[发明专利]包括磁共振成像装置的粒子辐射治疗设备

说明书

技术领域

本发明描述粒子辐射治疗设备，该粒子辐射治疗设备包括磁体，由此在粒子辐射治疗期间允许磁共振成像(MRI)。

背景技术

用质子和碳离子射束进行辐射治疗已表明是有效的。另外它已表明与常规的伽马辐射治疗相比对组织造成更小的损伤。

然而，用于确定待给予的剂量的大小和位置的辐射计划基于MRI成像或CT成像，该MRI成像或CT成像可能在进行治疗之前的相当长的时段进行。在介入期间，待辐射的组织的位置可能已移动或改变形状。这可能导致对健康组织的辐射和/或遗漏患病组织，这可能导致疏忽(remission)。

在辐射治疗中，通常用在横向平面XY中沿横向方向110提供的射束对患者进行照射，如图13中示意性所示。

理想的是在进行MRI成像的同时将带电粒子射束施加于患者，因为预定目标的位置和形状于是可以在其当前位置中是精确已知的。

大多数当前的MRI扫描仪不适合于此，因为射束将被低温恒温器阻碍。另外，即使在例如那些使用C形或H形磁体的扫描仪的“开放式”扫描仪中，扫描仪的磁场也将垂直于带电粒子射束的横向方向110。这将使射束偏离预定方向。

图14A和14B示出两种现有技术的MRI扫描仪，其中根据磁通量线示出磁场B。图14A显示在常规的螺线管磁体布置中经历MRI成像的患者。如所示的那样，如果有可能在MRI成像期间沿横向方向110将带电粒子射束施加于患者，则该射束将垂直于MRI设备所产生的磁场B，因此磁场B将使该射束偏离其预定目标。在这样的常规的螺线管磁体布置中，由于围绕患者的感兴趣区域的螺线管的存在而不可能接近患者。图14B显示在常规的开放式C形磁体布置中经历MRI成像的患者。在这样的磁体布置中更易接近患者。然而，如所示的那样，如果有可能在MRI成像期间沿横向方向110将带电粒子射束施加于患者，则该射束将垂直于MRI设备所产生的磁场B，因此磁场B将使该射束偏离其预定目标。

US 2004/0199068描述了一种系统，其中MRI(磁共振成像)被用于跟踪患者的目标体积的位置并且控制对治疗体积的粒子射束供应，使得只有当治疗体积与患者的目标体积一致时才激活粒子射束。

US 6,198,957描述了一种组合式MRI和粒子射束治疗装置。当施加粒子射束治疗时MRI系统的磁场被关闭。

WO 02/065149描述了适合用于例如MRI装置的线圈布置，其中产生沿着平行于线圈的平面并且平行于位于线圈的平面中间的平面的方向的磁场。它提供包括四个磁线圈组的群组的磁体组件，每个磁线圈组包括导电材料的绕组；其中磁线圈组关于中平面和反射平面的相交轴对称布置，反射平面垂直于中平面，使得线圈具有相对于垂直于中平面和反射平面的另一平面的对称平面，每个线圈绕垂直于中平面的轴缠绕，并且其中绕组被配置成在操作中电流关于反射平面对称并且关于中平面反对称，从而在系统的中心产生垂直于反射平面的合成场。

发明内容

根据本发明，通过提供一种MRI系统来允许在粒子辐射治疗的同时进行MRI成像，所述MRI系统以沿着平行于施加带电粒子射束的预定方向的横向方向110的磁场工作，从而使磁场与带电粒子射束的干扰最小化，同时允许接近患者。

本发明还提供用于操作这样的设备以在施加区域进行MRI成像的同时将粒子辐射施加于相同区域的方法。

本发明因此提供如在所附的权利要求中所述的装置和方法。

附图说明

为了更好地理解本发明并且表明本发明可以如何被实现，现在将仅仅通过例子参考如附图页中所示的附图来描述根据本发明的特定实施例、方法和过程，其中：

图1显示根据本发明的一个实施例的四个磁线圈的布置的透视图；

图2和3显示两个香蕉线圈配置的比较；

图4显示根据本发明的另一实施例的四个磁线圈组件的布置的透视图；

图5显示根据本发明的另一实施例的布置的截面图；

图6显示根据本发明的另一实施例的带有凹槽的扇形线圈组的透视图；

图7显示本发明的一个实施例的XZ平面中的横截面，其显示例如图6中所示的线圈相对于MRI系统的其它部件的布置；

图8根据磁通量线显示图7中所示的线圈布置的XZ平面中的磁场的方向；

图8a-图8c显示如图7中所示的线圈布置所产生的磁场的场强等高线；

图9显示根据图7的系统的XZ平面中的5高斯线；

图10、图11和图12显示替代实施例；

图13显示将粒子射束施加于患者以执行粒子辐射治疗的预定方向；以及