, которая использует CS 114, расположенный в запретной зоне системы MR-LINAC, обеспечивают участки элементов Zx, который могут быть недостижимы при использовании стандартных способов шиммирования, если дискретные элементы шиммирования исключаются из пути луча. Дополнительно, другие системы, в том числе системы MR-LINAC, содержащие устройства с элементами шиммирования, соответствующими вариантам осуществления настоящей системы, могут позволить системам, выполненным в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, удовлетворять мировым техническим требованиям по классу однородности, таким как технические требования Philips Ingenia. Как становится понятно, варианты осуществления настоящей системы могут должным образом применяться к системам подачи излучения, отличным от системы подачи излучения LINAC, для иллюстрации обсуждавшейся здесь. Кроме того, формула изобретения должна пониматься как содержащая такие другие системы излучения, которые, например, могут обеспечивать такие же или подобные функциональные возможности системы.
На фиг. 7 показана часть системы 700, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. Например, часть настоящей системы может включать в себя процессор 710 (например, контроллер), оперативно связанный с памятью 720, устройство отображения, такое как дисплей 730, датчики 740, радиочастотные преобразователи 760, магнитные катушки 792, линейный ускоритель (LINAC) 794 и устройство 770 ввода данных пользователем. Память 720 может быть устройством любого типа для хранения данных приложения, а также других данных, связанных с описанной операцией. Данные приложения и другие данные принимаются процессором 710 для конфигурации (например, программирования) внутренности процессора 710, чтобы совершать операционные действия в соответствии с настоящей системой. Процессор 710, конфигурированный таким образом, становится специализированной машиной, пригодной, в особенности, для работы в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы.
Операционные действия могут включать в себя конфигурирование MRI-системы, например, управления дополнительными приводами поддержки, магнитными катушками 792 и/или радиочастотными датчиками RF 760. Приводы поддержки, при желании, могут управлять физическим расположением (например, по осям x, y и z) пациента. LINAC может управляться процессором 710, чтобы создавать луч желаемой формы, мощности и т.д. Магнитные катушки 792 могут содержать основные магнитные катушки, градиентные катушки (например, x-, y- и z-градиентные катушки), дополнительные катушки для шиммирования и могут управляться, чтобы излучать основное магнитное поле и/или градиентные поля в требуемом направлении и/или с требуемой напряженностью. Контроллер может управлять одним или более источниками электропитания, чтобы обеспечивать электропитание магнитных катушек 792, так чтобы требуемое магнитное поле излучалось в нужное время. Радиочастотные преобразователи 760 могут управляться, чтобы передавать радиочастотные импульсы в пациента и/или принимать от него информацию отраженных сигналов. Одна или более магнитных катушек могут действовать так, чтобы принимать сигналы, такие как (MR) информация отраженного сигнала, и преобразовывать их (например, используя одну или более технологий реконструкции вариантов осуществления настоящей системы) в контент, который может включать в себя информацию изображения (например, неподвижные или видеоизображения (например, видеоинформация)), данные и/или графики, которые могут отображаться, например, на интерфейсе пользователя (UI) настоящей системы, таком как дисплей 730, и т.д. Дополнительно, контент может затем быть сохранен в памяти системы, такой как память 720, для последующего использования. Таким образом, операционные действия могут включать в себя запрос, предоставление и/или отображение контента, такого как, например, информация реконструированного изображения, полученная из информации отраженного сигнала. Процессор 710 может отображать контент, такой как информация изображении на UI системы, таком как дисплей системы.
Процессор 710 может дополнительно управлять работой LINAC, чтобы управлять мощностью луча, фокусировкой, интенсивностью и т.д. Процессор 710 может дополнительно принимать информацию, связанную с расположением одной или более излучающих пушек LINAC, и обрабатывать эту информацию, чтобы определять расположение соответствующей одной или многих излучающих пушек. Устройство 770 ввод данных пользователя включать в себя содержать клавиатуру, мышь, шаровой манипулятор или другое устройство, такое как сенсорный дисплей, который может быть автономным или быть частью системы, такой как часть персонального компьютера, персонального цифрового секретаря (PDA), мобильного телефона (например, смарт-телефона), монитора, смарт- или непрограммируемого терминала или другого устройства для связи с процессором 710 через любую оперативную линию связи. Устройство 770 ввода данных пользователя может действовать для взаимодействия с процессором 710, в том числе, разрешения взаимодействия внутри UI, как здесь описано. Ясно, что процессор 710, память 720, дисплей 730 и/или устройство 770 ввода данных пользователя может быть полностью или частично частью компьютерной системы или другого устройства, такого как система MR-LINAC.
