CN105744884A - 射频兼容的并且x射线半透的碳纤维以及混合碳纤维结构 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种由碳纤维构成的结构，其与磁共振成像和其他射频技术兼容。所述结构包括基本上X射线半透（射线可透的）的碳纤维元件以及绝缘元件。这些元件以这样的方式设置：结构可以使用在诸如磁共振成像的模态中，由于图像扭曲和局部加热而导致在磁共振成像中碳纤维通常不能使用。同时，结构被设计以显著均质地保持射线可透性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年1月6日提交的美国专利申请序列号14/150,357的优先权。
技术领域
本公开涉及设计用于基于磁共振（MR）和其他射频（RF）的环境的设备。具体地，本公开涉及包括碳纤维的设备，该设备在这些环境中使用时不会引起干扰。
背景技术
现代放射疗法需要患者定位设备，患者定位设备是刚性的以准确并且重复地定位患者。此外，设备必须与在治疗期间使用的高能辅射兼容。碳纤维的高刚度和射线可透性的独特性质已使其成为用于患者定位设备的理想材料。由于现有技术的诊断成像技术被发展和调整用于癌症诊断和治疗支持，所以碳纤维的射线可透性性质已继续使其成为诸如计算机断层扫描（CT）、正电子发射断层显像（PET）以及单光子发射计算机化断层扫描（SPECT），以及多模态成像技术（诸如PET/CT和SPECT/CT）以及基于X射线的其他技术的模态的材料的选择。
通常，称作仿真的诊断成像过程在通过放射疗法的肿瘤治疗之前。在仿真期间，患者以预期治疗的方式被定位。这包括使用将在治疗中使用的定位和固定设备的患者的物理定向。这种方式的患者计算机数据组（DICOM）包括肿瘤的定位的准确表示。随后数据组被输入治疗规划软件（TPS）中，以便治疗能被建模和规划。重要的是患者被仿真位于与将在治疗中使用的相同设备上的相同位置中，以确保准确的肿瘤位置识别以用于治疗。
在形象化和区分软组织（诸如肿瘤）方面磁共振（MR）成像提供了超过基于X射线的诊断成像技术的显著优点。长久以来存在强烈的愿望将仿真技术扩展至MR成像的使用。然而，直到近期，MR机器的空间准确度不足够准确用于精确的肿瘤定位。并且精确的肿瘤定位对于准确地瞄准治疗束的必要的。过去，为了使用MR数据，MR数据与CT数据重叠或“融合”以达到所需的准确度。但是，MR数据在空间准确度上的新近进展允许直接使用MR信息用于放射疗法仿真。
MR成像使用大量磁铁以生成均质磁场。梯形线圈以统一的方式在时间或空间上改变磁场，从而生成磁场梯度。MR成像还使用射频（RF）线圈用于将RF场应用于有待成像的物体，从而使得物体内的共振核共振并产生MR响应信号。然后基于这个响应信号构建图像。
与RF场的干扰降低生成的图像的质量。磁化率用于描述根据应用的磁场材料显示的磁化的程度。如果具有与被成像的物体非常不同的磁化率的材料在磁场内，则磁场的均质性将在材料的附近受到扰乱。这在该材料附近产生MR图像的扭曲。
导电材料（诸如金属）扰乱和扭曲共振成像所必需的射频电磁场。这些材料（通常是金属电导体）内的涡电流产生它们自己的磁场，该磁场与用于MR成像的场干扰。沿其长度传导的碳纤维也引起这种干扰。
其他肿瘤定位技术也使用射频（RF）技术，诸如由Calypso(Seattle,
Wash.)开发的那些技术。为了Calypso RF定位正确地工作，附件不能与分别由RF天线和信号台产生和反射的RF信号干扰。小导体不会产生问题。但是大的导体（诸如Varian
ExactTM长榻顶部的端部上的金属板或通常用于患者检查台的碳纤维织物薄片）确实会由于涡电流的产生而形成信号干扰。
碳纤维的导电性质对于用于MR成像机器和其他RF设备中是有问题的。虽然碳纤维不是铁磁的，但是导电性会导致诸如图像扭曲和碳纤维的电阻加热的问题。碳纤维与MR磁场的相互作用使得电流流动通过碳纤维。此电流能导致局部磁场以及材料的局部加热，从而导致安全问题。为了设计能在MRI环境中工作的产品，经常使用替代材料，诸如玻璃纤维和芳纶纤维（Kevlar）。虽然这些材料不导电，但是它们缺少碳纤维的刚度，从而降低了它们在治疗期间准确的患者定位的适用性。在玻璃纤维的情况下，材料的射线可透性不足以被以巨大数量地用于X射线环境中结构目的。
商业可获得的碳纤维的刚度可以从30MSI模量至120MSI模量变化和更大。当刚度增加时，导电性也增加。虽然可能希望使用这些较高刚度的碳纤维，但是这增加了将它们并入MRI兼容结构中的挑战。本公开使它们的应用成为可能。
发明内容
在一个实施例中，本公开涉及包括嵌在不导电的基体中的具有碳纤维的至少两个导电薄层，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线（例如竖直轴线），以及至少一个绝缘薄层，具有垂直于薄层的平面的轴线，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的并且不显著影响磁共振成像、基于X射线的成像或其它依靠射频的应用。本公开的结构可以是沿垂直于薄层的平面的轴线（例如竖直轴线）X射线半透的。本公开的结构还可以最小化信噪比。
在另一个实施例中，本公开涉及包括嵌在不导电的基体中的碳纤维元件和绝缘元件的至少两个导电薄层的结构，其中每个导电薄层具有垂直于薄层平面的轴线和两个平面内轴线（一个位于零度并且一个位于90度），其中碳纤维元件由绝缘元件沿平面内轴线中的至少一个分离，并且至少一个绝缘薄层具有垂直于薄层的平面的轴线，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的并且不显著影响磁共振成像或基于X射线的成像。
在另一个实施例中，本公开涉及一种结构，其包括至少两个导电层，其中每个层具有多个导电薄层，其中每个导电薄层具有嵌在不导电基体中的碳纤维以及垂直于薄层的平面的轴线，并且其中在任一个层中的碳纤维以基本相同的方向定向，并且至少一个绝缘薄层具有垂直于薄层的平面的轴线，其中导电薄层的层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的并且不显著影响磁共振成像、基于X射线的成像或其他依靠射频的应用。
在另一个实施例中，本公开涉及制备患者定位设备的方法，所述方法包括将具有嵌在不导电基体中的碳纤维的至少两个导电薄层放置在芯上，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线；以及将具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层放置在芯上，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的，其中所述设备不干扰磁共振和基于射频的诊断。
在另一个实施例中，本公开涉及制备患者定位设备的方法，所述方法包括将具有嵌在非导电基体中的碳纤维元件和绝缘元件的至少两个导电薄层放置在芯上，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线以及零度的平面内轴线和90度的平面内轴线，其中碳纤维元件由绝缘元件沿零度轴线和90度轴线中的至少一个分离，以及将具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层放置在芯上，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的，其中所述设备不干扰磁共振和基于射频的诊断。本公开的实施例可以用于最小化信噪比而不显著地影响磁共振成像、基于X射线的成像或其他依靠射频的应用。
在一些实施例中，设备减少或消除了图像扭曲、局部加热或其组合。
不导电的基体可以包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯树脂或陶瓷。绝缘薄层可以包括芳纶、超高分子量聚乙烯或玻璃纤维。基于X射线的成像包括RF定位、放射疗法治疗或诊断成像。
结构可以包括在每个导电薄层中的绝缘元件，所述绝缘元件在零度轴线和90度轴线的至少一个上彼此偏置以使得通过垂直于薄层的平面的轴线存在相等数量的绝缘元件。这种设置提供X射线半透均质性方面的增加。
本公开还涉及包括本文公开的结构中任一个的患者定位设备。在一个实施例中，设备可以包括芯、顶部表面和底部表面。顶部或底部表面中的至少一个，或两者，包括本文公开的结构中的任一个。芯可以包括闭孔泡沫、开孔泡沫、蜂窝、木材或其组合。
附图说明
图1示出由0度方向上的导电纤维构成的元件。
图2示出了图1中的元件的典型几何形状。
图3示出了绝缘元件。
图4示出了绝缘元件。
图5示出了具有多个元件的构造。
图6a描绘了在相同结构中层间的和交错的板内绝缘体的使用。图6b描绘了相同结构中层间和偏置的板内绝缘体的使用。
图7示出了患者检查台或设备的截面构造。
图8示出了本公开的模块化插件。
图9是使用本公开的长榻顶部构造的示例。
图10是模块化长榻顶部的示例。
图11是使用本公开的患者定位设备的示例。
图12是支撑梁的示例。
具体实施方式
本文描述的本公开可以减轻和/或消除在使用于MR和其他RF应用中时图像扭曲和对由碳纤维构成的设备内在的局部加热的问题。这将允许碳纤维的有益性质被并入设备中，该设备可以用于仿真中通过放射治疗，而与使用的模态（包括MR成像）无关。玻璃纤维通常用于MRI应用中，原因是其是不导电的。玻璃纤维具有X射线全透的程度，但是，其衰减比碳纤维大得多。因此，这导致在层压成实际厚度用于患者定位设备时不良的X射线信噪比。
电的涡电流在导电材料暴露于磁场时由于材料中的电子能循环从而形成封闭的电气回路而在导电材料中发生。与电线一样，电流沿碳纤维的长度向下传导。通过将单向的导电碳纤维组嵌入电绝缘的基体树脂中，我们可以开始利用复合材料的导电性的异向性性质。也就是说纤维方向的导电性成数量级地大于横向于纤维的导电性。这开始妨碍电流向上通过一个纤维、横过并向下返回另一个纤维的能力。用于碳纤维的典型的电传导率是大约105（S/m），而环氧树脂的电传导率是10-12（S/m）左右。在一个实施例中，导电层片、层或薄层的导电率在纤维的方向大于约104S/m。
典型的商业可获得的碳纤维预浸料材料易于形成具有单位面积重量从约50GSM(克/平方米)至1000GSM的范围的薄片。这转化为稍小于0.005”直至0.025”的范围内或稍高些的厚度。这些薄片(也称为层片)被层叠成叠层以形成结构。
为了生产RF兼容的碳纤维元件，我们需要最小化当放置到磁场中时电子形成涡电流的能力。在一个实施例中，这可以通过以下实现：（1）生产长的碳纤维复合元件，其在横向方向上非常窄， 以及（2）生产短的碳纤维元件，其在横向方向上是宽的。元件通常由嵌入电绝缘基体树脂中的以一个方向定向的（单向的）导电纤维构成。由导电纤维构成的织品通常不适合用于这些元件，因为织品将会产生在其中可以形成涡电流的回路。但是，在一个方向上包括导电纤维并且在另一个方向上包括不导电纤维的织品将是适合的。
这些射频兼容元件可以用作构建模块以由碳纤维生产射频兼容结构。但是，我们必须将单独元件彼此充分地分离和绝缘以便我们不会生成从一个元件到下一个的电循环路径。
绝缘分离器可以几种方式包括在结构中。它们可以作为元件放置在相同平面内，从而（1）在相同的层片层内横向分离元件，（2）还在相同的层片层内纵向地分离元件，或者（3）在层片之间以通过结构的厚度分离元件。这些策略可以在相同结构中混合以最优化结构和RF性能。
绝缘元件可以由诸如纯聚合物、具有薄亚麻材料（诸如无纺聚酯）的聚合物或不导电的复合结构元件（诸如芳纶（Kevlar®））的绝缘体构成，以使得其还有助于结构性能。
通过将绝缘元件与RF兼容的碳纤维元件组合，可能生产具有高结构性能（刚度和/或强度）的叠层。
图3至图6示出了可以将导电元件与绝缘体组合以形成RF兼容的薄层（层片）的方法。薄层可以随后被堆叠成RF兼容以及具有高结构性能（刚度和/或强度）的结构叠层。每个薄层可以相对于叠层的坐标系具有其自己的定向以最优化结构性能用于任何给定应用。
这些叠层可以任何方式使用，典型地用于复合结构设计中。它们可以用于生成实心结构或可以合并到典型的复合结构中，诸如夹层板。在图6中，示出包括设置在泡沫芯上的RF兼容叠层面的夹层板。边缘用绝缘复合材料包裹，以使得顶部和底部外表面彼此电隔离。
特别地，本公开提供用于在得癌症的组织的治疗和治疗仿真中使用的设备，其可用于使用用于MR成像的磁场内而不呈现图像扭曲或局部加热。结构在基于X射线的环境中的均质性也是本公开的目标，以使得X射线的人工痕迹最小化。
本公开的另一个目标是提供可以用于RF技术（诸如由Calypso开发的技术）而不引起与将会影响治疗的系统干涉的设备。
本公开的另一个目标是最小化信噪比。在射线照片中检测畸变物体的能力与不同强度与环境噪音水平的比有关。这个比被称为绝对对比度噪音比或图像信噪比。换句话说，信噪比越高，图像的质量越高。由于解剖结构被更清楚地描绘出，所以这对于诊断和治疗仿真都具有益处。噪音导致对比度的局部变化，其并不代表患者内的实际衰减差异。
材料的X射线衰减受到其原子结构和元素组成严重影响。通常，元素的原子质量越高，衰减的程度越高。玻璃纤维主要由具有~28原子质量的硅和具有~16的原子序号氧构成。碳纤维几乎完全由具有~12的原子质量的碳构成。芳纶纤维由碳、氢、氧和氮构成。芳纶材料在具有比碳纤维低的密度的情况下通常具有较低的X射线衰减。虽然，其缺少碳纤维的结构性能，但其是不导电的。在横跨结构改变密度的情况下，信噪比也将会变化。该可变的信噪将在图像上可见并且将干扰操作者诊断患者的能力。
在一些实施例中，本公开提供一种设备，其与诸如磁共振成像的射频应用兼容并且还是X射线半透的，如在图中所示。设备由导电的和不导电的元件构建。导电元件提供结构刚度的块材。不导电元件以这样的方式设置：最大化结构性能而同时限制设备内的涡电流。涡电流的限制是允许设备被用于射频应用的要素。
图1描绘了由0度方向上的构成导电纤维4构成的元件。由于纤维被嵌在不导电的基体材料6中，所以在横向方向上极大地降低了导电率。在左边2上的元件具有在纤维方向长并且在横向方向窄的纵横比。在右边8上的元件是在纤维方向短而在横向方向长。可以使用不同的纵横比以最优化结构性能和最小化系统的导电率。
在一些实施例中，在每个导电层片、层或薄层中的纤维以基本相同的方向定向。例如，每个纤维可以相同的方向+60度、+45度、+30度、+15度、0度、-15度、-30度、-45度、-60度定向。优选地，碳纤维在导电层片、层或薄层中均匀地分布。
图2描述了图1中所示的元件的典型几何形状。
图3示出了在薄层20中绝缘元件的方法，通过将多个导电元件24放置在平面（或薄片）中，由绝缘体22横向地分离。通过将相似密度的不导电元件应用到导电纤维加载的元件，可以实现均质X射线性能。
图4示出了绝缘元件的方法，通过将多个导电元件24放置在平面（或薄片）中，通过绝缘体22纵向地分离。通过将相似密度的不导电元件应用至导电纤维加载的元件，可以实施均质的X射线性能。
图5描绘了一种构造，在其中，元件薄片（也称为层片或薄层）可以被层叠成与射频环境兼容并且还X射线半透的叠层。每个薄层30的0度定向可以相对于叠层以任何方向放置。以此方式，纤维定向和结构可以基于应用被最优化。层间绝缘体34被用于分离导电材料32的层片以防形成接触。
图6a和图6b描述了在相同叠层40中的层间绝缘体46和板内绝缘体44的使用。在图6a中，导电元件42和不导电元件44之间的接合部错开以最优化结构性能。在此构造中，结构也是RF兼容的。特别地，具有错开构造的结构对于射束在整个横截面上不呈现均质的衰减，射束基本上垂直于叠层的平面。当X射线射束横扫过叠层的平面时，其暴露于变化的X射线吸收的横截面。因此，这些结构不是均质地X射线兼容。均质的X射线全透指沿其表面在任何点其衰减基本不变的结构。在图6b中，导电元件42和不导电元件44之间的接合部偏置以提供均质的X射线兼容结构。具有偏置构造的结构在竖直轴线上或沿询问轴线（例如X辐射）具有基本统一或一致的绝缘元件数量。
图7示出具有RF兼容和X射线半透的高结构性能的患者检查台或设备的典型横截面构造。顶部外表面66和底部外表面88由如图6所示的薄层构成。顶部外表面和底部外表面由不导电的芯62分离。为了最大化结构完整性，不导电的材料64包裹在边缘周围以提供顶部外表面和底部外表面之间的结构连接。这提供了结构连接而不产生电连接。
图8示出了以图7所示的方式构造的放射疗法中使用的模块化插件72的示例。模块化插件被设计用于任何成像或治疗模态中。
图9示出了以图7所示的方式构造的硬壳式放射疗法长榻顶部82的示例。此长榻顶部可以被构造用于任何成像或治疗模态中。
图10示出了可以与图8所示的模块化插件结合使用的模块化放射疗法长榻顶部92。结构支撑梁94被以图3、图4、图5或图6所示的方式构造。
图11示出以图7所示的方式构造的患者定位头部和颈部设备102。子组件104以图3、图4、图5、图6和图7所示的方式的任一种构造。
包括公开出版物、专利和专利申请的所有引用参考的公开内容通过引用的方式以其全部明确地并入本文。
当给定数量、浓度或其他值或参数作为范围、优选范围或优选上方值和优选下方值的列表时，这可以理解为具体地公开由任何成对的任何范围上限或优选值和范围下限或优选值形成的所有范围，而无论范围是否被单独地公开。本文中描述数字值的范围的地方，除非另有说明，该范围意图包括其端点，以及范围内的所有整数和分数。本发明的范围并不意图限于在限定范围时描述的具体值。
本发明在以下示例中进一步限定。应理解，这些示例，虽然说明了本发明的优选实施例，但仅以例证的方式给出。
示例
示例1-长榻顶部
描述了在射频环境（在MR中或与射频追踪设备一起）中使用的长榻顶部的构造。长榻顶部被构造具有复合的夹层结构。芯材料是开孔泡沫。可使用其他芯材料，诸如闭孔泡沫、蜂窝、木材或其组合。长榻顶部具有至少顶部外表面和底部外表面，优选具有两者。顶部外表面和底部外表面位于芯的相反侧上并且通过不导电的材料连接。在一些实施例中，通过不导电的材料的连接被用于确保不产生涡电流。
顶部外表面和底部外表面可以各自具有多个复合材料层片。从芯表面增建，各个外表面可以具有碳纤维环氧树脂的层片，其具有与长榻顶部的纵向轴线对齐的纤维。接着，每个外表面可以具有沿长榻的纵向轴线定向的芳纶环氧树脂复合物（或其他绝缘材料）的层片（即：层间层，参见图5）。该层提供绝缘层以及增加长榻顶部的刚度。任一层可以首先施加至芯表面。芯表面可以是裸露的或预处理的或与其它材料层叠的。接着可以施加另一个碳纤维环氧树脂的层片。纤维可以沿长榻顶部的纵向轴线对齐或垂直于长榻顶部的纵向轴线对齐。垂直对齐在垂直方向上增加了刚度。额外的交替的芳纶和碳纤维层可以多种方向施加以提供额外方向的刚度。最后，不导电的芳纶环氧树脂纺织物层可以包裹在整个长榻顶部周围。该层连接顶部和底部外表面，提供额外的损伤容限，并且还能提供令人愉悦的美学外观。在一些实施例中，一个或多个不导电的层片可以比导电层稍长和/或稍宽。较大尺寸的不导电层片可以防止导电层相互作用。这种相互作用的防止或减少了层之间的接触以及涡电流回路的生成。在长榻顶部中，不导电层比导电层更长以及更宽以确保不导电层完全覆盖导电层。
每个层片的厚度可以根据所需的强度、刚度和绝缘而变化。在一些实施例中，每个层片可以是在约0.001英寸和约0.200英寸之间厚。在其他实施例中，每个层片可以在约0.002英寸和约0.100英寸之间、或约0.003英寸和约0.080英寸之间、或约0.004英寸和约0.060英寸之间、或约0.005英寸和约0.050英寸之间厚、或约0.010英寸和约0.030英寸之间厚、或公开的厚度的任何组合。在一些实施例中，导电层片的厚度可以在约0.004英寸和约0.200英寸之间，并且绝缘层片的厚度可以在约0.004英寸和约0.040英寸之间。
示例2—每层具有多个层片的长榻顶部
与示例1类似，描述了用于在射频环境中使用的长榻顶部的构造。长榻顶部具有复合的夹层结构、开孔泡沫芯以及顶部和底部外表面。顶部或底部外表面中的至少一者或二者由至少两个交替的碳纤维环氧树脂层和芳纶环氧树脂复合物层构成。一个或多个碳纤维环氧树脂层具有多个碳纤维环氧树脂层片（例如2个或更多个），各个多个层片的所有碳纤维以基本相同的方向定向。例如，在具有多个层片的一个导电层中，碳纤维都基本上垂直于长榻顶部的长轴线地定向。不导电层或材料可以完全包围导电层（例如多个导电层片）以提供绝缘并防止相互作用。在包括至少两层导电层片的实施例中，一个或多个另外的多个层片可以不同的方向定向。例如，具有多个层片的第二导电层可以使所有碳纤维基本平行于长榻顶部的长轴线定向。最后不导电的芳纶环氧树脂纺织物层可以包裹在整个长榻顶部周围。
在此示例中，每个层中的多个导电材料层片被允许相互接触或触碰。接触中的层片使它们的纤维以基本相同的方向定向。因为纤维方向的导电率成数量级地高于横向方向的导电率，所以电回路被最小化或不产生。不导电层被定位以分离其纤维基本上不彼此的平行的导电材料层片。
示例3—具有板内元件的长榻顶部
类似于示例1和示例2，描述了用于在射频环境中使用的长榻顶部的构造。长榻顶部具有复合夹层结构、开孔泡沫芯材料以及顶部和底部外表面。在每个导电材料的层片内，提供了额外的绝缘（即板内元件，参见图6）。额外的板内元件提供了涡电流的进一步减少以及增加了射频兼容性。
每个板内元件的宽度可以根据所用材料、所需要厚度和绝缘而变化。在一些实施例中，每个元件可以是在约0.05英寸和约12英寸之间宽。在其他实施例中，每个元件可以是在约0.07英寸和约8英寸之间、或约0.09英寸和约6英寸之间、或约0.1英寸和约5.5英寸之间、或约0. 125英寸和约5英寸之间厚、或约0.5英寸和约2英寸之间、或所公开的宽度的任意组合。
在一些实施例中，每个外表面被构造具有在交错的导电元件和不导电的元件之间接合部以提供结构性能（参见图6a）。在其他实施例中，每个外表面被构造具有在偏置的导电元件和不导电元件之间的接合部以提供结构性能和均质X射线半透（参见图6b）。在偏置设置中，每个外表面被构造以使得在长榻顶部中任何点处的截面将示出相同量的导电材料和不导电材料。
示例4—支撑梁
描述了用于在放射疗法中使用的模块化长榻顶部的支撑梁的构造。支撑梁具有顶部（例如顶部凸缘）、底部（例如底部凸缘）、第一侧面和第二侧面（参见图12）。图12示出了支撑梁的另一个实施例。支撑梁的顶部和底部被设计以提供沿支撑梁的纵向轴线的抗弯刚度。顶部和底部可以包括在单独层中或在不同层中成组的多个碳纤维环氧树脂复合物层片。一个或多个层片包括沿梁的纵向轴线定向的纤维以提供纵向刚度。在一些实施例中，多数层片具有沿纵向轴线定向的纤维。在其他实施例中，所有的层片具有沿纵向轴线定向的纤维。分散在这些层片之中的是不导电的层片。导电和不导电层片的设置可以是示例1-3任一个中公开的任意设置（即层间和/或板内元件、多个层片等）。在一个实施例中，不导电层片比导电层片更长和/或更宽，并且包裹在导电层片上从而包围导电层片。
第一侧面和第二侧面被设计以提供抗扭刚度并且以用作连接顶部和底部的连接板。第一和第二侧面根据需要还包括多个碳纤维环氧树脂复合物层片和不导电层片。导电和不导电层片的设置还可以是在任一示例1-3中公开的任意设置（即层间和/或板内元件、多个层片等）。在一个实施例中，为了提供额外的抗扭刚度，每个侧面包括由不导电层片分离的至少两个碳纤维环氧树脂复合物层片（或层），其中导电层片的碳纤维分别相对于梁的长轴线定向成+45度和-45度（参见图12）。
在一些实施例中，一个或多个不导电层片可以稍长于和/或宽于导电层。较大尺寸的不导电层片可以防止导电层相互作用。这种相互作用的防止或减少减少了层之间的接触以及涡电流回路的产生。
为了将顶部、底部、第一侧面和第二侧面连接在一起，支撑梁可以用不导电层片包裹。这些层片可以是纺织物或单向材料形式。
虽然已参照本公开的示例性实施例具体地示出和描述了本公开，但是本领域的技术人员应理解可以在其中进行各种形式和细节的改变，而不脱离由所附权利要求涵盖的本发明的范围。
Claims (16)
1.一种结构，包括:
(i) 具有嵌在不导电基体中的碳纤维的至少两个导电薄层，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线，以及
(ii) 具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的并且不显著影响磁共振成像、基于X射线的成像或其他依靠射频的应用。
2.如权利要求1所述的结构，其中不导电基体包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯树脂或陶瓷。
3.如权利要求1所述的结构，其中绝缘薄层包括芳纶、超高分子量聚乙烯或玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的结构，其中基于X射线的成像包括RF定位、放射疗法治疗或诊断成像。
5.一种结构，包括：
(i) 嵌在不导电基体中的碳纤维元件和绝缘元件的至少两个导电薄层，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线以及零度平面内轴线和90度平面内轴线，其中碳纤维元件由绝缘元件沿零度轴线和90度轴线中的至少一个分离，以及
(ii) 具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是均质地X射线半透的并且不显著影响磁共振成像、基于X射线的成像或其他依靠射频的应用。
6.如权利要求5所述的结构，其中在每个导电薄层中的绝缘元件在零度轴线和90度轴线中的至少一个上彼此偏置以使得通过垂直于薄层的平面的轴线存在相等数量的绝缘元件。
7.如权利要求5所述的结构，其中不导电基体包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯树脂或陶瓷。
8.如权利要求5所述的结构，其中绝缘薄层包括芳纶、超高分子量聚乙烯或玻璃纤维。
9.如权利要求5所述的结构，其中基于X射线的成像包括RF定位、放射疗法治疗或诊断成像。
10.一种结构，包括
(i)至少两个导电层，其中每个层具有多个导电薄层，其中每个导电薄层具有嵌在不导电基体中的碳纤维以及垂直于薄层的平面的轴线，并且其中在任一个层中的碳纤维以基本相同的方向定向，以及
(ii) 具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层，其中导电薄层的层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中所述结构是X射线半透的并且不显著影响磁共振成像、基于X射线的成像或其他依靠射频的应用。
11.一种患者定位设备，包括芯、顶部表面和底部表面，其中至少顶部表面或底部表面包括如权利要求1、5或10所述的结构。
12.一种支撑梁，包括顶部、底部、第一侧面、第二侧面和纵向轴线，其中至少顶部或底部包括如权利要求1、5或10所述的结构，并且其中至少一个侧面包括如权利要求1、5或10所述的结构。
13.一种制备患者定位设备的方法，所述方法包括：
(i)将具有嵌在不导电基体中的碳纤维的至少两个导电薄层放置在芯上，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线，以及
(i)将具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层放置在芯上，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中结构是X射线半透的，
其中所述设备不干扰磁共振和基于射频的诊断。
14.一种制备患者定位设备的方法，所述方法包括：
(i)将具有嵌在非导电基体中的碳纤维元件和绝缘元件的至少两个导电薄层放置在芯上，其中每个导电薄层具有垂直于薄层的平面的轴线以及零度的平面内轴线和90度的平面内轴线，其中碳纤维元件由绝缘元件沿零度轴线和90度轴线中的至少一个分离，以及
(i)将具有垂直于薄层的平面的轴线的至少一个绝缘薄层放置在芯上，其中导电薄层由绝缘薄层沿垂直于薄层的平面的轴线分离，其中结构是均质的X射线半透的，
其中所述设备不干扰磁共振和基于射频的诊断。
15.如权利要求14所述的方法，其中在每个导电薄层中的绝缘元件在零度轴线和90度轴线中的至少一个上彼此偏置以使得通过垂直于薄层的平面的轴线存在相等数量的绝缘元件。
16.如权利要求13或14所述的方法，其中所述设备减少或消除图像扭曲、局部加热或其组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160706 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |