CN113648550A - 一种磁共振放疗一体化设备及其放疗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁共振放疗一体化设备，包括：C型机架，所述C型机架包括上横轭导磁体和下横轭导磁体，所述竖轭磁体上开有通孔，所述上横轭导磁体、下横轭导磁体和竖轭磁体构成C型结构，所述通孔内部安装有磁屏蔽筒，所述磁屏蔽筒内部设有转筒，所述转筒内部设有治疗部件，所述治疗部件包括托板和射线发射装置，所述射线发射装置固定于托板上，所述托板上安装有滑块，所述滑块连接滑轨，所述滑轨固定于转筒内表面上，所述托板连接驱动装置，所述转筒开有第一通孔，所述磁屏蔽筒开有第二通孔，所述射线发射装置发射的治疗束可穿过第一通孔和第二通孔。本装置实现了双轨道聚焦，增加了治疗部件发射治疗束的角度，使治疗方案可以更加优化。
Description
技术领域
本发明涉及放疗设备技术领域，具体涉及一种磁共振放疗一体化设备及其放疗方法。
背景技术
肿瘤放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。这些射线聚焦照射非正常组织或病变组织，使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。大约70％的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗。放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。
放射治疗设备，通常需要和成像设备如MRI、CT或CBCT等配合使用，用以确定病变组织的具体位置，并因此确定病变组织相对射线的靶点。MRI(磁共振成像)是一种较新的医学成像技术，它采用静磁场和射频磁场使人体组织成像，在成像过程中，既不用电子离辐射、也不用造影剂就可获得高对比度的清晰图像。它能够从人体分子内部反映出人体器官失常和早期病变。MRI主磁体用以提供强大的静磁场，磁场强度为0.35T时，可以得到很好的空间分辨率，当前临床上所用的较高的磁场强度为1.5T，由于MRI有很强的磁场，强磁场会影响其它设备的正常使用，这造成MRI和放射治疗设备组合在一起成为一体化设备难以实现，因此，在现有技术中，MRI和放射治疗设备是分开设置的，这使得放射治疗的定位过程比较复杂，定位误差较大，放射治疗耗时较长，这成为放射治疗技术发展的瓶颈之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁共振放疗一体化设备及其放疗方法，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁共振放疗一体化设备，包括：
C型机架，包括上横轭导磁体和下横轭导磁体，所述上横轭导磁体和下横轭导磁体上下分布，两者之间连接有竖轭磁体，所述竖轭磁体上开有通孔，所述上横轭导磁体、下横轭导磁体和竖轭磁体构成C型结构，所述上横轭导磁体的下端和下横轭导磁体的上端分别设有上磁极和下磁极，所述上磁极和下磁极上下平行设置；
磁屏蔽筒，固定安装在通孔内；
转筒，设于所述磁屏蔽筒内部，所述转筒与磁屏蔽筒之间通过轴承连接，转动驱动装置可驱动转筒在磁屏蔽筒内部转动，所述转筒的内壁设有滑轨；
治疗部件，设于转筒内部，所述治疗部件由驱动装置驱动在滑轨上移动，所述治疗部件包括射线发射装置，所述转筒的端面上开有第一通孔，所述磁屏蔽筒的端面上开有第二通孔，所述射线发射装置的发射端与第一通孔位置对应，所述射线发射装置发射的治疗束可穿过第一通孔和第二通孔。
优选的，所述治疗部件还包括托板，所述射线发射装置固定于托板上，所述托板上安装有滑块，所述滑块移动连接滑轨。
优选地，所述驱动装置包括安装于托板上的第一驱动电机和第一减速机构，所述第一减速机构的输出端连接齿轮，所述齿轮与固定安装在转筒内表面上的齿板啮合。
优选地，所述驱动装置包括安装于转筒上的电机丝杠，所述电机丝杠连接托板，所述电机丝杠驱动所板在滑轨上移动。
优选地，所述转动驱动装置包括齿圈、第二减速机构和第二驱动电机，所述第二驱动电机连接第二减速机构，所述第二减速机构啮合齿圈连接，所述齿圈固定安装在转筒上，所述第二驱动电机和第二减速机构固定安装在磁屏蔽筒上，所述第二驱动电机可驱动转筒沿磁屏蔽筒转动。
优选地，所述第一通孔为狭长形的通孔，沿转筒的端面的直径方向分布。
优选地，所述轴承设有两个，分别位于转筒的两个端部。
优选的，所述滑轨设有两个，位于齿板两侧。
一种磁共振放疗一体化设备的放疗方法，具体包括以下步骤：
步骤一，预先获得患者的待治疗靶点的第一三维坐标参数；
步骤二，通过放疗设备的上磁极和下磁极利用磁共振成像部件获得患者的待治疗靶点的第二三维坐标；
步骤三，对比第一三维坐标和第二三维坐标得出差值；
步骤四，移动患者位置至患者的待治疗靶点的第二三维坐标与第一三维坐标之间的差值为零；
步骤五，通过第二驱动电机、第二减速机构和齿圈转动转筒，通过第一驱动电机沿滑轨移动射线发射装置，使射线发射装置对患者的待治疗靶点进行治疗。
本发明的技术效果和优点：本装置通过在C型机架的竖轭磁体上设置通孔，使磁通经过竖轭磁体时分左右两路绕开竖轭磁体的通孔，使竖轭磁体的通孔内形成一个低磁场区域或零磁场区域，将治疗部件设于通孔内的低磁场区域或零磁场区域，可以避免受磁场的干扰，设置在治疗部件外的磁屏蔽筒可以屏蔽通孔内存在少量的磁场，可以实现MRI和放射治疗设备的一体化，提高了影像引导和靶点定位准确度，缩短了放射治疗的时间；通过在转筒内设置沿滑轨移动的治疗部件，实现了双轨道聚焦，增加了治疗部件发射治疗束的角度，减少了对患者正常的组织、脏器细胞的损伤，扩大了治疗方案的选择空间，使治疗方案可以更加优化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面结构示意图；
图3为本发明的C型机架结构示意图；
图4为本发明的磁路走向示意图一；
图5为本发明的磁路走向示意图二。
图中：1-C型机架，2-治疗部件，3-转筒，4-磁屏蔽筒，5-轴承，6-齿圈，7-第二减速机构，8-第二驱动电机，9-齿板，11-上横轭导磁体，12-下横轭导磁体，13-竖轭磁体，14-通孔，15-上磁极，16-下磁极，17-移动装置，21-托板，23-射线发射装置，31-第一通孔，32-滑轨，41-第二通孔。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
实施例1
如图1-图5所示的一种磁共振放疗一体化设备，包括：
C型机架1，所述C型机架1包括上横轭导磁体11和下横轭导磁体12，所述上横轭导磁体11和下横轭导磁体12上下分布，两者之间连接有竖轭磁体13，所述竖轭磁体13上开有通孔14，所述上横轭导磁体11、下横轭导磁体12和竖轭磁体13构成C型结构，所述上横轭导磁体11的下端和下横轭导磁体12的上端分别设有上磁极15和下磁极16，所述上磁极15和下磁极16上下平行设置，其中C型机架1的竖轭磁体13上设置通孔14，使磁通经过竖轭磁体13时分左右两路绕开竖轭磁体13的通孔14，使竖轭磁体13的通孔14内形成一个低磁场区域或零磁场区域；
所述通孔14内部固定安装有磁屏蔽筒4，所述磁屏蔽筒4内部设有转筒3，所述转筒3与磁屏蔽筒4之间通过轴承5连接，所述轴承5设有两个，分别位于转筒3的两个端部，所述转筒3可在磁屏蔽筒4内部转动，所述转筒3内部设有治疗部件2，而治疗部件2设于通孔14内的低磁场区域或零磁场区域，可以避免受磁场的干扰，设置在治疗部件2外的磁屏蔽筒4可以屏蔽通孔14内存在少量的磁场，防止磁场对治疗部件2的干扰；
所述治疗部件2包括托板21和射线发射装置23，所述射线发射装置23固定于托板21上，所述托板21的外侧面上安装有滑块，所述滑块移动连接滑轨32，所述滑轨32固定于转筒3的内表面上，所述滑轨32为弧形，设有一个或两个，位于齿板9的侧边，托板21上安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机连接第一减速机构，所述第一减速机构的输出端连接齿轮，齿轮与齿板9啮合，第一驱动电机可通过齿轮与齿板9的啮合，驱动托板21载着射线发射装置23沿滑轨32移动，所述转筒3的端面上开有第一通孔31，所述磁屏蔽筒4的端面上开有第二通孔41，所述射线发射装置23的发射端与第一通孔31位置对应，所述射线发射装置23发射的治疗束可穿过第一通孔31和第二通孔41，所述射线发射装置23发射的治疗束为α射线、β射线、γ射线、x射线、电子线和质子束中的一种，所述第一通孔31为狭长形的通孔，沿转筒3的端面的直径方向分布，与射线发射装置23的运动方向一致，可使射线发射装置23在移动时发射的治疗束始终穿过第一通孔31，所述转筒3上固定安装有齿圈6，所述齿圈6啮合第二减速机构7，所述第二减速机构7连接第二驱动电机8，所述第二驱动电机8和第二减速机构7固定安装在磁屏蔽筒4上，所述第二驱动电机8可驱动第二减速机构7与齿圈6进行啮合运动，从而驱动转筒3沿磁屏蔽筒4转动。
一种磁共振放疗一体化设备的放疗方法，具体包括以下步骤：
步骤一，预先获得患者的待治疗靶点的第一三维坐标参数；
步骤二，通过放疗设备的上磁极15和下磁极16利用磁共振成像部件获得患者的待治疗靶点的第二三维坐标；
步骤三，对比第一三维坐标和第二三维坐标得出差值；
步骤四，移动患者位置至患者的待治疗靶点的第二三维坐标与第一三维坐标之间的差值为零；
步骤五，通过第二驱动电机8、第二减速机构7和齿圈6转动转筒3，通过第一驱动电机沿滑轨32移动射线发射装置23，使射线发射装置23对患者的待治疗靶点进行治疗。
实施例2
如图1-图5所示的一种磁共振放疗一体化设备，包括：
C型机架1，所述C型机架1包括上横轭导磁体11和下横轭导磁体12，所述上横轭导磁体11和下横轭导磁体12上下分布，两者之间连接有竖轭磁体13，所述竖轭磁体13上开有通孔14，所述上横轭导磁体11、下横轭导磁体12和竖轭磁体13构成C型结构，所述上横轭导磁体11的下端和下横轭导磁体12的上端分别设有上磁极15和下磁极16，所述上磁极15和下磁极16上下平行设置，其中C型机架1的竖轭磁体13上设置通孔14，使磁通经过竖轭磁体13时分左右两路绕开竖轭磁体13的通孔14，使竖轭磁体13的通孔14内形成一个低磁场区域或零磁场区域；
所述通孔14内部固定安装有磁屏蔽筒4，所述磁屏蔽筒4内部设有转筒3，所述转筒3与磁屏蔽筒4之间通过轴承5连接，所述轴承5设有两个，分别位于转筒3的两个端部，所述转筒3可在磁屏蔽筒4内部转动，所述转筒3内部设有治疗部件2，而治疗部件2设于通孔14内的低磁场区域或零磁场区域，可以避免受磁场的干扰，设置在治疗部件2外的磁屏蔽筒4可以屏蔽通孔14内存在少量的磁场，防止磁场对治疗部件2的干扰；
所述治疗部件2包括托板21和射线发射装置23，所述射线发射装置23固定于托板21上，所述托板21的外侧面上安装有滑块，所述滑块移动连接滑轨32，所述滑轨32固定于转筒3的内表面上，所述滑轨32为弧形，设有一个或两个，位于齿板9的侧边，所述转筒3上安装有电机丝杠，所述电机丝杠连接托板21，所述电机丝杠驱动托板21载着射线发射装置23沿滑轨32移动，所述转筒3的端面上开有第一通孔31，所述磁屏蔽筒4的端面上开有第二通孔41，所述射线发射装置23的发射端与第一通孔31位置对应，所述射线发射装置23发射的治疗束可穿过第一通孔31和第二通孔41，所述射线发射装置23发射的治疗束为α射线、β射线、γ射线、x射线、电子线和质子束中的一种，所述第一通孔31为狭长形的通孔，沿转筒3的端面的直径方向分布，与射线发射装置23的运动方向一致，可使射线发射装置23在移动时发射的治疗束始终穿过第一通孔31，所述转筒3上固定安装有齿圈6，所述齿圈6啮合第二减速机构7，所述第二减速机构7连接第二驱动电机8，所述第二驱动电机8和第二减速机构7固定安装在磁屏蔽筒4上，所述第二驱动电机8可驱动第二减速机构7与齿圈6进行啮合运动，从而驱动转筒3沿磁屏蔽筒4转动。
一种磁共振放疗一体化设备的放疗方法，具体包括以下步骤：
步骤一，预先获得患者的待治疗靶点的第一三维坐标参数；
步骤二，通过放疗设备的上磁极15和下磁极16利用磁共振成像部件获得患者的待治疗靶点的第二三维坐标；
步骤三，对比第一三维坐标和第二三维坐标得出差值；
步骤四，移动患者位置至患者的待治疗靶点的第二三维坐标与第一三维坐标之间的差值为零；
步骤五，通过第二驱动电机8、第二减速机构7和齿圈6转动转筒3，通过第一驱动电机沿滑轨32移动射线发射装置23，使射线发射装置23对患者的待治疗靶点进行治疗。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于，包括：
C型机架，包括上横轭导磁体和下横轭导磁体，所述上横轭导磁体和下横轭导磁体上下分布，两者之间连接有竖轭磁体，所述竖轭磁体上开有通孔，所述上横轭导磁体、下横轭导磁体和竖轭磁体构成C型结构，所述上横轭导磁体的下端和下横轭导磁体的上端分别设有上磁极和下磁极，所述上磁极和下磁极上下平行设置；
磁屏蔽筒，固定安装在通孔内；
转筒，设于所述磁屏蔽筒内部，所述转筒与磁屏蔽筒之间通过轴承连接，转动驱动装置可驱动转筒在磁屏蔽筒内部转动，所述转筒的内壁设有滑轨；
治疗部件，设于转筒内部，所述治疗部件由驱动装置驱动在滑轨上移动，所述治疗部件包括射线发射装置，所述转筒的端面上开有第一通孔，所述磁屏蔽筒的端面上开有第二通孔，所述射线发射装置的发射端与第一通孔位置对应，所述射线发射装置发射的治疗束可穿过第一通孔和第二通孔。
2.根据权利要求1所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述治疗部件还包括托板，所述射线发射装置固定于托板上，所述托板上安装有滑块，所述滑块移动连接滑轨。
3.根据权利要求2所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述驱动装置包括安装于托板上的第一驱动电机和第一减速机构，所述第一减速机构的输出端连接齿轮，所述齿轮与固定安装在转筒内表面上的齿板啮合。
4.根据权利要求1所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述驱动装置包括安装于转筒上的电机丝杠，所述电机丝杠连接托板，所述电机丝杠驱动所板在滑轨上移动。
5.根据权利要求1所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述转动驱动装置包括齿圈、第二减速机构和第二驱动电机，所述第二驱动电机连接第二减速机构，所述第二减速机构啮合齿圈连接，所述齿圈固定安装在转筒上，所述第二驱动电机和第二减速机构固定安装在磁屏蔽筒上，所述第二驱动电机可驱动转筒沿磁屏蔽筒转动。
6.根据权利要求1所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述第一通孔为狭长形的通孔，沿转筒的端面的直径方向分布。
7.根据权利要求1所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述轴承设有两个，分别位于转筒的两个端部。
8.根据权利要求3所述的一种磁共振放疗一体化设备，其特征在于：所述滑轨设有两个，位于齿板两侧。
9.一种磁共振放疗一体化设备的放疗方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
步骤一，预先获得患者的待治疗靶点的第一三维坐标参数；
步骤二，通过放疗设备的上磁极和下磁极利用磁共振成像部件获得患者的待治疗靶点的第二三维坐标；
步骤三，对比第一三维坐标和第二三维坐标得出差值；
步骤四，移动患者位置至患者的待治疗靶点的第二三维坐标与第一三维坐标之间的差值为零；
步骤五，通过第二驱动电机、第二减速机构和齿圈转动转筒，通过第一驱动电机沿滑轨移动射线发射装置，使射线发射装置对患者的待治疗靶点进行治疗。
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