Способы, используемые настоящей системой, в особенности, пригодны для выполнения программой компьютерного программного обеспечения, причем такая программа включает в себя модули, соответствующие одному или более отдельным этапам или действиям, описанным и/или предполагаемым настоящей системой.
Такая программа может, конечно, быть реализована на считываемом компьютером носителе, таком как интегральная микросхема, периферийное устройство или память, такая как память 720 или другая память, связанная с процессором 710.
Программа и/или части программы, содержащиеся в памяти 720, могут конфигурировать процессор 710 для реализации раскрытых здесь способов, операционных действий и функций. Память может быть распределенной, например, между клиентами и/или серверами, или локальной и процессор 710, в котором могут обеспечиваться дополнительные процессоры, также может быть распределенным или может быть единым. Память может быть реализована как электрическая, магнитная или оптическая память или любая их комбинация или как другие типы устройства хранения. Кроме того, термин "память" должен истолковываться достаточно широко, чтобы охватывать любую информацию, пригодную для считывания из адреса или записанной в адрес в адресном пространстве, доступном процессору 710. При таком определении информация, доступная через сеть, все еще входит в понятие памяти, например, потому, что процессор 710 может получать информацию из сети для операции в соответствии с настоящей системой.
Варианты осуществления настоящей системы могут обеспечить быстродействующие способы получения и реконструкции изображений. Соответствующие приложения могут включать в себя системы получения изображений, такие как системы магнитно-резонансной визуализации (MRI), которые могут включать в себя LINAC для создания лучей излучения (например, которые могут быть сфокусированы и/или направлены в желаемое место) и т.п., чтобы сформировать систему MR-LINAC. Варианты осуществления настоящей системы могут обеспечить равномерное (или, по существу, однородное) основное магнитное поле в интересующем объеме (VOI), который может быть предпочтительным для обеспечения MR-направляемой радиотерапии в зоне лечении или облучения, в то же время удовлетворяя или превышая конкурентные технические требования по равномерности, такие как технические требования Ingenia™ по равномерности. Дополнительно, варианты осуществления настоящей системы могут обеспечивать однородное (или, по существу, однородное) основное магнитное поле без элементов шиммирования системы шиммирования, взаимосвязанной с предсказуемостью дозы облучения (например, от LINAC), доставляемой пациенту, находящемуся рядом с полостью корпуса системы.
Хотя настоящее изобретение было показано и описано со ссылкой на конкретные примерные варианты осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение ими не ограничивается, но что различные изменения в форме и деталях, в том числе, сочетания различных признаков и вариантов осуществления, могут быть в нем сделаны, не отступая от сущности и объема изобретения. Дополнительные вариации настоящей системы должны с легкостью приходить на ум специалистам в данной области техники и охватываются нижеследующей формулой изобретения.
Наконец, приведенное выше обсуждение предназначено быть просто иллюстрацией настоящей системы и не должно рассматриваться как ограничение приложенной формулы изобретения каким либо конкретным вариантом осуществления или группой вариантов осуществления. Таким образом, хотя настоящая система была описана со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует также понимать, что специалистами в данной области техники могут быть предложены многочисленные изменения и альтернативные варианты осуществления, не отступая от более широких и целевых сущности и объема настоящей системы, как это изложено в последующей формуле изобретения. Кроме того, заголовки разделов, содержащиеся здесь, предназначены для облегчения рассмотрения и не предназначены для ограничения объема настоящей системы. Соответственно, описание и чертежи должны рассматриваться иллюстративным образом и не предназначаются для ограничения контекста приложенной формулы изобретения.
Соответственно, описание и чертежи должны рассматриваться иллюстративным образом и не предназначаются для ограничения контекста приложенной формулы изобретения.
При толковании приложенной формулы изобретения следует понимать, что:
a) слово "содержащий" не исключает наличие других элементов или действий, отличных от перечисленных в данном пункте формулы изобретения;
b) единственное число элементов не исключает наличие множества таких элементов;
c) любые ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не ограничивают их объем;
d) несколько "средств" могут быть представлены одной и той же позицией или структурой или функцией, реализуемыми аппаратным обеспечением или программным обеспечением;
e) любой из раскрытых элементов может состоять из частей аппаратного обеспечения (например, в том числе, дискретных и интегральных электронных схем), частей программного обеспечения (например, компьютерного программирования) и любой их комбинации;
f) части аппаратного обеспечения могут состоять из аналоговых или цифровых частей или из того и другого вместе;
g) любое из раскрытых устройств или его частей может быть объединяться вместе или разделяться на дополнительные части, если специально не указано что-либо иное;
h) никакая конкретная последовательность действий или этапов не предназначена быть обязательной, если это специально не указывается; и
i) термин "множество элементов" содержит два или более заявленных элементов и не подразумевает никакого конкретного диапазона числа элементов; то есть множество элементов может быть только двумя элементами и может включать в себя неизмеримое количество элементов.
