[实用新型]医疗设备

说明书

本实用新型涉及一种医疗设备，用于在MR‑图像上将横穿有机体的强子射束路径可视化。该医疗设备包括强子源、磁共振成像装置、控制器和显示器。磁共振成像装置用于在包括有机体的成像体积Vp内从可激发原子采集磁共振数据并且包括主磁单元、RF单元、层面选择线圈、X2‑梯度线圈、X3‑梯度线圈和天线。控制器用于：控制该RF单元以激发可激发原子的核的自旋；控制层面选择线圈以选择成像体积Vp中具有沿着第一方向X1测量到的厚度Δxi的层Vpi；控制X2‑梯度线圈以沿着第二方向X2对由天线接收到的RF信号的原点进行定位；和控制X3‑梯度线圈以沿着第三方向X3对由天线接收到的RF信号的原点进行定位。显示器用于根据采集到的磁共振数据表示有机体及用于使射束路径可视化。

技术领域

本实用新型涉及一种医疗设备。

背景技术

用于治疗患者的强子治疗(例如，质子治疗)已经知道了几十年，具有优于常规放射治疗的若干优点。这些优点是由于强子的物理性质产生的。常规放射治疗中的光子束根据由光子束横穿的组织的距离的递减指数曲线释放其能量。相比之下，并且如图2所示，强子射束首先在其穿透组织41-43时释放其能量的一小部分，形成平台，然后随着强子路径延长，整个能量在陡峭增大到峰值和射束的范围结束时降落之后在局部释放。所述峰值被称为布拉格峰值，并且对应于图2(c)中所展示的布拉格曲线的最大值。因此，强子射束可以在目标组织40内的精确位置递送高剂量的强子，从而保护了周围的健康组织41-44。如图2(a)所示，强子治疗的允许在精确位置递送高剂量强子的优点也是其弱点之一，因为如果强子射束的布拉格峰值的位置BP0相对于目标组织40偏移，则高剂量的强子可能被递送到相邻的健康组织43、44(比较图2(a)中能量损失E_损失相对于强子射束在组织内行进并沿射束路径Xp测量到的距离Xh的曲线的实线E0和虚线E0d)。出于此原因，布拉格峰值相对于目标组织的位置的相对位置的确定对于对患者适当地实施强子治疗是至关重要的。

在实践中，强子治疗通常需要在任何治疗可以开始之前建立治疗计划。在该治疗计划中，通常进行患者和目标组织的计算机断层扫描(CT 扫描)。针对患者的治疗，CT扫描用于表征待由治疗强子射束1h横穿的目标组织40和周围组织41-43。所述表征产生包括目标组织的体积的3D 表示，并且治疗计划系统基于强子射束横穿的组织41-43的性质来确定所计算出的范围剂量。

该表征允许计算水等效路径长度(WEPL)，所述水等效路径长度用于确定将规定剂量的强子递送到目标点40s所需的治疗强子射束的初始能量Ek，其中k＝0或1，这取决于所述初始能量被确定时的阶段。图2 (c)展示了通过横穿不同组织的强子射束行进的物理距离转换成到对应的 WEPL。通过给定组织行进给定距离的强子射束的WEPL是强子射束将在水中行进的等效距离。如图2(c)所示，如果不同性质和厚度的健康组织 41-43将目标组织与患者皮肤的外表面分开(通常情况就是如此)，则将依次考虑到每个组织的水对应路径长度直到达到目标点来计算目标点的 WEPL。利用在水中行进的强子射束的等效路径长度的值，将布拉格峰值定位在目标点的WEPL处所需的初始能量Ek可以容易地计算出、并且对应于将布拉格峰值定位在目标组织内的目标点处所需的初始能量Ek。

然后可以在包括一个或多个治疗会话的治疗阶段期间执行治疗计划，在所述一个或多个治疗会话期间将多个剂量的强子沉积到目标组织上。然而，强子射束的布拉格峰值相对于目标组织的目标点的位置具有许多不确定性，包括：

·一方面在强子治疗会话期间并且另一方面在建立治疗计划与强子治疗会话之间患者位置的变化；

·目标组织(参见图2(b))和/或相对于强子射束位于目标组织上游的健康组织41-43的大小和/或位置的变化。

·CT扫描的范围计算受限于CT图像的质量。另一限制与以下事实有关，即：CT扫描使用必须在强子衰减中转换的X射线的衰减，所述强子衰减是不明显的并且取决于所横穿组织的化学成分。