CN103260511A - 滑环组件 - Google Patents

Abstract

一种医学设备（600）包括：磁共振成像系统（602）、医学装置（634）以及用于向所述医学装置供应电力的滑环组件（400、500）。所述滑环组件包括：圆柱体（100）、用于使所述医学装置旋转的旋转构件（402）、附接至所述圆柱体的第一圆柱形导体、第二圆柱形导体（108）、连接至所述第二圆柱形导体的第一组导电元件（112、712）；以及包括第一电刷（302）和第二电刷（304）的电刷组件（406）。所述第一电刷用于接触所述第一圆柱形导体。所述第二电刷用于接触该组导电元件。所述第一和第二圆柱形导电元件至少部分重叠。将所述第二圆柱形导体连接至所述圆柱体。所述第一圆柱形导体和第二圆柱形导体电隔离。

Description

滑环组件

技术领域

本发明涉及磁共振成像，尤其涉及磁共振成像与其他成像模态或者与放射疗法的组合。

背景技术

磁共振成像（MRI）扫描器使用静磁场来对齐原子的核自旋，这是用于产生受试者体内的图像的流程的部分。在MRI扫描期间，由发射器线圈生成的射频（RF）脉冲将对局部磁场造成干扰，并且由接收器线圈探测所述核自旋发射的RF信号。使用这些RF信号来构造MRI图像。

已经将快速采集磁共振图像成功用于引导放射疗法的各种模态。还可以将磁共振与其他医学成像模态相组合。对于一些模态而言，可以将医学设备安装到旋转机架上。

发明内容

本发明涉及独立权利要求中的医学设备和滑块组件。在从属权利要求中给出了实施例。

例如，可以将诸如线性加速器（LINAC）的辐射源放置在机架上，并将其用于对受试者进行照射。可以利用滑环为这样的医学装置提供应电力。文中采用的滑环包含滑动或者旋转电接触。难点在于，如果向医学装置提供了显著量的电流，那么所述电流可能产生强到足以影响由磁共振成像系统实施的测量的磁场。本发明的实施例可以将导体定位在滑环组件之内，以降低滑环组件生成的磁场，从而解决这一问题和其他问题。实施例可以采用圆柱形导体，所述导体至少部分重叠，从而降低所生成的磁场。

例如，将用于向绕MRI扫描器轨道运行的处置装置供应电力的滑环组件的形状设置为使得降低在该环中流动的电流的杂散磁场。否则，这样的场将降低MR图像质量。在一些实施例中，能够将所述设计表征为多层结构，在所述多层结构中，各个层的宽度逐层增大。横向狭缝将传送电流局限到组件的中央区域，而拾取所述电流的电刷则骑在导体层的狭缝边缘上。

文中采用的“计算机可读存储介质”包含任何可以存储可以通过计算装置的处理器执行的指令的有形存储介质。可以将所述计算机可读存储介质称为非瞬时计算机可读存储介质。也可以将所述计算机可读存储介质称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储数据，所述数据能够被所述计算装置的处理器访问。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固体硬盘、闪速存储器、USB优盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘、磁光盘和处理器的寄存器堆。光盘的范例包括紧致磁盘（CD）和数字通用盘（DVD），例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。计算机可读存储介质一词还指计算机装置能够通过网络或通信链路进行访问的各种类型的记录介质。例如，可以通过调制调解器、互联网或者局域网检索数据。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是能够被处理器直接访问的任何存储器。计算机存储器的范例包括但不限于：RAM存储器、寄存器和寄存器堆。

“计算机储存器”或“储存器”是计算机可读存储介质的范例。计算机储存器可以是任何非易失计算机可读存储介质。计算机储存器的范例包括，但不限于：硬盘驱动器、USB优盘、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM和固态硬盘驱动器。在一些实施例中，所述计算机储存器还可以是计算机存储器，反之亦然。

文中采用的“处理器”涵盖了能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。在提及包括“处理器”的计算装置时，应当将其解释为有可能包含不只一个处理器或处理芯。例如，所述处理器可以是多芯处理器。处理器还可以指处于单个计算机系统内的或者分布于多个计算机系统当中的处理器的集合。还应当将计算装置一词解释为有可能是指每者均包括一个或多个处理器的计算装置的集合或网络。很多程序的指令都是由多个处理器执行的，这些处理器可以处于同一计算装置内，甚至可以跨多个计算装置分布。

文中采用的“用户接口”是允许用户或操作人员与计算机或计算机系统交互的接口。也可以将“用户接口”称为“人机接口装置”。用户接口可以向操作人员提供信息或数据，并且/或者从操作人员接收信息或数据。用户接口可以使计算机接收到来自操作人员的输入，并且可以将来自计算机的输出提供给用户。换言之，所述用户接口可以允许操作人员控制或操纵计算机，并且所述接口还可以允许计算机指示操作人员的控制或操纵的效果。数据或信息在显示器或图形用户界面上的显示是向操作人员提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触控板、指示杆、图形输入板、操纵杆、游戏键盘、网络摄影、耳机、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度计的数据接收均为能够从操作人员接收信息或数据的用户接口部件的范例。

文中采用的“硬件接口”包含能够使计算机系统的处理器与外部计算装置和/或设备交互和/或对其进行控制的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算装置和/或设备发送控制信号或指令。硬件接口还可以使处理器与外部计算装置和/或设备交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。

文中采用的“显示器”或“显示装置”包含适于显示图像或数据的输出装置或用户接口。显示器可以输出可视、音频和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管（CRT）、存储管、双稳态显示器、电子纸、向量显示器、平板显示器、真空荧光显示器（VF）、发光二极管（LED）显示器、电致发光显示器（ELD）、等离子体显示板（PDP）、液晶显示器（LCD）、有机发光二极管显示器（OLED）、投影仪和头部安装显示器。

文中将磁共振（MR）数据定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振设备的天线记录的原子自旋发射的射频信号的测量结果。文中将磁共振成像（MRI）图像定义为所述磁共振数据之内包含的解剖学数据的重建二维或三维可视化。可以采用计算机或控制器执行这一可视化。

在本发明的一个方面中，提供了一种医学设备，其包括用于采集磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括磁体。所述医学设备还包括医学装置。所述医学设备还包括用于向所述医学装置供应电力的滑环组件。所述滑环组件包括具有对称轴的圆柱体。所述滑环组件还包括用于关于所述对称轴旋转的旋转构件。所述滑环组件还关于所述磁体旋转。将所述医学装置安装到所述旋转构件。换言之，所述滑环组件包括旋转构件，所述医学装置附接至所述旋转构件。于是，通过所述旋转构件使所述医学装置关于所述对称轴旋转。所述滑环组件还包括第一圆柱形导体。将所述第一圆柱形导体附接至所述圆柱体。

所述滑环组件还包括第二圆柱形导体。所述第一和第二圆柱形导体至少部分重叠。在一些实施例中，所述第一和第二圆柱形导电元件完全重叠。将所述第二圆柱形导体连接至所述圆柱体。所述第一圆柱形导体和所述第二圆柱形导体电隔离。例如，在所述第一圆柱形导体和所述第二圆柱形导体之间可以有一层绝缘材料。所述滑环组件还包括第一组导电元件。将该组导电元件中的每个连接至第二圆柱形导体。

所述滑环组件还包括具有第一电刷和第二电刷的电刷组件。所述第一电刷能够在旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述第一圆柱形导体。所述第二电刷能够在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触该组导电元件。由于所述第一和第二圆柱形导体至少部分重叠，因而这一实施例可以是有利的。所述第一和第二圆柱形导体上的电流的传导将生成可能对磁共振成像系统造成干扰的磁场。然而，由于所述第一和第二圆柱形导体重叠，因而每者生成的磁场将至少部分抵消。这降低了对医学装置的供应电力的效果。例如，所述医学装置可以是生成或探测辐射并且采用显著量的电流的装置。

所述第一组导电元件可以是非电连接的一组通路或其他导体。可以将它们电连接至第二圆柱形导体。所述电刷接触所述第一组导电元件。由于它们是非连续连接的，因而将不会通过该组导电元件传导电流。这迫使电流通过第二圆柱形导体。由于所述第一和第二圆柱形导体至少部分重叠，因而所述电流的通路生成至少大致相互抵消的磁场。

在另一实施例中，通过第一组圆柱形接触部形成所述组导电元件。通过电隔离沟槽将所述第一圆柱形接触部分隔成所述组导电元件。由于所述圆柱形接触部形成了可以容易地与第二电刷发生电接触的圆柱形带，因而这一实施例可以是有利的。切割到所述第一圆柱形接触部中的电隔离沟槽将所述圆柱形接触部划分成了所述组导电元件。这些沟槽避免了电流沿第一圆柱形接触部流动或者围绕其流动。这迫使电流通过第二圆柱形导体流动。

在另一实施例中，所述第一圆柱形导体具有与所述圆柱体的对称轴等同的对称轴。

在另一实施例中，所述第二圆柱形导体具有与所述圆柱体的对称轴等同的对称轴。

在另一实施例中，所述第一圆柱形接触部具有与所述圆柱体的对称轴等同的对称轴。

在另一实施例中，相对于所述对称轴向所述第一圆柱形接触部上的投影以预定角度形成所述电隔离沟槽。由于所述隔离沟槽相对于所述电刷在所述第一组导电元件上的行进而发生倾斜，因而这一实施例可以是有利的。随着所述电刷在所述导电元件上行进，其可以在具体的时刻上接触不只一个导电元件。这将意味着，例如，降低了随着旋转构件的旋转而发生短暂的电接触中断的可能性。

在另一实施例中，所述隔离沟槽形成了鱼骨形图案。

在另一实施例中，所述第一圆柱形导体和第二圆柱形导体中的至少一个包括处于所述旋转构件的预定旋转角度处的电隔离中断。这一实施例尤为有利，因为其迫使电流流动通过第一圆柱形导体和/或第二圆柱形导体的特定部分。在不具有隔离中断的情况下，有两个可供电流从电流进入圆柱形导体的点流到电刷发生接触的点的并行路径（顺时针和逆时针）。如果顺时针电流与逆时针电流的比率在所述第一与第二圆柱形导体之间存在差异（例如，由于电阻的差异），那么将存在围绕整个圆柱流动的净环流。第一和第二圆柱形导体中的一个或两者中的电隔离中断迫使电流沿预定路径流动。这降低了第一和第二圆柱形导体之间的电流环的大小，由此降低了所生成的磁场，继而降低了对磁共振成像系统的磁场的影响。

在另一实施例中，所述医学设备包括控制系统，其适于在所述旋转构件处在具有预定旋转角的预定角范围之内时暂停所述磁共振成像系统对磁共振数据的采集。例如，可能发生的是，在电刷旋转到适当位置中时，可能会出现电流不流动或者无法跨所述中断的两侧流动的时候。通过在旋转构件处于这一位置时不采集磁共振数据，极大降低了由于这一中断而在MRI图像中产生伪影的机会。

在另一实施例中，所述旋转构件包括电刷组件。也就是说，所述电刷组件附接至所述旋转构件。随着旋转构件的旋转，电刷组件与固定的圆柱体发生接触。

在另一实施例中，所述旋转构件包括所述圆柱体。在这一实施例中，所述圆柱体就是所述旋转构件或者是所述旋转构件的部分。随着圆柱体的旋转，使电刷保持在相对于所述圆柱体的固定位置上。由于可以将电刷放置在患者无法触及的位置上，因而这一实施例可以是尤为有利的。例如，如果电刷相对于圆柱体旋转，那么来自电刷组件的碳碎片可能会掉落在磁共振成像系统上。

在另一实施例中，所述医学设备还包括第三圆柱形导体。所述第一圆柱形导体和第三圆柱形导体至少部分重叠。所述第三圆柱形导体被连接至所述圆柱体。所述第三圆柱形导体和所述第二圆柱形导体电隔离。所述第三圆柱形导体和第一圆柱形导体电隔离。所述医学设备还包括第二组导电元件。将该组导电元件中的每个连接至所述第三圆柱形导体。所述电刷组件包括第三电刷。所述第三电刷能够在旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述第二组导电元件。由于可以向所述医学装置提供三相电，因而这一实施例是尤为有利的。说明第二圆柱形导体和/或第一组导电元件的实施例也分别适合于第三圆柱形导体和第二组导电元件。

在另一实施例中，第二组导电元件是通过第二圆柱形接触部形成的。通过第二电隔离沟槽将所述第二圆柱形接触部分隔成该组导电元件。相对于所述对称轴向所述第二圆柱形接触部上的投影以第二预定角度形成所述第二电隔离沟槽。所述第二预定角度可以与所述预定角度相等或不同。这一实施例的优点与具有所述电隔离沟槽和第一圆柱形接触部的实施例的优点相当。

在另一实施例中，第二圆柱形接触部可以具有与圆柱体的对称轴的轴等同的对称轴。

在另一实施例中，所述医学装置是X射线机。

在另一实施例中，所述医学装置是线性加速器或LINAC。

在另一实施例中，所述医学装置是带电粒子束光学装置。

在另一实施例中，所述医学装置是计算机断层摄影系统。

在另一方面中，本发明提供了一种滑环组件。所述滑环组件包括具有对称轴的圆柱体。所述滑环组件还包括用于关于所述对称轴旋转的旋转构件。所述滑环组件还包括第一圆柱形导体。将所述第一圆柱形导体附接至所述圆柱体。所述滑环组件还包括第二圆柱形导体。第一和第二圆柱形导电元件至少部分重叠。将所述第二圆柱形导体连接至所述圆柱体。所述第一圆柱形导体与所述第二圆柱形导体电隔离。所述滑环组件还包括一组导电元件。将该组导电元件中的每个连接至所述第二圆柱形导体。所述滑环组件还包括具有第一电刷和第二电刷的电刷组件。所述第一电刷被配置成在所述旋转构件关于对称轴旋转时接触所述第一圆柱形导体。所述第二电刷被配置成在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触该组导电元件。所述第二电刷在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时不与该组导电元件的所有元件接触。所述电刷可以接触该组导电元件中的一个或其中的若干个。这一滑环组件的优点先前已经论述过。

在另一实施例中，所述滑环组件还包括至少一个额外的圆柱形导体。所述第一圆柱形导电元件和所述至少一个额外的圆柱形导体至少部分重叠。将所述至少一个额外的圆柱形导体连接至所述圆柱体。所述至少一个额外的圆柱形导体和所述第一圆柱形导体电隔离。所述滑环组件还包括至少一个额外组的导电元件。将所述至少一组导电元件中的每个连接至所述至少一个额外的圆柱形导体。所述电刷组件包括至少一个额外的电刷。在旋转构件关于对称轴旋转时，所述至少一个额外的电刷用于接触所述至少一个额外组的导电元件。上文提及的描述第一圆柱形导体和/或第一组导电元件的实施例可以适用于任何数量的额外的圆柱形导体。所述圆柱形导体相互电隔离。这样的滑环组件的优点先前已经讨论过。

在另一实施例中，所述旋转构件包括电刷组件。

在另一实施例中，所述旋转构件包括所述圆柱体。

附图说明

在下文中，将参考附图仅通过举例的方式描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的圆柱体的部分；

图2示出了根据本发明的另一实施例的圆柱体的部分；

图3示出了根据本发明的另一实施例的圆柱体的部分；

图4示出了根据本发明的实施例的滑环组件的截面视图；

图5示出了根据本发明的另一实施例的滑环组件的截面视图；

图6示出了根据本发明的实施例的医学设备；以及

图7示出了本发明的另一实施例的圆柱体的部分。

附图标记列表

100  圆柱体

102  顶面视图

104  截面视图A-A

106  第一圆柱形导体

108  第二圆柱形导体

110  绝缘体

112  导电元件

114  电隔离沟槽（缝隙）

114’电隔离沟槽（缝隙）

116  第一电刷的接触表面

118  第二电刷的接触表面

202  顶面视图

204  截面视图A-A

220  第三圆柱形导体

222  绝缘体

224  导电元件

226  第三电刷的接触表面

228  对称轴的投影

230  第一预定角

232  第二预定角

300  圆柱体

302  第一电刷

304  第二电刷

306  第三电刷

400  滑环组件

402  旋转构件

404  对称轴

406  电刷组件

500  滑环组件

600  医学设备

602  磁共振成像系统

604  放射治疗系统

606  磁体

608  磁体的腔膛

610  磁场梯度线圈

612  磁场梯度线圈电源

614  射频线圈

616  收发器

618  成像区带

620  受试者

622  受试者支撑物

624  低温恒温器

626  超导线圈

628  补偿线圈

630  降低磁场区域

632  机架

633  旋转轴

634  无线电治疗源

635  旋转致动器

636  准直器（铁磁部件）

638  辐射束

640  支撑物定位系统

642  目标区带

644  径向路径

646  零交叉

648  磁校正元件

650  计算机系统

652  处理器

654  硬件接口

656  用户接口

658  计算机存储器

660  计算机存储器

670  磁共振数据

672  磁共振图像

674  治疗计划

676  图像配准

678  脉冲序列

680  磁场测量

682  控制模块

684  命令生成模块

686  磁共振控制模块

688  图像重建模块

690  图像分割模块

702  顶面视图

704  截面视图A-A

712  导电元件

714  沟槽

具体实施方式

在这些附图中具有类似附图标记的元件要么是等价的元件，要么执行相同的功能。如果元件功能相当，那么前面论述过的元件在后面的附图中将未必再对其进行论述。

图1示出了圆柱体100的部分。视图102示出了圆柱体100的顶部表面视图。视图104示出了沿标记有A-A的截面线的截面视图。在两视图上都能够看到第一圆柱形导体。第二圆柱形导体108处于第一圆柱形导体106的下面。存在绝缘层110将第一圆柱形导体106与第二圆柱形导体108隔开。看向所述顶视图中所述第一圆柱形导体的左侧是若干导电元件112。导电元件112形成了第一组导电元件。存在将导电元件112隔开的沟槽或缝隙114。在侧视图中，能够看出导电元件112中的每个被连接至第二圆柱形导体108。标记有116的表面是第一电刷将沿其与第一圆柱形导体106接触的表面。利用箭头118指示的表面是第二电刷接触导电元件112的接触表面118。在这一范例中，各个层和部件并不是按比例绘制的。在这一附图中，接触表面116和118未被绘制到同一水平高度上。对于这一具体实施例而言，可以将电刷调整为骑在不同的表面上。然而，对于本领域技术人员而言，显然可以认识到，通过增加更多的绝缘层将有可能使表面118和116共面或者基本上共面。例如，导电元件112和第二圆柱形导体可以处于不同的水平高度上而不是像该图所示那样共面。例如，第二圆柱形导体可以处于圆柱体100之内的更深处。继而能够通过通孔或导线或连接将导电元件112连接至第二圆柱形导体108。

图2示出了与图1中所示的类似的圆柱体。同样有顶视图202和截面视图204，所述截面视图是沿标记有A-A的截面线示出的截面。在图2所示的实施例中，有处于第二圆柱形导体108的下面的第三圆柱形导体220。有使第二圆柱形导体108与第三圆柱形导体220电绝缘的绝缘体222。第三圆柱形导体也被连接至导电元件224。导电元件224形成了第二组导电元件。存在使导电元件224相互电隔离的电隔离沟槽或缝隙114'。第三圆柱形导体220和导电元件224也是共面的，并且是电连接的（任选由单片铜板制成）。标记有126的表面是第三电刷的表面接触。在这一实施例中，表面116、118和126同样处于不同的水平高度上。而且，对于本领域技术人员而言，直接的做法是使表面116、118、226处于同一水平高度上。例如，能够将第二和第三导体108、220嵌入到圆柱体110之内的更深处。之后，可以采用通孔或电连接或导线将第二圆柱形导体108连接至导电元件112，将第三圆柱形导体220连接至导电元件224。

在视图202中还示出了对称轴228的投影。对称轴228的投影与沟槽114形成了第一角230，并且与沟槽114'形成了第二角232。

图3示出了圆柱体300的部分的绘图。在这一实施例中，第一圆柱形导体106是可见的。有一个切开部分，在该部分中能够看到第二圆柱形导体108和第三圆柱形导体220。存在形成第一组导电元件的导电元件112和形成了第二组导电元件的导电元件224。并未向所有的第一112和第二224导电元件提供标记。能够看到第一电刷302与第一圆柱形导体106接触。可以看到，第二电刷304与第一组导电元件中的若干导电元件112接触。还有第三电刷306，可以看到，其与第二组导电元件中的若干导电元件224接触。随着圆柱体300或者电刷302、304、306的旋转，仅有第一导电元件中的一部分与第二电刷304接触，导电元件224中的一部分与第三电刷306接触。可以看出，将不会通过围绕圆柱体300的圆周的第一组导电元件112或第二组导电元件224传导电流。电流将被传导至第二圆柱形导体108和第三圆柱形导体220。因而，将围绕这些圆柱形导体108、220沿圆周传导电流。

在实际实施例中，将第二和第三圆柱形导体的导电元件112和224形成为凸缘。之后发生接触，可以通过与第一导体100、106的外径向面接触的第一电刷110、302与第一（最外侧）导体100、106发生接触。为了实现与第二和第三导体102、108、104、220的接触，每者（分别）具有向外延伸的外凸缘部分112、114、224，每一纵向一个。因而，第二导体102、108的凸缘部分112在图23中沿纵向向左延伸，其超出了第一导体100、106的纵向范围，并且也超出了第三导体104、220的纵向范围。类似地，第三导体104、220的凸缘部分114、224在图32中沿纵向向右延伸，其超出了第一导体100、106的纵向范围，并且还超出了第二导体102、108的纵向范围。

这允许第二电刷116、304通过沿第二导体102、108的外侧凸缘部分112滑动而与第二导体102、108接触，所述外部凸缘部分沿纵向与第一导体100、106及其相关联的第一电刷110、302隔开。类似地，第三电刷118、306能够通过沿第三导体104、220的外凸缘部分114、224与第三导体104、220接触，所述外部凸缘部分也与第一导体100、106及其相关联的第一电刷110、302纵向隔开（尽管是沿相反的方向）。

这些凸缘部分建立了第二和第三导体102、108、104、220的沿纵向未相互对准或者未与第一导体100、106对准的区域。因而，为了将这些导体承载的电流限定到该导体与其他导体纵向对准的部分，每一凸缘部分112、114、224具有由诸如槽120的规则电中断结构构成的图案。其具有在凸缘部分114、224中切割或者以其他方式形成的窄空气隙的形式，延伸到所述凸缘部分中，从而避免在凸缘部分中产生圆周电流流动。它们可以至少数毫米宽，诸如2-4mm宽，并且可以包括空气隙或者以绝缘材料填充。槽120理想地（就像在这种情况下）将沿纵向跨所述凸缘部分延伸得足够远，从而终止于接近第一导体100、106的纵向范围、与之对准或者超出了该范围的点处，由此使（相应的）第二和第三导体102、108、104、220的有效纵向传导范围收窄成与第一导体100、106对准的范围。

在第二和第三导体102、108、104、220的每个中形成一系列槽120。它们可以围绕导体102、104以5-20°的间隔隔开，诸如图示10°的间隔。可以使它们垂直于导体的边缘布置（如图所示），或者使它们沿一个方向或其他成一定角度（如图所示），从而减少电刷116、304、118、306在重复地经过所述槽时对受到的磨损。优选30和60°之间的角度，诸如45°。或者，利用导电材料填充所述槽也可以有助于降低磨损。

可以将用于放射疗法的诸如线性加速器的处置装置或医学装置安装到围绕MRI扫描器设置的旋转结构上，从而实现实时磁共振引导的处置。可以通过一组滑环为所述旋转结构上的系统供应电力，从而允许治疗装置连续旋转。

所述滑环中的电流可以生成磁场，所述磁场将加入到扫描器的成像区域内的静场中。如果所述电流随着时间而变化，那么这些场的幅度优选限于小于大约50nT，以便避免磁共振图像中产生严重的重影伪影。由一组分立的环构成的常规滑环可能生成过高的磁场。

可用通过降低滑环中的电流通路形成的环的面积而降低这样的电流的杂散场或者使其最小。可以通过由中间具有薄绝缘层的薄导体将滑环制造成夹层结构而实现这一目的。将所述导电层的形状设置为使所述环中的传送电流（沿方位方向）直接置顶叠置。这可以通过铜层或导电层的边缘中的狭缝实现，其仅留下了供传送电流流动的贯通传导路径。可以（通过逐层增加导体的宽度）使导体的狭缝边缘区域部分露出，并使取走所述电流的电刷位于这些露出的边缘区域上。

图3示出了具有三个导体的滑环的范例，其可以用在三相AC电流供应系统中。任何数量的导体都是可能的。这些导体是具有0.5-3mm的厚度的铜带。通过薄绝缘层（例如，G10）使它们相互隔开，并且可以将它们接合到一起。采用所露出的表面接触围绕所述环移动的碳刷。除了直接位于最顶层的下面的区域之外在其他各处都对所述导体开出狭缝，由此确保了传送电流仅在该区域内流动，并且使所述环中的电流形成的环的面积极小。因而，假设所述环内的所有导体之和为零，那么杂散场将非常小。为了确保这一条件，在沿所述圆周的一个位置处使所述环电中断。使狭缝的取向具有一定的角度降低了电刷在所述表面上移动时的磨损，还减少了火花。所述滑环可以由若干段构成，例如，每一段跨90度。

图4示出了根据本发明的实施例的滑环组件的截面视图。滑环组件400包括适于关于对称轴404旋转的旋转构件402。在这一实施例中，将圆柱体100集成到所述旋转构件402中。可以看出，圆柱体100具有第一圆柱形导体106、第二圆柱形导体108和第三圆柱形导体220。所有这些导体都位于垂直于对称轴404的平面内。将第二圆柱形导体108连接至导电元件112。将第三圆柱形导体220连接至导电元件224。旋转构件402受到电刷组件406的支撑。尽管在该图中未示出，但是电刷组件406可以具有用于引导旋转构件402的导轨和/或用于使旋转构件402旋转的驱动系统。例如，旋转构件402在其侧面可以具有与电刷组件406上的几个沟槽配合的一个或多个轨道。电刷组件406还包括第一电刷302、第二电刷304和第三电刷306。第一电刷302与第一圆柱形导体106接触。第二电刷304与第一组导电元件112接触。第三电刷306与第二组导电元件224接触。在这一实施例中，电刷302、304、306保持在固定位置，并且圆柱体100被集成到旋转构件402中。

图5示出了根据本发明的实施例的滑环组件500的备选实施例。图5所示的实施例与图4所示的实施例类似，只是在这一实施例中，电刷组件406被集成到旋转构件402中。在这一实施例中，圆柱体100是围绕旋转构件402的圆筒。这一实施例的一些实现可以在圆柱体100中包含沟槽或导轨，以引导旋转构件402的旋转。随着旋转构件402关于对称轴404旋转，电刷组件406将绕着旋转到不同的位置上，并与第一圆柱形导体106、第一组导电元件112和第二组导电元件224发生接触。

图6示出了根据本发明的实施例的医学设备600。医学设备600包括磁共振成像系统602。所述磁共振成像系统包括磁体606。图6中所示的磁体是圆柱型超导磁体。所述磁体具有带超导线圈的液氦冷却低温恒温器。也可能采用永磁体或电阻性磁体。也可能采用不同类型的磁体，例如，也可能采用分裂圆柱形磁体和所谓的开放磁体两者。分裂圆柱形磁体与标准圆柱形磁体类似，只是低温恒温器分裂成了两个部分，从而允许访问磁体的等平面，这样的磁体可以例如与带电粒子束治疗结合使用。开放磁体可以具有两个磁体部分，所述两个部分中的一个处于另一个之上，其间具有大到足够容纳受试者的空间：所述两个部分的布置与亥姆霍兹线圈的布置类似。开放磁体是普遍使用的，因为其对受试者造成限制更少。在所述圆柱形磁体的低温恒温器内有超导线圈的集合。在圆柱形磁体606的腔膛608之内有成像区带618，在该区带内，磁场具有足以执行磁共振成像的强度和均匀性。

在所述磁体的腔膛606之内还有磁场梯度线圈610，其用于在磁共振数据的采集期间对磁体的成像区带内的磁自旋进行空间编码。将磁场梯度线圈610连接至磁场梯度线圈电源612。所述磁场梯度线圈旨在提供代表性。磁场梯度线圈通常包含三个单独的线圈组，其用于沿三个相互正交的空间方向进行空间编码。磁场梯度电源向磁场梯度线圈提供应电流。作为时间的函数控制提供给所述磁场线圈的电流，并且可以使其坡变或形成脉冲。

与成像区带618相邻的是连接至收发器616的射频线圈614。置于受试者支撑物622上的受试者620也处于腔膛608之内。射频线圈614适于操纵成像区带之内的磁自旋的取向，以及接收同样处于所述成像区带之内的来自自旋的无线电发射。射频线圈614可以包含多个线圈元件。还可以将所述射频线圈称为信道或天线。可以通过独立的发射和接收线圈以及独立的发射器和接收器替代所述射频线圈614和射频收发器616。应当理解，射频线圈614和射频收发器616只是代表性的。射频线圈614还可以表示专用发射天线和专用接收天线。类似地，所述收发器还可以表示独立的发射器和接收器。

图6中所示的医学设备包括放射治疗系统604。磁体606是超导磁体，其包括具有若干超导线圈626的低温恒温器624。还有补偿线圈628，其将建立围绕磁体606的具有降低的磁场的区域640。这一实施例中的放射治疗系统604旨在表示一般的放射治疗系统。这里所示的部件都是LINAC和X射线治疗系统的典型部件。然而，也可以采用该图说明一些次要的修改，例如，采用分裂磁体带电粒子或β粒子放射治疗系统。

存在机架632，其用于使放射治疗源334围绕磁体306旋转。所述机架包括等同于图4中所示的滑环组件的滑环组件400。电刷组件406使机架632关于对称轴404旋转。还有放射治疗源634，通过旋转构件402使其发生旋转。放射治疗源634生成穿过准直器636的辐射束638。在该图中，示出了标记有642的目标区带，其受到辐射束638的照射。随着辐射源634关于对称轴402进行旋转，对目标区带642进行照射。还有支撑物定位系统640，其用于对支撑物622进行定位，从而优化目标区带642相对于放射治疗系统604的位置。磁体606或者由磁体606生成的磁场也可以具有对称轴。在一些实施例中，所述磁体或磁场的对称轴可以与旋转构件402的对称轴404等同。

还将医学设备600示为包括计算机系统650。所述计算机系统包括处理器652、硬件接口654、用户接口656、计算机存储器658和计算机存储器660。所述处理器652连接至所有的这些部件654、656、658、660，并且能够与它们一起工作。将硬件接口654示为连接至收发器616、电源612、电刷组件406和支撑物定位系统640。硬件接口654允许处理器652与所有的这些部件406、612、616、640之间进行信号发送和接收。

计算机储存器658被示为包含采用磁共振成像系统602采集的磁共振数据670。计算机储存器658还被示为包含从磁共振数据670重建的磁共振图像672。计算机储存器658还被示为包含治疗计划674。所述治疗计划包含能够由医学设备600执行的指令，其使得所述医学设备采用放射治疗源634对受试者620进行处置。计算机储存器658还被示为包含图像配准676。所述图像配准允许处理器652对受试者620体内的目标区带642进行定位。计算机储存器658还含有至少一个脉冲序列678。可以采用脉冲序列678采集用于引导放射治疗源634的数据和/或从该图未示出的体模采集磁场测量结果。

计算机存储器660被示为包含计算机可执行代码，其用于控制医学设备600的操作和功能。所述计算机存储器被示为包含控制模块682。所述控制模块包含用于操作和控制医学设备600的指令。所述控制模块例如可以包含如下代码，其采用来自机架632的传感器数据确定旋转构件402的角位置。例如，在机架处于这样的位置上，从而使所述旋转构件处于具有预定旋转角的预定角范围内时，控制模块可以发出暂停磁共振数据的采集的命令。预定的旋转角可以定义这样的一个位置，其中，所述第一圆柱形导体和第二圆柱形导体中的至少一个包括电隔离中断。

计算机存储器660还被示为包含命令生成模块684。所述命令生成模块684适于采用治疗计划674并且在一些实施例中还采用图像配准676生成使医学设备600对目标区带642进行治疗的命令。计算机存储器660被示为还包含磁共振控制模块686。磁共振控制模块686适于生成命令以及采用脉冲序列678控制磁共振成像系统602的操作。计算机存储器660还被示为包含图像重建模块688。图像重建模块688包含用于由磁共振数据670重建磁共振图像672的计算机可执行代码。计算机存储器660还被示为包含图像分割模块690。图像分割模块690包含用于对磁共振图像672进行分割以及执行图像配准676的计算机可执行代码。

图6中的实施例是示范性的。可以采用另一种不同类型的医学装置替代放射治疗系统604。例如，其可以是但不限于：X射线机、线性加速器、带电粒子束光学装置以及计算机断层摄影系统。

图7示出了与图1所示的类似的圆柱体。其也有顶视图702和截面视图704，后者是沿标记有A-A的截面线示出的截面。第二圆柱形导体108处于第一圆柱形导体106的下面。存在绝缘层110将所述第一圆柱形导体106与所述第二圆柱形导体108隔开。看向所述顶视图中所述第一圆柱形导体的左侧是几个导电元件712。导电元件712是第一组导电元件。通过切割到第二圆柱形导体108内的沟槽714形成导电元件712。

标记有116的表面是第一电刷将沿其与所述第一圆柱形导体106接触的表面。采用箭头118指示的表面是第二电刷接触导电元件112的接触表面118。在这一范例中，各个层和部件并不是按比例绘制的。在顶视图702的切开图中示出了第一圆柱形导体106、绝缘层110和第二圆柱形导体108，从而使第二圆柱形导体108和导电元件712的整体性构造显露出来。

在这一图中，接触表面116和118未被绘制到同一水平高度上。对于这一具体实施例而言，可以将电刷调整为骑在不同的表面上。然而，对于本领域技术人员而言，显然可以认识到，通过增加更多的绝缘层将有可能使表面118和116共面或者基本上共面。例如，导电元件112和第二圆柱形导体可以处于不同的水平高度上而不是像该图所示那样共面。例如，第二圆柱形导体108可以具有处于其内的弯曲，其允许表面118和116处于同一水平高度上。

还可以按照与图7所示的实施例相当的方式构造图2所示的实施例。导电元件112和224都可以由切割到圆柱形导体108和220内的沟槽形成。类似地，还可以通过圆柱形导体108和220中的弯曲使表面118、116和226共面。

尽管在附图和上述说明中详细示出和描述了本发明，但是应当将这样的图示和描述看作是说明性或者示范性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、说明书和所附权利要求，本领域技术人员能够在对所要求保护的本发明的实践当中理解并实施针对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，单数冠词“一”或“一个”不排除复数。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中列举的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中陈述某些措施不表示不能有利地采用某些措施的组合。可以将计算机程序存储/分布在适当的介质当中，例如，所述介质可以是光存储介质或者与其他硬件一起提供的或者作为其他硬件的部分的固体介质，但是，也可以使所述计算机程序通过其他形式分布，例如，通过互联网或者其他有线或无线电信系统。不应将权利要求中的附图标记推断为有限制范围的作用。

Claims (15)

1.一种医学设备（600），其包括：

-磁共振成像系统（602），其用于采集磁共振数据（670），其中，所述磁共振成像系统包括磁体（606）；

-医学装置（634）；以及

-滑环组件（400、500），其用于向所述医学装置供应电力；

其中，所述滑环组件包括：

-具有对称轴（404）的圆柱体（100），

-旋转构件（402），其用于关于所述对称轴旋转以及关于所述磁体旋转，

其中，所述医学装置安装到所述旋转构件上；

-第一圆柱形导体（106），其中，所述第一圆柱形导体附接至所述圆柱体；

-第二圆柱形导体（108），其中，所述第一圆柱形导电元件和所述第二圆柱形导电元件至少部分重叠，其中，所述第二圆柱形导体连接至所述圆柱体，其中，所述第一圆柱形导体和所述第二圆柱形导体电隔离；

-第一组导电元件（112、712），其中，所述第一组导电元件中的每个连接至所述第二圆柱形导体；以及

-包括第一电刷（302）和第二电刷（304）的电刷组件（406），其中，所述第一电刷用于在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述第一圆柱形导体，其中，所述第二电刷用于在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述第一组导电元件。

2.根据权利要求1所述的医学设备，其中，所述第一组导电元件是通过第一圆柱形接触部形成的，其中，通过电隔离沟槽（114）将所述第一圆柱形接触部分隔成所述第一组导电元件。

3.根据权利要求2所述的医学设备，其中，相对于所述对称轴（228）向所述第一圆柱形接触部上的投影以预定角度（230）形成所述电隔离沟槽。

4.根据权利要求3所述的医学设备，其中，所述隔离沟槽形成了鱼骨形图案。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的医学设备，其中，所述第一圆柱形导体和所述第二圆柱形导体中的至少一个包括在所述旋转构件的预定旋转角的电隔离中断。

6.根据权利要求5所述的医学设备，其中，所述医学设备包括控制系统（650），所述控制系统适于在所述旋转构件处在预定旋转角的预定角范围之内时暂停所述磁共振成像系统对磁共振数据的采集。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的医学设备，其中，所述旋转构件包括所述电刷组件。

8.根据权利要求1到6中的任一项所述的医学设备，其中，所述旋转构件包括所述圆柱体。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的医学设备，其中，所述医学设备还包括：

-第三圆柱形导体（220），其中，所述第一圆柱形导体和所述第三圆柱形导体至少部分重叠，其中，所述第三圆柱形导体连接至所述圆柱体，其中，所述第三圆柱形导体和所述第二圆柱形导体电隔离，其中，所述第三圆柱形导体和所述第一圆柱形导体电隔离；

-第二组导电元件（224），其中，所述第二组导电元件中的每个连接至所述第三圆柱形导体，其中，所述电刷组件包括第三电刷，其中，所述第三电刷用于在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述第二组导电元件。

10.根据权利要求9所述的医学设备，其中，所述第二组导电元件是通过第二圆柱形接触部形成的，其中，通过第二电隔离沟槽将所述第二圆柱形接触部分隔成所述第二组导电元件，其中，相对于所述对称轴向所述第二圆柱形接触部上的投影以第二预定角度形成所述第二电隔离沟槽。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的医学设备，其中，所述医学装置是如下中的任一种：X射线机、线性加速器、带电粒子束光学装置和计算机断层摄影系统。

12.一种滑环组件，包括：

-具有对称轴（404）的圆柱体（100）；

-旋转构件，其用于关于所述对称轴旋转；

-第一圆柱形导体（106），其中，所述第一圆柱形导体附接至所述圆柱体；

-第二圆柱形导体（108），其中，所述第一圆柱形导电元件和所述第二圆柱形导电元件至少部分重叠，其中，所述第二圆柱形导体连接至所述圆柱体，其中，所述第一圆柱形导体和所述第二圆柱形导体电隔离；

-一组导电元件（112、712），其中，所述组导电元件中的每个连接至所述第二圆柱形导体；以及

-包括第一电刷（302）和第二电刷（304）的电刷组件（406），其中，所述第一电刷配置成在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述第一圆柱形导体，其中，所述第二电刷配置成在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述组导电元件。

13.根据权利要求12所述的滑环组件，其中，所述滑环组件还包括至少一个额外的圆柱形导体（220），其中，所述第一圆柱形导电元件和所述至少一个额外的圆柱形导体至少部分重叠，其中，所述至少一个额外的圆柱形导体连接至所述圆柱体，其中，所述至少一个额外的圆柱形导体和所述第一圆柱形导体电隔离，其中，所述滑环组件还包括至少一个额外组的导电元件，其中，所述至少一个额外组的导电元件（224）中的每个连接至所述至少一个额外的圆柱形导体，其中，所述电刷组件包括至少一个额外的电刷（306），其中，所述至少一个额外的电刷用于在所述旋转构件关于所述对称轴旋转时接触所述至少一个额外组的导电元件。

14.根据权利要求12或13所述的滑环组件（500），其中，所述旋转构件包括所述电刷组件。

15.根据权利要求12或13所述的滑环组件（400），其中，所述旋转构件包括所述圆柱体。

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