CN108969911B - 一种具有双层导磁体的mri放射治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有双层导磁体的MRI放射治疗系统。外层磁导体固定于支架上；内层磁导体与外层磁导体同心设置；旋转组件设置于外层磁导体和内层磁导体之间，推动内层磁导体以圆心为轴相对外层磁导体旋转；磁极对称的固定于内层磁导体内壁；治疗头固定于内层磁导体内壁，随内层磁导体做圆周或往复运动；治疗床设置于磁极之间；由外层磁导体、内层磁导体和一对磁极构成的MRI系统对病灶成像，并根据实时图像控制旋转组件和治疗床运动，以使内层磁导体做圆周或往复运动，从而使治疗头准确照射病灶。本发明可以使MRI磁极在人体任意角度成像，同时治疗头也可以在人体任意角度实时同步照射治疗，这使得治疗某些位置的病灶时非常方便，大大提高了治疗效率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种具有双层导磁体的MRI放射治疗系统。
背景技术
现有的放射治疗的方式一般为首先利用医学成像设备对病灶进行成像定位，然后使用放射治疗头对病灶进行照射，从而达到治疗的目的。然而采用先定位，再照射的方法，比较适合病灶固定不动而身体又较容易固定的情况。对于体位难以固定或腹腔或胸腔中的病灶，很难控制已成像定位病灶的再位移(例如，呼吸运动影响胸腔内的器官，胃肠道蠕动影响腹腔中的器官，肢体的不自觉移动等)，所以，如果采用传统方案对这些位移不可控的病灶进行先定位后照射的治疗，那么病灶周围的正常器官或组织有很大概率受到放射线照射的可能，从而引入不必要的损伤。
现有的放射治疗系统虽然也能调整治疗头的位置和照射角度，但这一步骤在影像定位后一段时间后进行，不具备实时跟踪病灶的功能，从而会在事实上扩大照射范围，影响治疗精度和效果。
现有的MRI成像设备都是固定体位成像的系统，大部分成像设备也都是和治疗设备各自独立使用，即先成像然后再去治疗。如果把治疗设备和成像系统合二为一，做到MRI影像引导实时放射治疗，整个系统的复杂程度和技术难度就会大大提高，研发和制造成本也会急骤增加。
如果让合二为一的MRI成像系统和治疗设备绕人体同步旋转成像并治疗，此类设备复杂程度会大大降低，但体积重量仍然非常庞大。
为了实现治疗头跟随病灶实时调整位置以及调整照射角度的目的，同时又大大降低研发制造成本，减小设备体积，提高设备性能，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，外层导磁体既可以作为整个治疗系统的支撑和支架的一部分，承担一大部分的系统重量；又可以作为MRI系统的导磁体，这样就可以使内层导磁体的截面大大减小，重量大大减轻，整个系统的体积、重量大大减小，运动的反应速度更加灵敏，而内外导磁体截面相加反而使MRI系统的导磁率大大提高。
本发明还解决治疗头不能实时准确照射病灶的问题。本系统中的治疗头可跟随病灶实时同步调整照射角度、方位，以保证对病灶的精确照射。具体他，本系统包括支架、外层磁导体、内层磁导体、旋转组件、一对磁极、治疗头、治疗床和控制模块。
所述外层磁导体为环形，固定于所述支架上；
所述内层磁导体为环形，与所述外层磁导体同心设置；
所述旋转组件设置于所述外层磁导体和内层磁导体之间，用于推动所述内层磁导体沿所述外层磁导体自转；
所述一对磁极对称的固定于所述内层磁导体内壁；
所述治疗头固定于所述内层磁导体内壁，随所述内层磁导体做圆周或往复运动；
所述治疗床设置于所述一对磁极之间；
所述控制模块藉由所述外层磁导体、内层磁导体和一对磁极对病灶成像，形成病灶的实时图像，并根据所述实时图像控制并驱动所述旋转组件和治疗床运动，以使所述内层磁导体做圆周或往复运动，治疗床做多维运动，从而使所述治疗头准确照射病灶。
上述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其中，所述治疗头还可相对自身进行左右上下的摆动，以进一步调整照射角度。
