CN117282042A - 放射治疗系统和方法 - Google Patents

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CN117282042A CN202311306891.9A CN202311306891A CN117282042A CN 117282042 A CN117282042 A CN 117282042A CN 202311306891 A CN202311306891 A CN 202311306891A CN 117282042 A CN117282042 A CN 117282042A
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Abstract

本申请涉及一种放射治疗系统。放射治疗系统可包括磁共振成像(MRI)装置。所述磁共振成像装置可以包括至少两个磁屏蔽线圈，所述至少两个磁屏蔽线圈围绕轴线布置。放射治疗系统还可包括放射治疗装置，放射治疗装置包括直线加速器，所述直线加速器被配置为加速电子以产生辐射束，所述直线加速器位于至少两个磁屏蔽线圈中的两个相邻磁屏蔽线圈之间，以及直线加速器的长度方向与轴线平行。所述放射治疗装置还可以包括偏转磁铁，所述偏转磁铁包括至少一个弧形偏转通道，至少一个弧形偏转通道的前端弧形偏转通道的入口与所述直线加速器的出口对准，以及直线加速器发射的电子在所述至少一个弧形偏转通道中偏转一个偏转角度。

Description

放射治疗系统和方法
分案说明
本申请是针对申请日为2020年6月17日，申请号为202080018003.1，发明名称为“放射治疗系统和方法”的中国申请，提出的分案申请。
技术领域
本申请一般涉及放射治疗系统，更具体地，涉及结合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
对象(如肿瘤)的放射治疗目前受到难以追踪对象在不同疗程中的变化(如运动)的影响。现今，可以应用各种成像技术来在每个治疗区段之前或之内提供对象的实时图像。例如，磁共振成像(MRI)设备可与放射治疗装置结合使用以提供对象的MR图像。形成MRI图像引导治疗装置的放射治疗装置和MRI装置的组合存在将MRI装置的组件(例如，至少两个主磁线圈、至少两个磁屏蔽线圈、一个或多个梯度线圈等)和放射治疗装置的部件(例如，直线加速器)放置在相对紧凑的空间中，而不会造成干扰的困难。因此，希望提供一种提供高治疗质量并且也具有紧凑结构的治疗装置。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种放射治疗系统。放射治疗系统可以包括磁共振成像(MRI)设备，所述磁共振成像装置被配置为获取关于对象的感兴趣区域(ROI)的MRI数据。所述MRI装置可以包括至少两个磁屏蔽线圈，所述至少两个磁屏蔽线圈围绕轴线布置。放射治疗系统还可以包括放射治疗装置，所述放射治疗装置被配置为将治疗性辐射应用于ROI的至少一部分。所述放射治疗装置可包括配置为加速电子以产生辐射束的直线加速器，所述直线加速器位于所述至少两个屏蔽线圈中的两个相邻屏蔽线圈之间，并且所述直线加速器的长度方向与所述轴平行；以及偏转磁铁，所述偏转磁铁包括至少一个弧形偏转通道，所述至少一个弧形偏转通道的前端弧形偏转通道的入口与所述直线加速器的出口对准，以及所述直线加速器发射的电子在所述至少一个弧形偏转通道中偏转一个偏转角度。
在一些实施例中，所述偏转磁铁包括至少一个电磁铁，所述至少一个电磁铁被配置为校正所述电子的色散。
在一些实施例中，所述至少一个弧形偏转通道的前端弧形偏转通道的入口与所述直线加速器的加速管的中心线对准。
在一些实施例中，所述偏转角度为270度。
在一些实施例中，所述直线加速器的加速管的中心线与沿着所述磁共振成像装置的径向的线间隔开，所述线穿过靶。
在一些实施例中，所述直线加速器的加速管和靶对应于所述磁共振成像装置的不同周向位置。
在一些实施例中，MRI装置还包括环形低温恒温器，其中至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈位于所述环形低温恒温器内部，所述至少两个主磁线圈，所述至少两个屏蔽线圈，和所述环形低温恒温器同轴布置。
在一些实施例中，所述环形低温恒温器包括外壁、内壁和所述外壁与所述内壁之间的凹槽，所述凹槽具有在所述外壁形成的开口，所述直线加速器至少部分位于所述凹槽内。
在一些实施例中，所述凹槽是沿着所述磁共振成像装置的径向的通孔。
在一些实施例中，MRI装置还包括一个或多个梯度线圈，布置在由所述环形低温恒温器形成的孔中，所述一个或多个梯度线圈围绕轴线。
在一些实施例中，所述一个或多个梯度线圈为分离梯度线圈。
本申请的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。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实践或使用下文讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现。
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示出的示例性放射治疗系统的框图；
图2A是根据本申请的一些实施例示出的MRI装置的示例性组件的示意图；
图2B是根据本申请的一些实施例示出的放射治疗装置的示例性组件的示意图；
图3是根据本申请的一些实施例示出的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图4是根据本申请的一些实施例示出的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图5是根据本申请的一些实施例示出的用于在放射治疗系统中应用治疗性辐射的示例性过程的流程图；
图6是根据本申请的一些实施例示出的示例性治疗装置的透视图；
图7是根据本申请的一些实施例示出的治疗装置的上部的横截面图；
图8是根据本申请的一些实施例示出的治疗装置的横截面图；
图9是根据本申请的一些实施例示出的治疗装置的上部的横截面图；
图10是根据本申请的一些实施例示出的电子束在磁场中的轨迹的偏移；和
图11是根据本申请的一些实施例示出的放射治疗装置的侧视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过示例阐述了许多具体细节，为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其它情况下，为了避免不必要地使本申请的各方面变得晦涩难懂，已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例做出各种改变，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，本申请不限于所示的实施例，而是被赋予与权利要求一致的最宽范围。
本申请中所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而非限制性的。如本申请使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，如在本申请说明书中使用的术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整数、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它特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。
应当理解，这里使用的术语“系统”、“发动机”、“单位”、“模块”和/或“块”是以升序区分不同级别的不同组件，元素，零件，部分或组装的一种方法。然而，如果可以达到相同的目的，这些术语也可以被其他表达替换。
通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是软件指令的集合。本文描述的模块，单元或块可以被实现为软件和/或硬件，并且可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。在一些实施例中，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从它们自身调用，和/或可以响应检测到的事件或中断来调用。配置用于在计算设备上执行的软件模块/单元/块(例如，如图3所示的处理器310)可以设置在计算机可读介质上，例如光盘、数字视频光盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质、或作为数字下载(最初可以以压缩或可安装的格式存储，在执行之前需要安装、解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以嵌入固件中，例如EPROM。还应当理解，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或可以包括可编程单元，例如可编程门阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算设备功能可以实现为软件模块/单元/块，但是可以用硬件或固件表示。通常，这里描述的模块/单元/块指的是逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者分成子模块/子单元/子块，尽管它们是物理组织或存储器件。该描述可适用于系统、引擎或其一部分。
可以理解的是，除非上下文另有明确说明，当单元、引擎、模块或块被称为在另一单元、引擎、模块或块“开启”、“连接”或“耦合至”另一单元、引擎、模块或块时，其可以直接在其它单元、引擎、模块或块上，与其连接或耦合或与之通信，或者可能存在中间单元、引擎、模块或块。在本申请中，术语“和/或”可包括任何一个或以上相关所列条目或其组合。
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文中用于描述各种元素，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开来。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，在不脱离本申请的示例实施例的范围的情况下，第二元件可以被称为第一元件。
根据以下对附图的描述，本申请的这些和其它的特征、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。
本文提供用于医疗应用的装置，例如用于疾病治疗和/或诊断目的。虽然本申请中公开的装置主要是关于磁共振成像放射治疗(MRI-RT)系统来描述的。应该理解，这只是为了说明的目的。在一些实施例中，成像系统可包括正电子发射断层摄影放射治疗(PET-RT)系统、发射计算机断层摄影放射治疗(ECT-RT)系统、计算机断层摄影放射治疗(CT-RT)系统等。
本申请的一个方面涉及一种放射治疗系统。放射治疗系统可以包括MRI装置和放射治疗装置。MRI装置可以包括至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈。所述至少两个主磁线圈可以围绕轴线布置。所述至少两个磁屏蔽线圈可与所述至少两个主磁线圈同轴布置，所述至少两个主磁线圈的轴线半径大于所述至少两个主磁线圈的轴线半径。放射治疗装置可以包括直线加速器和偏转装置。直线加速器可以位于至少两个屏蔽线圈中的两个相邻屏蔽线圈之间。在这种情况下，从放射治疗装置的放射源到机架的旋转轴的源到轴距离(SAD)可以小于常规MRI-RT系统的源到轴距离。直线加速器的长度方向可以与轴线平行。直线加速器的长度方向可以与至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场方向平行。因此，可以消除或减小磁场对直线加速器中电子加速的影响，并且可以省略直线加速器的磁屏蔽。
偏转磁铁可被配置为使从直线加速器发射的电子在移动路径的第一部分中偏转一个偏转角度，并且移动路径的第一部分位于与MRI装置的径向平面相交(例如，大体上垂直于)的平面上。这样，可以最小化用于将放射治疗装置(例如，直线加速器和/或偏转磁铁)的一个或多个部件的至少一部分放置在至少两个屏蔽线圈中的两个相邻屏蔽线圈之间的区域(例如，MRI装置的磁铁上的凹槽)，使得可以改善由至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场的均匀性，并且可以去除或减小该区域对使用MRI装置的对象的成像的影响。
图1是根据本申请的一些实施例示出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，包括例如磁共振成像放射治疗(MRI-RT)系统、正电子发射断层摄影放射治疗(PET-RT)系统等，以便更好地理解本申请，MRI-RT系统可以被描述为放射治疗系统100的示例，并不旨在限制本申请的范围。
如图1所示，放射治疗系统100可包括治疗装置110、一个或多个处理设备120、网络130、存储设备140和一个或多个终端设备150。在一些实施例中，治疗装置110、一个或多个处理设备120、存储设备140，和/或终端设备150可经由无线连接(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)或其任何组合彼此连接和/或通信。
治疗装置110可包括MRI装置。MRI装置可以生成与通过扫描对象或其一部分而生成的MR信号相关联的图像数据。在一些实施例中，对象可包括身体、物质、物体等，或其任何组合。在一些实施例中，对象可包括身体的特定部分、特定器官或特定组织等。例如，对象可包括患者的头部、大脑、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等。根据MRI装置的磁铁的类型，MRI装置可以包括永磁MRI扫描器、超导电磁铁MRI扫描器或电阻电磁铁MRI扫描器等。在一些实施例中，根据MRI装置产生的磁场强度，MRI装置可以包括高场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装置可以是闭孔(圆柱形)类型、开孔类型等。在一些实施例中，治疗装置110可以经由网络130将图像数据发送到一个或多个处理设备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多个处理设备120以生成MR图像，或者可以被存储在存储设备140中。
为了说明的目的，在图1中提供了包括X轴、Y轴和Z轴(也分别称为X方向、Y方向和Z方向)的坐标系160。图1中所示的X轴和Z轴可以是水平的，Y轴可以是垂直的。如图所示，沿着X轴的正X方向可以是从朝向治疗装置110的前侧的方向观察的治疗装置110的右侧到左侧；沿图1所示的Y轴的正Y方向可以是从治疗装置110的下侧到上侧；沿图1所示的Z轴的正Z方向可以是指从治疗装置110的后侧到前侧的方向，其中包括对象移出治疗装置110的成像或治疗通道(或称为成像或治疗孔)。
在一些实施例中，治疗装置110的MRI装置可被引导沿切片选择方向选择对象的解剖切片，并扫描解剖切片以从切片获取多个回波信号。在扫描期间，可以通过沿相位编码方向和频率编码方向的空间编码线圈(例如，X线圈和Y线圈)来实现片内的空间编码。可以对回波信号进行采样，并且相应的采样数据可以存储到K空间矩阵中，用于生成对象或其一部分的图像数据。为了说明的目的，这里的切片选择方向可以对应于由坐标系160定义的Z方向和K空间中的Kz方向；相位编码方向可以对应于由坐标系160定义的Y方向和K空间中的Ky方向；并且频率编码方向可以对应于由坐标系160定义的X方向和K空间中的Kx方向。应当注意，可以根据实际需要修改切片选择方向、相位编码方向和频率编码方向，并且该修改可以不脱离本申请的范围。MRI装置的更多描述可在本申请的其他地方找到。例如，参见图2A及其描述。
治疗装置110还可以包括放射治疗装置。所述放射治疗装置可将治疗性辐射束施加到所述对象的靶区。治疗性辐射束可包括粒子射线束、光子射线束等。示例性粒子射线可包括中子、质子、电子、μ-介子，重离子，α-射线或类似物，或其任何组合。示例性光子射线可以包括X射线，γ-射线、紫外线、激光等，或其任何组合。为了说明的目的，可以将提供X射线束的放射治疗装置描述为示例。
在一些实施例中，放射治疗装置可操作地耦合到MRI装置。在一些实施例中，放射治疗装置的一个或多个部件可以至少部分地布置在MRI装置中。例如，放射治疗装置的直线加速器可以位于MRI装置的至少两个屏蔽线圈中的两个相邻屏蔽线圈之间。作为另一示例，放射治疗装置的一个或多个部件可以至少部分地布置在两个相邻屏蔽线圈之间的区域(例如，MRI装置的磁铁上的凹槽)中。
在一些实施例中，MRI装置可以在对对象执行放射治疗的至少一部分之前、期间和/或之后获取对象的图像数据。放射治疗装置可至少部分地基于由MRI装置提供的图像数据将治疗性辐射束施加到对象的靶区。由于靶区的放射治疗可能会受到在不同疗程中跟踪靶区变化(如运动)的困难的影响。由MRI装置提供的图像数据可用于在治疗区段之前或之内提供靶区的基本实时图像。例如，可以重构图像数据以生成对象的图像，以便定位对象的靶区和/或确定X射线束的剂量。作为另一示例，MRI图像数据可用于识别对象的运动，而无需重建为MRI图像，其可用于引导将治疗性辐射束传送到对象的靶区。
对象可以放在治疗台上。治疗台可以支持对象使用MRI装置进行成像和/或使用放射治疗装置进行放射治疗。治疗台可以沿着治疗台的纵向(即，图1中的Z方向)前后移动。治疗台的纵向可平行于MRI装置孔的轴向。如果对象需要治疗，可将承载对象的治疗台移动到治疗位置。如果需要对对象成像，则可以将承载对象的治疗台移动到成像位置。
一个或多个处理设备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，一个或多个处理设备120可以处理图像数据，并基于图像数据重建至少一个MR图像。作为另一示例，一个或多个处理设备120可基于所述至少一个MR图像来确定治疗区域的位置和要传送到治疗区域的辐射剂量。MR图像可具有诸如优越的软组织对比度、高分辨率和几何精度等优点，其可允许治疗区域的精确定位。MR图像可用于在放射治疗期间检测治疗区域的变化(例如，由于对象的呼吸而引起的胸部变化)，从而可相应地调整放射治疗的治疗计划。
在治疗方案中，辐射剂量可根据例如合成电子密度信息来确定。在一些实施例中，可以基于MR图像生成合成电子密度信息。
在一些实施例中，一个或多个处理设备120可以是与治疗装置110的MRI装置和放射治疗装置通信并处理来自它们的数据的单个处理设备。在一些实施例中，一个或多个处理设备120可以包括至少两个处理设备。至少两个处理设备中的一个可以与治疗装置110的MRI装置通信并处理来自该设备的数据，以及至少两个处理设备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来自该设备的数据。至少两个处理设备可以彼此通信。
在一些实施例中，一个或多个处理设备120可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的。在一些实施例中，一个或多个处理设备120可以是治疗装置110的本地或远程设备。例如，一个或多个处理设备120可以通过网络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。作为另一个示例，一个或多个处理设备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，可以在云平台上实现一个或多个处理设备120。云平台可包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等，或其任何组合。
网络130可以包括能够促进放射治疗系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，放射治疗系统100的一个或多个组件(例如，治疗装置110、一个或多个处理设备120、存储设备140、或者终端设备150)可以通过网络130与放射治疗系统100的一个或多个其他组件通信信息和/或数据。例如，一个或多个处理设备120可以通过网络130从治疗装置110获取图像数据。作为另一个示例，一个或多个处理设备120可经由网络130从终端设备150获得用户指令。网络130可包括公用网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN))、有线网络(例如，以太网)、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可以包括一个或多个网络接入点。例如，网络130可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或因特网交换点，放射治疗系统100的一个或多个组件可以通过这些接入点连接到网络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可以存储从一个或多个处理设备120和/或终端设备150获得的数据，存储设备140可以存储一个或多个处理设备120可以执行或用于执行本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。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、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。示例性大容量存储器可包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可包括动态RAM(DRAM)、双数据速率同步动态RAM(DDR-SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)、零电容RAM(Z-RAM)等。示例性ROM可包括掩模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，存储设备140可以在云平台上实现，如本申请的其他地方所述。
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的一个或多个其他组件(例如，一个或多个处理设备120或终端设备150)通信。放射治疗系统100的一个或多个组件可以经由网络130访问存储设备140中存储的数据或指令。在一些实施例中，存储设备140可以是一个或多个处理设备120的一部分。
终端设备150可以连接到治疗装置110、一个或多个处理设备120和/或存储设备140和/或与之通信。例如，一个或多个处理设备120可以从终端设备150获取治疗计划。作为另一个示例，终端设备150可以从治疗装置110和/或存储设备140获取图像数据。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，或者其任何组合。例如，移动设备151可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、平板计算机、台式机等或其任何组合。在一些实施例中，终端设备150可包括输入设备、输出设备等。输入设备可包括可通过键盘、触摸屏(例如，具有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼球跟踪输入、大脑监控系统输入的字母数字键和其他键，或任何其他类似的输入机制。通过输入设备接收的输入信息可以经由例如总线被发送到一个或多个处理设备120以进行进一步处理。其他类型的输入设备可包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可包括显示器、扬声器、打印机等，或其任何组合。在一些实施例中，终端设备150可以是一个或多个处理设备120的一部分。
该描述旨在说明，而不是限制本申请的范围。许多替代方案、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和特征可以以各种方式组合以获得附加和/或替代示例性实施例。例如，存储设备140可以是包括云计算平台的数据存储器，例如公共云、私有云、社区、混合云等。在一些实施例中，一个或多个处理设备120可以集成到治疗装置110中。放射治疗系统100还可以包括控制设备，所述控制设备被配置为确定治疗装置110的一个或多个参数，以便优化对象的成像和/或放射治疗。在一些实施例中，控制设备可以是处理设备120和/或终端150的一部分。然而，这些变化和修改并不脱离本申请的范围。
图2A是根据本申请的一些实施例示出的MRI装置的示例性组件的示意图。图2A中示出了MRI装置200的一个或多个组件。如图所示，主磁铁201可以产生第一磁场(或被称为主磁场)，其可以被施加到暴露在该磁场内的对象(也被称为目标)。主磁铁201可以包括电阻磁铁或超导磁铁，两者都需要电源(未示出)来进行操作。或者，主磁铁201可以包括永磁铁。主磁铁201可以包括放置对象的孔。主磁铁201还可以控制所产生的主磁场的均匀性。一个或多个垫片线圈可以位于主磁铁201中。放置在主磁铁201的间隙中的垫片线圈可以补偿主磁铁201的磁场的不均匀性。垫片线圈可以由垫片电源通电。
梯度线圈202可位于主磁铁201内。梯度线圈202可产生第二磁场(或称为梯度场，包括梯度场Gx、Gy和Gz)。第二磁场可叠加在由主磁铁201产生的主磁场上并使主磁场畸变，使得对象的质子的磁取向可作为其在梯度场内的位置的函数而变化，从而将空间信息编码成由被成像对象的区域产生的回波信号。梯度线圈202可以包括X线圈(例如，配置为生成对应于X方向的梯度场Gx)、Y线圈(例如，配置为生成对应于Y方向的梯度场Gy)和/或Z线圈(例如，配置为生成与Z方向相对应的梯度场Gz(图2A中未示出)。在一些实施例中，Z线圈可以基于圆形(Maxwell)线圈设计，而X线圈和Y线圈可以基于鞍形(Golay)线圈配置设计。三组线圈可产生三个不同的磁场，用于位置编码。梯度线圈202可允许回波信号的空间编码以用于图像构造。梯度线圈202可以与X梯度放大器204、Y梯度放大器205或Z梯度放大器206中的一个或多个连接。三个放大器中的一个或多个可以连接到波形发生器216。波形发生器216可以生成应用于X梯度放大器204的梯度波形，Y梯度放大器205和/或Z梯度放大器206。放大器可以放大波形。放大的波形可应用于梯度线圈202中的线圈之一以分别在X轴、Y轴或Z轴上产生磁场。梯度线圈202可设计用于闭孔MR扫描器或开孔MR扫描器。在一些实例中，梯度线圈202的所有三组线圈可以通电并且由此产生三个梯度场。在本申请的一些实施例中，X线圈和Y线圈可以通电以在X方向和Y方向上产生梯度场。如本文所使用的，图2A的描述中的X轴、Y轴、Z轴、X方向、Y方向和Z方向与图1中描述的相同或相似。
在一些实施例中，射频(RF)线圈203可位于主磁铁201内，并用作发射器、接收器或两者。RF线圈203可与RF电子设备209连接，RF电子设备209可被配置或用作一个或多个波形发射器和/或波形接收器的集成电路(ic)。RF电子设备209可以连接到射频功率放大器(RFPA)207和模数转换器(ADC)208。
当用作发射器时，RF线圈203可产生提供第三磁场的RF信号，该第三磁场用于产生与被成像对象的区域相关的回波信号。第三个磁场可以垂直于主磁场。波形发生器216可产生RF脉冲。RFPA 207可以放大RF脉冲，RF电子设备209处理RF脉冲，并将RF脉冲施加到RF线圈203以响应RF电子设备209基于放大的RF脉冲产生的强大电流来产生RF信号。
当用作接收器时，射频线圈可以负责检测回波信号。在激励之后，对象产生的回波信号可由RF线圈203感测。然后，接收放大器可从RF线圈203接收感测的回波信号，放大感测的回波信号，并将放大的回波信号提供给ADC 208。ADC 208可将回波信号从模拟信号转换为数字信号。然后，可以将数字回波信号发送到处理设备120以进行采样。
在一些实施例中，梯度线圈202和RF线圈203可以相对于对象周向定位。本领域技术人员理解，主磁体201、梯度线圈202和RF线圈203可以位于对象周围的各种配置中。
在一些实施例中，RFPA 207可放大RF脉冲(例如，RF脉冲的功率、RF脉冲的电压)，从而产生放大的RF脉冲以驱动RF线圈203。RFPA207可包括基于晶体管的RFPA、基于真空管的RFPA等，或其任何组合。基于晶体管的RFPA可以包括一个或多个晶体管。基于真空管的RFPA可包括三极管、四极管、速调管等或其任何组合。在一些实施例中，RFPA 207可包括线性RFPA或非线性RFPA。在一些实施例中，RFPA207可以包括一个或多个RFPA。
在一些实施例中，MRI装置200还可以包括对象定位系统(未示出)。对象定位系统可包括对象托架和传送装置。对象可被放置在对象托架上，并由传送装置定位在主磁铁201的孔内。
MRI装置(例如，本申请中公开的MRI装置200)通常可用于从患者获得特定感兴趣区域(ROI)的内部图像，该感兴趣区域可用于例如诊断、治疗等目的或其组合。MRI装置可包括主磁铁(例如，主磁铁201)组件，其用于提供强均匀的主磁场以对准患者体内H原子的单个磁矩。在这个过程中，氢原子以其特有的拉莫尔频率围绕其磁极振荡。如果组织受到一个附加磁场的作用，这个磁场被调谐到拉莫尔频率，氢原子吸收额外的能量，从而转动氢原子的净排列磁矩。附加磁场可由RF激励信号(例如，由RF线圈203产生的RF信号)提供。当附加磁场被移除时，氢原子的磁矩旋转回到与主磁场对齐的位置，从而发出回波信号。回波信号被接收和处理以形成MR图像。T1弛豫可以是净磁化强度增长/恢复到与主磁场平行的初始最大值的过程。T1可以是纵向磁化再生的时间常数(例如，沿着主磁场)。T2弛豫可以是磁化横向分量衰减或退相的过程。T2可以是横向磁化衰减/退相的时间常数。
如果主磁场在患者全身均匀分布，则射频激励信号可能会无选择性地激励样品中的所有氢原子。因此，为了成像患者身体的特定部分，在x、y和z方向上的磁场梯度Gx、Gy和Gz(例如，由梯度线圈202产生)具有特定的定时、频率和相位，可以叠加在均匀磁场上，使得RF激励信号激励患者身体的期望切片中的H原子，并且根据H原子在“图像切片”中的位置在回波信号中编码独特的相位和频率信息。
通常，通过一系列测量周期扫描患者身体的待成像部分，其中RF激励信号和磁场梯度Gx、Gy和Gz根据正在使用的MRI成像协议而变化。协议可被设计用于一个或多个要成像的组织、疾病和/或临床场景。协议可以包括定向在不同平面和/或具有不同参数的一定数量的脉冲序列。脉冲序列可包括自旋回波序列、梯度回波序列、扩散序列、反转恢复序列等，或其任何组合。例如，自旋回波序列可以包括快速自旋回波(FSE)脉冲序列、涡轮自旋回波(TSE)脉冲序列、具有松弛增强的快速捕获(RARE)脉冲序列、半傅立叶捕获单激发涡轮自旋回波(HASTE)脉冲序列、涡轮梯度自旋回波(TGSE)脉冲序列等，或其任何组合。作为另一示例，梯度回波序列可包括平衡稳态自由进动(bSSFP)脉冲序列、破坏梯度回波(GRE)脉冲序列、回波平面成像(EPI)脉冲序列、稳态自由进动(SSFP)等，或其任何组合。该协议还可以包括关于图像对比度和/或比率、ROI、切片厚度、成像类型(例如，T1加权成像、T2加权成像、质子密度加权成像等)、T1、T2、回波类型(自旋回波、快速自旋回波(FSE)、快速恢复FSE、单次激发FSE、梯度回波、具有稳态处理的快速成像等等)、翻转角值、获取时间(TA)、回波时间(TE)、重复时间(TR)、回波序列长度(ETL)、相位数、激发数(NEX)、反转时间、带宽(例如，RF接收器带宽、RF发射器带宽等)等，或其任何组合。对于每个MRI扫描，所产生的回波信号可以被数字化和处理以根据所使用的MRI成像协议重建图像。
图2B是根据本申请的一些实施例示出的放射治疗装置的示例性组件的示意图。如图2B所示，放射治疗装置250可以包括辐射束发生器252、束控制装置254、靶256和治疗头258。辐射束发生器252可以被配置为产生辐射粒子束。例如，辐射粒子束可包括中子、电子、强子(例如质子、离子)或其它类型的辐射粒子。以下附图中的描述是参照电子的辐射粒子束提供的。可以理解，这是为了说明的目的而不是为了限制。
在一些实施例中，辐射束发生器252可包括直线加速器(也称为“线性加速器”)。所述直线加速器可被配置为加速电子以形成具有特定能级的电子束。例如，电子可被加速以形成具有高能级的电子束。高能电子束是指能量大于阈值能量的电子束。阈值能量可以是例如10Mev、20Mev、30mev、40mev、50mev、100mev、200mev等。相应地，能量低于阈值能量的电子束可以被称为低能级电子束。
束控制装置254可配置为控制由辐射束发生器252产生的辐射粒子束。例如，由辐射束发生器252产生的辐射粒子束可由束控制装置254偏转、散焦和/或聚焦。在一些实施例中，束控制装置254可控制辐射粒子束以实现期望的位置、方向、空间分布、能量分布、束形状等。如本文所用，位置可指靶(例如钨板、钼板等)上辐射粒子束中的电子与之碰撞的点或区域。方向可以是指辐射粒子束中电子发射的方向。空间分布可以是指电子在三维空间的辐射粒子束中的分布。能量分布可以指辐射粒子束中电子能量的分布。束形状可指辐射粒子束的横截面形状。
在一些实施例中，束控制装置254可包括偏转装置和光束轮廓调制器。偏转装置可被配置为使辐射粒子束偏转。仅作为示例，辐射束发生器252可在到达对象之前可通过偏转装置的方向发射电子束。当电子束通过偏转装置时，偏转装置可以改变电子束的移动轨迹(例如，位置和方向)。示例性偏转装置可包括微波腔、磁铁(例如，永磁铁、电磁铁等)、磁透镜等，或其任何组合。光束轮廓调制器可被配置为控制辐射粒子束的光束形状。仅作为示例，光束轮廓调制器可包括一个或多个光束限制装置，例如阻挡器，其可阻挡辐射粒子光束的特定部分。
当加速电子束与靶256碰撞时，靶256可产生辐射治疗束以对对象(例如，对象的靶区)进行放射治疗。例如，根据韧致辐射效应，从辐射束发生器252发射的电子束可以偏转到靶256上以产生高能级的X射线。在一些实施例中，靶256可由包括铝、铜、银、钨等的材料或其合金或其任何组合制成。
治疗头258可位于特定位置，并使用辐射治疗束从特定角度治疗对象。在一些实施例中，束控制装置254的一个或多个组件可安装在治疗头258上或集成在治疗头258中。例如，光束轮廓调制器(例如准直器)可集成在治疗头258中。在放射治疗期间，支撑放射治疗装置的一个或多个部件的机架可以沿轴旋转，并且治疗头258和束控制装置254可以与机架一起旋转。例如，机架可以在根据如图1所示的坐标系160定义的X-Y平面上绕Z轴旋转。
在一些实施例中，放射治疗装置可包括多个治疗头，每个治疗头可配备有束控制装置254。束控制装置254(例如，多叶准直器(MLC))可安装在相应的治疗头上或集成到相应的治疗头中。在一些实施例中，辐射束发生器252和束控制装置254可以是一体式组件。
图3是根据本申请的一些实施例示出的计算设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。计算设备300可用于实现如本文所述的放射治疗系统100的任何组件。例如，处理设备120和/或终端150可分别通过其硬件、软件程序、固件或其组合在计算设备300上实现。尽管仅示出了一个这样的计算设备，但是为了方便起见，可以在多个类似平台上以分布式方式实现与本文所描述的放射治疗系统100相关的计算机功能，以分配处理负载。如图3所示，计算设备300可以包括处理器310、存储器320、输入/输出(I/O)330和通信端口340。
处理器310可根据本文所述的技术执行计算机指令(例如，程序代码)并执行处理设备120的功能。计算机指令可以包括例如例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能，它们执行本文所描述的特定功能。例如，处理器310可以处理从MRI装置200、终端150、存储设备140和/或放射治疗系统100的任何其他组件获得的数据。在一些实施例中，处理器310可以包括一个或多个硬件处理器，例如微控制器、微处理机、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)，现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。
仅为说明，在计算设备300中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本申请中的计算设备300还可以包括多个处理器，因此，如本申请所述的由一个处理器执行的操作和/或方法操作也可以由多个处理器联合或单独执行。例如，如果在本申请中，计算设备300的处理器同时执行操作A和操作B，则应当理解，操作A和操作B也可以由计算设备300中的两个或多个不同的处理器共同或单独地执行(例如，第一处理器执行操作A，第二处理器执行操作B，或者第一和第二处理器联合执行操作A和B)。
存储器320可以存储从MRI装置200、存储设备140、终端150和/或放射治疗系统100的任何其他组件获得的数据/信息。在一些实施例中，存储器320可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)，或类似物，或其任何组合。在一些实施例中，存储器320可以存储一个或多个程序和/或指令以执行本申请中描述的示例性方法。例如，存储器320可以存储用于处理设备120执行的用于生成对象的感兴趣区域(ROI)的图像的程序。
I/O 330可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，I/O 330可以启用与处理设备120的用户交互。在一些实施例中，I/O 330可以包括输入设备和输出设备。输入设备可包括可经由键盘、触摸屏(例如，具有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼睛跟踪输入、大脑监控系统或任何其它可比较的输入机制输入的字母数字键和其它键。通过输入设备接收的输入信息可以经由例如总线发送到另一组件(例如，处理设备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(例如，液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、曲屏、电视设备、阴极射线管(CRT)，触摸屏)、扬声器、打印机等，或其组合。
通信端口340可以连接到网络(例如，网络130)以促进数据通信。通信端口340可以在处理设备120和MRI装置200、终端150和/或存储设备140之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、能够实现数据传输和/或接收的任何其他通信连接，和/或这些连接的任何组合。有线连接可包括例如电缆、光缆、电话线等，或其任何组合。无线连接可以包括例如蓝牙TM连接，Wi-FiTM连接，WiMaxTM连接、WLAN连接、ZigBee连接、移动网络连接(例如3G、4G、5G)等，或其组合。在一些实施例中，通信端口340可以是和/或包括标准化的通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口340可以是专门设计的通信端口。例如，可以根据数字成像和医学通信(DICOM)协议来设计通信端口340。
图4是根据本申请的一些实施例示出的移动设备400的示例性硬件和/或软件组件的示意图。在一些实施例中，可以在移动设备400上实现放射治疗系统100的一个或多个组件(例如，终端150和/或处理设备120)。
如图4所示，移动设备400可以包括通信平台410、显示器420、图形处理单元(GPU)430、中央处理单元(CPU)440、I/O 450、记忆体460和存储器490。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)，也可以包括在移动设备400中。在一些实施例中，移动操作系统470(例如iOSTM,安卓TM,Windows电话TM)和一个或多个应用程序480可以从存储器490加载到记忆体460中以便由CPU 440执行。应用程序480可以包括浏览器或用于接收和呈现与放射治疗系统100有关的信息的任何其他合适的移动应用程序。可以改变用户与信息流的交互经由I/O 450实现并经由网络130提供给处理设备120和/或放射治疗系统100的其他组件。
为了实现本申请中描述的各种模块、单元及其功能，可以将计算机硬件平台用作本文所描述的一个或多个元件的硬件平台。具有用户接口元件的计算机可用于实现个人计算机(PC)或任何其它类型的工作站或终端设备。如果适当地编程，计算机也可以充当服务器。
图5是根据本申请的一些实施例的用于通过放射治疗系统应用治疗性辐射的示例性过程的流程图。在一些实施例中，图5所示的过程500的一个或多个操作可以在图1所示的放射治疗系统100中实现。例如，图5所示的过程500可以以指令的形式存储在存储设备140中，并且由图1中所示的一个或多个处理设备120调用和/或执行。为了说明的目的，这里将过程500在一个或多个处理设备120中的实现描述为示例。应当注意，过程500也可以类似地在终端设备150中实现。
在502中，一个或多个处理设备120可以通过MRI装置获取关于感兴趣区域(ROI)的磁共振(MR)数据。MR数据可以是由MRI装置(例如，MRI装置200)的RF线圈从对象接收的MR信号。
在一些实施例中，ROI可指对象中的区域，例如病变。例如，ROI可以是与对象的肿瘤相关联的区域。在一些实施例中，ROI可以是身体的特定部分、特定器官或对象的特定组织，例如对象的头部、大脑、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等。
在504中，一个或多个处理设备120可以基于MR数据重建ROI的MR图像。基于MR数据，MR图像可以反映对象内部原子核的分布。可以采用各种类型的图像重建技术来重建MR图像。示例性图像重建技术可包括傅里叶重建、约束图像重建、并行MRI中的正则化图像重建等，或其变体，或其任何组合。
在一些实施例中，MR图像可用于确定要应用于靶区(例如，ROI的至少一部分)的治疗性辐射束。例如，一个或多个处理设备120可以根据MR图像确定ROI的至少一部分的位置和/或要传送的辐射剂量。
在一些实施例中，重建ROI的MR图像可能需要很长时间(例如，几分钟)。在放射治疗过程中，如果ROI尺寸较大，则很难实时重建ROI的MR图像。在一些实施例中，为了在相对短的时间段(例如，几秒钟)内生成ROI的MR图像，一个或多个处理设备120可以重建ROI的至少一部分的MR图像。整个ROI的MR图像(也称为主MR图像)可以预先重建(例如，在放射治疗之前的一天、两小时、半小时等)。处理设备120可以获得由MRI装置获取的ROI的至少一部分的MR数据，并且在放射治疗期间(例如，在治疗性辐射束施加到ROI的至少一部分之前)重构ROI的至少一部分的MR图像。处理设备120可以将ROI的至少一部分的MR图像与主MR图像组合。例如，一个或多个处理设备120可以使用ROI的至少一部分的MR图像来替换主MR图像中的相应部分。这样，可以在放射治疗期间在相对较短的时间段内更新主MR图像。
在506中，一个或多个处理设备120可基于MR图像确定与ROI的至少一部分相关联的参数。在一些实施例中，与ROI的至少一部分相关联的参数可以包括对应于ROI的至少一部分的病变(例如，肿瘤)的横截面的大小。在一些实施例中，与ROI的至少一部分相关联的参数可以指示病变的横截面的形状。
在508中，一个或多个处理设备120可以根据与ROI的至少一部分相关联的参数来生成控制信号。可以基于在放射治疗期间在不同时间点拍摄的多个MR图像来动态调整控制信号。在一些实施例中，控制信号可包括与施加在肿瘤上的治疗性辐射束相关联的参数。例如，控制信号可以包括X射线束的剂量、施加在ROI的至少一部分上的治疗性辐射束的持续时间等。作为另一示例，控制信号可以包括MLC的参数，该MLC对投影到ROI的至少一部分的治疗性辐射束进行整形。在一些实施例中，控制信号可以包括与放射治疗装置(例如，放射治疗装置250)的一个或多个部件的运动相关联的参数。例如，控制信号可以包括与放射治疗装置的辐射源(例如，放射治疗装置250的靶256)的一个或多个位置相关联的参数。作为另一示例，所述控制信号可以包括与放射治疗装置的治疗台的高度和/或位置相关联的参数，所述治疗台用于适当地定位患者，使得所述靶区(例如，患者中对应于损伤的区域)可适当地接收来自放射治疗装置的治疗性辐射束。
在510中，一个或多个处理设备120可将控制信号发送到放射治疗装置以使放射治疗装置将治疗性辐射束施加到ROI的至少一部分。在治疗性辐射期间，放射治疗装置的辐射源可绕旋转轴旋转。可以根据控制信号来调整X射线束的剂量、施加到ROI的至少一部分的治疗性辐射束的持续时间、MLC的形状和/或治疗台的位置。
在一些实施例中，如上所述，可以根据在放射治疗期间从MRI装置获取的图像数据来确定靶区(例如，ROI的至少一部分)。然后，所述治疗性辐射束可由所述放射治疗装置产生并传送到所述靶区。在MRI装置的辅助下，几乎可以实时地确定辐射治疗束的剂量和/或靶区的位置。
应当注意的是，提供上述描述仅仅是为了说明的目的，并不意在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员，可以根据本申请的教导进行多种变化或修改。例如，可以从放射治疗系统100中的存储设备(例如存储设备140)获得主MR图像，与基于MR图像确定的ROI的至少一部分相关联的参数还可以包括ROI的至少一部分在坐标系(例如，如图1所示的坐标系160)中的位置。然而，这些变化和修改并不脱离本申请的范围。
图6是根据本申请的一些实施例示出的示例性治疗装置的透视图。治疗设备600可以包括配置为生成对象的ROI的MR数据的MRI装置和配置为基于MR数据重建的MR图像向ROI的至少一部分应用治疗性辐射束的放射治疗装置。
在一些实施例中，根据MRI装置的磁铁的类型，MRI装置可以是或包括永磁MRI扫描器、超导电磁铁MRI扫描器或电阻电磁铁MRI扫描器等。在一些实施例中，根据MRI装置的磁铁产生的磁场强度，MRI装置可以是或包括高场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装置可以是闭孔(圆柱形)类型、开孔类型等。MRI装置可以包括磁铁602和孔604。
磁铁602可以具有围绕轴606的环形，该轴与坐标系630的Z方向平行。磁铁602的内表面可以形成孔604。磁铁602可以产生磁场。磁铁602可以是各种类型的，包括例如永磁铁、超导电磁铁、电阻电磁铁等。提供以下描述，即磁铁602可以是超导电磁铁。应理解，其仅用于说明目的，而非旨在限制。
在一些实施例中，磁铁602可以包括至少两个主磁线圈和至少两个磁屏蔽线圈。至少两个主磁线圈可以围绕轴606布置。当至少两个主磁线圈602携带电流时，至少两个主磁线圈可以在特定区域(例如，孔604)内产生均匀的主磁场(例如，静态磁场B0)。
所述至少两个磁屏蔽线圈可屏蔽所述至少两个主磁线圈在所述MRI装置外部的区域中产生的磁场。在一些实施例中，至少两个磁屏蔽线圈可以沿着与至少两个主磁线圈上的电流方向相反的方向携带电流。由所述至少两个磁屏蔽线圈产生的磁场可以减小或消除由所述至少两个主磁线圈在所述MRI装置外部的区域中产生的磁场。在一些实施例中，至少两个磁屏蔽线圈可以是沿轴606布置的环形线圈，至少两个磁屏蔽线圈可以与至少两个主磁线圈同轴。在一些实施例中，与至少两个主磁线圈相比，至少两个磁屏蔽线圈可以在距离轴606更大的半径处。
在一些实施例中，磁铁602还可以包括低温恒温器608。在一些实施例中，至少两个主磁线圈和至少两个磁屏蔽线圈可以容纳在低温恒温器608中。低温恒温器608可以包含冷却剂，例如液氦。至少两个主磁线圈和至少两个磁屏蔽线圈可浸入低温恒温器608中的冷却剂中。冷却剂可使至少两个主磁线圈和至少两个磁屏蔽线圈保持低温(例如，4.2K)使得至少两个主磁线圈和至少两个磁屏蔽线圈可以保持超导状态。低温恒温器608可以具有围绕轴606的环形。
MRI装置还可以包括一个或多个梯度线圈(未示出)。一个或多个梯度线圈可产生磁场梯度，以在X、Y和/或Z方向上叠加在主磁场B0上。在一些实施例中，一个或多个梯度线圈可以包括至少一个X线圈、至少一个Y线圈和/或至少一个Z线圈等。X线圈可以通电以在X方向上产生梯度场。Y线圈可以通电以在Y方向上产生梯度场。Z线圈可通电以在Z方向上产生梯度场。仅作为示例，至少一个Z线圈可以基于圆形(Maxwell)线圈设计，并且至少一个X线圈和至少一个Y线圈可以基于鞍形(Golay)线圈设计。在一些实施例中，一个或多个梯度线圈可以是分离梯度线圈。
在一些实施例中，梯度磁场可以包括对应于Z方向的切片选择梯度场、对应于Y方向的相位编码(PE)梯度场、对应于X方向的读出(RO)梯度场，不同方向的梯度磁场可以用来编码MR信号的空间信息。在一些实施例中，梯度磁场还可用于执行流编码、流补偿、流退相等或其任何组合的至少一个功能。
一个或多个梯度线圈可位于孔602中。在一些实施例中，一个或多个梯度线圈可布置在孔604表面上或靠近孔604表面(例如，到孔604表面的距离为1厘米、2厘米、5厘米等)。
低温恒温器608可包括外壁和内壁。外墙的半径可以比内壁大。在一些实施例中，如图6所示，可以在外壁和内壁之间设置凹槽610。凹槽610可具有形成在低温恒温器608的外壁上的环形开口(例如，环形凹槽或环形槽)。凹槽610的宽度(即，凹槽610在Z方向上的尺寸)可在沿周向的不同位置处具有相同或不同的值。在一些实施例中，凹槽610的宽度可以在沿圆周方向的不同位置处具有相同的值。在一些实施例中，凹槽610的宽度可与放射治疗装置的一个或多个部件的尺寸有关。在一些实施例中，凹槽610的宽度可与放射治疗装置的治疗头的尺寸有关。在一些实施例中，治疗头620可以具有圆柱体的形状。凹槽610的宽度可以大于或等于治疗头620的平面直径。凹槽610的深度(即径向上的环隙厚度)可以是特定值。在一些实施例中，凹槽610的深度可以小于低温恒温器608的厚度(即，低温恒温器608的内壁和外壁之间的距离)。在一些实施例中，凹槽610的深度可等于低温恒温器608的厚度。由于凹槽610，可在低温恒温器608的两端分别形成两个腔室612和614。在一些实施例中，可在两个腔室中布置至少两个屏蔽线圈和至少两个主磁线圈。
或者，凹槽610可以具有形成在低温恒温器608的外壁上的开口(例如，多孔凹槽或孔)。凹槽610可以在其横截面中具有任何合适的形状，该横截面是当凹槽610沿MRI装置的径向被观察时形成的。MRI装置的径向可以是指MRI装置的圆柱形主体的径向。例如，凹槽610在其横截面中可以具有正方形、矩形、圆形、椭圆形等形状。在一些实施例中，凹槽610在其横截面中可以具有圆形的形状。在一些实施例中，凹槽610可具有特定值的深度(即，多孔凹槽在径向上的长度)。在一些实施例中，凹槽610的深度可以小于低温恒温器608的厚度(即，低温恒温器608的内壁和外壁之间的距离)。在一些实施例中，凹槽610的深度可以等于低温恒温器608的厚度(即，凹槽610可以是低温恒温器608上的通孔)。通孔可沿MRI装置的径向延伸穿过低温恒温器608。
凹槽610可被配置为容纳放射治疗装置的一个或多个部件的至少一部分。除非另有明确说明，否则提供以下关于设置在低温恒温器608的外壁上的环形凹槽的描述。应理解，其仅用于说明目的，而非旨在限制。如图6所示，凹槽610可配置为容纳直线加速器616、偏转装置618和放射治疗装置的治疗头620。关于凹槽610的详细描述可以在本申请的其他地方描述。例如，参见图7及其描述。
直线加速器616可加速电子以形成具有特定能级的电子束。在一些实施例中，直线加速器616可以使用微波技术加速电子。在一些实施例中，直线加速器616可操作地耦合到微波装置(图中未示出)。微波装置可配置为加速直线加速器616中的电子。在一些实施例中，直线加速器616可通过旋转波导可操作地耦合到微波装置。当直线加速器616在对象的放射治疗期间围绕轴606旋转时，旋转波导可使得微波装置相对于MRI装置保持静止。在一些实施例中，在对象的放射治疗期间，微波装置还可以沿着直线加速器616围绕轴606旋转。
在一些实施例中，直线加速器616可至少部分位于凹槽616中。在一些实施例中，直线加速器616的长度方向可与轴606平行。更具体地说，直线加速器616可包括加速管。加速管可提供用于加速电子的线性路径。加速管的轴可以平行于轴606(或Z方向)。至少两个主磁线圈和至少两个磁屏蔽线圈可以在直线加速器616所在的区域中产生平行于或基本平行于轴606的磁场(也称为“平行磁场”)。应当理解，平行磁场可以对直线加速器616的加速管中的电子束造成最小的影响。因此，直线加速器616可以不需要磁屏蔽来屏蔽加速管中的磁场。
在一些实施例中，直线加速器616可位于平台上。平台可与MRI装置的径向平面相交。如本文所用，MRI装置的径向平面是指由穿过轴606上的同一点的MRI装置的径向方向构成的平面。由于主磁线圈围绕轴606布置，因此MRI装置的径向平面可以平行于坐标系630的X-Y平面。平台和径向平面之间的交角可以是30度、50度、70度、90度、120度、150度等。在一些实施例中，平台和径向平面之间的交角可大致为90度(即，平台可大体上垂直于MRI装置的径向平面)。在一些实施例中，平台可由治疗头620实现。仅出于图示目的，如图6所示，治疗头620可具有圆柱体的形状。与轴606具有较大距离的圆柱体的平坦表面可用作平台。直线加速器616可以固定在平坦表面上。平面可以是圆形。圆心可指定为平台的中心。
在一些实施例中，直线加速器616(例如，直线加速器616的加速管)可被辐射屏蔽组件(图6中未示出)至少部分包围。辐射屏蔽组件可保护对象和/或MRI装置的一个或多个组件免受直线加速器616产生的辐射。在一些实施例中，辐射屏蔽组件可提供与直线加速器616的纵向同轴的空腔，其至少一端打开以使从直线加速器616发射的电子束通过。在一些实施例中，辐射屏蔽部件可以具有环绕直线加速器616的环形结构。辐射屏蔽部件在Z方向上的长度可以等于或大于直线加速器616的长度。
辐射屏蔽部件可以由吸收直线加速器616的辐射束产生的辐射的材料制成，以便为对象和/或MRI装置的一个或多个部件提供辐射屏蔽。吸收辐射的示例性材料可包括用于吸收光子射线的材料和/或用于吸收中子射线的材料。用于吸收光子射线的材料可包括钢、铝、铅、钨等，或其合金，或其组合。用于吸收中子射线的材料可包括硼、石墨等，或其合金，或其组合。
偏转装置618可被配置为使从直线加速器616发射的电子束朝向靶偏转。示例性偏转装置可包括微波腔、偏转磁铁、磁透镜等或其任何组合。在一些实施例中，偏转装置618可包括至少一个偏转磁铁。至少一个偏转磁铁可以是永磁铁、电磁铁等。在一些实施例中，如果从直线加速器616发射的电子束的能级是固定的，则偏转装置618可以由永磁铁实现。在一些实施例中，如果从直线加速器616发射的电子束的能级变化，则偏转装置618可以由电磁铁实现。例如，从直线加速器616发射的电子束的能级可以在6mev到10mev的范围内，并且偏转装置618可以由电磁铁实现，以便将不同能级的电子束偏转到靶。
在一些实施例中，偏转装置618可包括入口和出口。在一些实施例中，偏转装置618的入口可与直线加速器616的出口(即，直线加速器616的出口)对准。电子束可以以从偏转装置618的入口到出口的移动轨迹通过偏转装置618。
在此过程中，偏转装置618可使电子束偏转一个偏转角度。偏转角度可以是满足预设条件的任何合适角度。在一些实施例中，预设条件可以是电子束的方向和偏转装置618的出口处的磁场的方向之间的交角不等于0度或180度。在一些实施例中，预设条件可以是电子束方向和偏转装置618出口处的磁场方向之间的交角在一定范围内(例如，15度到165度和195度到345度，30度到150度和210度到330度，等等)。例如，偏转角度可以是90度、120度、150度、200度、250度、270度等。在一些实施例中，偏转角度可以是270度。以270度的偏转角为例，从直线加速器616发射的电子束可以沿着Z轴的正方向进入偏转装置618的入口，并且沿着X轴的正方向从偏转装置618的出口发射。
在一些实施例中，偏转装置618中的电子束的轨迹可以在与MRI装置的径向平面相交的平面上。MRI装置的平面和径向平面之间的交角可以是30度、50度、70度、90度、120度、150度等。在一些实施例中，平面和径向平面之间的交角可以大体上是90度(即，该平面可以大体上垂直于MRI装置的径向平面)。
在一些实施例中，偏转装置618中电子束的轨迹所在的平面可以平行于直线加速器616所在的平台。电子束在平面上的轨迹可称为电子束移动轨迹的第一部分。电子束移动轨迹的第一部分所在的平面与直线加速器616所在的平台之间的距离可以等于直线加速器616的加速管的半径。
在一些实施例中，偏转装置618可以包括偏转通道。电子束可以通过偏转通道中的偏转角偏转。在一些实施例中，偏转装置618还可以包括磁屏蔽组件，用于屏蔽由偏转通道中的至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场。在一些实施例中，磁屏蔽组件可包括由高磁化率和/或磁导率材料制成的一个或多个磁屏蔽结构。
在一些实施例中，偏转装置618可被配置为校正电子束中电子的色散。在一些实施例中，偏转装置618的一个或多个参数可被设计成校正电子束中电子的色散。一个或多个参数可与偏转装置618的至少一个偏转磁铁的尺寸、结构、材料和/或磁性有关。
在一些实施例中，偏转装置618还可以放置在治疗头620的平面上，该平面与轴606有较大的距离。偏转装置618可以连接到直线加速器616。例如，偏转装置618的入口可以对准并连接到直线加速器616的出口窗口。关于偏转装置618的详细描述可以在本申请的其他地方描述。例如，参见图8及其描述。
在电子束从偏转装置618发出之后，电子束可以在由至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场内。由于电子束的方向和偏转装置618的出口处的磁场方向之间的交角不等于0度或180度，因此可以对电子束施加洛伦兹力，使得电子束可以在电子束移动轨迹的第二部分中偏转出平面，并碰撞到靶上。
当加速电子束碰撞到靶上时，靶可产生辐射治疗束用于对对象的放射治疗(例如，对象的ROI的至少部分)。例如，根据韧致辐射效应，从直线加速器616发射的电子束可以偏转到靶上以产生高能级的X射线。在一些实施例中，靶可以由包括铝、铜、银、钨等的材料或其合金或其任何组合制成。或者，靶可以由包括钨和铜、钨和银、钨和铝等的复合材料或其合金或其任何组合制成。在一些实施例中，靶可以是具有相对较小厚度(例如，几微米到几十微米)的圆板。
来自靶的辐射束可以通过治疗头620。治疗头620可以被配置为从特定角度将辐射治疗束传送到对象的靶区。治疗头620可包括准直器(图中未示出)以重塑辐射治疗束。例如，准直器可以通过阻挡辐射治疗束的特定部分来调整辐射治疗束的辐照形状、辐照区域等。在一些实施例中，准直器可包括初级准直器、平坦滤波器和至少一个次级准直器。在一些实施例中，准直器可以是MLC。MLC可包括多个独立地移入和移出辐射治疗束路径的单个叶，以阻挡辐射治疗束的特定部分。当多个单独的叶子移入和移出时，辐射治疗束的形状可以改变，形成不同的槽，其近似于沿着辐射治疗束观看的靶区(例如，ROI的至少一部分)的横截面视图。在一些实施例中，MLC可包括一层或多层叶。例如，MLC可以只有一层叶子，并且MLC沿着辐射治疗束的轴的高度可以在7到10厘米之间。作为另一实例，MLC可包括两层且MLC的高度可为至少15厘米。MLC的叶可由至少一种高原子数材料(例如钨)制成。
治疗头620可以放置在凹槽610的底部。在一些实施例中，可移动部件可以设置在凹槽610的底部。治疗头620可以通过可移动部件在凹槽610中移动。在一些实施例中，可移动部件可包括滑轨、滚动轴承等。
在一些实施例中，一个或多个直线加速器616、偏转装置618和靶可以相对于治疗头620保持固定，从而在对象的放射治疗期间与凹槽610中的治疗头620一起围绕轴606旋转。在一些实施例中，治疗头620可以连接到机架。例如，治疗头620可以通过物理结构(例如，机械结构，例如一个或多个杆、一个或多个板，未示出)、胶水等或其组合连接到机架。机架可以围绕轴606旋转。在对象的放射治疗期间，放射治疗装置的组件可以沿着机架围绕轴606旋转，并且因此可以使得辐射治疗束能够从沿着治疗装置600的圆周或由治疗装置600限定的周向位置中的任何一个发射到对象的靶区。
应当注意的是，提供上述描述仅仅是为了说明的目的，并不意在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员，可以在本申请的教导下进行多种变化或修改。在一些实施例中，一个或多个直线加速器616、偏转装置618和靶可以相对于治疗头620保持固定。在放射治疗装置的一个或多个部件被放置在多孔凹槽中的情况下，治疗头620可以相对于低温恒温器608固定。磁铁602可以连接到机架。机架可以围绕轴606旋转。在对象的放射治疗期间，MRI装置和放射治疗装置的一个或多个组件可以沿着机架围绕轴606旋转，从而可以使辐射治疗束能够从沿着治疗装置600的周长或由治疗装置600限定的周长位置中的任何一个发射到对象的靶区。然而，这些变化和修改并不偏离本申请的范围。
图7是根据本申请的一些实施例示出的治疗装置的上部的横截面图。可通过参考图6中的坐标系630沿X轴的负方向观看治疗装置600来形成横截面图。治疗装置600的MRI装置的结构可围绕轴606呈圆柱形对称。
治疗设备600可以包括MRI装置和放射治疗装置。MRI装置可包括低温恒温器608、至少两个主磁线圈605和至少两个磁屏蔽线圈607。放射治疗装置可包括直线加速器616、辐射屏蔽组件617、偏转装置618、靶626，以及治疗头620。在图6中公开了治疗装置600的MRI装置和放射治疗装置的部件，这里不再重复其描述。
如图7所示，低温恒温器608可具有形成在低温恒温器608的外壁上的凹槽610。在一些实施例中，凹槽610可具有沿低温恒温器608的圆周方向的环形形状。在一些实施例中，凹槽610可以具有沿着MRI装置的径向的通孔的形状。直线加速器616和偏转装置618可以设置在治疗头620上。
由于凹部610的配置，在低温恒温器608的纵向(即Z方向)上，可在低温恒温器608的两端分别形成两个腔室612和614。在一些实施例中，包括多个屏蔽线圈的第一部分和多个屏蔽线圈的第二部分的多个屏蔽线圈607可以分别布置在两个腔室612和614中。例如，多个屏蔽线圈607可以包括两个屏蔽线圈。两个屏蔽线圈可分别布置在两个腔室612和614中。包括多个主磁线圈的第一部分和多个主磁线圈的第二部分的多个主磁线圈605也可以分别布置在两个腔室612和614中。在一些实施例中，多个屏蔽线圈的第一部分和多个屏蔽线圈的第二部分可以分别靠近两个腔室612和614的外壁布置。多个主磁线圈的第一部分和多个主磁线圈的第二部分可以分别靠近两个腔室612和614的内壁布置。
放射治疗装置的一个或多个部件，包括直线加速器616、偏转装置618和治疗头620，可以布置在至少两个屏蔽线圈中的两个相邻屏蔽线圈之间。相邻的两个屏蔽线圈可以分别属于至少两个屏蔽线圈的第一部分和至少两个屏蔽线圈的第二部分。
在一些实施例中，放射治疗装置的一个或多个部件可在孔604中围绕对象的凹槽610中移动，并通过设置在凹槽610底部的凹槽622将辐射治疗束传送给对象。在一些实施例中，凹槽622的宽度可以小于治疗头620的直径。在一些实施例中，凹槽622可以包括沿圆周方向的一个或多个部分。仅作为示例，凹槽622可包括沿圆周方向的两个或多个弧形部分。颈部结构可以形成在凹槽622的两个或多个弧形部分的每两个相邻弧形部分之间。颈部结构可以被配置为在两个腔室612和614之间建立流体连通。
在一些实施例中，一个或多个梯度线圈(图中未示出)可以是分离梯度线圈。每个分离梯度线圈可以包括至少一个梯度线圈。在一些实施例中，分离梯度线圈可具有环形结构或围绕轴606的环形空间的一部分。在一些实施例中，分离梯度线圈可参考图6所示的坐标系630沿Z方向彼此隔开。仅用于说明目的，一个或多个梯度线圈可被配置为围绕轴606的两个分离梯度线圈。两个分离梯度线圈可沿Z方向隔开，从而形成环形间隙。环形间隙可在径向上与凹槽622对准，以使辐射治疗束通过。
在凹槽610的深度等于低温恒温器608的厚度的情况下，低温恒温器608可以被划分为彼此独立的两个腔室。至少两个屏蔽线圈和至少两个主磁线圈可以布置在两个独立的腔室中。在一些实施例中，放射治疗装置的一个或多个部件，包括直线加速器616、偏转装置618和治疗头620，可以放置在圆形支撑结构上(例如，滑轨)，设置在至少一个独立腔室上，使得放射治疗装置的一个或多个部件可以至少部分地布置在两个独立腔室612和614之间。在一些实施例中，放射治疗装置的一个或多个部件可以沿着圆形支撑结构在孔604中围绕对象移动。
图8是根据本申请的一些实施例示出的治疗装置的横截面图。在一些实施例中，可通过参考图6中的坐标系630沿Y轴的负方向观看治疗装置600来形成横截面图。
直线加速器616可包括提供用于加速电子的线性路径的加速管。加速管可以是行波管、驻波管等。在一些实施例中，根据直线加速器616和微波装置之间的耦合方式，驻波管可以是电耦合型、磁耦合型等。在一些实施例中，根据加速管结构的循环计数(或数量)，驻波管可以是单循环类型、两循环类型、三循环类型等。
为了使凹槽610的宽度最小化，放射治疗装置的一个或多个部件(例如，直线加速器616和偏转装置618)的布置可以更紧凑。在一些实施例中，直线加速器616的出口窗口可以连接到偏转装置618的入口。从直线加速器616发射的电子束可以直接进入偏转装置618。在一些实施例中，直线加速器616可位于凹槽610宽度方向的凹槽610的中心。具有圆柱体形状的治疗头620也可位于凹槽610宽度方向的凹槽610的中心。直线加速器616可布置在具有圆柱体的平面上与轴606的距离更大。平面可具有圆形。直线加速器616可与平坦表面的中心隔开。例如，平面的中心和直线加速器616的中心线之间的距离可以是2厘米、5厘米、10厘米等。直线加速器616可以连接到偏转装置618，偏转装置618将从直线加速器616发射的电子束偏转一个偏转角(例如，在平行于平面的平面上。在一些实施例中，凹槽610的宽度可等于治疗头620的直径。凹槽610的宽度可根据以上所示的实施例最小化，从而可改进由至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场的均匀性，并且可以移除或减小凹槽610对使用MRI装置的对象的成像的影响。低温恒温器608上的凹槽610可以对由至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场产生影响。在一些实施例中，可以在磁铁602中提供一个或多个垫片线圈，以便补偿由磁铁602中的至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场的不均匀性。
在一些实施例中，当电子束在平行于治疗头620的平面上偏转特定偏转角度时，偏转装置618可校正电子束中电子的色散。偏转装置618可包括一个或多个偏转磁铁。在一些实施例中，偏转装置618的偏转磁铁的一个或多个参数可被设计成校正电子束中电子的色散。一个或多个参数可与偏转装置618的至少一个偏转磁铁的尺寸、结构、材料和/或磁性有关。在一些实施例中，一个或多个偏转磁铁可形成至少一个弧形偏转通道。所述至少一个偏转通道的前弧形偏转通道的入口可与直线加速器616的加速管的中心线632对准。此外，至少一个偏转通道的前端弧形偏转通道的入口可与直线加速器616的出口窗口(即，出口)对准。当从直线加速器616发射的电子束通过至少一个弧形偏转通道时，电子束中具有特定能量值的电子可沿移动轨迹624的第一部分在至少一个弧形偏转通道中偏转该偏转角度，并且电子束中具有其他能量值的电子可以被不同的偏转角度偏转，使得具有其他能量值的电子不能到达至少一个弧形偏转通道的最后弧形偏转通道的出口625(即，偏转装置618的出口)。电子束中具有特定能量值的电子的移动轨迹624的第一部分可以在平行于治疗头620的平面上。至少一个弧形通道的每个半径、至少一个弧形通道中的每个磁感应强度，至少一个弧形通道的每个磁极之间的间隙、至少一个弧形通道的每个等效长度、至少一个偏转磁铁的线圈尺寸等，可适当地设计成使得电子束中具有特定能量值的电子可沿移动轨迹624的第一部分在至少一个弧形偏转通道中偏转该偏转角度，以及从至少一个弧形偏转通道的最后一个弧形偏转通道的出口625排出。仅出于说明目的，当偏转角为270度时，最后端弧形偏转通道的出口625可与治疗头的平面中心重合。
在一些实施例中，偏转装置618还可以包括磁屏蔽组件，用于屏蔽由偏转通道中的至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场。在一些实施例中，磁屏蔽组件可包括由高磁化率和/或磁导率材料制成的一个或多个磁屏蔽结构。磁屏蔽组件可包括围绕或大体上围绕偏转装置618的至少一个磁屏蔽板或层，以提供磁场通过的连续路径。
图9是根据本申请的一些实施例示出的治疗装置的上部的横截面图。在一些实施例中，可通过参考图6中的坐标系630沿Z轴的正方向观看治疗装置600来形成横截面图。
在直线加速器616中加速的电子束从出口625发射出偏转装置618之后，电子束可以在由至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场内。由于电子束方向与出口625处磁场方向之间的交角不等于0度或180度，因此可在电子束上施加洛伦兹力，使得电子束可以沿着移动轨迹624的第二部分偏转出平行于治疗头620的平面，并且大体上垂直地碰撞到靶626上。
在一些实施例中，直线加速器616加速管的中心线(沿Z方向)可与穿过靶626的MRI装置的径向线隔开。径向可垂直于轴606。仅用于说明，沿着穿过轴606的MRI装置的径向的线可以在图9中示为线628，其可以沿着辐射束的方向。在一些实施例中，直线加速器616的加速管和靶626可对应于MRI装置的不同周向位置。周向位置可以是在MRI装置的圆柱形主体处的位置。
从直线加速器616发射的电子束可以在偏转装置618、至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场的作用下偏转到靶。在一些实施例中，偏转装置618可以是或包括至少一个电磁铁。偏转装置618可使不同能级的电子束沿着相同移动轨迹624偏转到靶626。在这种情况下，直线加速器616的加速管的长度可为任何合适的值。因此，从直线加速器616发射的电子束可以具有不同的能级(例如，范围为6mev到10mev)。应当注意，方向628可以包括多个方向，因为轴606包括多个点。
在一些实施例中，在从出口625到靶626的移动轨迹624的第二部分中，由于各种类型的因素，由至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈产生的磁场可能是不均匀的，例如，至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈中的至少一个的制造误差、至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈中的至少一个上的电流波动、凹槽610的影响、偏转装置618的影响，等等。移动轨迹624的第二部分可以从靶轨迹移动到误差轨迹。仅出于说明目的，图10是根据本申请的一些实施例示出的电子束在磁场中的移动轨迹的移动。如图10所示，磁场的不均匀性可以将电子束从预定轨迹(由图中的实线表示)移动到错误轨迹(由图中的虚线表示)。沿着预定轨迹传输的电子束中的电子可以在位置C处碰撞到靶626上。电子束沿预定轨迹的移动方向与在位置C处的靶626的表面(由图中的点划线表示)之间的角度可以大致为90度(即，电子束垂直或垂直地碰撞在靶626的表面上)。沿着误差轨迹传输的电子束中的电子可以在位置C1处碰撞到靶626上。电子束沿误差轨迹的移动方向与位置C1处的靶626的表面之间的角度可以不为90度。在这种情况下，可以降低所产生的辐射治疗束的剂量率。
在一些实施例中，一个或多个校正线圈可沿电子束的移动轨迹624(例如，偏转装置618的入口和出口625之间的第一部分和/或偏转装置618的出口625和靶626之间的第二部分配置。一个或多个校正线圈可配置为将电子束的移动轨迹从误差轨迹校正到预定轨迹，从而电子束大体上垂直或垂直地碰撞到靶626上。仅出于说明目的，一个或多个校正线圈可沿电子束的移动轨迹(即，移动轨迹624的第二部分)配置。
图11是根据本申请的一些实施例示出的放射治疗装置的侧视图。在一些实施例中，如图6所示，可通过参考坐标系630沿Z轴的正方向观看治疗装置600来形成侧视图。
治疗装置600的放射治疗装置的一个或多个部件可以至少部分地布置在形成在磁铁602的外表面上的环形凹槽610中。从放射治疗装置的靶到轴606(即机架的旋转轴)的源到轴距离(SAD)可为约1米，其小于常规MRI-RT系统，从而提高辐射治疗束的剂量率，并且增强对象的靶区的治疗效果。另外，从治疗装置600在径向上的最远端(例如，偏转装置618的外表面与轴606具有较大的径向距离)到轴606的治疗装置600的径向尺寸R可以是约1.2米。它可以指示治疗装置600的总尺寸也可以小于常规MRI-RT系统，从而有利于治疗装置600的运输和组装。
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。这些改变，改进和修改旨在通过本申请建议，并且在本申请的示例性实施例的精神和范围内。
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。因此，本申请的各方面可以完全实现硬件，完全软件(包括固件，驻留软件，微码等)或组合软件和硬件实现，这些软件和硬件实现在这里可以所有通常被称为“单元”“。模块，“或”系统“。此外，本申请的各方面可以采用体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其中具有其上体现的计算机可读程序代码。
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、或其它名称的使用，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，但是它也可以仅实现为仅软件解决方案，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声称的待扫描对象物质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。
在一些实施例中，表达用于描述和索取应用的某些实施例的数量或性质的数字应理解为在某些情况下由术语“约”的“近似”或“大体上”的某些情况进行修改。例如，除非另有说明，否则“近似”，“近似”或“大致”或“大体上”可以指示所描述的值的±20％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 (14)

1.一种放射治疗系统，包括：
磁共振成像装置，所述磁共振成像装置被配置为获取关于对象的感兴趣区域的磁共振成像数据，所述磁共振成像装置包括：
至少两个磁屏蔽线圈，所述至少两个磁屏蔽线圈围绕轴线布置；以及
放射治疗装置，所述放射治疗装置被配置为将治疗性辐射施加到所述感兴趣区域的至少一部分，所述放射治疗装置包括：
直线加速器，所述直线加速器被配置为加速电子以产生辐射束，所述直线加速器位于所述至少两个磁屏蔽线圈中的两个相邻磁屏蔽线圈之间，并且所述直线加速器的长度方向与所述轴线平行；和
偏转磁铁，所述偏转磁铁包括至少一个弧形偏转通道，所述至少一个弧形偏转通道的前端弧形偏转通道的入口与所述直线加速器的出口对准，以及所述直线加速器发射的电子在所述至少一个弧形偏转通道中偏转一个偏转角度。
2.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其中所述偏转磁铁包括至少一个电磁铁，所述至少一个电磁铁被配置为校正所述电子的色散。
3.根据权利要求1所述的放射治疗系统，其特征在于，所述至少一个弧形偏转通道的前端弧形偏转通道的入口与所述直线加速器的加速管的中心线对准。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的放射治疗系统，其特征在于，所述偏转角度为270度。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的放射治疗系统，其中所述直线加速器的加速管的中心线与沿着所述磁共振成像装置的径向的线间隔开，所述径向的线穿过靶。
6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的放射治疗系统，其中所述直线加速器的加速管和靶对应于所述磁共振成像装置的不同周向位置。
7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的放射治疗系统，其中所述磁共振成像装置还包括：
环形低温恒温器，其中至少两个主磁线圈和至少两个屏蔽线圈位于所述环形低温恒温器内部，所述至少两个主磁线圈、所述至少两个屏蔽线圈和所述环形低温恒温器同轴线布置。
8.根据权利要求7所述的放射治疗系统，其中所述环形低温恒温器包括外壁、内壁和所述外壁与所述内壁之间的凹槽，所述凹槽具有在所述外壁形成的开口，所述直线加速器至少部分位于所述凹槽内。
9.根据权利要求8所述的放射治疗系统，其中所述凹槽是沿着所述磁共振成像装置的径向的通孔。
10.根据权利要求8-9中任一权利要求所述的放射治疗系统，其中所述磁共振成像装置还包括：
一个或多个梯度线圈，布置在由所述环形低温恒温器形成的孔中，所述一个或多个梯度线圈围绕轴线。
11.根据权利要求10所述的放射治疗系统，其中所述一个或多个梯度线圈为分离梯度线圈。
12.一种放射治疗系统，包括：
磁共振成像装置，所述磁共振成像装置被配置为获取关于对象的感兴趣区域的磁共振成像数据，所述磁共振成像装置包括：
至少两个主磁线圈，所述至少两个主磁线圈围绕轴线布置；和
至少两个磁屏蔽线圈，所述至少两个磁屏蔽线圈与所述至少两个主磁线圈同轴线布置，所述至少两个磁屏蔽线圈的轴线半径大于所述至少两个主磁线圈的轴线半径；
放射治疗装置，所述放射治疗装置被配置为将治疗性辐射施加到所述感兴趣区域的至少一部分，所述放射治疗装置包括：
直线加速器，所述直线加速器被配置为加速电子以产生辐射束，所述直线加速器位于所述至少两个磁屏蔽线圈中的两个相邻磁屏蔽线圈之间，并且所述直线加速器的长度方向与所述轴线平行；
偏转磁铁，所述偏转磁铁包括至少一个弧形偏转通道，所述至少一个弧形偏转通道的前端弧形偏转通道的入口与所述直线加速器的出口对准，以及所述直线加速器发射的电子在所述至少一个弧形偏转通道中偏转一个偏转角度。
13.根据权利要求12所述的放射治疗系统，其中所述直线加速器的加速管的中心线与沿着所述磁共振成像装置的径向的线间隔开，所述径向的线穿过靶。
14.根据权利要求12所述的放射治疗系统，其中所述直线加速器的加速管和靶对应于所述磁共振成像装置的不同周向位置。
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