CN111417436A - 放射治疗系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种治疗装置，其包括被配置为获取关于感兴趣的区域的MRI数据的MRI装置。MRI装置可以包括沿轴同轴布置的至少两个主磁场线圈。MRI装置还可包括沿所述轴同轴布置的至少两个屏蔽线圈。屏蔽线圈中至少一个的电流与主磁场线圈中的电流为同一方向。

Description

放射治疗系统和方法

技术领域

本申请总体上涉及一种放射治疗系统，尤其涉及一种结合了放射治疗和磁共振成像技术的图像引导放射治疗系统。

背景技术

当前，在不同治疗阶段中，难以追踪肿瘤的变化(例如，运动)，这影响了对肿瘤的放射治疗。如今，各种成像技术可以在每次治疗之前或过程中提供肿瘤的图像。例如，可以将磁共振成像(MRI)装置与放射治疗装置结合使用以提供肿瘤的MRI图像。组合MRI装置和放射治疗装置形成治疗装置，在相对紧凑的空间内布置MRI装置的组件(例如，至少两个主磁场线圈、至少两个磁性屏蔽线圈)和放射治疗装置的组件(例如，线性加速器)而不造成干扰的过程中可能会遇到困难。例如，对于放射治疗装置的无源屏蔽技术，例如在放射治疗装置的线性加速器周围提供屏蔽结构，可能会对主磁场线圈的高强度(例如1.5T)产生不良影响。因此，期望提供一种具有高治疗质量并且还具有紧凑结构的治疗装置。

发明内容

根据本申请的一方面，提供了一种治疗装置，该治疗装置包括磁共振成像(MRI)装置，其被配置为获取关于感兴趣区域(ROI)的MRI数据。所述MRI装置可以包括主磁体，所述主磁体包括沿轴同轴布置的至少两个主磁场线圈。所述MRI装置还包括至少两个屏蔽线圈，所述至少两个屏蔽线圈包括沿所述轴同轴布置的第一屏蔽线圈、第二屏蔽线圈和屏蔽线圈组。所述屏蔽线圈组位于第一屏蔽线圈和第二屏蔽线圈之间。

在一些实施例中，所述屏蔽线圈组包括沿所述轴同轴布置的第一线圈组和第二线圈组。

在一些实施例中，所述第一线圈组或所述第二线圈组包括第一线圈和第二线圈。

在一些实施例中，所述第一线圈和所述第二线圈同心布置。

在一些实施例中，所述第一线圈内电流的方向与所述第二线圈内电流的方向相反。

在一些实施例中，所述第一线圈或所述第二线圈的半径大于所述至少两个主磁场线圈的半径。

在一些实施例中，所述第一线圈的半径大于所述第二线圈的半径。

在一些实施例中，该装置还包括环形低温恒温器。所述环形低温恒温器包括围绕所述轴同轴的至少一个外壁和至少一个内壁，以及在所述至少一个外壁和所述至少一个内壁之间的环形凹槽。所述环形凹槽在所述至少一个外壁处形成开口。

在一些实施例中，所述环形凹槽同轴地位于所述第一线圈组和所述第二线圈组之间。

在一些实施例中，所述环形凹槽的至少一部分径向地位于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

在一些实施例中，该系统进一步包括放射治疗装置，其被配置为将治疗辐射应用于ROI的至少一部分。所述放射治疗装置包括线性加速器，其被配置为加速电子束中的电子以产生所述治疗辐射的光子束。所述线性加速器至少部分位于环形低温恒温器的所述环形凹槽内。所述放射治疗装置还包括一个或以上准直组件，其被配置为使所述治疗辐射的光子束成形。

在一些实施例中，所述放射治疗装置的至少一部分同轴地位于所述第一线圈组和所述第二线圈组之间。

在一些实施例中，所述放射治疗装置的至少一部分径向地位于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

根据本申请的另一方面，提供一种磁共振成像(MRI)装置，其被配置为获取关于感兴趣区域(ROI)的MRI数据。所述MRI装置包括沿轴同轴布置的至少两个主磁场线圈，以及沿所述轴同轴布置的至少两个屏蔽线圈。至少一个所述屏蔽线圈中的电流与所述主磁场线圈中的电流方向相同。

在一些实施例中，所述屏蔽线圈包括具有不同尺寸的第一线圈和第二线圈。

在一些实施例中，所述第一线圈内电流的方向可能与所述第二线圈内电流的方向相反。

在一些实施例中，所述第一线圈的半径大于与所述第一线圈同心的所述第二线圈的半径。

在一些实施例中，所述第一线圈内电流的方向可以与所述主磁场线圈内电流的方向相同。

根据本申请的另一方面，提供了一种治疗装置。该治疗装置包括磁共振成像装置，其被配置为获取关于感兴趣区域的磁共振成像数据。所述磁共振成像装置可以包括环形低温恒温器，在所述环形低温恒温器中，至少两个主磁场线圈和至少两个屏蔽线圈沿所述环形低温恒温器的轴同轴布置。所述治疗装置还包括放射治疗装置。所述放射治疗装置包括用于将治疗辐射定向到所述感兴趣区域至少一部分的辐射源。所述环形低温恒温器包括具有凹槽的外壁，并且辐射源的至少一部分在所述凹槽之内。所述屏蔽线圈中的至少一个被配置为减少所述凹槽内的区域上的磁场。

在一些实施例中，所述屏蔽线圈中的至少一个屏蔽线圈被布置为靠近所述凹槽的底部，并且所述屏蔽线圈中的所述至少一个屏蔽线圈内的电流与所述主磁场线圈内的电流方向相反。

在一些实施例中，所述屏蔽线圈中的至少一个屏蔽线圈可以被布置为靠近所述凹槽的开口，并且所述屏蔽线圈中的所述至少一个屏蔽线圈内的电流可以与所述主磁场线圈内的电流方向相同。

在一些实施例中，所述屏蔽线圈包括具有不同尺寸的第一线圈和第二线圈。

在一些实施例中，所述第一线圈内电流的方向与所述第二线圈内电流的方向相反。

在一些实施例中，所述第一线圈的半径大于与所述第一线圈同心的所述第二线圈的半径。

在一些实施例中，所述第一线圈内电流的方向可能与所述主磁场线圈内电流的方向相同。

在一些实施例中，所述环形凹槽的至少一部分径向地位于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

根据本申请的另一方面，提供一种磁共振成像(MRI)装置，其被配置为获取关于感兴趣区域(ROI)的MRI数据。所述MRI装置包括环形低温恒温器、沿所述环形低温恒温器的轴同轴布置的至少两个主磁场线圈、具有不同尺寸的至少第一对屏蔽线圈和第二对屏蔽线圈。所述第一对屏蔽线圈内电流的方向可能与所述主磁场线圈内电流的方向相反。所述第一对屏蔽线圈被配置为屏蔽所述MRI装置外部的磁场，所述第二对屏蔽线圈被配置为屏蔽所述第一对屏蔽线圈和所述主磁场线圈之间的磁场。

在一些实施例中，所述第二对屏蔽线圈内电流的方向与所述主磁场线圈内电流的方向相同。所述第二对屏蔽线圈靠近所述第一对屏蔽线圈。

在一些实施例中，所述第二对屏蔽线圈内电流的方向与所述主磁场线圈内电流的方向相反。所述第二对屏蔽线圈靠近所述主磁场线圈。

在一些实施例中，该装置还包括第三对屏蔽线圈。所述第三对屏蔽线圈中的屏蔽线圈与所述第二对屏蔽线圈中的屏蔽线圈同心。

在一些实施例中，所述第三对屏蔽线圈内电流的方向可能与所述第二对屏蔽线圈内电流的方向相反。

本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。

附图说明

本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：

图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗系统的框图；

图2是根据本申请的一些实施例所示的在放射治疗系统中应用治疗辐射的示例性过程的流程图；

图3A是根据本申请的一些实施例所示的示例性治疗装置；

图3B是根据本申请的一些实施例示出的另一示例性的治疗装置；

图4A是根据本申请的一些实施例示出的沿Z方向观察的示例性治疗装置的截面图的上部；

图4B是根据本申请的一些实施例示出的沿Z方向观察的另一示例性治疗装置的截面图的上部；

图4C是根据本申请的一些实施例示出的沿Z方向观察的另一示例性治疗装置的截面图的上部；

图5A是根据本申请的一些实施例示出的由至少两个主磁场线圈而没有屏蔽线圈组产生的示例性磁场的示意图；

图5B是根据本申请的一些实施例示出的由至少两个主磁场线圈和屏蔽线圈组产生的示例性磁场的示意图；

图6A是根据本申请的一些实施例示出的没有屏蔽线圈组的环形区域中的磁场的示例性曲线的示意图；

图6B是根据本申请的一些实施例示出的具有屏蔽线圈组的环形区域中的磁场的示例性曲线的示意图；和

图7是根据本申请的一些实施例示出的具有屏蔽线圈组的MRI装置中主磁场B0的示例性曲线的示意图。

具体实施方式

以下描述是为了使本领域的普通技术人员能够实施和利用本申请，并且该描述是在特定的应用场景及其要求的环境下提供的。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所公开的实施例作出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请并不限于所描述的实施例，而应该被给予与权利要求一致的最广泛的范围。

本申请中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施例，并不限制本申请的范围。如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可以包括复数。还应当理解，如在本申请说明书中，术语"包括"、"包含"仅提示存在所述特征、整体、步骤、操作、组件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或以上其他特征、整体、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。

根据以下对附图的描述，本申请的这些和其他的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法，以及部件组合和制造经济性，可以变得更加显而易见，这些附图都构成本申请说明书的一部分。然而，应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。

图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗系统100的框图。在一些实施例中，放射治疗系统100可以是多模态成像系统，包括例如正电子发射断层摄影放射治疗(PET-RT)系统、磁共振成像放射治疗(MRI-RT)系统等。为了更好地理解本申请，可以将MRI-RT系统的描述作为放射治疗系统100的示例，而无意于限制本申请的范围。

如图1所示，放射治疗系统100可以包括治疗装置110、一个或以上处理引擎120、网络130、存储设备140和一个或以上终端设备150。在一些实施例中，治疗装置110、一个或以上处理引擎120、存储设备140和/或终端设备150可以通过无线连接(例如，由网络130提供的无线连接)、有线连接(例如，由网络130提供的有线连接)或其任意组合相互连接和/或通信。

治疗装置110可以包括磁共振成像部件(以下称为“MRI装置”)。MRI装置可以通过扫描对象或对象的一部分来生成与磁共振信号(以下称为“MRI信号”)相关联的图像数据。在一些实施例中，对象可以包括身体、物质、物体等或其任何组合。在一些实施例中，对象可以包括身体的特定部位、特定器官或特定组织，例如头部、大脑、颈部、身体、肩膀、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等，或其任何组合。在一些实施例中，治疗装置110可以经由网络130将图像数据传输到一个或以上处理引擎120、存储设备140和/或终端设备150以进行进一步处理。例如，图像数据可以被发送到一个或以上处理引擎120以生成MRI图像，或者可以被存储在存储设备140中。

治疗装置110还可以包括放射治疗部件(以下称为“放射治疗装置”)。放射治疗装置可以为靶区域(例如肿瘤)的治疗提供辐射。本文使用的辐射可以包括粒子射线、光子射线等。粒子射线可以包括中子、质子、电子、μ介子、重离子、α射线等，或其任意组合。光子射线可以包括X射线、γ射线、紫外线、激光等或其任意组合。为了说明的目的，可以描述与X射线相关联的放射治疗装置作为示例。在一些实施例中，治疗装置110可以在MRI装置提供的图像数据的辅助下产生一定剂量的X射线以进行放射治疗。例如，可以处理图像数据以定位肿瘤和/或确定X射线的剂量。

一个或以上处理引擎120可以处理从治疗装置110、存储设备140和/或终端设备150获得的数据和/或信息。例如，一个或以上处理引擎120可以处理图像数据并基于图像数据重建至少一个MRI图像。又例如，一个或以上处理引擎120可以基于至少一个MRI图像来确定治疗区域的位置和放射剂量。MRI图像具有提供例如优异的软组织对比度、高分辨率、几何精度的优势，可以精确定位治疗区域。MRI图像可以用于在确定治疗计划和执行治疗期间检测治疗区域的变化(例如，肿瘤消退或转移)，从而可以相应调整原始治疗计划。原始治疗计划可以在治疗开始之前确定。例如，可以在治疗开始之前至少一天、三天、一周、两周或一个月等确定原始治疗计划。

在原始的或调整的治疗计划中，可以根据例如合成电子密度信息来确定辐射剂量。在一些实施例中，可以基于MRI图像来生成合成电子密度信息。

在一些实施例中，一个或以上处理引擎120可以是与MRI装置和治疗装置110的放射治疗装置通信并处理来自MRI装置和放射治疗装置的数据的单个处理引擎。可替代地，一个或以上处理引擎120可以包括至少两个处理引擎。至少两个处理引擎中的一个可以与治疗装置110的MRI装置通信并处理数据，至少两个处理引擎中的另一个可以与治疗装置110的放射治疗装置通信并处理数据。在一些实施例中，一个或以上处理引擎120可以包括治疗计划系统。至少两个处理引擎可以彼此通信。

在一些实施例中，一个或以上处理引擎120可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式或分布式的。在一些实施例中，一个或以上处理引擎120可以在治疗装置110的本地或远程。例如，一个或以上处理引擎120可以经由网络130访问来自治疗装置110、存储设备140和/或终端设备150的信息和/或数据。又例如，一个或以上处理引擎120可以直接连接到治疗装置110、终端设备150和/或存储设备140以访问信息和/或数据。在一些实施例中，一个或以上处理引擎120可以在云平台上实现。云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间、多云等，或其任意组合。

网络130可以包括可以促进放射治疗系统100的信息和/或数据的交换的任何合适的网络。在一些实施例中，一个或以上放射治疗系统100的组件(例如治疗装置110、一个或以上处理引擎120、存储设备140或终端设备150)可以经由网络130与放射治疗系统100的一个或以上其他部件通信信息和/或数据。例如，一个或以上处理引擎120可以经由网络130从治疗装置110获得图像数据。又例如，一个或以上处理引擎120可以经由网络130从终端设备150获得用户指令。网络130可以包括公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局部区域网络(LAN)、广域网(WAN))、有线网络(例如，以太网络)、无线网络(例如802.11网络、Wi-Fi网络)、蜂窝网络(例如长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(“VPN”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机等或其任何组合。在一些实施例中，网络130可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络130可以包括诸如基站和/或互联网交换点之类的有线和/或无线网络接入点，放射治疗系统100的一个或以上组件可以通过其连接到网络130以交换数据和/或信息。

存储设备140可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备140可以存储从一个或以上处理引擎120和/或终端设备150获得的数据。在一些实施例中，存储设备140可以存储数据和/或指令，一个或以上处理引擎120可以执行或使用这些数据和/或指令来执行本申请中描述的示例性方法。在一些实施例中，存储设备140可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、基于云的存储设备、易失性读写内存、只读内存(ROM)等，或其任何组合。示例性大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可以包括闪光驱动器、软盘、光盘、内存卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写内存可以包括随机访问内存(RAM)。示例性RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)、零电容器RAM(Z-RAM)等。示例性ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)、数字多功能磁盘ROM等。在一些实施例中，可以在本申请中其他地方描述的云平台上设置存储设备140。

在一些实施例中，存储设备140可以连接到网络130以与放射治疗系统100的一个或以上其他组件(例如，一个或以上处理引擎120或终端设备150)通信。放射治疗系统100的一个或以上组件可以经由网络130访问存储在存储设备140中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备140可以是一个或以上处理引擎120的一部分。

终端设备150可以与治疗装置110、一个或以上处理引擎120和/或存储设备140连接和/或通信。例如，一个或以上处理引擎120可以从终端设备150获取扫描协议。又例如，终端设备150可以从治疗装置110和/或存储设备140获得图像数据。在一些实施例中，终端设备150可以包括移动设备151、平板计算机152、膝上型计算机153等，或其任意组合。例如，移动设备151可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、膝上型计算机、平板计算机、台式计算机等，或其任何组合。在一些实施例中，终端设备150可以包括输入设备、输出设备等。输入设备可以包括字母数字和其他按键，这些按键可以通过键盘、触摸屏(例如，带有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼球跟踪输入、大脑监控系统或任何其他类似的输入机制输入。通过输入设备接收的输入信息可以经由例如总线传输到一个或以上处理引擎120，以进行进一步处理。其他类型的输入设备可以包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可以包括显示器、扬声器、打印机等，或其任意组合。在一些实施例中，终端设备150可以是一个或以上处理引擎120的一部分。

该描述旨在是说明性的，而不是限制本申请的范围。许多替代、修改和变化对本领域普通技术人员将是显而易见的。本文描述的示例性实施方式的特征、结构、方法和特性可以以各种方式组合以获得另外的和/或替代的示例性实施方式。例如，存储设备140可以是包括云计算平台的数据存储，诸如公云等。在一些实施例中，一个或以上处理引擎120可以集成到治疗装置110中。但是，这些变化与修改不会超出本申请的范围。

图2是根据本申请的一些实施例所示的在放射治疗系统中应用治疗辐射的示例性过程200的流程图。在一些实施例中，图2所示过程200的一个或以上的操作可以在图1所示的放射治疗系统100中实现。例如，图2所示的过程200可以以指令的形式存储在存储设备140中，并由图1所示的一个或以上处理引擎120调用和/或执行。为了说明的目的，这里以在一个或以上处理引擎120中实现过程200为例进行描述。应当注意，过程200也可以类似地在终端设备150中实现。

在步骤202中，一个或以上处理引擎120可以通过MRI装置获取关于感兴趣区域(ROI)的磁共振成像(MRI)数据。MRI数据可以是由RF线圈从对象接收的MR信号。关于MR信号的更详细的描述可以参照图3及其对应描述。

在一些实施例中，ROI可以是指与肿瘤相关的治疗区域。治疗区域可以是对象(例如，身体、物质、物体)的区域。在一些实施例中，ROI可以是身体的特定部位、特定器官或特定组织，例如头部、大脑、颈部、身体、肩膀、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等，或其任何组合。

在步骤204中，一个或以上处理引擎120可以基于MRI数据重建与ROI的至少一部分有关的MRI图像。MRI图像可以基于MRI数据重建为对象内部原子核的分布。图像充能建过程可以采用不同种类的图像重建技术。示例性图像重建技术可包括傅立叶重建、约束图像重建、并行MRI的正则化图像重建等，或其变体，或其任何组合。

MRI图像可以用于确定肿瘤的治疗辐射。例如，一个或以上处理引擎120可以根据MRI图像确定肿瘤的位置和放射剂量。在一些实施例中，可能需要至少几分钟才能重建代表一个大成像区域的MRI图像。在一些实施例中，为了在相对短的时间段(例如，每秒)内生成MRI图像，一个或以上处理引擎120可以重建与代表大成像区域的MRI图像相比，表示较小成像区域(例如，ROI的至少一部分)的初始图像，然后将初始图像与代表大成像区域的MRI图像进行组合。例如，一个或以上处理引擎120可以用初始图像替换表示与ROI有关的大成像区域的部分MRI图像。代表大成像区域的MRI图像可以包括在ROI附近的非ROI(例如，健康组织)和ROI的信息。在一些实施例中，可以在肿瘤治疗辐射之前获取并重建代表大成像区域的MRI图像。例如，可以在辐射源开始发射辐射束进行治疗之前的不到1天、半天、6小时、3小时、1小时、45分钟、30分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟等时间内获取代表大成像区域的MRI图像。在一些实施例中，辐射源可能包括一些产生辐射束的组件。例如，辐射源可以包括线性加速器、目标、主准直仪和多叶准直仪(MLC)等。在一些实施例中，代表大成像区域的MRI图像可以从放射治疗系统100中的存储设备(诸如存储设备140)获得。

在步骤206中，一个或以上处理引擎120可以基于MRI图像来确定与ROI的至少一部分的尺寸相关的参数。在一些实施例中，与ROI的至少一部分的尺寸相关的参数可以包括肿瘤的横截面的尺寸，肿瘤的横截面具有最大面积并且垂直于入射到ROI至少一部分的辐射束的方向。在一些实施例中，与ROI的至少一部分的尺寸相关的参数可以指示肿瘤的横截面的形状。例如，与ROI的至少一部分的尺寸相关联的参数可以指示肿瘤的横截面的形状是圆形，并且还指示圆形的直径。在一些实施例中，为了确定与ROI的至少一部分的尺寸相关联的参数，一个或以上处理引擎120可以从MRI图像中提取纹理信息，并通过在提取的纹理信息中识别ROI的频繁纹理图案来确定指示ROI的纹理特征。然后，一个或以上处理引擎120可以测量包括MRI图像中纹理特征的区域的尺寸，并且确定与ROI的尺寸相关的参数。

在步骤208中，一个或以上处理引擎120可以根据与ROI的至少一部分的尺寸相关的参数来生成控制信号。可以基于在不同时间点拍摄的至少两个MRI图像来动态地调整控制信号。在一些实施例中，控制信号可能包括与肿瘤上的治疗辐射相关的参数。例如，控制信号可以包括X射线的剂量和辐射束的持续时间。对于另一个示例，控制信号可以包括多叶准直器(MLC)的参数，该参数确定投射在对象上的辐射束的形状。MLC可以包括至少两个单独的高原子序数材料(例如，钨)叶片，这些叶片可独立地移入或移出辐射束的路径。在一些实施例中，控制信号可能包括与放射治疗装置的一个或以上组件的运动相关的参数。例如，控制信号可以包括与放射治疗装置(例如，治疗装置110中的放射治疗装置、放射治疗装置300)中的辐射源的一个或以上位置相关的参数。又例如，控制信号可以包括与放射治疗装置的平台的高度或位置相关的参数(例如，治疗台330的平台308沿主磁体302的轴的位置)以适当地定位患者，以便患者的治疗区域(例如，癌性肿瘤或病变区域)可以正确接收来自放射治疗装置的辐射束。

在步骤210中，一个或以上处理引擎120可以将控制信号发送到放射治疗装置以使放射治疗装置应用治疗辐射。在治疗辐射期间，放射治疗装置的辐射源可能会旋转，并且X射线的剂量、辐射源的辐射束的持续时间、MLC的形状和平台的位置可能会发生变化。在一些实施例中，只有当放射治疗装置中的辐射源旋转到某个角度(例如60度、120度、180度、240度、300度、360度)时，才可以发射辐射束。例如，可以应用强度调制放射疗法(IMRT)。辐射源可能会间歇性地停止旋转。辐射源可以旋转到所需位置，在该位置暂停并发出辐射束，然后继续旋转。在一些实施例中，辐射源可以连续旋转，并连续或间断地发射辐射束。在一些实施例中，辐射源旋转时可以连续发射辐射束。

如上所述，在一些实施例中，可以根据从MRI装置获取的图像数据来确定治疗区域(例如，包括肿瘤的区域)。然后可以由放射治疗装置中的辐射源产生辐射束以对治疗区域进行治疗辐射。例如，可以借助于MRI装置实时地确定辐射束的剂量和/或治疗区域的位置。

应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不会背离本申请的范围。例如，操作202和204可以同时执行。

图3A是根据本申请的一些实施例示出的示例性治疗装置110。如图3A所示，治疗装置110可以包括MRI装置310、放射治疗装置300和治疗台330。在一些实施例中，MRI装置310可以生成如结合操作202所述的MRI数据，放射治疗装置300可以生成如结合操作210所述三维治疗辐射。

MRI装置310可以包括孔301、主磁体302、一个或以上梯度线圈(未示出)和一个或以上射频(RF)线圈(未示出)。MRI装置310可以被配置为从成像区域获取图像数据。例如，图像数据可以涉及与肿瘤相关的治疗区域。在一些实施例中，根据主磁体302的类型，MRI装置310可以是永磁体MRI扫描仪、超导电磁体MRI扫描仪或电阻性电磁体MRI扫描仪等。在一些实施例中，根据磁场的强度，MRI装置310可以是高场MRI扫描仪、中场MRI扫描仪和低场MRI扫描仪等。在一些实施例中，MRI装置310可以是封闭孔(圆柱)型、开放孔型等。

主磁体302的形状可以是环形对的并且可以产生静态的磁场B0。主磁体302可以是各种类型，包括例如永磁体、超导电磁体、电阻电磁体等。超导电磁体可以包括铌、钒、锝合金等。

一个或以上梯度线圈可以在X、Y和/或Z方向(或轴)上生成到主磁场B0的磁场梯度。在一些实施例中，一个或以上的梯度线圈可能包括X方向(或轴)线圈、Y方向(或轴)线圈、Z方向(或轴)线圈等。例如，Y方向线圈可基于圆形(Maxwell)线圈设计，Z方向线圈和X方向线圈可基于鞍形(Golay)线圈设计。如本文中所使用的，Z方向也可以被称为读出(RO)方向(或频率编码方向)，X方向也可以被称为相位编码(PE)方向，Y方向也可以是被称为切片选择编码方向。在本申请中，读出方向和频率编码方向可以互换使用。

仅作为示例，梯度磁场可包括对应于Y方向的切片选择梯度场，对应于X方向的相位编码(PE)梯度场，对应于Z方向的读出(RO)梯度场等。可以使用不同方向中的梯度磁场来编码MR信号的空间信息。在一些实施例中，梯度磁场还可以用于执行流编码、流补偿、流去相等或其任意组合中的至少一项功能。

一个或以上RF线圈可以向被检查的对象(例如，身体、物质、物体)发射RF脉冲和/或从中接收MR信号。如本文所使用的，RF脉冲可以包括激发RF脉冲和重聚焦RF脉冲。在一些实施例中，激发RF脉冲(例如90度的RF脉冲)可能会使磁化矢量远离主磁场B0的方向。在一些实施例中，重聚焦脉冲(例如，180度的RF脉冲)可以使色散自旋同色散绕横向平面中的轴旋转，以使磁化矢量可以在以后的时间重新定相。在一些实施例中，RF线圈可以包括RF发射线圈和RF接收线圈。RF发射线圈可以发射RF脉冲信号，该RF脉冲信号可以激发对象中的核，使其在拉莫尔频率上谐振。RF接收线圈可以接收从对象发射的MR信号。在一些实施例中，RF发射线圈和RF接收线圈可以被集成到单个线圈中，例如，发射/接收线圈。RF线圈可以是各种类型中的一种，例如商差(QD)正交线圈、相位阵列线圈等。在一些实施例中，不同的RF线圈240可用于扫描被检体的不同部位，例如，头部线圈、膝关节线圈、颈椎线圈、胸椎线圈、颞下颌关节(TMJ)线圈等。在一些实施例中，根据其功能和/或尺寸，RF线圈可以分为容积线圈和本地线圈。例如，容积线圈可以包括笼式线圈、横向电磁线圈、表面线圈等。又例如，本地线圈可能包括螺管线圈、鞍形线圈、柔性线圈等。

放射治疗装置300可以包括鼓312和基座307。鼓312可具有环的形状。鼓312可设置在主磁体302周围，并沿孔301的轴311在主磁体302的中央区域与主磁体302相交。鼓312可以在孔301中容纳并支撑辐射源，该辐射源被配置为向治疗区域发射辐射束。辐射束可以是X射线束、电子束、质子射线源等。鼓312连同安装在其上的辐射源一起，可以绕孔301的轴311和/或称为等中心的点旋转。仅作为示例，鼓312连同安装在其上的辐射源一起，可以绕轴311旋转任何角度，例如90度、180度、360度、450度、540度。鼓306可以进一步由基座307支撑。

应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于具有本领域普通技能的人员，可以在本申请的教导下进行多种变化或修改。例如，放射治疗装置300可以进一步包括被配置为加速电子、离子或质子的线性加速器、剂量检测装置、温度控制装置(例如冷却装置)、多层准直仪等，或其任何组合。然而，这些变化和修改不会背离本申请的范围。

治疗台330可以包括平台308和基础框架309。在一些实施例中，平台308可沿水平方向移动并进入MRI装置310的孔301。在一些实施例中，平台308可以作二维、三维、四维、五维或六维移动。在一些实施例中，平台308可以根据在治疗期间获得的实时MRI图像所估计的肿瘤的变化(例如，位置改变)而移动。

在一些实施例中，对象可以被放置在平台308上并且被送到MRI装置中。在一些实施例中，对象可能是人类患者。人类患者可以仰卧、俯卧、侧卧在平台308上。

在治疗期间，鼓312可以设置成围绕主磁体302旋转。在一些实施例中，主磁体302可包括在其外壁处的凹槽(未示出)。凹槽可以围绕主磁体302的整个圆周设置。例如，凹槽可以具有围绕主磁体302的环形，从而容纳鼓312的至少一部分。在一些实施例中，凹槽可以围绕主磁体302的圆周的一部分设置。例如，凹槽可以在主磁体302周围具有一个或以上弧形的形状。

在一些实施例中，辐射源的至少一部分在凹槽内。这种布置可以减小辐射源和孔301的轴311之间沿主磁体302的径向方向的距离。在一些实施例中，辐射源可以在凹槽处沿整个旋转路径运动。在一些实施例中，辐射源可以在不是整个圆的凹槽内沿旋转路径移动，例如半圆、3/4圆或4/5圆。在这种情况下，治疗期间辐射源会先顺时针移动，然后逆时针移动，工作台也可能移动。辐射源可以根据一个或以上参数生成辐射束。示例性参数可以包括辐射束的参数、辐射源的参数或平台308的参数。例如，辐射束的参数可以包括辐射强度、辐射角度、辐射距离、辐射面积、辐射时间、强度分布等，或其任意组合。辐射源的参数可以包括位置、旋转角度、旋转速度、旋转方向、辐射源的配置等，或其任意组合。在一些实施例中，辐射源产生的辐射束可以考虑辐射束的能量损失，例如由于位于辐射束的路径中的主磁体302可吸收辐射束的至少一部分引起的。例如，可以将辐射束的辐射强度设置成大于在没有能量损失的情况下的辐射强度，由于例如主磁体302的吸收相应地补偿能量损失，从而使得特定强度的辐射束射向治疗区域(例如肿瘤)。

图3B是根据本申请的一些实施例示出的另一示例性治疗装置110。与图3A中描述的治疗装置110相比，治疗装置110可以使用机架306代替鼓312。机架306可以设置在主磁体302的一侧。治疗头304可以经由治疗臂305安装在机架306上。治疗头304可容纳辐射源。机架306可以使治疗头304绕孔301的轴311旋转。

如图3B所示，凹槽303可以位于主磁体302的外壁并且具有环形的形状。凹槽303可容纳治疗头304的至少一部分，并提供用于旋转治疗头304的路径。这种布置可以减小治疗头304和孔301的轴311之间沿主磁体302的径向方向的距离。在一些实施例中，治疗头304和孔301的轴311之间的距离的减小可能导致到达治疗区域的放射剂量的增加，例如导致治疗效果增强。在一些实施例中，凹槽303沿Y方向的宽度(即，主磁体302的轴向方向)可以不小于治疗头304沿Y方向的宽度。

关于治疗装置110的描述仅用于说明目的，而无意限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。例如，治疗装置110的组装和/或功能可以根据特定的实施方案而变化或改变。在一些实施例中，MRI装置310的主磁体302也可以相对于治疗头304旋转。例如，放射治疗装置300和MRI装置310可以围绕相同的轴(例如轴311)同步或异步旋转。然而，这些变化和修改不会背离本申请的范围。

图4A是根据本申请的一些实施例示出的沿Z方向观察的示例性治疗装置400的截面图的上部。治疗装置400可以包括被配置为生成MRI数据的MRI装置和被配置为应用治疗辐射的放射治疗装置。

如图4A所示，MRI装置可以包括至少两个主磁场线圈401(例如，第一主磁场线圈401-1、第二主磁场线圈401-2、第三主磁场线圈401-3)、至少两个屏蔽线圈(例如屏蔽线圈402、屏蔽线圈411-1、屏蔽线圈411-2)和低温恒温器403。屏蔽线圈402可以包括具有第一尺寸的第一对屏蔽线圈，即第一屏蔽线圈402-a和第二屏蔽线圈402-b。屏蔽线圈411-1可以包括具有第二尺寸的第二对屏蔽线圈。屏蔽线圈的411-2可以包括具有第三尺寸的第三对屏蔽线圈。第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸可以彼此不同。屏蔽线圈411-1(即第二对屏蔽线圈)可能靠近屏蔽线圈402(即第一对屏蔽线圈)。在一些实施例中，屏蔽线圈411-1(也称为第一线圈)和屏蔽线圈411-2(也称为第二线圈)也可以称为屏蔽线圈组411。

至少两个主磁场线圈401、屏蔽线圈402和屏蔽线圈组411可以被容纳在低温恒温器403中并在一定条件下(例如，当线圈浸没在低温恒温器403中的冷却介质中时)保持超导状态。

低温恒温器403可以具有带轴405(例如，图3A中的轴311)的环形形状。至少两个主磁场线圈401可以沿轴405同轴地布置，在至少两个主磁场线圈401沿着第一方向携带电流时，在特定的区域(例如，孔301内的区域)内产生均匀的磁场(例如，静态磁场B0)。在一些实施例中，第一主磁场线圈401-1、第二主磁场线圈401-2和第三主磁场线圈401-3可以具有相同的半径或不同的半径。

屏蔽线圈402也可以沿轴405同轴布置在距离轴405比至少两个主磁场线圈401更大的半径处。即，第一屏蔽线圈402-a和第二屏蔽线圈402-b中每个的半径大于至少两个主磁场线圈401中每个的半径。屏蔽线圈402可以携带沿着与第一方向相反的第二方向的电流。屏蔽线圈402(即，第一对屏蔽线圈)可以帮助屏蔽由至少两个主磁场线圈401在MRI装置外部区域上生成的磁场。

屏蔽线圈组411也可以沿轴405同轴地布置在距离轴405比至少两个主磁场线圈401更大的半径处。即，第一线圈411-1和第二线圈411-2中每个的半径大于至少两个主磁场线圈401中每个的半径。每个第一线圈411-1中电流的方向可以与每个第二线圈411-2中电流的方向相反。例如，每个第一线圈411-1可包括一个指定为R1的半径，每个第二线圈411-2可包括一个指定为R2的半径，其中R1大于R2。每个第一线圈411-1可携带沿着第一方向的电流，每个第二线圈411-2可携带沿着第二方向的电流。也就是说，第一线圈411-1(即第二对屏蔽线圈)中电流的方向可以与至少两个主磁场线圈401中电流的方向相同，第二线圈411-2(即，第三对屏蔽线圈)中电流的方向可以与至少两个主磁场线圈401中电流的方向相反(即，在第三对屏蔽线圈中电流的方向与第二对屏蔽线圈中电流的方向相反)。在一些实施例中，第二对屏蔽线圈中的屏蔽线圈(即，第一线圈411-1)与第三对屏蔽线圈的屏蔽线圈(即，第二线圈411-2)同心。同心布置的第一线圈411-1和第二线圈411-2也可以称为屏蔽线圈组411。如图4A所示，屏蔽线圈组411可以包括第一线圈组和第二线圈组。

在一些实施例中，屏蔽线圈组411可被配置为屏蔽MRI装置(例如，主磁场线圈、磁屏蔽线圈、梯度线圈)产生的磁场以防放射治疗装置的一个或以上的部件(例如，线性加速器、电子、多叶准直器)受到MRI装置在环形区域产生的磁场的影响。环形区域可以具有带轴405的环形形状。环形区域可以包括具有半径R1的虚拟外壁和具有半径R2的虚拟内壁。即，环形区域的深度(即，径向方向上的环形区域的厚度)定义为径向方向上虚拟外壁到虚拟内壁的距离，可以等于R1减去R2(R1-R2)。例如，可以将屏蔽线圈组411(例如，第二对屏蔽线圈411-1或第三对屏蔽线圈411-2)配置为屏蔽线圈402(即，第一对屏蔽线圈)和主磁场线圈401之间的磁场。又例如，可以将屏蔽线圈组411(例如，第二对屏蔽线圈411-1、第三对屏蔽线圈411-2)配置为降低环形低温恒温器403的凹槽(例如，凹槽408)内区域上的磁场。

在一些实施例中，屏蔽线圈组411的每个线圈中电流的大小可以相同，即，每个第一线圈411-1可以具有与每个第二线圈411-2相同的电流大小。以垂直于X-Y平面指向内的第一方向为例，第二方向可以垂直于X-Y平面指向外。对于环形区域，环形区域中至少两个主磁场线圈401(也称为第一磁场)产生的磁场可能沿Y方向，而屏蔽线圈组411(也称为第二磁场)产生的磁场可能与Y方向相反。通过将屏蔽线圈组411中每个线圈中电流的大小调整为适当的大小，第一磁场的大小可以等于或近似等于第二磁场。在屏蔽线圈组411中每个线圈中有适当大小的电流，第一磁场和第二磁场可以彼此抵消，以使环形区域中的磁场可以等于或小于阈值场(例如，零净场)。阈值场可以由操作员设置或是放射治疗系统100的默认设置，并且可以在不同情况下进行调整。对于由至少两个主磁场线圈401产生的主磁场B0的区域，由屏蔽线圈组411(也称为第三磁场)在主磁场B0区域产生的磁场可以是等于或小于阈值场，因为第一线圈411-1和第二线圈411-2可以在主磁场B0的区域中产生两个方向相反的近似大小的磁场，并且这两个磁场可以彼此抵消。因此，主磁场B0不会受该保护的影响。

如图4A所示，低温恒温器403可包括两个腔室(例如，简称为左腔室和右腔室)。这两个腔室可以沿轴向方向(即轴405的方向)位于低温恒温器403的相对侧，并且可以通过两个腔室之间的颈部连接。颈部可具有比两个腔室小的径向尺寸。每个腔室具有不同外壁的环形形状。在一些实施例中，外壁可以指每个腔室的最外表面，呈环形。两个腔室和颈部可以共享相同的内壁，即低温恒温器403的内壁。在一些实施例中，内壁是指每个腔室的最内表面，也呈环形。在一些实施例中，每个腔室可容纳至少两个主磁场线圈401中的至少一个，屏蔽线圈402中的至少一个以及屏蔽线圈组411中第一线圈411-1和第二线圈411-2中的至少一个。例如，至少两个主磁场线圈401中的至少一个可以布置在左腔室的内壁附近，屏蔽线圈402中的至少一个(例如，第一屏蔽线圈402-a)可以布置在左腔室的外壁附近，屏蔽线圈组411(例如，第一线圈组)中的第一线圈411-1和第二线圈411-2中的至少一个可以布置在左腔室的外壁附近并紧靠颈部。布置在左腔室中的主磁场线圈和布置在右室中的主磁场线圈之间可以形成间隙406，以允许由放射治疗装置产生的辐射束通过。两个腔室可以通过它们之间的颈部彼此流体连通。低温恒温器403可以包含冷却介质，至少两个主磁场线圈401和屏蔽线圈402浸没其中以实现超导状态。

低温恒温器403在低温恒温器403的内壁和低温恒温器403的不同腔室的外壁之间的径向位置处具有凹槽408。凹槽408具有在低温恒温器403的两个腔室的外壁室之间形成的开口407。当以透视图观看时，凹槽408可具有环形的形状。在不同的径向位置处，环形可以具有相同或不同的宽度(即，轴向方向上的大小)。凹槽408可具有深度(即，径向方向上的环形的厚度)，其被定义为径向方向上从开口407到低温恒温器403的颈部的最外表面的距离。如图4A所示，第三对屏蔽线圈可以被布置为靠近凹槽408的底部，第二对屏蔽线圈可以被布置为靠近凹槽408的开口。

凹槽408可以被配置为容纳放射治疗装置的组件。如图4A所示，凹槽408可容纳辐射源的至少一部分，其中辐射源包括线性加速器409、准直仪412、目标404和多叶准直仪(MLC)410。

线性加速器409可以被配置为加速带电的亚原子粒子或离子到高速。在一些实施例中，线性加速器409采用微波技术加速电子。例如，线性加速器409可以使用高RF电磁波使电子束中的电子以4MeV至22MeV的能级加速。

线性加速器409可以安装到能够围绕轴405旋转的龙门架或鼓(例如，龙门架306或鼓312)，并可以从一定范围的圆周位置或任意圆周位置发射辐射束。如图4A所示，机架或鼓可旋转至第一位置，在该位置线性加速器409可位于轴405上方。线性加速器409可以包括一个加速波导(管)，其轴垂直于轴405。加速波导(管)可以提供用于沿垂直于轴405的束路径加速电子的线性路径。本领域技术人员可以容易地理解，在其他实施例中，本文所述的电子可以被其他粒子代替。

目标404可以被配置为接收加速的带电亚原子粒子或离子(例如，电子束)以产生治疗辐射的辐射束。例如，电子束可能会根据轫致辐射效应与目标404碰撞以生成高能X射线。在一些实施例中，目标404可以位于线性加速器409的出口窗口附近以接收加速的电子束。在一些实施例中，目标404可以由铝、铜、银、钨等的材料或其任意组合制成。替代地，目标404可以由钨和铜、钨和银、钨和铝等的组合材料或其任意组合制成。本领域技术人员可以容易地理解，使用电子束治疗，目标不是必须的。

来自目标404的辐射束可以穿过准直仪412以形成具有特定形状的束(例如，锥形束)。在一些实施例中，准直仪412可以包括主要准直仪、平坦滤波器和至少一个次级准直仪。

MLC 410可以被配置为重塑辐射束的形状。例如，MLC 410可以调节辐射束的辐射形状、辐射面积等。MLC 410可以放置在辐射束的路径上的任何地方。例如，如图4A所示，可以将MLC 410放置在靠近线性加速器409处。因此，在被MLC 410重塑形状之后，辐射束可以进一步穿过低温恒温器403的颈部和至少两个主磁场线圈之间的间隙406，以到达治疗区域。又例如，可以将MLC 410放置在距线性加速器的相对较长的距离处(例如，使得MLC 410可以更靠近例如要被辐射的患者)。

MLC 410可以相对于线性加速器409保持固定，从而与线性加速器409一起围绕轴405旋转。MLC 410可以包括至少两个单独的高原子序数材料(例如，钨)叶片，这些叶片可独立地移入或移出辐射束的路径以阻挡辐射束。当至少两个单独的叶片移入和移出时，辐射束的形状可能会发生变化，从辐射束的轴(即，图4A中所示的垂直虚线416)看，形成可以适应肿瘤的横截面的不同的缝隙。在一些实施例中，MLC 410可以包括一个或以上叶片层。例如，MLC 410可以仅具有一层叶片，且MLC 410延着辐射束的轴从MLC 410的顶部到MLC 410的底部的高度可以在7到10厘米之间。对于另一个示例，MLC 410可以包括两层，并且MLC410的高度可以是至少15厘米。

如图4A所示，放射治疗装置可以同轴地和/或径向地位于第一线圈组和第二线圈组之间。放射治疗装置可以在环形区域内旋转，以使放射治疗装置的所有组件(例如线性加速器409、准直仪412、目标404、MLC 410)可以尽可能不受MRI装置产生的磁场的影响。环形区域的深度(即，R1-R2)可以等于或大于放射治疗装置的一部分的高度(例如，至少辐射源的一部分的高度)，该高度被定义为径向方向上从放射治疗装置该部分的顶部到放射治疗装置该部分的底部的距离。

在一些实施例中，环形区域的深度可能仅容纳放射治疗装置的一部分部件，以保护该部分尽可能不受MRI装置产生的磁场的影响。例如，环形区域可以容纳目标404、准直仪412和MLC 410。线性加速器409可能在环形区域之外，因为线性加速器409的加速波导(管)可能被屏蔽结构围绕或者线性加速器409可能位于距离至少两个主磁场线圈401相对较远的位置。屏蔽结构可以包括至少两个屏蔽层以屏蔽MRI装置产生的磁场以防电子受到该磁场的影响，和/或吸收线性加速器409的辐射束产生的辐射以防至少两个主磁体401受到影响。又例如，环形区域可以容纳线性加速器409和目标404。准直仪412和MLC 410可以在环形区域之外。有关治疗装置的更多内容可以在2017年11月14日提交的国际申请号为PCT/CN2018/115394的题为“RADIATION THERAPY SYSTEM AND METHOD”的国际申请中找到，其内容通过引用合并于此。

图4B是根据本申请的一些实施例示出的沿Z方向观察的示例性治疗装置400’的截面图的上部。与图4A中描述的治疗装置400相比，治疗装置400的线性加速器409的至少一部分可以沿低温恒温器403的径向方向位于凹槽408的外部，并且每个屏蔽线圈402的半径可以为从R1到R2的范围内。如图4B所示，线性加速器409和目标404可以伸出低温恒温器403的外壁形成的开口407。准直器412和MLC 410可以被容纳在环形区域内以防准直器412和MLC410受到至少两个主磁场线圈所产生的磁场的影响。在一些实施例中，线性加速器409可以由能够绕轴405旋转的龙门架或鼓(例如，龙门架306或鼓312)支撑或安装到该龙门架或鼓上。治疗装置400的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如，图5-7及其描述)。

图4C是根据本申请的一些实施例示出的沿Z方向观察的另一示例性治疗装置400”的截面图的上部。治疗装置400”可以包括被配置为生成MRI数据的MRI装置和被配置为应用治疗辐射的MRI装置。

如图4C所示，MRI装置可以包括主磁体和至少两个屏蔽线圈。为了说明起见，主磁体可以包括至少两个主磁场线圈401(例如，第一主磁场线圈401-1、第二主磁场线圈401-2、第三主磁场线圈401-3)，并且MRI装置还可以包括低温恒温器403。至少两个主磁场线圈401和至少两个屏蔽线圈可以被容纳在低温恒温器403中并且在一定条件下(例如，当线圈浸没在低温恒温器403中的冷却介质中时)保持超导状态。至少两个屏蔽线圈可以包括屏蔽线圈402和屏蔽线圈组411。屏蔽线圈402可以包括具有第一尺寸的第一对屏蔽线圈，即第一屏蔽线圈402-a和第二屏蔽线圈402-b。屏蔽线圈组411可以包括具有第二尺寸的第二对屏蔽线圈。第一尺寸和第二尺寸彼此可以相同或不同。

在一些实施例中，主磁体和至少两个屏蔽线圈(例如，屏蔽线圈组411)中不限于一种线圈类型，还可以是任何其他类型，例如永磁体、电阻式电磁铁等。

在一些实施例中，屏蔽线圈402(即第一对屏蔽线圈)可以被配置为屏蔽MRI装置外的磁场。屏蔽线圈组411(即第二对屏蔽线圈)可以被配置为生成磁场，以减少和/或屏蔽在治疗装置400”中特定区域(例如，围绕放射治疗装置的治疗头的区域)的磁场。

与图4A中描述的MRI装置400相比，图4C中的屏蔽组411可以仅包括一对屏蔽线圈，而图4A中的屏蔽组411包括两对屏蔽线圈。图4C中的屏蔽组411和图4C中的屏蔽组411都被配置为屏蔽由MRI装置(例如，主磁场线圈、磁屏蔽线圈、梯度线圈)产生的磁场，以防放射治疗装置的一个或以上组件(例如，线性加速器、电子、多叶准直器)受到MRI装置在环形区域(至少容纳放射治疗装置的辐射源部分)产生的磁场的影响，该环形区域至少可以容纳放射治疗装置的辐射源的至少一部分。

在一些实施例中，屏蔽线圈组411中电流的方向可以与屏蔽线圈402中电流方向的相同或不同。主磁体线圈401可以携带沿着第一方向的电流，而屏蔽线圈402可以携带沿着第二方向的电流。如图4A所示，第一方向与第二方向相反。仅作为示例，如果第二尺寸等于第一尺寸，则屏蔽线圈组411可以携带沿着第一方向电流，该电流与屏蔽线圈402的电流相反。可以将屏蔽线圈组411内的电流调整为适当的大小，以使环形区域内的磁场等于或小于阈值场，以使放射治疗装置的一个或以上组件(例如，线性加速器、电子、多叶准直仪)尽可能受到影响。又例如，第二尺寸和屏蔽线圈组411内的电流都可以被调整到适当的大小，以实现环形区域内的磁场等于或小于阈值场。仅作为示例，如果将屏蔽线圈组411布置在凹槽408的底部附近，则在屏蔽线圈组411中的电流可以与第一方向相反。如果将屏蔽线圈组411布置成靠近凹槽408的开口，则在屏蔽线圈组411内的电流可以沿着第一方向。

在一些实施例中，使用屏蔽线圈组411，可以将轴405到放射治疗装置的目标404的距离(例如，如图4C中的R所示)减小为正常源-轴距离(例如，小于或等于1米)，而没有屏蔽线圈组411轴405到放射治疗装置目标404的距离会比正常源-轴距离(例如1米)大。

关于上面的治疗装置400、400’或400”的描述仅用于说明目的，并不用于限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。例如，准直仪412和MLC 410可以集成以形成单个准直仪。又例如，低温恒温器403中示出的颈部可以不形成整个环带。具体地，颈部可以是连接低温恒温器403的左腔室和右腔室的离散弧。因此，当线性加速器409绕轴405旋转以生成辐射束时，颈部可能会间歇出现在辐射束的路径中。作为又一示例，如本申请中所披露的，屏蔽线圈组411可以包括多于两个的线圈组，例如，可以添加第三线圈组以实现对环形区域中的磁场的屏蔽。作为又一示例，如本申请中所披露的，屏蔽线圈组411可以包括多于两对的屏蔽线圈，例如，可以添加第四对屏蔽线圈以实现对环形区域中的磁场的屏蔽。第四对屏蔽线圈可以与第二对屏蔽线圈或第三对屏蔽线圈的同心和/或同轴。

在一些实施例中，主磁体302可以是分离的磁体。例如，主磁体302可以包括至少两个分开的部分。主磁体302中的至少一部分线圈(例如，第一屏蔽线圈402-a、第一线圈411-1、第一主磁场线圈401-1、第二主磁场线圈401-2、第三主磁场线圈401-3等)可以位于一个部分中，而主磁体302中其余的线圈可以位于另一部分中。

图5A是根据本申请的一些实施例示出的由至少两个主磁场线圈而没有屏蔽线圈组产生的示例性磁场的示意图。如结合图4A或图4B所述，如图5A所示，至少两个主磁场线圈401(例如，主磁场线圈401-1、主磁场线圈401-2、主磁场线圈401-3)和屏蔽线圈402(例如，第一屏蔽线圈402-a、第二屏蔽线圈402-b)可以沿轴(例如轴405)同轴布置。仅作为示例，至少两个主磁场线圈401中每个主磁场线圈中电流的方向可以被指定为与箭头A所示方向相同的第一方向，屏蔽线圈402中每个屏蔽线圈中电流的方向可以被指定为与箭头B所示方向相同的第二方向。第一方向与第二方向相反。

在一些实施例中，至少两个主磁场线圈401产生的主磁场B0可以用虚线框501表示，至少两个主磁场线圈401和屏蔽线圈402之间的中间区域的磁场(也称为中间磁场)可以用虚线框502表示，屏蔽线圈402的外部区域的磁场(也称为外部磁场)可以用虚线框503表示。中间磁场可以是至少两个主磁场线圈401在中间区域内产生的磁场和屏蔽线圈402在中间区域内产生的磁场的叠加。外部磁场可以是至少两个主磁场线圈401在外部区域产生的磁场和屏蔽线圈402在外部区域产生的磁场的中和。虚线框内的颜色阴影表示相应磁场的强度和分布。如图5A所示，主磁场B0最强，其以与箭头C所示相同的方向均匀分布，中间磁场较弱，其以与箭头D所示相同的方向不均匀分布，外部磁场是最弱，其方向与箭头C所示方向相同。

图5B是根据本申请的一些实施例示出的由至少两个主磁场线圈和屏蔽线圈组产生的示例性磁场的示意图。如结合图4B和图5A所述，如图5B所示，屏蔽线圈组411(例如，第一线圈411-1和第二线圈411-2)可以与至少两个主磁场线圈401和屏蔽线圈402沿轴(例如轴405)同轴布置。仅作为示例，每个第一线圈411-1中电流的方向可以与箭头A所示的第一方向相同，每个第二线圈411-2中电流的方向与箭头B所示的第二方向相同。每个第一线圈411-1中电流的大小可以与每个第二线圈411-2中电流的大小相同。

如图5B所示，由至少两个主磁场线圈401产生的主磁场B0可以用虚线框504表示，在至少两个主磁场线圈401和第二线圈411-2之间的中间区域中的磁场(也被称为中间磁场)可以用虚线框505表示，第一线圈411-1和第二线圈411-2之间的环形区域中的磁场(也称为环形磁场)可以用虚线框506表示，在第一线圈411-1之外的区域中的磁场(也称为外部磁场)可以用虚线框507表示。虚线框内的颜色阴影表示相应磁场的强度和分布。与图5A相比，图5B中的主磁场B0仍然最强，其以与箭头C所示相同的方向均匀分布，与图5A中的相应磁场相似，图5B中的中间磁场、环形磁场和外部磁场都比图5A中的相应磁场弱。

图6A是根据本申请的一些实施例示出的没有屏蔽线圈组的环形区域中的磁场的示例性曲线的示意图。如图6A所示，要使主磁场B0的大小为1.5T，不具有屏蔽线圈组411的环形区域中磁场大小范围可以是从0.56T到0.35T。环形区域中距离至少两个主磁场线圈401较远的磁场的强度可能低于环形区域中距离至少两个主磁场线圈401较近的磁场的强度。

图6B是根据本申请的一些实施例示出的具有屏蔽线圈组的环形区域中的磁场的示例性曲线的示意图。如结合图5和图6A所述，具有如图6B所示的屏蔽线圈组411的环形区域中的磁场的大小在0至0.04T的范围内，这比图6A所示的没有屏蔽线圈组411的环形区域中的磁场的大小低。通过在MRI装置中添加屏蔽线圈组411，环形区域内接收的放射治疗装置的一个或以上组件不会受到MRI装置产生的磁场的影响。

图7是根据本申请的一些实施例示出的具有屏蔽线圈组的MRI装置中主磁场B0的示例性曲线的示意图。如结合图5和图6所述，具有屏蔽线圈组411的MRI装置中的磁场B0的大小可以保持在1.5T附近。通过在MRI装置中添加屏蔽线圈组411，MRI装置的至少两个主磁场线圈401不会增加功耗，并且MRI装置中的主磁场B0的大小不会受到屏蔽线圈411的影响。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本申请的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。这类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以所述类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。例如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域的普通技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微代码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外，本申请的各方面可以采取体现在一个或以上计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其中计算机可读程序代码包含在其中。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件设备中，但是它也可以实现为纯软件解决方案，例如，在现有服务器或移动设备上的安装。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，前文对本申请的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。然而，本申请的该方法不应被解释为反映所要求保护的主题需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

本文中提及的所有专利、专利申请、专利申请公布和其他材料(如论文、书籍、说明书、出版物、记录、事物和/或类似的东西)均在此通过引用的方式全部并入本文以达到所有目的，与上述文件相关的任何起诉文档记录、与本文件不一致或冲突的任何上述文件或对迟早与本文件相关的权利要求书的广泛范畴有限定作用的任何上述文件除外。举例来说，如果在描述、定义和/或与任何所结合的材料相关联的术语的使用和与本文件相关联的术语之间存在任何不一致或冲突，则描述、定义和/或在本文件中使用的术语以本文件为准。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (31)

1.一种治疗装置，包括磁共振成像(MRI)装置，其被配置为获取关于感兴趣区域(ROI)的MRI数据，其特征在于，所述MRI装置包括：

主磁体，其包括沿轴同轴布置的至少两个主磁场线圈；以及

至少两个屏蔽线圈，其包括沿所述轴同轴布置的第一屏蔽线圈、第二屏蔽线圈和屏蔽线圈组，其中，所述屏蔽线圈组位于所述第一屏蔽线圈和所述第二屏蔽线圈之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽线圈组包括沿所述轴同轴布置的第一线圈组和第二线圈组。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一线圈组或所述第二线圈组包括第一线圈和第二线圈。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈同心布置。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一线圈内电流的方向与所述第二线圈内电流的方向相反。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一线圈或所述第二线圈的半径大于所述至少两个主磁场线圈的半径。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一线圈的半径大于所述第二线圈的半径。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括环形低温恒温器，所述环形低温恒温器包括：

围绕所述轴同轴的至少一个外壁和至少一个内壁；以及

在所述至少一个外壁和所述至少一个内壁之间的环形凹槽，其中，所述环形凹槽在所述至少一个外壁处形成开口。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形凹槽同轴地位于所述第一线圈组和所述第二线圈组之间。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形凹槽的至少一部分径向地位于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：

放射治疗装置，其被配置为将治疗辐射应用于ROI的至少一部分，所述放射治疗装置包括：

线性加速器，其被配置为加速电子束中的电子以产生所述治疗辐射的光子束，所述线性加速器至少部分位于所述环形低温恒温器的所述环形凹槽内；以及

一个或以上准直组件，其被配置为使所述治疗辐射的光子束成形。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述放射治疗装置的至少一部分同轴地位于所述第一线圈组和所述第二线圈组之间。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述放射治疗装置的至少一部分径向地位于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

14.一种磁共振成像(MRI)装置，其被配置为获取关于感兴趣区域(ROI)的MRI数据，其特征在于，所述磁共振成像装置包括：

沿轴同轴布置的至少两个主磁场线圈；以及

沿所述轴同轴布置的至少两个屏蔽线圈，其中，至少一个所述屏蔽线圈中的电流与在所述主磁场线圈内的电流方向相同。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述屏蔽线圈包括具有不同尺寸的第一线圈和第二线圈。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一线圈内电流的方向与所述第二线圈内电流的方向相反。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一线圈的半径大于与所述第一线圈同心的所述第二线圈的半径。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一线圈内电流的方向与所述主磁场线圈内电流的方向相同。

19.一种治疗装置，其特征在于，包括：

磁共振成像装置，其被配置为获取关于感兴趣区域的磁共振成像数据，其中，所述磁共振成像装置包括环形低温恒温器，在所述环形低温恒温器中，至少两个主磁场线圈和至少两个屏蔽线圈沿所述环形低温恒温器的轴同轴布置；以及

放射治疗装置，其包括用于将治疗辐射定向到所述感兴趣区域至少一部分的辐射源，其中，

所述环形低温恒温器包括具有凹槽的外壁，并且所述辐射源的至少一部分在所述凹槽之内，以及

所述屏蔽线圈中的至少一个被配置为减少所述凹槽内的区域上的磁场。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述屏蔽线圈中的至少一个屏蔽线圈被布置为靠近所述凹槽的底部，并且所述屏蔽线圈中的所述至少一个屏蔽线圈内的电流与所述主磁场线圈内的电流方向相反。

21.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述屏蔽线圈中的至少一个屏蔽线圈被布置为靠近所述凹槽的开口，并且所述屏蔽线圈中的所述至少一个屏蔽线圈内的电流与所述主磁场线圈内电流方向相同。

22.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述屏蔽线圈包括具有不同尺寸的第一线圈和第二线圈。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述第一线圈内电流的方向与所述第二线圈内电流的方向相反。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第一线圈的半径大于与所述第一线圈同心的所述第二线圈的半径。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第一线圈内电流方向与所述主磁场线圈内电流的方向相同。

26.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述环形凹槽的至少一部分径向地位于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

27.一种磁共振成像(MRI)装置，其被配置为获取关于感兴趣区域(ROI)的MRI数据，其特征在于，所述MRI装置包括：

环形低温恒温器；

沿所述环形低温恒温器的轴同轴布置的至少两个主磁场线圈；

具有不同的尺寸的至少第一对屏蔽线圈和第二对屏蔽线圈，其中，

所述第一对屏蔽线圈内电流的方向与在所述主磁场线圈内电流的方向相反，

所述第一对屏蔽线圈被配置为屏蔽所述MRI装置外部的磁场，以及

所述第二对屏蔽线圈被配置为屏蔽所述第一对屏蔽线圈和所述主磁场线圈之间的磁场。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第二对屏蔽线圈内电流的方向与所述主磁场线圈中电流的方向相同，所述第二对屏蔽线圈靠近所述第一对屏蔽线圈。

29.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第二对屏蔽线圈内电流的方向与所述主磁场线圈中电流的方向相反，所述第二对屏蔽线圈靠近所述主磁场线圈。

30.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三对屏蔽线圈，所述第三对屏蔽线圈中的屏蔽线圈与所述第二对屏蔽线圈中的屏蔽线圈同心。

31.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第三对屏蔽线圈内电流的方向与所述第二对屏蔽线圈内电流的方向相反。

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