包括MRI的粒子治疗设备制造技术

一种粒子治疗设备，用于以带电粒子束照射目标并且包括粒子加速器和关于轴线Y可旋转的等中心机架。机架包括一序列的弯曲磁体以连续地弯曲粒子束并且最终将粒子束引导朝向机架的等中心。所述序列的末弯曲磁体配置成在第一平面P1中弯曲粒子束，第一平面P1包括等中心并且与轴线Y形成大角度。机架还包括第一扫描磁体，其布置于末弯曲磁体的上游并且配置成在第一平面P1中扫描目标上的粒子束。所述设备还包括磁共振成像(MRI)系统，其具有两个主磁体单元，布置于等中心的两侧上并且配置成生成平行于或同轴于轴线Y的主磁场(Bo)。因此，可实现目标在等中心处的MRI成像，同时扫描或不扫描目标上的粒子束。

Particle therapy equipment including MRI

A particle therapy device that is used to irradiate a target with a charged particle beam and includes a particle accelerator and an isocenter frame that rotates on the axis Y. The frame consists of a sequence of bent magnets to continuously bend the beam of particles and eventually lead the particle beam to the center of the frame. The end bending magnet of the sequence is configured to bend the beam of particles in the first plane P1, and the first plane P1 includes the equal center and forms a large angle with the axis Y. The frame also includes a first scanning magnet, arranged on the upper end of the end bending magnet and configured to scan the particle beam on the target in the first plane P1. The device also includes a magnetic resonance imaging (MRI) system, which has two main magnet units arranged on both sides of the equal center, and is configured to generate a main magnetic field (Bo) parallel or coaxial to the axis Y. Therefore, the MRI imaging of the target in the isocenter can be realized, and the particle beam on the target can be scanned or not scanned.