1. Магнитно-резонансный аппарат (100, 700), содержащий:
часть (102) корпуса, причем часть корпуса содержит полость (106), имеющую первый и второй концы (105) и по меньшей мере одно отверстие (104), расположенное на первом или втором конце, полость, определяющую продольную ось, проходящую между первым и вторым концами, угловую зону, расположенную между первым и вторым концами и вокруг полости и выполненную с возможностью прохождения луча (121) излучения;
по меньшей мере один основной магнит для формирования основного магнитного поля, содержащего, по существу, однородное магнитное поле внутри полости;
цилиндрический элемент шиммирования (114), образующий цилиндр равномерной толщины вокруг полости, проходящий между противоположными краями (131) вдоль длины продольной оси полости и перекрывающий длину угловой зоны; и
множество дискретных элементов шиммирования (112, 113), расположенных между цилиндрическим элементом шиммирования и по меньшей мере первым или вторым концом;
в котором цилиндрический элемент (114) шиммирования и дискретные элементы шиммирования (112, 113) выполнены с возможностью улучшения равномерности основного магнитного поля в полости.
2. Аппарат по п. 1, в котором цилиндрический элемент шиммирования содержит множество субэлементов шиммирования (114-1, 114-2, 114-N), расположенных слоями по радиусу друг на друге.
3. Аппарат по п. 2, в котором по меньшей мере один из субэлементов (114-1, 114-2, 114-N) шиммирования изготавливается из магнитной стали и выбирается равномерная толщина, чтобы улучшить равномерность основного магнитного поля.
4. Аппарат по п.3, в котором по меньшей мере один из субэлементов шиммирования изготавливается из немагнитного материала и выполнен таким образом, что по меньшей мере один субэлемент шиммирования, изготовленный из магнитной стали, и по меньшей мере один субэлемент шиммирования, изготовленный из немагнитного материала, создают готовый блок поглощения излучения.
5. Аппарат по п. 2, в котором каждый из множества субэлементов шиммирования содержит зазор (134) в цилиндрической стенке, причем зазор проходит параллельно продольной оси.
6. Аппарат по п. 5, дополнительно содержащий наполнитель (136), расположенный в зазоре.
7. Аппарат по п. 5, в котором зазор каждого из субэлементов шиммирования смещается вдоль оси вращения относительно другого субэлемента шиммирования, чтобы располагаться в шахматном порядке.
8. Аппарат по п. 3, в котором по меньшей мере один цилиндрический элемент шиммирования содержит элемент шиммирования из немагнитного материала со значением поглощения излучения, подобным значению поглощения излучения магнитной стали, чтобы управлять затуханием проходящего через него пучка LINAC.
9. Аппарат по п. 1, в котором цилиндрический элемент шиммирования изготавливается как пружинящее стопорное кольцо, которое смещает цилиндрический элемент шиммирования относительно соседней поверхности части корпуса.
10. Аппарат по п. 1, в котором множество дискретных элементов шиммирования содержат элементы шиммирования различных типов.
11. Аппарат по п. 1, дополнительно содержащий одну или более направляющих (150), каждая из которых выполнена с возможностью соединения с одним или более дискретными элементами шиммирования, чтобы формировать сборочный узел (135) блока направляющей элементов шиммирования.
12. Аппарат по п. 11, дополнительно содержащий закрепляющий механизм, выполненный с возможностью крепления одного или более из множества дискретных элементов шиммирования в желаемом положении внутри полости корпуса.
13. Аппарат по п. 1, дополнительно содержащий источник (120) излучения для испускания по меньшей мере одного луча (121) излучения (121) через круговую зону (Ez) в полость корпуса.
14. Аппарат по п. 8, дополнительно содержащий карданов подвес или портальную раму для управляемого расположения LINAC, для вывода пучка излучения через круговую зону.
15. Аппарат по п. 1, в котором цилиндрический элемент шиммирования содержит спирально накрученный лист, имеющий N витков, где N - целое число больше двух.