上述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其中，所述控制模块在治疗过程中始终根据所述病灶的运动轨迹控制所述治疗头左右/上下摆动，以使所述治疗头始终准确照射所述病灶。
上述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其中，所述治疗床包括一多维运动装置，用于驱动所述治疗床进行多维运动。
上述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其中，还包括一设置于所述治疗床上的保护罩，以保护受治疗的对象不受磕碰。
上述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其中，所述保护罩本身为刚性材料，并且保护罩内部还可以设有柔性材料，以防止磕碰。
在现有技术的基础上，本发明的技术方案在放射治疗的全过程中都利用了医学成像设备MRI在人体任意角度对病灶进行成像和跟踪，而不再是传统的只在人体固定体位成像、定位。内层磁导体可进行360°的圆周或往复运动，从而使MRI和治疗头可以从任意方向对病灶进行成像和照射，因此本发明能够更准确的、从更佳的角度对病灶进行成像和照射治疗。
而该发明利用双层导磁体MRI设计，大大减小了整机设备的体积，减轻了整机的重量，又提高了整机的多项性能指标。外层导磁体既承担了整个设备的支撑又作为MRI系统的导磁体，这样就可以令内导磁体的厚度大大减小，重量、体积大大减小，又保证了足够的磁通量。
同时，控制模块可以实时根据病灶的运动轨迹小幅调整治疗头摆动，令治疗头能够一直准确的照射在病灶上，从而改善了治疗效果，提高治疗效率。
附图说明
图1是本发明一实施例的立体图；
图2是本发明一实施例的侧视图；
图3是本发明一实施例的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征允许相互组合或替换。结合以下的说明，本发明的优点和特征将更清楚。
需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
MRI(核磁共振成像Nuclear Magnetic Resonance Imaging)技术是一项成熟技术，自1980年代应用以来，它以极快的速度得到发展。由于其对人体没有任何放射性损害，可多次检查(多部位、多次复查)。MRI就是利用了人体内所含质子在磁场内发生的核磁共振现象，收集MR信号，再通过空间编码技术构成图像，供医生进行诊断。但现阶段MRI技术也主要应用于诊断，还很少有将其应用于治疗辅助。
本发明提供了一种具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，将MRI技术与放射治疗相结合，其独特的双层导磁体结构，利用MRI旋转成像技术为治疗头的360度照射治疗范围提供准确图像，以使治疗头能准确跟踪以及照射病灶。
如图1-3所示，所述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统包括支架8、外层磁导体1、内层磁导体2、旋转组件3、磁极4、治疗头5、保护罩6、治疗床7和控制模块(未图示)。
支架8与外层磁导体1固定连接，用于支撑整个治疗系统，使之平稳不易倾覆。
外层磁导体1与内层磁导体2为同一形状。优选的，外层磁导体1与内层磁导体2同为圆环形，内层磁导体2设置于外层磁导体1内侧，并且两者同心设置。
旋转组件3包括固定部与旋转部，所述固定部紧贴于外层磁导体1内壁上，所述旋转部与内层磁导体2活动地连接。
旋转组件3的旋转部在控制模块的控制下进行运动，并且同时带动内层磁导体2沿外层磁导体1自转。此处所谓沿外层磁导体1自转，是指内层磁导体2以穿过自身圆心且垂直于内层磁导体2所在平面的轴为转动轴，进行圆周或往复运动。因而，固定在内层磁导体2上的治疗头5能够随内层磁导体2一起做圆周或往复运动。当然，与此同时，一对磁极4也同时进行圆周或往复运动。磁极4进行圆周运动带来的另一好处是能够对病灶进行360°的成像，能够从多角度提供更全面的病灶图像信息。
治疗床7设置于一对磁极4之间，且治疗床5包括一多维运动装置(未图示)，用于驱动所述治疗床多维运动。由于两磁极之间的中心点(等中心点)周围区域的成像效果最佳，因此应当将病灶中心调整到所述的中心点上，以期获得最佳的治疗效果。通过所述多维运动装置，治疗床7可多维移动，以达到将病灶调整到所述中心点的目的。
控制模块(未图示)包括成像和控制两个功能。所述控制模块通过外层磁导体1、内层磁导体2和磁极4对病灶成像，以形成实时图像。所述实时图像用于指导治疗头5和治疗床7的移动。
放射治疗是现阶段治疗肿瘤的一种通用、有效的治疗手段。但是位于胸腔和腹腔内的肿瘤受人的生理活动(如呼吸或心跳)的影响而并不能一直保持静止。这一情况将导致放射治疗的射线不能时刻对准待治疗的肿瘤，甚至可能超出肿瘤范围而照射到肿瘤周边的正常组织。因而现有的放射治疗的手段对“运动的”肿瘤的治疗效果不好，并且存在危害正常组织的风险。
进一步地，为了使放射治疗照射的目标始终是需治疗的目标，治疗头5还可相对自身进行左右/上下的摆动，以进一步调整照射角度。例如，治疗头5以其底部中心点为轴心，进行摆动，则治疗头5在已固定于内层磁导体2的基础上，还能对照射角度进行微调。所述控制模块根据实时图像指出的病灶当前位置，进一步控制治疗头5实时摆动，以使治疗头5保持准确照射病灶。
相呼应地，治疗床5的所述多维运动装置还能单侧抬高治疗床5，从而使病灶本身也能在小范围内改变面向治疗头5的角度。两者(调整治疗床5和调整治疗头5)结合可以更灵活、更准确的进行放射照射。
进一步地，如图3所示，本发明所述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统还包括一保护罩6。为了尽可能降低MRI成像系统的制造成本，所述具有双层导磁体的MRI放射治疗系统内部空间比较小。所述保护罩6在使用状态时，围绕治疗对象，保护所述治疗对象不与本系统碰撞。更优的，所述保护罩6采用刚性材料制造，并且所述保护罩6内部可以覆以柔性材料。
上述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统以实时图像为依据，通过一控制模块精确、实时的控制治疗头移动以及摆动，从而实现病灶定位和实时跟踪的目的，达到了实时的精确照射的目的，提高了放射治疗的效果，避免对正常组织的无差别杀灭，有利于帮助病患更快恢复。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其特征在于，包括：
支架；
外层磁导体，环形，固定于所述支架上；
内层磁导体，环形，设置于所述外层磁导体内侧，且与所述外层磁导体同心设置；
旋转组件，设置于所述外层磁导体和内层磁导体之间，用于推动所述内层磁导体沿所述外层磁导体旋转；
一对磁极，对称的固定于所述内层磁导体内壁；
治疗头，固定于所述内层磁导体内壁，能够随所述内层磁导体做圆周或往复运动；
治疗床，设置于所述一对磁极之间；
控制模块，藉由所述外层磁导体、内层磁导体和一对磁极对病灶成像，形成病灶的实时图像，并根据所述实时图像控制驱动所述旋转组件运动，以使所述内层磁导体做圆周或往复运动，从而使所述治疗头准确照射病灶。
2.如权利要求1所述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其特征在于，所述治疗头还可摆动，以进一步调整照射角度。
3.如权利要求2所述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其特征在于，所述控制模块根据所述病灶的运动轨迹控制所述治疗头左右/上下摆动，以使所述治疗头始终准确照射所述病灶。
4.如权利要求1所述的具有双层导磁体的MRI放射治疗系统，其特征在于，还包括一多维运动装置，所述多维运动装置用于驱动所述治疗床进行多维运动。
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