【技术实现步骤摘要】
包括MRI的粒子治疗设备
本专利技术涉及一种设备，该设备出于治疗目的用于以带电粒子束照射目标并且包括用于使目标成像的磁共振成像(MRI)系统。
技术介绍
此类粒子治疗设备根据专利公布No.WO2010067287和WO2015197475为已知的。此类已知医疗设备包括常规粒子治疗设备和磁共振成像(MRI)系统，该常规粒子治疗设备用于以高能带电粒子的束照射患者的目标体积，该磁共振成像(MRI)系统布置于目标体积周围以用于在以粒子束照射目标的过程中实时使目标成像。粒子治疗设备包括常规可旋转机架，该常规可旋转机架包括多个弯曲磁体以连续地弯曲粒子束并最终将粒子束引导朝向机架的等中心，其中目标将放置于等中心处以用于处理。MRI系统以这样的方式进行布置，其主磁场(Bo)的方向与机架的旋转轴线的方向相同，该旋转轴线的方向出于患者舒适的目的一般选择为水平方向，该患者然后水平置于粒子治疗设备中，如WO2015197475的图1和图2所示。如从WO2015197475的图1可见，机架156包括末弯曲磁体158，末弯曲磁体158在平面中弯曲粒子束154，该平面包括机架的旋转轴线R并且在垂直于旋转轴线R的方向上将束引导朝向目标124。设备还包括扫描磁体以扫描横穿目标的粒子束。这些扫描磁体布置于低场环166内。如图2可见，该低场环位于机架的末弯曲磁体158的下游。因此，这些扫描磁体布置于机架的末弯曲磁体的下游。此类设备存在如下缺点：扫描磁体所生成的快速变化的磁场可不利地影响MRI系统的主磁场(Bo)，这明知必须为尽可能恒定的，以不将伪迹引入所获取MRI图像中，等等。一种解决方案可为增大扫描磁体和等中心之间的径向距离，但这继而将增大机架的半径并且因此增大其本体和成本。此类布置还存在如下缺点：扫描磁体应放置于低场环中，这可对其它设计参数施加约束条件，并且因此损害设备的设计自由度。
技术实现思路
本专利技术的目标是解决现有技术粒子治疗设备的问题。更具体地，本专利技术的目标是提供一种扫描粒子束治疗设备，该扫描粒子束治疗设备包括MRI系统并且相比于已知设备为更紧凑的。本专利技术由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利实施例。根据本专利技术，提供了一种粒子治疗设备，该粒子治疗设备用于以带电粒子束照射目标并且包括：-用以生成带电粒子束的粒子加速器；-关于轴线Y可旋转的等中心机架，所述机架包括沿着束路径布置的一序列的弯曲磁体并且包括第一弯曲磁体和末弯曲磁体，该第一弯曲磁体配置成沿着轴线Y接收粒子束并且将粒子束弯曲并引导远离轴线Y，该末弯曲磁体配置成将粒子束弯曲并引导朝向等中心；-第一扫描磁体，该第一扫描磁体沿着束路径布置并且配置成扫描目标上的粒子束；和-磁共振成像(MRI)系统，该磁共振成像系统包括分别布置于等中心的相对侧上的分开的两个主磁体单元，所述两个主磁体单元配置成一起生成平行于或重合于轴线Y的主磁场(Bo)。末弯曲磁体配置成在第一平面P1中弯曲粒子束，该第一平面P1包括等中心并且与轴线Y形成角度α，使得α大于70度并且小于或等于90度。第一扫描磁体在所述第一弯曲磁体和所述末弯曲磁体之间布置于机架上并且配置成在第一平面P1中扫描粒子束。利用此类配置，第一扫描磁体可实际上放置于等中心的远距离处(沿着束路径截取)而无需增大机架的半径，并且同时，可至少在第一平面P1中实现目标的大扫描场，同时将末弯曲磁体的间隙保持为小的并且将其磁极保持为大的，以将其杂散磁场保持为低的并且因此减小其磁场对MRI系统的影响。具有小间隙和大磁极的末弯曲磁体还允许实现良好光学质量并且减小其功率消耗。优选地，角度α大于80度并且小于或等于90度。更优选地，角度α等于90度，这意味着第一平面P1垂直于轴线Y。角度α增大实际上增大了目标在第一平面P1中的可用扫描场，并且因此增大了可在该尺度中进行处理的目标的尺寸。优选地，设备还包括第二扫描磁体，该第二扫描磁体在所述末弯曲磁体和等中心之间布置于机架上并且配置成在第二平面P2中扫描粒子束，所述第二平面P2包括轴线Y。这允许根据另一方向进一步扫描目标上的粒子束，而不考虑机架的弯曲磁体上的约束条件。优选地，粒子治疗设备还包括可移动台和驱动系统，该可移动台用于接收目标并将目标传送至等中心，该驱动系统用于在目标处于照射位置时驱动所述可移动台沿着轴线Y平移。这允许根据轴线Y的方向移动目标，并且因此扫描目标的一些部分上的束(其由于末弯曲磁体的小间隙和/或由于MRI系统的两个主磁体单元之间的小自由气隙而不能以其它方式通过扫描来实现)。在这种情况下，第一扫描磁体优选地配置成扫描目标上的粒子束并且仅在所述第一平面P1中进行扫描。相比于其中该扫描磁体配置成根据两个不同(一般正交)方向对束进行扫描的情况，这允许减小第一扫描磁体的成本、重量和本体。另选地或此外，设备优选地还包括第二扫描磁体，该第二扫描磁体在所述末弯曲磁体和等中心之间布置于机架上并且配置成在包括轴线Y的第二平面P2中扫描粒子束。这允许根据Y方向扫描目标上的粒子束，Y方向横交于第一扫描磁体所提供的扫描方向而无需增大末弯曲磁体中的间隙，即使该Y方向上的扫描范围将受MRI的两个主磁体单元之间的自由气隙限制。优选地，粒子加速器为回旋加速器或同步加速器。优选地，粒子束为除电子之外的带电粒子束，诸如，例如质子束或碳离子束。附图说明本专利技术的这些和其它方面将通过实例的方式并且参考附图更详细地解释，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术的粒子设备的一部分；图2示出了根据另一视图的图1的设备；图3示意性地示出了根据本专利技术的一个优选实施例的粒子设备的一部分；附图未按比例绘制，也不成比例。一般来讲，类似或等同部件由图中的相同附图标号指示。具体实施方式用于出于治疗目的以带电粒子束2照射目标5的粒子治疗设备1为现有技术中的众所周知形式，并且包括用以生成带电粒子束2的粒子加速器、用以将粒子束2从粒子加速器传送至待照射的目标5的束传送系统，和各种其它子系统(例如以使束成形和/或以修改其能量和/或其强度以用于所设想特定治疗)。目标5可例如为患病部分，诸如患者身体中的肿瘤。因此，下文所用的术语“目标5”可指该肿瘤也可指患者自身。图1示意性地示出了根据本专利技术的一个优选实施例的粒子治疗设备1的一部分。粒子治疗设备包括用以生成带电粒子束2的粒子加速器(出于清晰目的未示出)、关于轴线Y可旋转的等中心机架10，和用以传送粒子束2的束传送系统的一部分(出于清晰目的也未示出)，其中粒子束2从粒子加速器被提取至粒子束2进入机架10的进入点。在这种情况下，粒子束2进入平行于或重合于机架10的旋转轴线Y的机架10束线。图1还示出了正交XYZ参考坐标，其原点与机架10的等中心20重合并且其Y轴线为机架10的旋转轴线。可旋转机架10包括并支撑多个弯曲磁体，该多个弯曲磁体沿着束路径按序列布置并且包括第一弯曲磁体11和末弯曲磁体15。同样，出于清晰原因，支撑弯曲磁体的机架10的结构未示出于图上。所述序列的第一弯曲磁体11配置成沿着轴线Y接收粒子束2，并且将粒子束2弯曲并引导远离轴线Y，如图1所示。所述序列的末弯曲磁体15配置成将粒子束2弯曲并且引导朝向等中心20，也如图1所示。所述序列可包括一个或多个额外弯曲磁体，该一个或多个额外弯曲磁体沿着束路径在第一弯曲磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子治疗设备(1)，所述粒子治疗设备(1)用于以带电粒子束照射目标(5)并且包括：‑用以生成所述带电粒子束(2)的粒子加速器；‑关于轴线Y可旋转的等中心机架(10)，所述机架(10)包括沿着束路径布置的一序列的弯曲磁体并且包括第一弯曲磁体(11)和末弯曲磁体(15)，所述第一弯曲磁体(11)配置成沿着所述轴线Y接收所述粒子束(2)并且将所述粒子束(2)弯曲并引导远离所述轴线Y，所述末弯曲磁体(15)配置成将所述粒子束(2)弯曲并引导朝向等中心(20)；‑第一扫描磁体(31)，所述第一扫描磁体(31)沿着所述束路径布置并且配置成扫描所述目标(5)上的所述粒子束(2)；和‑磁共振成像(MRI)系统，所述磁共振成像系统包括分别布置于所述等中心(20)的相对侧上的分开的两个主磁体单元(41、42)，所述两个主磁体单元(41、42)配置成一起生成平行于或重合于所述轴线Y的主磁场(Bo)，其特征在于，所述末弯曲磁体(15)配置成在第一平面P1中弯曲所述粒子束(2)，所述第一平面P1包括所述等中心(20)并且与所述轴线Y形成角度α，使得α大于70度并且小于或等于90度，并且其特征在于，所述第一扫描磁体(31)在所述第一弯曲磁体(11)和所述末弯曲磁体(15)之间布置于所述机架(10)上并且配置成在所述第一平面P1中扫描所述粒子束(2)。...

