[發明專利]治療設備

有效

• 申請號: 200980149252.8
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN102245264A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: J·A·奧弗韋格
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61N2/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;蹇煒

技術領域

本發明涉及將帶電粒子引導至對象(subject)中的目標區域。

背景技術

在帶電粒子束治療中，高能帶電粒子束指向對象的目標區域。該包括帶電粒子的束與物質的相互作用的基本機制是通過庫倫力。庫倫碰撞的橫截面隨兩個粒子的相對速度降低而增大。隨著帶電粒子束通過對象，其越來越迅速地損失能量。其影響是粒子束的主要能量貯存于束路徑的末端附近。因此，在束路徑的末端存在貯存的能量的大的峰，稱作布拉格(Bragg)峰。

為此原因，帶電粒子束治療容許在最小化給對象的總的劑量的同時向腫瘤目標非常精確地輸送高劑量。然而，束路徑中的解剖學結構的即使小的移動也能夠導致輸送的劑量與原始劑量計劃發生顯著偏離。因此，期望使用實時成像來跟蹤目標并根據器官和目標的運動來調節束。

對于帶電粒子束治療，在輸送束期間進行實時MRI是不可行的，因為與MRI相關的強磁場將顯著影響朝向目標的帶電粒子的路徑。

作為用于產生對象的體內的圖像的程序的部分，靜磁場由磁共振成像(MRI)掃描器使用以調準原子的核自旋。在MRI掃描期間，發射器線圈生成的射頻(RF)脈沖引起對當地磁場的擾動，并且核自旋發射的RF信號由接收器線圈探測。這些RF信號用于構建MRI圖像。這些線圈也稱作天線。此外，發射器和接收器線圈也能夠集成到執行發射和接收功能的單個收發器線圈中。應當理解，在使用分開的發射器和接收器線圈的地方，術語收發器線圈的使用也稱作系統。

US專利6675078和對應的歐洲專利EP1121957A2描述組合質子束治療和MRI的治療設備。MRI用于瞄準(targeting)和選通(gating)質子束治療。

PCT專利申請WO99/32189涉及組合的RMI和放射治療系統。描述的系統具有磁共振成像系統，安裝有用于生成磁場的線圈組的托臺，該托臺隨用于放射治療束的引導系統旋轉，并且其使用MRI來探測輻照區域上的放射治療的效果。

發明內容

本發明提供一種如權利要求1所述的治療設備。在從屬權利要求中給出了本發明的實施例。

根據本發明的實施例，治療設備包括與進入磁體頂部的開口的固定帶電粒子束引導裝置組合的豎直場MRI掃描器。豎直場MRI掃描器也稱作高場開放式(open)MRI掃描器。歸因于MRI磁體的磁場，此布置減小了帶電粒子路徑的曲率半徑。在一個實施例中，帶電粒子束以相對于磁體的豎直軸約20度的角度取向。通過繞豎直軸旋轉對象支撐體，而無需帶電粒子束線上的復雜旋轉系統，這容許多場處理的應用。

本發明的實施例提供一種治療設備，所述治療設備包括：磁共振成像系統，被配置為獲取成像區域中的磁共振成像數據集，其中，所述磁共振成像系統包括用于生成磁場的裝置。所述治療設備還包括：引導裝置，被配置為將帶電粒子束引導至對象內的目標區域，使得所述束與成像區域內的所述磁場的磁場線圍成(enclose)角度，所述角度在0度和30度之間，其中，所述成像區域包括所述目標區域。所述治療設備還包括：區域確定裝置，用于使用磁共振成像數據集來確定所述對象內的所述目標區域的位置。

通過限制粒子束與成像區域中的磁場線所形成的角度，減小了磁場對帶電粒子束的軌跡的影響。這是因為平行于磁場線的速度分量不受磁場的影響。垂直于磁場線的速度分量引起繞磁場線的進動(precession)并引起繞磁場線的螺旋狀軌道。

以高精度已知成像區域中和束通過的磁體的其它部分中的磁場的方向和幅度，并且能夠以高精度預測帶電粒子的軌跡。

引導裝置能夠引導來自粒子加速器的帶電粒子束。能夠使用的帶電粒子加速器的范例是回旋加速器、同步加速器、或線性加速器。引導裝置能夠包括將高能粒子引導至磁共振成像系統的系統；引導裝置還能夠包括帶電粒子光學器件，用于改變包括帶電粒子束的帶電粒子的軌跡。區域確定裝置能夠實施為計算機程序產品，該程序產品能夠對磁共振成像數據進行分割并確定目標區域的位置以及對象內的圍繞目標區域并位于束路徑上的結構的位置。引導裝置能夠包含帶電粒子鏡和帶電板以及用于偏轉帶電粒子束的軌跡的物體。

能夠使用于獲取磁共振成像數據的脈沖序列適應于定位目標區域，并適應于定位易于受到帶電粒子束損傷的高風險器官。

在另一實施例中，包括束的帶電粒子束的動能大于或等于使得所述粒子束的布拉格峰在所述目標區域內所必需的動能。布拉格峰是來自帶電粒子束的大多數能量貯存的位置。此實施例是有利的，因為帶電粒子束具有足夠的能量到達目標區域。