CN109745631B - 磁共振成像装置的屏蔽件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁共振成像装置的屏蔽件。组合式MRI和放射治疗设备需要复杂的法拉第笼结构，其包围室、MRI磁体和患者体积，但不包括线性加速器路径及其供应缆线。这样的问题是MRI磁体在使用时倾向于振动，并且如果物理连接到刚性结构，则振动也将传递到该结构。为了缓解这种情况，我们提出法拉第笼由预制导电区段和导电板的柔性区段的混合物制成。柔性导电板可以是成箔或网格形式的铜或铝。

Description

磁共振成像装置的屏蔽件

技术领域

本发明涉及磁共振成像设备的屏蔽件。

背景技术

磁共振成像（“MRI”）设备通过建立固定的稳定磁场连同可变的梯度场来操作，从而将射频（“rf”）信号施加到被研究的体积，并检测射频响应。因此，它们需要在没有外部射频信号的体积内操作。原则上，这可以通过将设备放在法拉第笼（Faraday cage）内来轻松实现。

由于为MRI设备提供的室通常最初设计时没有考虑到这个特定目的，因此这通常在实践中通过在室的壁内立即创建定制的木制外壳来实现，该木制外壳然后用铜板覆盖。这是方便的，因为可以使用众所周知的木工技术将木材修剪到可用空间，并且铜板的柔性特性允许其适合于木制构造。

该方法实现了必要的技术标准，但问题在于木制结构可能难以满足防火规定。此外，随着更复杂的设备的引入，诸如组合MRI和放射治疗功能的那些设备，法拉第笼的必要形状变得更加复杂，并且使用这种类型的定制构造变得不太实用。

发明内容

我们提出了一种不同的方法来构建用于MRI设备、特别地用于组合式MRI和放射治疗设备的法拉第笼。

这种组合式设备的一种设计使用线性加速器作为放射治疗源，其可在围绕中心水平轴线的圆形路径上移动。MRI磁体结构围绕相同轴线同心地定位在圆形路径内。在我们的早期申请WO2012/076150中示出并描述了一示例。这需要一种法拉第笼结构，其包围室、MRI磁体和患者体积，但不包括线性加速器路径及其供应缆线。这很难以木材和铜板定制构造。

对此的解决方案是在线性加速器结构周围以部分环形形式提供用于设备的预制金属外壳，其中MRI磁体和隧道在环形线圈内。这创造法拉第笼的一部分，其可以在室的壁周围与传统的部分法拉第笼一起原位连接，其中连接孔位于室的外部与环形线圈的内部之间以允许布线（等）到线性加速器结构。

该结构的潜在问题在于MRI磁体在使用时易于振动，并且如果其物理连接到刚性结构，则振动也将传递到该结构。从那里，如果环形笼区段连接到笼的其余部分（如其必须如此那样的），振动将传递到室壁。这可能会产生令人不愉快的环境，并且可能具有意外和/或不期望的共振。

为了缓解这种情况，我们提出法拉第笼由预制导电区段和导电板的柔性区段的混合物制成。预制区段意味着木制子结构是不必要的，并且可以获得美学上一致的结果。然而，通过在放射治疗装置的至少一部分周围提供第一预制区段、在室的至少一部分周围提供第二预制区段、以及提供连接第一和第二预制区段以从而限定包围MRI装置的法拉第笼的柔性导电板，我们可以确保实现必要的射频隔离，并同时还将MRI和放射治疗装置与室的物理结构声学隔离。

因此，本发明提供一种组合式成像和处理设备，其包括共同定位的放射治疗装置和磁共振成像装置；部分地包围放射治疗装置的第一导电笼；部分地包围磁共振成像装置和第一笼的第二导电笼，该第一和第二导电笼由刚性的预制区段制成；以及柔性导电板，其连接第一和第二导电笼以从而限定包围MRI装置的法拉第笼。

放射治疗装置和磁共振成像装置理想地共同定位，即它们均定位在单个室内。在这种情况下，第二导电笼可布置在室的壁表面的至少一部分上或者限定室的壁表面的至少一部分。柔性导电板可以方便地包括布置在室的地板表面和/或天花板的至少一部分上的部分；这些部分可以覆盖有砖，优选地，该砖可以是不导电的。其还可以包括穿过室的壁的一部分从天花板延伸到地板的至少一个部分，以便在两个隔离的笼之间提供完整的链接。

第一导电笼可以在室内由一结构形成，该结构从地板延伸到天花板、从室的第一壁围绕放射治疗装置延伸到室的第二壁（可以是与第一壁相同的壁）。放射治疗装置可包括可围绕轴线沿着基本圆形路径移动的源，其中该结构包括围绕轴线设置并位于路径内的通道，并且磁共振成像装置基本定位在该通道内。

柔性导电板可以是成箔或网格形式的铜或铝。然而，可以使用其他柔性导电材料，包括诸如导电橡胶的非金属材料。柔性板可以由与刚性区段的材料不同的材料形成。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出根据一般设置的具有检查室屏蔽件和额外直线加速器设备的磁共振成像系统的检查室的透视图；

图2示意性地示出根据第一实施例的图1的一般检查室的详细俯视图；以及

图3示意性地示出根据第二实施例的图1的一般检查室的详细俯视图。

具体实施方式

图1示出磁共振（MR）成像系统2的检查室1的一般设置。MR成像系统2的一般设置包括检查管3、主磁体4和梯度线圈组件5，由此主磁体4和梯度线圈组件5被定位成围绕检查管3，如可在图2和3中最佳所示的。

MR成像系统2是成像和治疗系统6的一部分，该成像和治疗系统6包括成线性加速器和X射线源7形式的额外放射治疗设备，其与MR成像系统2一起操作。放射治疗设备7定位在主磁体4的外周边处。

检查室1具有通常被标记为10的检查室屏蔽件，以用于对MR成像系统2进行电磁屏蔽。因此，检查室屏蔽件10由导电材料制成。检查室屏蔽件10包括在图中未示出的天花板、检查室1的地板9、从地板9向上延伸到天花板的侧壁11。检查室屏蔽件10的侧壁11形成U形室15的轮廓，其中磁共振成像系统2的检查管3的纵向端部13与U形室15的侧面16互连。因此，侧壁11实际上由两个群组组成——首先是室壁11a，其对应于室的（通常）四个壁，其中装置被安装成远离由装置隐藏的区域；其次是侧壁11b，其为围绕MRI成像系统2和放射治疗装置7的所构造壁。所构造壁11b可以与装置2, 7整体形成。

所构造壁11b可能从MRI系统2获得振动。为了避免将这种振动传递到室壁11a，用于天花板、地板9和垂直条24a和24b的屏蔽件在所构造壁11b与室壁11a之间的连接处从地板9延伸到天花板并由柔性导电板制成。这可以是（例如）铜或铝或其他导电材料。厚度最大约0.5mm的薄板结合了柔性和导电性两者，并且易于应用。当然可以找到平衡，因为较薄的板将更容易成形并且更具有柔性、但更容易断裂，而较厚的板将更有弹性但更难成形且柔性更低。同样，铜和其他金属的编织网格可以各种重量和密度获得，并且适合使用。碳纤维编织是可广泛获得的，并且如果足够致密以提供必要的导电性则可能是合适的。

柔性导电板的其他形式可包括粘合铝带，其在宽度足以桥接刚性板之间的间隙的情况下可广泛获得。碳纤维或金属编织物可以用柔性聚合物（诸如橡胶状或凝胶基组合物）浸渍，以赋予它们更大的弹性。板当然可以是由若干元件构成的复合板，以便产生整体上有柔性且导电的板。

当然，该结构不需要采用其中布置有设备的空间的实际侧壁。优选地，室壁11a可以是该空间内的假想壁。一方面，有明显动机利用最大可用空间，但另一方面，为室壁11a建造预制区段可能更容易或更经济。

在柔性屏蔽件被设置为穿过室的地板区域的情况下，其可以夹在暴露的刚性地板表面（人们直接在其上行走）和下面的建筑结构（诸如混凝土表面）之间。还可以在导电层上方和/或下方设置额外层，以用于其他目的（诸如消音或隔热）。以这种方式，导电层得以保护并提供美学上令人愉悦的表面。导电层可以在地板表面下方延伸到所构造壁11b的边缘，在此其可附接到所构造壁11b的导电表面。

同样，屏蔽件的柔性部分不需要覆盖整个地板和天花板。与垂直条24a, 24b一样，可以在天花板和/或地板中形成将所构造壁11b与室壁11a隔离的条。该条可以围绕所构造壁11b的上部和/或下部范围延伸，其中天花板和/或地板的其余部分覆盖有刚性导电层或由刚性导电层构成。替代性地，该条可以围绕室壁11a的上部和/或下部范围延伸。当然，在两个位置均可以有天花板和/或地板条，诸如围绕天花板和/或地板的末端延伸并且将刚性天花板和/或地板区段与相关的壁区段连接的条。相反，垂直条24a, 24b可占据壁表面11的更大部分。

出于美观、耐用和舒适的原因，可能优选的是采用适于天花板和地板使用的砖来隐藏天花板和/或地板屏蔽件的至少一部分。这种砖可广泛获得。

U形室15设置有操作空间17，该操作空间17位于检查管3的纵向端部13的前方。U形室15在操作空间17之间设置有通道18，该通道18在该实施例中为U形室15的基部。检查台19位于检查室屏蔽件10的内部，使得躺在该检查台19上的患者可以从一个操作空间17移动到检查管3中，反之亦然。

检查室屏蔽件10还包括用于电缆线21的贯穿连接的过滤箱20。电缆线21尤其在检查管3的两个纵向端部13处连接到梯度线圈组件5，如在图2和3中示意性示出的。如可从图1中看出的，检查室屏蔽件10包括缆线管道22，该缆线管道22在检查室屏蔽件10的内部空间内沿着其侧壁11布置。

从该一般设置开始，根据图2中所示的第一实施例，检查室屏蔽件10还包括管状屏蔽设备12，其布置成围绕检查管3和梯度线圈组件5。管状屏蔽设备12由导电材料制成以作为RF屏蔽。主磁体4和放射治疗设备7位于管状屏蔽设备12的外周边处。管状屏蔽设备12的两个纵向端部13周向地连接到侧壁11的开口14，以提供其间的导电连接。所构造壁11b和室壁11a之间的连接是经由柔性板区段24a和24b。示出柔性区段24a, 24b与室壁11a之间的连接25。因此，在检查室1内形成完全屏蔽的隔仓，其中检查管3和梯度线圈组件5以及缆线21与主磁体4和放射治疗设备7屏蔽。

从一般设置开始，根据图3中所示的第二实施例，检查室屏蔽件10还包括管状屏蔽设备12，其与主磁体4整体设置。设置具有外部真空容器23的主磁体4，该真空容器23是厚壁不锈钢或铝结构并因此是导电的。这样，其可以作为合适的管状屏蔽设备12。检查室屏蔽件10的侧面16的侧壁11在主磁体4的整个周向凸缘上延伸。侧壁11电连接到靠近主磁体4的凸缘的外半径的外部真空容器23。再次，所构造壁11b与室壁11a之间的连接是经由柔性板区段24a和24b，并且示出在柔性区段24a, 24b与室壁11a之间的连接25。因此，在检查室1内形成完全屏蔽的隔仓，其中检查管3、梯度线圈组件5和主磁体4与直线加速器设备7屏蔽，并且直线加速器设备7与检查管3、梯度线圈组件5和主磁体4屏蔽。

当然将理解，可以对上述实施例进行许多变化而不脱离本发明的范围。

Claims (14)

1.一种组合式成像和处理设备，其包括：

共同定位的放射治疗装置和磁共振成像装置；

第一导电笼，其部分地包围所述放射治疗装置；

第二导电笼，其部分地包围所述磁共振成像(MRI)装置和所述第一导电笼；

所述第一导电笼和所述第二导电笼由刚性区段组成；

柔性导电板，其连接所述第一导电笼和所述第二导电笼，从而限定包围MRI装置的法拉第笼。

2.根据权利要求1所述的组合式成像和处理设备，其中，所述放射治疗装置和所述磁共振成像装置共同定位在单个室内。

3.根据权利要求2所述的组合式成像和处理设备，其中，所述第二导电笼布置在所述室的壁表面的至少一部分上。

4.根据权利要求2或3所述的组合式成像和处理设备，其中，所述柔性导电板包括布置在所述室的地板表面的至少一部分上的部分。

5.根据权利要求4所述的组合式成像和处理设备，其中，所述部分覆盖有地板砖。

6.根据权利要求5所述的组合式成像和处理设备，其中，所述地板砖不导电。

7.根据权利要求2所述的组合式成像和处理设备，其中，所述柔性导电板包括布置在所述室的天花板表面的至少一部分上的部分。

8.根据权利要求7所述的组合式成像和处理设备，其中，所述部分覆盖有天花板砖。

9.根据权利要求8所述的组合式成像和处理设备，其中，所述天花板砖不导电。

10.根据权利要求2所述的组合式成像和处理设备，其中，所述柔性导电板包括穿过所述室的壁的一部分从天花板延伸到地板的至少一个部分。

11.根据权利要求2所所述的组合式成像和处理设备，其中，所述第一导电笼由位于室内、从地板延伸到天花板、从室的第一壁围绕所述放射治疗装置延伸到室的第二壁的结构形成。

12.根据权利要求11所述的组合式成像和处理设备，其中，所述第一壁和第二壁是相同的壁。

13.根据权利要求11所述的组合式成像和处理设备，其中，所述放射治疗装置包括能围绕轴线沿着圆形路径移动的源，所述结构包括围绕所述轴线布置并且在所述圆形路径内的通道，并且所述磁共振成像装置定位在所述通道内。

14.根据权利要求1-3中的任一项所述的组合式成像和处理设备，其中，所述柔性导电板由铜箔或铝箔或者铜网格或铝网格中的一种或多种构成。

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