【技术特征摘要】
2016.10.07 EP 16192828.81.一种粒子治疗设备(1)，所述粒子治疗设备(1)用于以带电粒子束照射目标(5)并且包括：-用以生成所述带电粒子束(2)的粒子加速器；-关于轴线Y可旋转的等中心机架(10)，所述机架(10)包括沿着束路径布置的一序列的弯曲磁体并且包括第一弯曲磁体(11)和末弯曲磁体(15)，所述第一弯曲磁体(11)配置成沿着所述轴线Y接收所述粒子束(2)并且将所述粒子束(2)弯曲并引导远离所述轴线Y，所述末弯曲磁体(15)配置成将所述粒子束(2)弯曲并引导朝向等中心(20)；-第一扫描磁体(31)，所述第一扫描磁体(31)沿着所述束路径布置并且配置成扫描所述目标(5)上的所述粒子束(2)；和-磁共振成像(MRI)系统，所述磁共振成像系统包括分别布置于所述等中心(20)的相对侧上的分开的两个主磁体单元(41、42)，所述两个主磁体单元(41、42)配置成一起生成平行于或重合于所述轴线Y的主磁场(Bo)，其特征在于，所述末弯曲磁体(15)配置成在第一平面P1中弯曲所述粒子束(2)，所述第一平面P1包括所述等中心(20)并且与所述轴线Y形成角度α，使得α大于70度并且小于或等于90度，并且其特征在于，所述第一扫描磁体(31)在所述第一弯曲磁体(11)和所述末弯曲磁体(15)之间布置于所述机架(10)上并且配置成在所述第一平面P1中扫描所述粒子束(2)。2.根据权利要求1所述的粒子治疗设备(1)，其特征在于，所述角度α大于80度并且小于或等于90度。3.根据权利要求2所述的粒子治疗设备(1)，其特征在于，所述角度α等于90度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的粒子治疗设备(1)，其特征在于，所述设备还包括第二扫描磁体(32)，所述第二扫描磁体(32)在所述末弯曲磁体(15)和所述等中心(20)之间布置于所述机架(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·福尔东，
申请(专利权)人：离子束应用公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE