RU2807304C1 - Device for generating magnetic field and method for control - Google Patents
Device for generating magnetic field and method for control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807304C1 RU2807304C1 RU2022128563A RU2022128563A RU2807304C1 RU 2807304 C1 RU2807304 C1 RU 2807304C1 RU 2022128563 A RU2022128563 A RU 2022128563A RU 2022128563 A RU2022128563 A RU 2022128563A RU 2807304 C1 RU2807304 C1 RU 2807304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- radiation
- patient
- unit
- generation unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 266
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 claims description 75
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 19
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 94
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 81
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 11
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 6
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 6
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 6
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 5
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 3
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000003928 nasal cavity Anatomy 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000000236 Prostatic Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000009395 genetic defect Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000011287 therapeutic dose Methods 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Варианты осуществления концепции изобретения, описанного в этом документе, относятся к устройству генерации магнитного поля и способу управления им, и более конкретно относятся к устройству генерации магнитного поля, способного снизить продолжительность включения блока генерации магнитного поля путем синхронизации импульса излучения с импульсом магнитного поля, и способу управления им.Embodiments of the inventive concept described herein relate to a magnetic field generating apparatus and a method for controlling the same, and more particularly relate to a magnetic field generating apparatus capable of reducing the on-time of a magnetic field generating unit by synchronizing a radiation pulse with a magnetic field pulse, and a method management of it.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время, по мере повышения уровня жизни людей с появлением стареющего населения, растет интерес к ранней диагностике и лечению заболеваний для ведения здорового образа жизни. В частности, устройство для лучевой терапии относится к медицинскому устройству, которое использует излучение для лечения заболевания, и представляет собой устройство для лечения, которое задерживает рост злокачественной опухолевой ткани, такой как рак, или разрушает злокачественную опухолевую ткань с помощью излучения, такого как фотонные или протонные лучи, например, рентгеновские лучи или гамма-лучи.Nowadays, as people's living standards improve with the advent of an aging population, there is a growing interest in early diagnosis and treatment of diseases to lead a healthy lifestyle. Specifically, a radiation therapy device refers to a medical device that uses radiation to treat a disease, and is a treatment device that inhibits the growth of malignant tumor tissue such as cancer or destroys malignant tumor tissue using radiation such as photon or proton rays, such as x-rays or gamma rays.
При этом, если здоровую ткань человеческого тела облучать чрезмерным количеством излучения с высокой энергией, то клетки здоровой ткани могут погибнуть, это может вызвать генетические дефекты или может вызвать рак. Если здоровая ткань и опухолевая ткань находятся близко друг к другу, то доза лучевой терапии может быть недостаточной из-за побочных эффектов облучения. Например, слизистая оболочка человеческого организма является одним из наиболее чувствительных к излучению участков. Если определенное количество излучения или больше попадает в структуру слизистой оболочки, то возникают побочные эффекты. Соответственно, во время лучевой терапии излучение в достаточной степени облучает опухоль, чтобы она была уничтожена, и количество излучения необходимо контролировать, чтобы свести к минимуму повреждение здоровой ткани, окружающей опухоль.However, if healthy tissue of the human body is irradiated with excessive amounts of high energy radiation, the cells of the healthy tissue may die, this may cause genetic defects or may cause cancer. If healthy tissue and tumor tissue are close to each other, the dose of radiation therapy may not be sufficient due to the side effects of radiation. For example, the mucous membrane of the human body is one of the most sensitive areas to radiation. If a certain amount of radiation or more enters the structure of the mucous membrane, then side effects occur. Accordingly, during radiation therapy, radiation irradiates the tumor sufficiently to destroy it, and the amount of radiation must be controlled to minimize damage to healthy tissue surrounding the tumor.
Напротив, в корейском патентном документе № 10-1689130 раскрыто устройство фотонно-лучевой терапии для управления дозой облучения ткани слизистой оболочки в организме с помощью магнитного поля. Однако блок генерации магнитного поля был слишком велик, и, таким образом, имели место ограничения для коммерческого применения. Например, во время облучения опухоли пациента блок генерации магнитного поля непрерывно генерирует магнитное поле, и, таким образом, время работы блока генерации магнитного поля увеличивается. Это привело к увеличению тепловыделения и потребления электрической мощности электромагнитом, генерирующим магнитное поле. Соответственно, для подавления тепла и подачи достаточного напряжения размеры охлаждающего устройства и устройства подачи питания, применяемого к блоку генерации магнитного поля, делают большими. Соответственно, лечение пациента может быть ограничено вследствие ограничения пространства для лечения, в котором находится пациент.In contrast, Korean Patent Document No. 10-1689130 discloses a photon beam therapy device for controlling the radiation dose to mucosal tissue in the body using a magnetic field. However, the magnetic field generating unit was too large, and thus there were limitations for commercial application. For example, during irradiation of a patient's tumor, the magnetic field generation unit continuously generates a magnetic field, and thus the operating time of the magnetic field generation unit increases. This led to an increase in heat generation and electrical power consumption by the electromagnet generating the magnetic field. Accordingly, in order to suppress heat and supply sufficient voltage, the dimensions of the cooling device and the power supply device applied to the magnetic field generating unit are made large. Accordingly, treatment of the patient may be limited due to the limitation of the treatment space in which the patient is located.
В то же время, когда в блоке генерации магнитного поля часто генерируется магнитное поле, в дополнение к неисправности устройства лучевой терапии из-за внешней утечки магнитного поля происходит воздействие на электронный пучок в линейном ускорителе, составляющем устройство лучевой терапии. Это может вызвать изменение величины излучения или может помешать точному наведению луча на опухолевую ткань, и, таким образом, затрудняет точную лучевую терапию.At the same time, when a magnetic field is frequently generated in the magnetic field generating unit, in addition to the malfunction of the radiation therapy device, the electron beam in the linear accelerator constituting the radiation therapy device is affected due to external leakage of the magnetic field. This may cause a change in the magnitude of the radiation or may prevent the beam from accurately targeting the tumor tissue, and thus make precise radiation therapy difficult.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
Техническая задачаTechnical problem
В вариантах осуществления концепции изобретения предложено устройство генерации магнитного поля уменьшенных размеров, при этом продолжительность включения блока генерации магнитного поля, тепловыделение блока генерации магнитного поля и внешняя утечка магнитного поля снижены.In embodiments of the concept of the invention, a magnetic field generation device of reduced dimensions is proposed, while the duration of activation of the magnetic field generation unit, the heat generation of the magnetic field generation unit and the external leakage of the magnetic field are reduced.
В вариантах осуществления концепции изобретения предложено устройство генерации магнитного поля, способное эффективно подавлять влияние магнитного поля на линейный ускоритель, электронную пушку или многолепестковый коллиматор путем размещения блока генерации магнитного поля внутри блока экранирования магнитного поля.In embodiments of the inventive concept, a magnetic field generation device is provided that is capable of effectively suppressing the influence of a magnetic field on a linear accelerator, an electron gun, or a multileaf collimator by placing a magnetic field generation unit within a magnetic field shielding unit.
Задачи, которые необходимо решить с помощью концепции изобретения, не ограничены задачами, упомянутыми выше, и другие, не упомянутые, задачи будут понятны специалистами в данной области из последующего описания.The problems to be solved by the inventive concept are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the following description.
Техническое решениеTechnical solution
В соответствии с одним объектом изобретения предложено устройство генерации излучения и магнитного поля.In accordance with one aspect of the invention, a device for generating radiation and a magnetic field is provided.
Устройство генерации излучения и магнитного поля, облучающее пучком фотонов пораженную ткань в теле пациента, включает в себя блок генерации излучения для облучения пациента пучком фотонов.A radiation and magnetic field generation device that irradiates the affected tissue in the patient's body with a photon beam includes a radiation generation unit for irradiating the patient with a photon beam.
Блок генерации излучения индуцирует генерацию вторичных электронов в области пациента, облучаемого пучком фотонов. Устройство также содержит блок генерации магнитного поля, который выполнен с возможностью введения в тело, который включает в себя вставную конструкцию для формирования пространства низкой плотности, и который формирует магнитное поле в области, в которой генерируются вторичные электроны.The radiation generation unit induces the generation of secondary electrons in the area of the patient irradiated by the photon beam. The device also includes a magnetic field generation unit that is insertable into the body, that includes an insertion structure for forming a low density space, and that generates a magnetic field in a region in which secondary electrons are generated.
Устройство содержит блок управления синхронизацией для управления формированием магнитного поля таким образом, чтобы по меньшей мере часть вторичных электронов перемещалась в пространство низкой плотности на основе взаимосвязи между областью, облучаемой фотонным пучком, и местоположением пораженной части.The device includes a timing control unit for controlling the generation of a magnetic field such that at least a portion of the secondary electrons are moved into a low-density space based on the relationship between the area irradiated by the photon beam and the location of the affected part.
Блок управления синхронизацией управляет формированием магнитного поля таким образом, чтобы вторичные электроны перемещались, избегая здоровой ткани, прилегающей к пораженной ткани.The timing control unit controls the generation of a magnetic field so that secondary electrons move to avoid healthy tissue adjacent to diseased tissue.
Форма вставной конструкцииInsertion form
Форма вставной конструкции может быть определена на основе взаимосвязи между областью, на которую воздействует излучение фотонного пучка, и местоположением пораженной части.The shape of the insert structure can be determined based on the relationship between the area affected by the photon beam radiation and the location of the affected part.
В этом случае вставная конструкция может быть введена в тело и может быть выполнена в виде баллонной конструкции, которая образует пространство низкой плотности за счет формирования предварительно заданного объема.In this case, the insert structure can be inserted into the body and can be designed as a balloon structure that creates a low-density space by forming a predetermined volume.
Кроме того, блок генерации магнитного поля включает в себя по меньшей мере одну катушку и емкостный элемент.In addition, the magnetic field generation unit includes at least one coil and a capacitive element.
В этом случае блок управления синхронизацией может формировать магнитное поле путем управления током, подаваемым на указанную по меньшей мере одну катушку, на основе взаимосвязи между областью, на которую воздействует излучение фотонного пучка, и местоположением пораженной части.In this case, the timing control unit can generate a magnetic field by controlling the current supplied to the at least one coil based on the relationship between the area affected by the photon beam radiation and the location of the affected part.
Кроме того, блок генерации магнитного поля может быть выполнен таким образом, чтобы генерировать магнитное поле в форме импульса при приеме импульсной мощности.In addition, the magnetic field generating unit may be configured to generate a magnetic field in the form of a pulse when receiving pulse power.
В этом случае блок управления синхронизацией может допускать подачу импульсной мощности на блок генерации магнитного поля таким образом, чтобы магнитное поле формировалось в состоянии, в котором тепловыделение, генерируемое блоком генерации магнитного поля, не превышает заданного значения.In this case, the timing control unit may allow pulse power to be supplied to the magnetic field generation unit so that a magnetic field is generated in a state in which the heat generation generated by the magnetic field generation unit does not exceed a predetermined value.
Кроме того, блок управления синхронизацией может включать в себя информацию о размере пациента, может включать в себя идентификационную информацию, соответствующую пациенту, и может управлять генерацией магнитного поля на основе идентификационной информации.In addition, the timing control unit may include information about the patient's size, may include identification information corresponding to the patient, and may control magnetic field generation based on the identification information.
Кроме того, блок генерации магнитного поля может быть выполнен в виде катетера, включающего в себя первую область, предназначенную для введения в тело, и вторую область, исключающую первую область.In addition, the magnetic field generating unit can be configured as a catheter including a first region intended to be inserted into the body and a second region excluding the first region.
По меньшей мере одна катушкаAt least one coil
По меньшей мере одна катушка может содержаться в первой области, а конденсатор может содержаться во второй области.At least one coil may be contained in a first region and a capacitor may be contained in a second region.
Кроме того, блок управления синхронизацией может изменять местоположение по меньшей мере одного магнита или местоположение пациента таким образом, чтобы угол между магнитной силовой линией, соответствующей магнитному полю, и направлением излучения фотонного пучка был прямым.In addition, the timing control unit may change the location of the at least one magnet or the location of the patient so that the angle between the magnetic field line corresponding to the magnetic field and the emission direction of the photon beam is straight.
Кроме того, блок управления синхронизацией может управлять генерацией магнитного поля таким образом, чтобы плотность вторичных электронов, достигающих здоровой ткани, на единицу площади, была меньше заданного значения.In addition, the timing control unit can control the generation of the magnetic field so that the density of secondary electrons reaching healthy tissue per unit area is less than a predetermined value.
Кроме того, блок управления синхронизацией может управлять генерацией излучения фотонного пучка таким образом, чтобы плотность вторичных электронов, достигающих пораженной части, на единицу площади, была больше заданного значения.In addition, the timing control unit can control the generation of photon beam radiation so that the density of secondary electrons reaching the affected part per unit area is greater than a predetermined value.
В соответствии с изобретением, способ управления устройством генерации излучения и магнитного поля, облучающим пучком фотонов пораженную ткань в теле пациента, характеризуется тем, что:In accordance with the invention, a method for controlling a device for generating radiation and a magnetic field, irradiating the affected tissue in the patient's body with a beam of photons, is characterized in that:
облучают пациента фотонным пучком посредством блока генерации излучения устройства генерации магнитного поля, индуцируют генерацию вторичных электронов в области пациента, облучаемой фотонным пучком, посредством блока генерации излучения устройства генерации магнитного поля, и формируют магнитное поле в области, где возникают вторичные электроны, посредством блока генерации магнитного поля устройства генерации излучения.irradiating the patient with a photon beam by means of the radiation generation unit of the magnetic field generation device, inducing the generation of secondary electrons in the area of the patient irradiated by the photon beam, by means of the radiation generation unit of the magnetic field generation device, and forming a magnetic field in the area where secondary electrons arise, by means of the magnetic field generation unit fields of the radiation generation device.
Формирование магнитного поля включает в себя формирование магнитного полч таким образом, чтобы по меньшей мере часть вторичных электронов перемещалась, избегая попадания на пораженную ткань, на основе взаимосвязи между областью, на которую воздействует фотонный пучок, и местоположением пораженной части.Shaping the magnetic field involves shaping the magnetic field so that at least a portion of the secondary electrons move to avoid the affected tissue based on the relationship between the area affected by the photon beam and the location of the affected area.
Формирование магнитного поля включает в себя:The formation of a magnetic field includes:
допускается подача импульсной мощности на блок генерации магнитного поля таким образом, чтобы магнитное поле формировалось в состоянии, в котором величина тепловыделения, генерируемого блоком генерации магнитного поля, не превышает заданного значения.It is allowed to supply pulsed power to the magnetic field generation unit in such a way that the magnetic field is formed in a state in which the amount of heat generated by the magnetic field generation unit does not exceed a specified value.
Полезные эффекты изобретенияBeneficial effects of the invention
Концепция изобретения имеет следующие различные эффекты.The inventive concept has the following various effects.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, мощность, используемая в блоке генерации магнитного поля, может быть уменьшена для уменьшения тепловыделения, и, таким образом, внутренний компонент, такой как охлаждающее устройство, может быть исключен или уменьшен.According to an embodiment of the invention, the power used in the magnetic field generation unit can be reduced to reduce heat generation, and thus, an internal component such as a cooling device can be eliminated or reduced.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения продолжительность включения, тепловыделение и внешняя утечка магнитного поля блока генерации магнитного поля могут быть уменьшены за счет синхронизации импульса излучения с импульсом магнитного поля, и устройство генерации магнитного поля может быть уменьшено.Moreover, according to an embodiment of the inventive concept, the on-time, heat generation and external magnetic field leakage of the magnetic field generating unit can be reduced by synchronizing the radiation pulse with the magnetic field pulse, and the magnetic field generating device can be reduced.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения можно минимизировать влияние магнитного поля на части, чувствительные к магнитному полю, в устройстве генерации магнитного поля путем размещения блока генерации магнитного поля во внутренней области блока экранирования магнитного поля. Соответственно, можно усилить центральное магнитное поле, фокусируя внутрь внешнюю утечку магнитного поля.Moreover, according to an embodiment of the inventive concept, it is possible to minimize the influence of the magnetic field on the magnetic field sensitive parts in the magnetic field generating apparatus by placing the magnetic field generating unit in the inner region of the magnetic field shielding unit. Accordingly, the central magnetic field can be strengthened by focusing the external magnetic field leakage inward.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, в то время как количество излучения, доставляемого в здоровую ткань, оптимизируют путем облучения фотонным пучком пораженной ткани пациента (например, части опухоли), одновременного формирования области магнитного поля в теле пациента и регулировки направления, интенсивности и фазы магнитного поля в области магнитного поля, побочные эффекты излучения сводят к минимуму и, таким образом, снимаются ограничения на величину излучения, подаваемого на облучаемый участок. Соответственно, эффект лечения излучением фотонного пучка может быть улучшен.Moreover, according to an embodiment of the inventive concept, while the amount of radiation delivered to healthy tissue is optimized by irradiating the patient's diseased tissue (e.g., part of a tumor) with a photon beam, simultaneously generating a magnetic field region in the patient's body and adjusting the direction, intensity and phase of the magnetic field in the magnetic field region, the side effects of radiation are minimized and, thus, restrictions on the amount of radiation supplied to the irradiated area are removed. Accordingly, the effect of photon beam radiation treatment can be improved.
Кроме того, может быть сформировано магнитное поле, параллельное направлению излучения, и, таким образом, может быть предотвращено расхождение рассеянных заряженных частиц, и рассеянные заряженные частицы могут быть сконцентрированы. Соответственно, поскольку величина излучения, доставляемого на поверхность опухоли-мишени, может быть увеличена, эффект лучевой терапии может быть улучшен и, в то же время, может быть уменьшено повреждение окружающей здоровой ткани из-за использования дополнительного излучения, а также может быть уменьшено расхождение рассеянных заряженных частиц, и, следовательно, побочные эффекты облучения.In addition, a magnetic field parallel to the direction of radiation can be generated, and thus the scattered charged particles can be prevented from diverging, and the scattered charged particles can be concentrated. Accordingly, since the amount of radiation delivered to the surface of the target tumor can be increased, the effect of radiation therapy can be improved and, at the same time, damage to surrounding healthy tissue due to the use of additional radiation can be reduced, and discrepancy can also be reduced scattered charged particles, and therefore side effects of radiation.
Эффекты концепции изобретения, не ограничены эффектами, упомянутыми выше, и другие, не упомянутые, эффекты будут понятны специалистами в данной области из последующего описания.The effects of the inventive concept are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the following description.
Описание чертежейDescription of drawings
На фиг. 1 и 2 приведены концептуальные схемы, схематически показывающие устройство лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 1 and 2 are conceptual diagrams schematically showing a radiation therapy apparatus in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 3 приведен вид в перспективе, схематически показывающий устройство генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 3 is a perspective view schematically showing a magnetic field generating apparatus in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 4A-4E приведены виды в поперечном сечении, схематически показывающие распределение магнитного поля устройства генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 4A to 4E are cross-sectional views schematically showing the magnetic field distribution of a magnetic field generating device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 5 приведена общая концептуальная схема для описания рабочего взаимодействия между заряженными частицами (например, электронами) и магнитным полем в соответствии с облучением в устройстве лучевой терапии с использованием магнитного поля в соответствии с фиг. 4А-4Е.In fig. 5 is a general conceptual diagram for describing the operational interaction between charged particles (eg, electrons) and a magnetic field in accordance with irradiation in a magnetic field radiation therapy device in accordance with FIG. 4A-4E.
На фиг. 6A-6D приведены виды в поперечном сечении, схематически показывающие распределение магнитного поля устройства генерации магнитного поля в соответствии с другим вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 6A to 6D are cross-sectional views schematically showing the magnetic field distribution of a magnetic field generating apparatus in accordance with another embodiment of the inventive concept.
На фиг. 7 приведена общая концептуальная схема для описания рабочего взаимодействия между заряженными частицами (например, электронами) и магнитным полем в соответствии с облучением в устройстве лучевой терапии с использованием магнитного поля в соответствии с фиг. 6А-6D.In fig. 7 is a general conceptual diagram for describing the operational interaction between charged particles (eg, electrons) and a magnetic field in accordance with irradiation in the magnetic field radiation therapy device of FIG. 6A-6D.
На фиг. 8A-8C приведены диаграммы для описания конфигурации блока экранирования магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 8A-8C are diagrams for describing the configuration of a magnetic field shielding unit in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 9 и 10 приведены блок-схемы устройства лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 9 and 10 show block diagrams of a radiation therapy device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 11 и 12 приведено распределение магнитного поля во внешней области устройства лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 11 and 12 show the magnetic field distribution in the outer region of a radiation therapy device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 13А и 13В приведено распределение магнитного поля во внутренней области устройства лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 13A and 13B show the magnetic field distribution in the interior region of a radiation therapy device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 14А и 14В приведены конфигурации блока экранирования магнитного поля устройства лучевой терапии в соответствии с другим вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 14A and 14B show configurations of a magnetic field shielding unit of a radiation therapy device in accordance with another embodiment of the inventive concept.
На фиг. 15А-15С и 16 приведено распределение магнитного поля в соответствии с типом блока экранирования магнитного поля устройства лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 15A-15C and 16 show a magnetic field distribution according to a type of magnetic field shielding unit of a radiation therapy device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 17 приведен вид для описания работы устройства генерации магнитного поля, основанного на плотности досягаемости вторичных электронов на единицу площади, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 17 is a view for describing the operation of a magnetic field generation device based on the secondary electron reach density per unit area, in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 18А приведена схема, иллюстрирующая принципиальную схему, составляющую блок генерации магнитного поля, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 18A is a diagram illustrating a circuit diagram constituting a magnetic field generating unit in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 18B приведена блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию блока генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 18B is a block diagram illustrating the configuration of a magnetic field generating unit in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 19A и 19B приведены виды для описания формы, в которой выполнена катушка во вставной конструкции в форме баллона.In fig. 19A and 19B are views to describe the shape in which the coil in the balloon-shaped insert structure is formed.
На фиг. 20A и 20B приведены диаграммы для описания взаимодействия между вторичными электронами и магнитным полем в отдельном устройстве в виде баллона.In fig. 20A and 20B are diagrams to describe the interaction between secondary electrons and a magnetic field in a single balloon device.
На фиг. 21 приведен вид, показывающий, что направляющий блок предусмотрен в отдельном устройстве в виде баллона в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 21 is a view showing that the guide block is provided in a separate balloon device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 22A и 22B приведены диаграммы для описания взаимодействия между блоком генерации магнитного поля, выполненным в устройстве генерации магнитного поля, и катушкой, выполненной в отдельном устройстве в виде баллона, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 22A and 22B are diagrams for describing the interaction between a magnetic field generating unit configured in the magnetic field generating apparatus and a coil configured in a separate balloon apparatus in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 23A и 23B приведены виды, показывающие, что блок генерации магнитного поля, выполненный в устройстве генерации магнитного поля, образован набором катушек в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 23A and 23B are views showing that a magnetic field generating unit configured in the magnetic field generating apparatus is formed by a set of coils in accordance with an embodiment of the inventive concept.
На фиг. 24 показана блок-схема в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In fig. 24 is a block diagram in accordance with an embodiment of the invention.
Предпочтительный вариант осуществления изобретенияPreferred Embodiment of the Invention
Вышеуказанные и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из вариантов осуществления, подробно описанных в сочетании с прилагаемыми чертежами. Однако концепция изобретения может быть реализована в различных формах, и ее не следует толковать как ограниченную только проиллюстрированными вариантами. Наоборот, эти варианты осуществления изобретения приведены в качестве примеров, так чтобы концепция изобретения была исчерпывающей и полной и полностью передавала объем изобретенной концепции специалистам в данной области техники. Изобретенная концепция может быть определена объемом притязаний, выраженным формулой изобретения.The above and other aspects, features and advantages of the invention will become apparent from the embodiments described in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the inventive concept may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the illustrated embodiments. Rather, these embodiments are provided by way of example so that the inventive concept is comprehensive and complete and fully conveys the scope of the inventive concept to those skilled in the art. The invented concept can be defined by the scope of the claims expressed by the claims.
Термины, используемые в этом документе, приведены для описания вариантов осуществления, не предназначены для ограничения концепции изобретения. В материалах заявки формы единственного числа включают в себя формы множественного числа, если не указано иное. Термины "содержит" и/или "содержащий", используемые в этом документе, не исключают присутствия или добавления одного или нескольких других компонентов в дополнение к вышеупомянутым компонентам. Одни и те же ссылочные позиции обозначают одни и те же компоненты по всей спецификации. Используемый в этом документе термин "и/или" включает в себя каждый из соответствующих компонентов и все комбинации одного или нескольких соответствующих компонентов. Следует понимать, что хотя в этом документе могут быть использованы для описания различных компонентов термины "первый", "второй" и т.д., эти компоненты не следует ограничивать этими терминами. Эти термины используют только для того, чтобы отличать один компонент от другого компонента. Таким образом, первый компонент, обсуждаемый ниже, можно было бы назвать вторым компонентом, не отступая от технической идеи изобретения.The terms used in this document are provided to describe embodiments and are not intended to limit the concept of the invention. In the application materials, singular forms include plural forms unless otherwise indicated. The terms “comprises” and/or “comprising” as used herein do not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the above-mentioned components. The same reference numerals designate the same components throughout the specification. As used herein, the term “and/or” includes each of the respective components and all combinations of one or more corresponding components. It should be understood that although the terms “first”, “second”, etc. may be used herein to describe various components, the components should not be limited to these terms. These terms are used only to distinguish one component from another component. Thus, the first component discussed below could be referred to as the second component without departing from the technical spirit of the invention.
Если не сказано обратное, все выражения (включая технические и научные термины), используемые в этом документе, имеют одно и то же значение, общепонятное специалистами в той области техники, которой принадлежит идея изобретения. Также будет понятно, что термины, например, определенные в общеупотребительных словарях, следует интерпретировать как имеющие значения, соответствующие значению в контексте спецификации и соответствующей области техники, и их не следует интерпретировать в идеализированном или слишком формальном смысле, если это не сказано явно.Unless otherwise stated, all expressions (including technical and scientific terms) used in this document have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art to which the inventive concept pertains. It will also be understood that terms, such as those defined in commonly used dictionaries, should be interpreted as having meanings consistent with the meaning in the context of the specification and the relevant technical field, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly stated to do so.
Как показано на фигурах, пространственно относительные термины, такие как "ниже", "под", "нижний", "выше", "верхний" и т.п., могут быть использованы в этом документе для простоты описания взаимосвязи между одним компонентом и другими компонентами. Следует понимать, что относительные пространственные термины охватывают различные ориентации компонентов при использовании или при работе в дополнение к изображенной на фигурах ориентации. Например, если перевернуть компонент, показанный на фигурах, то компонент, описанный как "ниже" или "под" другим компонентом, может оказаться "над" другим элементом. Таким образом, термин "ниже" может включать как нисходящее, так и восходящее направления. Компоненты также могут быть сориентированы в разных направлениях, и, таким образом, пространственно относительные термины могут быть интерпретированы в зависимости от ориентации.As shown in the figures, spatially relative terms such as "below", "under", "lower", "above", "top", etc. may be used herein to easily describe the relationship between one component and other components. It should be understood that relative spatial terms cover different orientations of components in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if a component shown in the figures is flipped, a component described as being "below" or "under" another component may appear to be "above" the other element. Thus, the term "below" can include both downward and upward directions. Components can also be oriented in different directions, and thus spatially relative terms can be interpreted depending on the orientation.
В дальнейшем варианты осуществления изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.In the following, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1 и 2 приведены концептуальные схемы, схематически показывающие устройство лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 1 and 2 are conceptual diagrams schematically showing a radiation therapy apparatus in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Со ссылкой на фиг. 1, устройство 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения может включать в себя устройство генерации магнитного поля. Устройство генерации магнитного поля может включать в себя блок 200 генерации магнитного поля и блок 700 управления синхронизацией. Другими словами, устройство 10 лучевой терапии в качестве базовой конфигурации также может включать в себя устройство генерации магнитного поля, в то же время, включая в себя блок 100 генерации излучения и блок 500 управления величиной излучения. Соответственно, понятно, что описание того, что устройство 10 лучевой терапии работает совместно с устройством генерации магнитного поля, соответствует описанию конфигурации, в которой устройство генерации магнитного поля также включено в устройство 10 лучевой терапии.With reference to FIG. 1, the
В варианте осуществления изобретения устройство 10 лучевой терапии может работать совместно с устройством генерации магнитного поля. Два устройства могут работать совместно друг с другом, используя сеть связи или детектируя излучение фотонного пучка. В качестве альтернативы, в способе взаимодействия период генерации магнитного поля или пучка фотонов может быть предварительно задан таким образом, чтобы два устройства работали совместно друг с другом.In an embodiment of the invention, the
В варианте осуществления опухоль "T", здоровая ткань "N" и пространство "L" низкой плотности расположены внутри пациента "B", и пространство "L" низкой плотности может примыкать по меньшей мере к опухоли "T" и/или к здоровой ткани "N". Пространство "L" низкой плотности в теле, например, ротовая полость, носовая полость, дыхательные пути и легкие, может представлять собой пространство, которое обычно имеется, или может представлять собой искусственное пространство, образованное путем введения воздуха, вставки баллона или инъекции пенообразователя. Более того, пространство "L" низкой плотности может представлять собой пространство, через которое проходят вторичные электроны, генерируемые излучением фотонного пучка. Кроме того, пространство "L" низкой плотности может включать в себя пустое пространство в теле или полость тела.In an embodiment, the tumor "T", healthy tissue "N" and low-density space "L" are located within the patient "B", and the low-density space "L" may be adjacent to at least the tumor "T" and/or healthy tissue "N". The low-density "L" space in the body, such as the oral cavity, nasal cavity, airways and lungs, may be a space that is normally present, or may be an artificial space created by introducing air, inserting a balloon, or injecting a foaming agent. Moreover, the low density "L" space may be the space through which secondary electrons generated by the emission of the photon beam pass. In addition, the low density space "L" may include a void space in the body or a body cavity.
В варианте осуществления изобретения блок 100 генерации излучения устройства 10 лучевой терапии может облучать фотонным пучком пораженную ткань (например, опухоль, T) пациента (например, пациента, B).In an embodiment of the invention, the
В варианте осуществления изобретения блок 500 управления величиной излучения устройства 10 лучевой терапии может рассеивать электроны в пространстве "L" низкой плотности в теле путем регулирования интенсивности, направления и фазы магнитного поля. Соответственно, блок 500 управления величиной излучения устройства 10 лучевой терапии может управлять величиной излучения, поглощаемого опухолью "T" пациента "B" и здоровой тканью "N", прилегающей к опухоли "T". Например, устройство 10 лучевой терапии и устройство генерации магнитного поля работают совместно друг с другом таким образом, что блок 500 управления величиной излучения позволяет блоку 200 генерации магнитного поля регулировать направление интенсивности и фазу магнитного поля. В этом случае блок 700 управления синхронизацией может управлять временным диапазоном генерации импульса магнитного поля.In an embodiment of the invention, the radiation
В варианте осуществления изобретения блок 200 генерации магнитного поля устройства генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле внутри пациента "В". Например, блок 200 генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле в пространстве L низкой плотности.In an embodiment of the invention, the magnetic
В варианте осуществления изобретения блок 700 управления синхронизацией устройства генерации магнитного поля может синхронизировать импульс излучения, соответствующий излучению фотонного пучка, и импульс магнитного поля, соответствующий магнитному полю. Здесь синхронизация импульсов может означать, что появление импульсов перекрывается во времени. Например, блок 700 управления синхронизацией может согласовывать время генерации импульса излучения фотонного пучка со временем генерации импульса магнитного поля.In an embodiment of the invention, the
В варианте осуществления изобретения блок 700 управления синхронизацией устройства генерации магнитного поля может работать совместно с блоком 500 управления величиной излучения устройства лучевой терапии. Блок 700 управления синхронизацией может принимать период вывода излучения фотонного пучка от блока 500 управления величиной излучения и затем синхронизировать период вывода излучения фотонного пучка с периодом вывода магнитного поля.In an embodiment of the invention, the
В варианте осуществления изобретения устройство генерации магнитного поля также может включать в себя блок 800 детектирования импульсов для детектирования излучения фотонного пучка. Например, блок 800 детектирования импульсов может детектировать импульс магнитного поля и импульс излучения. Блок 800 детектирования импульсов может принимать импульс магнитного поля и импульс излучения от блока 200 генерации магнитного поля и блока 100 генерации излучения соответственно через проводную или беспроводную сеть, а затем может детектировать импульс магнитного поля и импульс излучения. Кроме того, блок 800 детектирования импульсов может детектировать импульс магнитного поля и импульс излучения путем анализа излучения и магнитного поля, которые получены извне. С этой целью блок 800 детектирования импульсов может включать в себя датчик детектирования излучения (не показан) и датчик магнитного поля (не показан).In an embodiment of the invention, the magnetic field generation device may also include a
В варианте осуществления изобретения блок 700 управления синхронизацией устройства генерации магнитного поля может получать период вывода излучения фотонного пучка путем анализа излучения фотонного пучка, детектированного блоком 800 детектирования импульсов.In an embodiment of the invention, the
В варианте осуществления изобретения блок управления синхронизацией устройства генерации магнитного поля может устанавливать диапазон генерации магнитного поля таким образом, чтобы участок генерации вторичных электронов, генерируемых за счет облучения пучком фотонов, входил во временной диапазон генерации магнитного поля после того, как магнитное поле достигает целевого значения. Соответственно, во время генерации магнитного поля могут генерироваться вторичные электроны в результате реакции взаимодействия излучения фотонного пучка с человеческим материалом (например, здоровой тканью, расположенной на пути, по которому излучение проходит к опухоли).In an embodiment of the invention, the timing control unit of the magnetic field generation device can set the magnetic field generation range so that the generation portion of secondary electrons generated by irradiation with the photon beam enters the magnetic field generation time range after the magnetic field reaches a target value. Accordingly, during the generation of the magnetic field, secondary electrons may be generated as a result of the interaction of the photon beam radiation with human material (for example, healthy tissue located along the path along which the radiation passes to the tumor).
В варианте осуществления изобретения блок 700 управления синхронизацией устройства генерации магнитного поля может устанавливать временной диапазон генерации магнитного поля с учетом времени задержки до достижения магнитным полем целевого значения. Соответственно, во время генерации магнитного поля, принимая во внимание время задержки, могут генерироваться вторичные электроны, получаемые в результате реакции взаимодействия излучения пучка фотонов с человеческим материалом (например, здоровой тканью, расположенной на пути, по которому излучение проходит к опухоли).In an embodiment of the invention, the
В варианте осуществления изобретения блок 700 управления синхронизацией может каждый раз распознавать импульс излучения фотонного пучка и затем может быстро генерировать импульсы магнитного поля или наоборот. Например, блок 700 управления синхронизацией может генерировать импульс магнитного поля в ответ на обнаружение импульса излучения или может генерировать импульс излучения в ответ на обнаружение импульса магнитного поля. Кроме того, блок 700 управления синхронизацией может изучать регулярность импульса излучения и затем может генерировать импульсы магнитного поля или наоборот. Например, блок 700 управления синхронизацией может генерировать импульс магнитного поля на основе периода импульса излучения, полученного путем анализа обнаруженного импульса излучения, или может генерировать импульс излучения на основе периода импульса магнитного поля, полученного путем анализа обнаруженного импульса магнитного поля. Кроме того, если имеется заданный период импульсов излучения и заданный период импульсов магнитного поля, то блок 700 управления синхронизацией может синхронизировать импульс излучения и импульс магнитного поля путем согласования периода импульса излучения и периода импульса магнитного поля.In an embodiment of the invention, the
По существу, поскольку блок 700 управления синхронизацией согласовывает время генерации импульса излучения со временем генерации импульса магнитного поля, блоку 200 генерации магнитного поля не требуется непрерывно генерировать магнитное поле во время облучения фотонным пучком, тем самым значительно уменьшая продолжительность включения. Кроме того, поскольку продолжительность включения блока 200 генерации магнитного поля уменьшается, блок 200 генерации магнитного поля может не работать столько, насколько уменьшается продолжительность включения блока 200 генерации магнитного поля. Соответственно, тепловыделение блока 200 генерации магнитного поля также может быть снижено, и также снижается внешняя утечка магнитного поля. В результате охлаждающее устройство, которое контролирует теплоту, генерируемую блоком 200 генерации магнитного поля, и устройство электропитания, которое подает энергию, может быть уменьшено в размерах. Это может привести к уменьшению размера устройства 10 лучевой терапии.Essentially, since the
Кроме того, поскольку блок 700 управления синхронизацией согласовывает время генерации импульса излучения со временем генерации импульса магнитного поля, таким образом, выделение тепла может быть уменьшено за счет уменьшения мощности, используемой блоком 200 генерации магнитного поля. Соответственно, такой компонент, как охлаждающее устройство, может быть исключен или уменьшен.In addition, since the
В то же время, блок 700 управления синхронизацией в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения может управлять генерацией магнитного поля на основе взаимного расположения между областью, облученной фотонным пучком, и пораженной частью таким образом, чтобы по меньшей мере некоторые из вторичных электронов избегали здоровой ткани, прилегающей к пораженной ткани.At the same time, the
То есть, когда на пациента воздействует излучение фотонного пучка, в соответствующей области генерируются вторичные электроны. Если слишком много вторичных электронов достигает здоровой ткани соответствующего пациента, прилегающей к пораженной ткани, то ткань пациента может быть повреждена. Соответственно, требуется, чтобы вторичные электроны не достигали здоровой ткани, прилегающей к пораженной ткани.That is, when a patient is exposed to radiation from a photon beam, secondary electrons are generated in the corresponding area. If too many secondary electrons reach healthy tissue of the respective patient adjacent to the diseased tissue, then the patient's tissue may be damaged. Accordingly, it is required that secondary electrons do not reach healthy tissue adjacent to the diseased tissue.
В то же время блок 200 генерации магнитного поля для вышеописанной операции может включать в себя по меньшей мере одну катушку и конденсаторный элемент.At the same time, the magnetic
Катушка может быть выполнена с возможностью формирования магнитного поля импульсного типа. Конденсатор может быть предусмотрен для накопления заряда для вывода большого тока. Подробное описание, связанное с этим, будет дано позже.The coil can be configured to generate a pulse-type magnetic field. A capacitor may be provided to store charge for outputting large current. A detailed description related to this will be given later.
Более того, блок 700 управления синхронизацией может формировать магнитное поле путем управления током, подаваемым по меньшей мере на одну катушку, на основе взаимного расположения между областью, облучаемой фотонным пучком, и пораженной частью.Moreover, the
Подробно, блок 700 управления синхронизацией может учитывать расстояние от области, из которой испускается пучок фотонов, до пораженной части.In detail, the
Кроме того, магнитное поле, генерируемое блоком 200 генерации магнитного поля, изменяет траекторию вторичных электронов. Магнитное поле, генерируемое блоком 200 генерации магнитного поля, может быть получено на основе тока, подаваемого блоком 700 управления синхронизацией.In addition, the magnetic field generated by the magnetic
В то же время, блок 200 генерации магнитного поля может быть выполнен так, чтобы генерировать магнитное поле в форме импульса путем приема импульсной мощности.At the same time, the magnetic
Блок 200 генерации магнитного поля может быть выполнен так, чтобы генерировать магнитное поле в форме импульса, чтобы снизить тепловыделение.The magnetic
Более того, под управлением блока 700 управления синхронизацией на блок 200 генерации магнитного поля может быть подана импульсная мощность, чтобы получить магнитное поле в состоянии, в котором значение тепловыделения, генерируемого блоком 200 генерации магнитного поля, не превышает предварительно заданного значения.Moreover, under the control of the
То есть, блок 700 управления синхронизацией может отслеживать значение тепловыделения блока 200 генерации магнитного поля, а затем может подавать импульсную мощность на блок генерации магнитного поля таким образом, чтобы значение тепловыделения, генерируемого импульсной мощностью, подаваемой на блок генерации магнитного поля, не превышало определенного значения.That is, the
Блок 700 управления синхронизацией может включать в себя информацию о размере пациента и может включать в себя идентификационную информацию, соответствующую пациенту.The
Идентификационная информация может относиться к информации, включающей в себя не только местоположение и размер пациента, но и характеристику самого пациента.Identification information may refer to information that includes not only the location and size of the patient, but also the characteristics of the patient itself.
В то же время блок управления синхронизацией может управлять генерацией магнитного поля на основе идентификационной информации.At the same time, the timing control unit can control the magnetic field generation based on the identification information.
Например, поскольку необходимо избегать попадания вторичного электрона на пораженную часть по короткой траектории вторичного электрона, если размер пациента невелик, блок управления синхронизацией может подавать сильный ток на блок генерации магнитного поля для генерации сильного магнитного поля.For example, since it is necessary to avoid the secondary electron from hitting the affected part along the short path of the secondary electron, if the size of the patient is small, the timing control unit can supply a strong current to the magnetic field generating unit to generate a strong magnetic field.
Блок генерации магнитного поля может быть выполнен в конструкции катетера, включающей в себя первую область, предназначенную для введения в тело, и вторую область, исключающую первую область.The magnetic field generation unit may be configured in a catheter structure including a first region intended to be introduced into the body and a second region excluding the first region.
Катетер может относиться к трубчатому инструменту для введения в полость тела или орган с просветом.A catheter may refer to a tubular instrument for insertion into a body cavity or organ with a lumen.
По меньшей мере одна катушка может содержаться в первой области, а конденсатор может содержаться во второй области.At least one coil may be contained in a first region and a capacitor may be contained in a second region.
Первая область может означать область, введенную в тело, при выполнении операции с использованием катетера. Вторая область может означать область, находящуюся вне тела, при выполнении операции.The first area may mean the area entered into the body when performing surgery using a catheter. The second area may mean an area outside the body when the operation is performed.
В то же время блок управления синхронизацией может определять направление излучения фотонного пучка на основе взаимного расположения между блоком генерации излучения и пациентом.At the same time, the timing control unit can determine the emission direction of the photon beam based on the relative position between the emission generation unit and the patient.
Формированием магнитного поля можно управлять таким образом, чтобы угол между магнитной силовой линией, соответствующей магнитному полю, и направлением излучения фотонного пучка превышал заданный угол.The formation of the magnetic field can be controlled so that the angle between the magnetic field line corresponding to the magnetic field and the emission direction of the photon beam exceeds a predetermined angle.
Блок 700 управления синхронизацией может изменять местоположение по меньшей мере одного магнита или местоположение пациента таким образом, чтобы угол между магнитной силовой линией, соответствующей магнитному полю, и направлением излучения фотонного пучка был прямым.The
Поскольку вторичные электроны создают большую электромагнитную силу, когда направление магнитной силовой линии перпендикулярно направлению движения электронов, блок управления синхронизацией может управлять работой магнита, включенного в блок генерации магнитного поля, или пластинчатой рамой, предусмотренной в устройстве генерации магнитного поля, таким образом, чтобы угол между магнитной силовой линией и направлением излучения фотонного пучка был прямым.Since the secondary electrons generate a large electromagnetic force when the direction of the magnetic field line is perpendicular to the direction of motion of the electrons, the timing control unit can control the operation of a magnet included in the magnetic field generating unit or a plate frame provided in the magnetic field generating device so that the angle between the magnetic field line and the direction of radiation of the photon beam was direct.
Блок 700 управления синхронизацией может управлять генерацией магнитного поля таким образом, чтобы плотность досягаемости вторичных электронов, достигающих пациента, на единицу площади, была меньше заданного значения.The
Блок 700 управления синхронизацией может предотвращать повреждение тканей пациента путем регулирования плотности досягаемости вторичных электронов.The
Блок 700 управления синхронизацией может управлять формированием излучения пучка фотонов таким образом, чтобы плотность досягаемости вторичных электронов, достигающих пораженной части, на единицу площади, превышала заданное значение.The
То есть вторичные электроны, имеющие заданную или более высокую плотность, должны быть доставлены к пораженной части для достижения цели радиационного облучения.That is, secondary electrons having a given or higher density must be delivered to the affected part to achieve the target of radiation exposure.
Соответственно, блок управления синхронизацией может управлять блоком управления излучением таким образом, чтобы излучение пучка фотонов, генерируемое блоком генерации излучения, облучало пораженную часть соответствующего пациента.Accordingly, the timing control unit can control the radiation control unit so that the photon beam radiation generated by the radiation generation unit irradiates the affected part of the corresponding patient.
Вариант осуществления расфокусировки в случае, когда направление излучения перпендикулярно направлению магнитного поля, будет описан со ссылкой на фиг. 3-5. Вариант осуществления фокусировки в случае, когда направление излучения параллельно направлению магнитного поля, будет описан со ссылкой на фиг. 6 и 7. Например, описано, что магнитное поле формируют в направлении, перпендикулярном направлению излучения фотонного пучка, когда имеется целевое местоположение после прохождения вторичных электронов через полость тела, здоровая ткань находится дальше. Более того, описано, что магнитное поле формируют в направлении, горизонтальном (параллельном) относительно направления излучения фотонного пучка, так что вторичные электроны, проходящие через полость тела, интенсивно падают на целевой участок, поскольку целевой участок расположен на поверхности полости тела. Здесь целевым участком может быть пораженная ткань (или часть опухоли).An embodiment of defocusing in the case where the radiation direction is perpendicular to the magnetic field direction will be described with reference to FIG. 3-5. An embodiment of focusing in the case where the radiation direction is parallel to the magnetic field direction will be described with reference to FIG. 6 and 7. For example, it is described that a magnetic field is generated in a direction perpendicular to the emission direction of a photon beam when there is a target location after secondary electrons pass through a body cavity, healthy tissue is further away. Moreover, it is described that the magnetic field is generated in a direction horizontal (parallel) with respect to the radiation direction of the photon beam, so that secondary electrons passing through the body cavity are intensely incident on the target area since the target area is located on the surface of the body cavity. Here the target site may be the affected tissue (or part of the tumor).
Пример генерации магнитного поля в направлении, перпендикулярном направлению излучения фотонного пучка, соответствует варианту формирования пространства в прямой кишке пациента путем введения надувного баллона в прямую кишку при лечении рака предстательной железы, расположенной рядом с прямой кишкой, и рассеивания вторичных электронов, попадающих на поверхность прямой кишки, когда во внутреннем пространстве прямой кишки создано магнитное поле.An example of generating a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of radiation of a photon beam corresponds to the option of creating a space in the patient's rectum by inserting an inflatable balloon into the rectum in the treatment of prostate cancer located next to the rectum and scattering secondary electrons hitting the surface of the rectum when a magnetic field is created in the internal space of the rectum.
Фиг. 3-5 относятся к примеру, в котором магнитное поле создают в направлении, перпендикулярном направлению излучения. На фиг. 3 приведен вид в перспективе, схематически показывающий устройство генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения. На фиг. 4A-4E приведены виды в поперечном сечении, схематически показывающие распределение магнитного поля устройства генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения. На фиг. 5 приведена общая концептуальная схема для описания рабочего взаимодействия между заряженными частицами (например, электронами) и магнитным полем в соответствии с облучением в устройстве лучевой терапии с использованием магнитного поля в соответствии с фиг. 4А-4Е.Fig. 3-5 refer to an example in which a magnetic field is generated in a direction perpendicular to the direction of radiation. In fig. 3 is a perspective view schematically showing a magnetic field generating apparatus in accordance with an embodiment of the inventive concept. In fig. 4A to 4E are cross-sectional views schematically showing the magnetic field distribution of a magnetic field generating device in accordance with an embodiment of the inventive concept. In fig. 5 is a general conceptual diagram for describing the operational interaction between charged particles (eg, electrons) and a magnetic field in accordance with irradiation in the magnetic field radiation therapy device of FIG. 4A-4E.
Со ссылкой на фиг. 3 и 4A-4E, устройство 10 лучевой терапии может включать в себя кожухи 20, 30 и 40, имеющие различные формы, в каждой из которых может быть размещен каждый компонент. Конструкция кожуха может быть различным образом модифицирована для облучения лежащего пациента и для генерации магнитного поля.With reference to FIG. 3 and 4A-4E, the
Блок 100 генерации излучения устройства 10 лучевой терапии может быть установлен в экранирующей конструкции, расположенной снаружи канала (не показан), имеющего полую форму, для направления ионизирующего излучения пучка фотонов к участку опухоли "T" пациента "B", расположенного внутри канала.The
Здесь блок 100 генерации излучения устройства 10 лучевой терапии предпочтительно представляет собой линейный ускоритель (LINAC) для генерации рентгеновского излучения МэВ. Кинетическая энергия передается вторичным электронам (далее именуемым "электроны") за счет эффекта Комптона на поверхности материала, подвергающегося облучению, вследствие природы генерируемого рентгеновского пучка с энергией в области МэВ, и ионизирующее излучение доставляется к телу электронами.Here, the
Блок 200 генерации магнитного поля устройства генерации магнитного поля может быть установлен в другой экранирующей конструкции, расположенной снаружи канала, для формирования области магнитного поля в теле пациента "В". Блок 200 генерации магнитного поля состоит из пары электромагнитов или постоянных магнитов, которые расположены друг напротив друга и которые имеют разную полярность с отверстием между ними.The magnetic
Здесь блок 200 генерации магнитного поля устройства генерации магнитного поля формирует область магнитного поля в области (более предпочтительно, в пустом пространстве в теле или в полости тела) в теле пациента "В" между блоком 100 генерации излучения и участком опухоли "Т" пациента "B". Кроме того, блок 200 генерации магнитного поля может включать в себя электромагнит, постоянный магнит или их комбинацию.Here, the magnetic
В то же время, чтобы увеличить степень свободы в отношении направления магнитного поля, пара магнитов, которые являются блоком 200 генерации магнитного поля, может, но не обязательно, вращаться вдоль внешнего периметра канала (например, пациента "В", расположенного внутри канала). Например, блок 200 генерации магнитного поля может формировать область магнитного поля с помощью магнита, выбранного из совокупности магнитов под управлением блока управления величиной излучения, в то время как совокупность магнитов неподвижно расположены вдоль внешнего периметра канала (например, периметра пациента "В").At the same time, in order to increase the degree of freedom with respect to the direction of the magnetic field, the pair of magnets that constitute the magnetic
В варианте осуществления изобретения, в отличие от описанного выше, устройство генерации магнитного поля также может включать в себя пластинчатую раму 900, в которой расположен блок 200 генерации магнитного поля. Пациент может быть усажен на пластинчатую раму 900, и материал, создающий магнитное поле, может быть размещен на пластинчатой раме 900. Например, пластинчатая рама 900 может иметь пространство 910, в котором перемещают материал, создающий магнитное поле, и материал, создающий магнитное поле, может быть размещен в пространстве 910. Например, пространство 910 может быть удлиненным в продольном направлении пластинчатой рамы 900, как показано на фиг. 3, так чтобы материал, создающий магнитное поле, имел возможность перемещаться. На фиг. 3 показана длина пространства 910, и пространство 910 может иметь длину от одного конца до противоположного конца пластинчатой рамы 900.In an embodiment of the invention, unlike the one described above, the magnetic field generating device may also include a
В варианте осуществления изобретения материал, создающий магнитное поле, может быть соединен с подвижным стержнем 230. Подвижный стержень 230 может перемещаться в направлении длины пластинчатой рамы 900 в пространстве 910 с помощью отдельного приводного узла (не показан). Соответственно, поскольку материал, создающий магнитное поле, перемещают в зависимости от местоположения пациента "В", область генерации магнитного поля в теле пациента может быть легко изменена.In an embodiment of the invention, the magnetic field producing material may be coupled to the
В варианте осуществления изобретения блок 200 генерации магнитного поля может включать в себя группу электромагнитов, постоянных магнитов или их комбинацию (в дальнейшем называемых вместе "материалом, генерирующим магнитное поле"), которые расположены в виде симметричной слева направо относительно оси структуры, на которую направлено излучение фотонного пучка, и могут генерировать магнитное поле MT, как показано на фиг. 4.In an embodiment of the invention, the magnetic
Например, на фиг. 4А могут быть расположены N-полюсный электромагнит 210 и S-полюсный электромагнит 220, и блок 200 генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле MT в направлении, перпендикулярном направлению излучения "R". Здесь блок 200 генерации магнитного поля может образовывать эффективную область на пластинчатой раме 900 в продольном направлении электромагнитов 210 и 220, как показано на фиг. 4А. Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, блок экранирования магнитного поля может быть расположен под блоком 200 генерации магнитного поля, и, таким образом, магнитное поле может не формироваться под пластинчатой рамой. То есть, нет необходимости формировать под пластинчатой рамой магнитное поле, которое не влияет на лучевую терапию пациента, и необходимо предотвращать влияние магнитного поля на устройство, например, на устройство лучевой терапии. Соответственно, блок экранирования магнитного поля может быть расположен под блоком 200 генерации магнитного поля внутри пластинчатой рамы.For example, in FIG. 4A, an N-
Кроме того, например, как показано на фиг. 4B, могут быть расположены N-полюсный электромагнит 210 и S-полюсный электромагнит 220, и блок 200 генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле MT в направлении, перпендикулярном направлению излучения "R". Блок 200 генерации магнитного поля может образовывать эффективную область над и под пластинчатой рамой 900, как показано на фиг. 4B, при этом как размер эффективной площади меньше, чем размер области, в которой расположены электромагниты 210 и 220.In addition, for example, as shown in FIG. 4B, the N-
Кроме того, например, как показано на фиг. 4С, могут быть расположены N-полюсный электромагнит 210 и S-полюсный электромагнит 220, и блок 200 генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле MT в направлении, перпендикулярном направлению излучения "R". Блок 200 генерации магнитного поля может образовывать эффективную область над и под пластинчатой рамой 900, как показано на фиг. 4С, при этом размер эффективной площади больше, чем размер области, в которой расположены электромагниты 210 и 220.In addition, for example, as shown in FIG. 4C, the N-
Кроме того, например, как показано на фиг. 4D, N-полюсный электромагнит 210 и S-полюсный электромагнит 220 могут быть расположены на нижней пластинчатой раме 920, и N-полюсный электромагнит 240 и S-полюсный электромагнит 250 могут быть расположены на верхней пластинчатой раме 920. Соответственно, блок 200 генерации магнитного поля может генерировать два магнитных поля MT в направлении, перпендикулярном направлению излучения "R". Здесь, блок 200 генерации магнитного поля может образовывать эффективную область над и под верхней пластинчатой рамой 920 и нижней пластинчатой рамой 920, как показано на фиг. 4D, при этом размер эффективной площади меньше, чем размер области, в которой расположены электромагниты 210, 220, 240 и 250. В этом случае напряженность магнитного поля между пластинчатыми рамами 920 может быть выше.In addition, for example, as shown in FIG. 4D, the N-
Кроме того, например, как показано на фиг. 4E, N-полюсный электромагнит 210 и S-полюсный электромагнит 220 могут быть расположены на нижней пластинчатой раме 920, и N-полюсный электромагнит 240 и S-полюсный электромагнит 250 могут быть расположены на верхней пластинчатой раме 920. Соответственно, блок 200 генерации магнитного поля может генерировать два магнитных поля MT в направлении, перпендикулярном направлению излучения "R". Блок 200 генерации магнитного поля может образовывать эффективную область между пластинчатыми рамами 920, как показано на фиг. 4Е, при этом размер эффективной площади больше, чем размер области, в которой расположены электромагниты 210, 220, 240 и 250.In addition, for example, as shown in FIG. 4E, an N-
В варианте осуществления изобретения блок 500 управления величиной излучения устройства лучевой терапии управляет величиной излучения, подаваемого из блока 100 генерации излучения на участок опухоли "T" пациента "B", путем регулировки направления, интенсивности и фазы магнитного поля блока 200 генерации магнитного поля. Например, если магнитное поле представляет собой импульсную волну в форме синусоидальной волны, то блок 500 управления величиной излучения может изменять фазу магнитного поля и может согласовать участок в синусоидальной волне, имеющий требуемую эталонную интенсивность или более высокую интенсивность, с участком, в котором под действием излучения фотонного пучка генерируются вторичные электроны.In an embodiment of the invention, the radiation
В варианте осуществления изобретения блок 500 управления величиной излучения также может включать в себя вычислительный блок (не показан), который управляет работой блока 100 генерации излучения и вычисляет величину излучения, доставляемого в опухоль "T".In an embodiment of the invention, the radiation
В варианте осуществления изобретения вычислительный блок может вычислять величину излучения, доставляемого в опухоль "T" пациента "B", используя приведенное ниже уравнение 1.In an embodiment of the invention, the computing unit may calculate the amount of radiation delivered to tumor "T" of patient "B" using Equation 1 below.
Уравнение 1Equation 1
Здесь D(x, y, z) обозначает величину излучения, поглощенного в определенном месте (x, y, z); TERMA(x', y', z') обозначает полную энергию падающего пучка излучения, ослабленного в крошечном объеме dx'dy'dz'; а Kernel(x, x' y, y', z, z') обозначает мощность дозы, поглощенной в конкретном месте (x, y, z), на единицу энергии излучения, ослабленного в крошечном объеме dx'dy'dz'. Здесь используют ядро, которое учитывает магнитное поле, формируемое блоком 200 генерации магнитного поля.Here D(x, y, z) denotes the amount of radiation absorbed at a particular location (x, y, z); TERMA(x', y', z') denotes the total energy of the incident beam of radiation attenuated in a tiny volume dx'dy'dz'; and Kernel(x, x' y, y', z, z') denotes the dose rate absorbed at a particular location (x, y, z) per unit radiation energy attenuated in a tiny volume dx'dy'dz'. Here, a core is used that takes into account the magnetic field generated by the magnetic
Соответственно, если величина TERMA и величина Kernel свернуты относительно всего объема, может быть вычислена величина поглощенного излучения в конкретном месте (x, y, z).Accordingly, if the TERMA value and the Kernel value are collapsed with respect to the entire volume, the amount of absorbed radiation at a specific location (x, y, z) can be calculated.
В то же время величина TERMA показывает общую уменьшенную энергию незаряженных рентгеновских лучей, и, таким образом, она не связана с магнитным полем.At the same time, the TERMA value shows the overall reduced energy of uncharged X-rays, and is thus not related to the magnetic field.
Более того, поскольку величина Kernel показывает пространственное распределение дозы, обеспечиваемой электронами, генерируемыми в основном в процессе ослабления излучения, величина Kernel полностью зависит от магнитного поля. В общем случае, когда получают ядро (kernel), его получают с помощью численного моделирования. Новое ядро получают путем реализации пространственно постоянного магнитного поля в программе компьютерного моделирования, и конфигурируют карту деформации ядра (Kernel Deform) как изложено ниже. Его моделируют и применяют, как в уравнении 2, приведенном ниже.Moreover, since the Kernel value shows the spatial distribution of the dose provided by electrons generated primarily during the radiation attenuation process, the Kernel value is completely dependent on the magnetic field. In general, when a kernel is obtained, it is obtained using numerical simulation. The new core is obtained by implementing a spatially constant magnetic field in a computer simulation program, and configuring the Kernel Deform map as follows. It is modeled and applied as in
Уравнение 2
Соответственно, вычислительный блок вычисляет интенсивность, направление, фазу и величину магнитного поля для оптимизации распределения величины излучения.Accordingly, the computing unit calculates the intensity, direction, phase and magnitude of the magnetic field to optimize the distribution of the radiation magnitude.
Между тем, в другом варианте вычислительный блок может осуществлять вычисления с помощью полного Монте-Карло моделирования.Meanwhile, in another embodiment, the computing unit can perform calculations using a full Monte Carlo simulation.
Другими словами, вычислительный блок может использовать инструментарий, способный имитировать магнитное поле, может создавать исторические данные с использованием вероятностного метода Монте-Карло для каждой частицы, может вычислять общее распределение дозы путем добавления пространственного влияния каждой дозы в исторических данных и может вычислять значение величины поглощенного излучения в определенном месте.In other words, the computing unit can use instrumentation capable of simulating a magnetic field, can generate historical data using a probabilistic Monte Carlo method for each particle, can calculate the overall dose distribution by adding the spatial effect of each dose in the historical data, and can calculate the magnitude of absorbed radiation in a certain place.
Со ссылкой на фиг. 5, в соответствии с конфигурацией, описанной на фиг. 3 и 4A-4E, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, в процессе лучевой терапии опухоли T пациента "B" с использованием устройства 10 лучевой терапии управление дозой, получаемой телом, с использованием магнитного поля заключается в следующем.With reference to FIG. 5, in accordance with the configuration described in FIG. 3 and 4A-4E, according to an embodiment of the inventive concept, in the process of radiotherapy of tumor T of patient "B" using the
До описаний, приведенных ниже, в соответствии с вариантом, как показано на фиг. 5, когда пучок фотонов направляют из блока 100 генерации излучения, расположенного слева на фиг. 5, к опухоли "Т", расположенной справа на фиг. 5, магнитное поле действует в направлении к земле, и орган, такой как полая пищеварительная система (желудок, тонкая кишка, толстая кишка или тому подобное), находится между блоком 100 генерации излучения и опухолью "Т", будет описано лечение опухоли Т.Before the descriptions below, according to an embodiment as shown in FIG. 5 when the photon beam is sent from the
Прежде всего, в то время как пациент "В", у которого имеется подлежащая лечению опухоль "Т", лежит на пластинчатой раме 900, приводят в действие блок 200 генерации магнитного поля для создания области магнитного поля в теле пациента "В" под управлением блока 500 управления величиной излучения.First of all, while the patient "B" who has a tumor "T" to be treated lies on the
Затем, под управлением блока 500 управления величиной излучения, приводят в действие блок 100 генерации излучения для облучения пучком фотонов в направлении опухоли "T" пациента "B".Then, under the control of the radiation
В это время, когда излучение пучка фотонов, генерируемое блоком 100 генерации излучения, проходит через тело пациента "В", испускаются заряженные частицы (т.е. электроны). Испускаемые электроны доставляют высокую энергию излучения фотонного пучка.At this time, when the photon beam radiation generated by the
При этом испускаемые электроны проходят через область магнитного поля, образованную в теле блоком 200 генерации магнитного поля. В это время испускаемые электроны под действием магнитного поля (например, силы Лоренца) отклоняются или рассеиваются в пределах области магнитного поля.In this case, the emitted electrons pass through the magnetic field region formed in the body by the magnetic
То есть, как показано на фиг. 5, предполагается, что фотонный пучок излучается от блока 100 генерации излучения, расположенного слева, на опухоль "T", расположенную справа, и магнитное поле действует по направлению к земле, и испускаются электроны, когда фотоны, генерируемые из блока 100 генерации излучения, расположенного слева, проходят через тело пациента "В", и испускаемые электроны вместе с фотонами перемещаются к опухоли "Т", которая является мишенью, через область магнитного поля в направлении облучения пучком фотонов.That is, as shown in FIG. 5, it is assumed that a photon beam is emitted from the
В это время, когда испускаемые электроны проходят через область магнитного поля, блок 500 управления величиной излучения может регулировать направление магнитного поля, интенсивность и фазу блока 200 генерации магнитного поля в соответствии с расчетами вычислительного блока. Например, если магнитное поле представляет собой импульсную волну в форме синусоидальной волны, то блок 500 управления величиной излучения может изменять фазу магнитного поля и может согласовывать участок в синусоидальной волне, имеющий требуемую эталонную интенсивность или более высокую интенсивность, с участком, на котором под действием излучения фотонного пучка генерируются вторичные электроны. В результате часть электронов отклоняется в сторону силой Лоренца, и количество электронов, соответствующее подходящей величине облучения, доставляют к опухоли "T", которая является мишенью, через слизистую оболочку M. Соответственно, опухоль "T" облучается соответствующей величиной излучения.At this time, when the emitted electrons pass through the magnetic field region, the emission
То есть, когда некоторое количество электронов, испускаемых под действием излучения фотонного пучка, отклоняется или рассеивается в области пустого пространства (например, в полости тела и т.д.) внутри органа, поскольку направление, интенсивность и фаза магнитного поля в блоке 200 генерации магнитного поля регулируется посредством блока 500 управления величиной излучения на основе расчетов вычислительного блока, как показано на фиг. 5, электроны минимально попадают на слизистую оболочку органа, расположенного перед опухолью "Т".That is, when a certain number of electrons emitted by the radiation of a photon beam are deflected or scattered in a region of empty space (for example, a body cavity, etc.) inside an organ, since the direction, intensity and phase of the magnetic field in the
Таким образом, величину излучения, попадающего в здоровую ткань, сводят к минимуму, и соответствующую величину излучения доставляют в опухоль "Т" пациента "В", тем самым уменьшая побочные эффекты облучения и улучшая терапевтический эффект.In this way, the amount of radiation entering healthy tissue is minimized, and a corresponding amount of radiation is delivered to tumor "T" of patient "B", thereby reducing the side effects of radiation and improving the therapeutic effect.
В то же время электроны, которые через область магнитного поля и слизистую оболочку достигают опухоли "Т", которая является мишенью, разрушают опухолевые клетки опухоли "Т", тем самым подавляя рост опухолевых клеток или вызывая некроз опухолевых клеток. Соответственно, опухоль "Т" может быть вылечена.At the same time, electrons that reach the target tumor "T" through the magnetic field region and the mucosa destroy the tumor cells of the "T" tumor, thereby inhibiting the growth of tumor cells or causing necrosis of tumor cells. Accordingly, tumor "T" can be cured.
Фиг. 6А-6D и 7 относятся к примеру, в котором магнитное поле создают в направлении, продольном с направлением излучения. На фиг. 6A-6D приведены виды в поперечном сечении, схематически показывающие распределение магнитного поля устройства генерации магнитного поля в соответствии с другим вариантом осуществления концепции изобретения. На фиг. 7 приведена общая концептуальная схема для описания рабочего взаимодействия между заряженными частицами (например, электронами) и магнитным полем в соответствии с облучением в устройстве лучевой терапии с использованием магнитного поля в соответствии с фиг. 6А-6D. Такое же описание, как у фиг. 3 и 4 будет опущено, чтобы избежать избыточности.Fig. 6A-6D and 7 refer to an example in which a magnetic field is generated in a direction longitudinal to the radiation direction. In fig. 6A to 6D are cross-sectional views schematically showing the magnetic field distribution of a magnetic field generating apparatus in accordance with another embodiment of the inventive concept. In fig. 7 is a general conceptual diagram for describing the operational interaction between charged particles (eg, electrons) and a magnetic field in accordance with irradiation in the magnetic field radiation therapy device of FIG. 6A-6D. Same description as FIG. 3 and 4 will be omitted to avoid redundancy.
В то же время, примером генерации магнитного поля в направлении, продольном по отношению к направлению излучения пучка фотонов, может представлять собой вариант увеличения количества вторичных электронов, поступающих в опухоль, путем подавления рассеивания вторичных электронов в пространстве низкой плотности и уменьшения количества вторичных электронов, достигающих окружающей здоровой ткани, поскольку магнитное поле формируется внутри пространства низкой плотности (например, легких, полости рта, полости носа и дыхательных путей) во время лечения опухолей, находящихся в пространстве низкой плотности.At the same time, an example of generating a magnetic field in the direction longitudinal with respect to the direction of radiation of the photon beam may be an option to increase the number of secondary electrons entering the tumor by suppressing the scattering of secondary electrons in low-density space and reducing the number of secondary electrons reaching surrounding healthy tissue, since the magnetic field is generated within the low-density space (eg, lungs, oral cavity, nasal cavity and respiratory tract) during the treatment of tumors located in the low-density space.
Со ссылкой на фиг. 6А-6D, блок 100 генерации излучения устройства лучевой терапии может быть установлен в конструкции, расположенной снаружи канала (не показан), имеющего полую форму, для облучения пучком фотонов участка опухоли "T" пациента "B", находящегося внутри канала.With reference to FIG. 6A-6D, the
Здесь в дополнение к линейному ускорителю (LINAC), который генерирует мегавольтные рентгеновские лучи, блок 100 генерации излучения устройства 10 лучевой терапии соответствует заряженной частице или всему излучению (электроны, протоны, нейтроны, тяжелые частицы и т.д.), относящемуся к заряженной частице. В частности, кинетическая энергия передается вторичным электронам (далее именуемым "электроны") посредством эффекта Комптона вследствие природы генерируемого рентгеновского пучка в области МэВ, при взаимодействии на поверхности материала, подвергающегося воздействию облучения, и электроны доставляют к телу величину излучения.Here, in addition to a linear accelerator (LINAC) that generates megavolt X-rays, the
Блок 200 генерации магнитного поля устройства генерации магнитного поля может быть установлен в другой экранирующей конструкции, расположенной снаружи канала, для формирования области магнитного поля в теле пациента "В". Блоки 200 генерации магнитного поля расположены напротив друг друга с отверстием между ними и находятся между блоком 100 генерации излучения и участком опухоли "T" пациента "B". Блок 200 генерации магнитного поля формирует магнитное поле, параллельное пучку излучения, направленному к участку опухоли "T".The magnetic
В то же время в блоке 200 генерации магнитного поля устройства генерации магнитного поля может генерироваться магнитное поле, параллельное пучку излучения, направленному на часть опухоли "T" пациента "B", и несколько магнитов может быть расположено напротив друг друга относительно луча излучения так, чтобы они были обращены друг к другу одинаковой полярностью. Магниты могут иметь определенную длину.At the same time, in the magnetic
Более того, в другом варианте в блоке 200 генерации магнитного поля может генерироваться магнитное поле, параллельное пучку излучения, направленному на часть опухоли "T" пациента "B", и несколько магнитов может быть расположено друг напротив друга относительно луча излучения так, чтобы они были обращены друг к другу одинаковой полярностью. Могут быть предусмотрены такие длины магнитов, чтобы они проходили до поверхности опухоли "Т". Если несколько магнитов блока 200 генерации магнитного поля расположены друг напротив друга по отношению к лучу излучения так, чтобы они были обращены друг к другу одинаковой полярностью, то могут быть предусмотрены магниты, имеющие различную длину.Moreover, in another embodiment, a magnetic field parallel to the radiation beam directed at the tumor portion "T" of patient "B" may be generated in the magnetic
Кроме того, в другом варианте в блоке 200 генерации магнитного поля могут генерировать магнитное поле, параллельное пучку излучения, направленному на участок опухоли "T" пациента "B", в форме катушки Гельмгольца, и несколько магнитов, в которых намотана катушка, окружают луч излучения таким образом, что противоположные полярности обращены друг к другу, и могут быть разнесены друг от друга в направлении излучения луча излучения.Additionally, in another embodiment, the magnetic
Кроме того, в другом варианте в блоке 200 генерации магнитного поля в соответствии с законом Ампера могут генерировать магнитное поле, параллельное пучку излучения, направленному на часть опухоли "T" пациента "B", и несколько основных магнитов может быть расположено напротив друг друга относительно луча излучения так, чтобы они были обращены друг к другу одинаковой полярностью. Вспомогательный магнит может быть расположен с одной стороны основного магнита таким образом, чтобы магнитное поле формировалось снаружи относительно направления луча излучения, и вспомогательный магнит может быть расположен с другой стороны основного магнита таким образом, чтобы магнитное поле формировалось изнутри относительно направления луча излучения.In addition, in another embodiment, in the magnetic
Как описано выше, при размещении магнитов блока 200 генерации магнитного поля испускаемые электроны совершают спиральное движение под действием магнитного поля, сформированного параллельно лучу излучения, при прохождении через область магнитного поля, и не отклоняются и не рассеиваются. Кроме того, испускаемые электроны перемещаются вместе с лучом излучения.As described above, when the magnets of the magnetic
Здесь блок 200 генерации магнитного поля формирует область магнитного поля в области (более предпочтительно, в пустом пространстве (полости тела) в теле или в участке (легком), имеющем низкую плотность) в теле пациента "В" между блоком 100 генерации излучения и частью опухоли "Т" пациента "B". Кроме того, блок 200 генерации магнитного поля может формировать однородную или неоднородную область магнитного поля полностью или частично на траектории луча излучения. Кроме того, блок 200 генерации магнитного поля может включать в себя электромагнит, постоянный магнит или их комбинацию.Here, the magnetic
В то же время, чтобы увеличить степень свободы в отношении направления магнитного поля, пара магнитов, которые являются блоком 200 генерации магнитного поля, может, помимо прочего, вращаться вдоль внешнего периметра отверстия (например, пациента "В", расположенного внутри канала). Например, блок 200 генерации магнитного поля может формировать область магнитного поля с помощью магнита, выбранного из нескольких магнитов под управлением блока 500 управления величиной излучения, при этом магниты неподвижно расположены вдоль внешнего периметра отверстия (например, периметра пациента "В").At the same time, in order to increase the degree of freedom with respect to the direction of the magnetic field, the pair of magnets that constitute the magnetic
Устройство генерации магнитного поля может включать в себя две пластинчатые рамы 920, обращенные друг к другу. Конструкция каждой из пластинчатых рам 920 такая же, как у пластинчатой рамы 900 на фиг. 3 и 4, и, таким образом, их описание будет опущено, чтобы избежать избыточности.The magnetic field generating device may include two plate frames 920 facing each other. The structure of each of the plate frames 920 is the same as the
В варианте осуществления изобретения две пластинчатые рамы 920 могут быть расположены лицом друг к другу. Здесь, в конструкции лицом друг к другу, может быть размещена отдельная вертикальная опора, соединяющая две пластинчатые рамы 920. Кроме того, она может быть по-разному модифицирована и может быть выполнена в виде круглой рамы.In an embodiment of the invention, two plate frames 920 may be positioned facing each other. Here, in a facing structure, a separate vertical support can be placed connecting the two plate frames 920. Additionally, it can be modified in various ways and can be designed as a circular frame.
В варианте осуществления изобретения блок 200 генерации магнитного поля может включать в себя материал, генерирующий магнитное поле, который расположен в виде симметричной слева направо относительно оси структуры, на которую направлено излучение фотонного пучка, и могут генерировать магнитное поле MT, как показано на фиг. 6А-6D.In an embodiment of the invention, the magnetic
Например, на фиг. 6А, поскольку два N-полюсных электромагнита 240 и 250 размещены на верхней пластинчатой раме 920, а два S-полюсных электромагнита 210 и 220 размещены на нижней пластинчатой раме, блоки 200 генерации магнитного поля могут быть обращены друг к другу, чтобы генерировать магнитное поле MT в направлении, продольном по отношению к направлению излучения "R". Здесь, как показано на фиг. 6А, блок 200 генерации магнитного поля может образовывать две эффективные области между верхней и нижней пластинчатыми рамами 920, размер которых такой же, как размер области электромагнитов 210, 220, 240 и 250.For example, in FIG. 6A, since two N-
Кроме того, например, как показано на фиг. 6B, имеется два электромагнита 210 и 220, имеющих одинаковую полярность, и, таким образом, блок 200 генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле MT в направлении, продольном по отношению к направлению излучения "R". Блок 200 генерации магнитного поля может образовывать две эффективные области только над пластинчатой рамой 920, как показано на фиг. 6B, при этом размер двух эффективных областей больше, чем размер области, в которой расположены электромагниты 210 и 220.In addition, for example, as shown in FIG. 6B, there are two
Кроме того, например, как показано на фиг. 6С, имеется два электромагнита 210 и 220, имеющие одинаковую полярность, и, таким образом, блок 200 генерации магнитного поля может генерировать магнитное поле MT в направлении, продольном по отношению к направлению излучения "R". Блок 200 генерации магнитного поля может образовывать две эффективные области над и под пластинчатой рамой 920, как показано на фиг. 6C, при этом размер двух эффективных областей меньше, чем размер области, в которой расположены электромагниты 210 и 220.In addition, for example, as shown in FIG. 6C, there are two
Более того, например, на фиг. 6D, поскольку два N-полюсных электромагнита 240 и 250 размещены на верхней пластинчатой раме 920, а два S-полюсных электромагнита 210 и 220 размещены на нижней пластинчатой раме, блоки 200 генерации магнитного поля могут быть обращены друг к другу, чтобы генерировать магнитное поле MT в направлении, продольном по отношению к направлению излучения "R". Здесь, как показано на фиг. 6D, блок 200 генерации магнитного поля может образовывать две эффективные области между верхней и нижней пластинчатыми рамами 920, размер которых меньше, чем размер области электромагнитов 210, 220, 240 и 250.Moreover, for example, in FIG. 6D, since two N-
В варианте осуществления изобретения блок 500 управления величиной излучения устройства лучевой терапии управляет дозой на поверхности опухоли, доставляемой на участок опухоли "T" пациента "B" от блока 100 генерации излучения, при управлении интенсивностью, направлением, фазой и эффективной площадью магнитного поля блока 200 генерации магнитного поля таким образом, что доза на поверхности опухоли концентрируется и усиливается на участке опухоли "T" пациента "B". При этом блок 200 генерации магнитного поля поворачивают в требуемое положение вокруг пациента "В". Блок 500 управления величиной излучения может регулировать интенсивность, направление, фазу и эффективную площадь магнитного поля.In an embodiment of the invention, the radiation
В варианте осуществления изобретения блок 500 управления величиной излучения также может включать в себя вычислительный блок (не показан), который управляет работой блока 100 генерации излучения и вычисляет дозу на поверхности опухоли, доставляемую в опухоль "T".In an embodiment of the invention, the radiation
В варианте вычислительный блок может рассчитать поверхностную дозу опухоли, доставленную в опухоль "T" пациента "B", используя приведенное ниже уравнение 3.In an embodiment, the computing unit may calculate the tumor surface dose delivered to tumor "T" of patient "B" using Equation 3 below.
Уравнение 3Equation 3
Здесь D(x, y, z) обозначает величину дозы на поверхность опухоли, поглощенной в конкретном месте (x, y, z); TERMA(x', y', z') обозначает полную энергию падающего пучка излучения, ослабленного в крошечном объеме dx'dy'dz'; а Kernel(x, x' y, y', z, z') обозначает мощность дозы, поглощенной в конкретном месте (x, y, z), на единицу энергии, ослабленной в крошечном объеме dx'dy'dz'. Здесь используют ядро (kernel), которое учитывает магнитное поле, формируемое блоком 200 генерации магнитного поля.Here D(x, y, z) denotes the amount of dose to the tumor surface absorbed at a specific location (x, y, z); TERMA(x', y', z') denotes the total energy of the incident beam of radiation attenuated in a tiny volume dx'dy'dz'; and Kernel(x, x' y, y', z, z') denotes the dose rate absorbed at a particular location (x, y, z) per unit energy attenuated in a tiny volume dx'dy'dz'. Here, a kernel is used, which takes into account the magnetic field generated by the magnetic
Соответственно, если величина TERMA и величина Kernel свернуты относительно всего объема, может быть вычислено значение поглощенной поверхностной дозы в конкретном месте (x, y, z).Accordingly, if the TERMA value and the Kernel value are collapsed relative to the entire volume, the value of the absorbed surface dose at a specific location (x, y, z) can be calculated.
В то же время величина TERMA показывает общую «ослабленную» энергию незаряженных рентгеновских лучей, и, таким образом, она не связана с магнитным полем.At the same time, the TERMA value shows the total "attenuated" energy of uncharged X-rays, and is thus not related to the magnetic field.
Более того, поскольку величина Kernel показывает пространственное распределение дозы, обеспечиваемой электронами, генерируемыми в основном в процессе ослабления излучения, величина Kernel полностью зависит от магнитного поля. В общем случае, когда получают ядро, его получают с помощью численного моделирования. Новое ядро получают путем реализации пространственно постоянного магнитного поля в программе компьютерного моделирования, и конфигурируют карту деформации ядра (Kernel Deform) следующим образом. Его моделируют и применяют, как в уравнении 4 ниже.Moreover, since the Kernel value shows the spatial distribution of the dose provided by electrons generated primarily during the radiation attenuation process, the Kernel value is completely dependent on the magnetic field. In general, when a core is obtained, it is obtained using numerical simulation. The new kernel is obtained by implementing a spatially constant magnetic field in a computer simulation program, and configuring the Kernel Deform map as follows. It is modeled and applied as in Equation 4 below.
Уравнение 4Equation 4
Соответственно, вычислительный блок вычисляет интенсивность, направление, фазу и величину магнитного поля для оптимизации распределения величины излучения.Accordingly, the computing unit calculates the intensity, direction, phase and magnitude of the magnetic field to optimize the distribution of the radiation magnitude.
Между тем в другом варианте вычислительный блок может осуществлять вычисления с помощью полного Монте-Карло моделирования.Meanwhile, in another embodiment, the computing unit can perform calculations using a full Monte Carlo simulation.
Другими словами, вычислительный блок может использовать инструментарий, способный имитировать магнитное поле, может создавать исторические данные с использованием вероятностного метода Монте-Карло для каждой частицы, может вычислять общее распределение дозы путем добавления пространственного влияния каждой дозы в исторических данных и может вычислять значение величины поглощенного излучения в определенном месте.In other words, the computing unit can use instrumentation capable of simulating a magnetic field, can generate historical data using a probabilistic Monte Carlo method for each particle, can calculate the overall dose distribution by adding the spatial effect of each dose in the historical data, and can calculate the magnitude of absorbed radiation in a certain place.
Соответственно, блок 500 управления величиной излучения может планировать поверхностную дозу опухоли, а затем может вычислять интенсивность и распределение магнитного поля в соответствии с запланированной поверхностной дозой опухоли с помощью вычислительного блока.Accordingly, the radiation
Со ссылкой на фиг. 7, в соответствии с конфигурацией, процесс лучевой терапии участка опухоли "T" пациента "B" с использованием устройства 10 лечения пораженной ткани в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения будет описан следующим образом.With reference to FIG. 7, according to the configuration, a process of radiotherapy of tumor site "T" of patient "B" using the lesion
До описаний, приведенных ниже, в соответствии с вариантом, как показано на фиг. 7, если излучение излучают с левой стороны фиг. 7 на участок опухоли "Т", расположенный на правой стороне фиг. 7, будет описано магнитное поле, которое действует в направлении, параллельном лучу излучения, и орган (легкое, ротовая полость, дыхательные пути и т.д.), имеющий небольшую внутреннюю плотность, расположен между блоком 100 генерации излучения и участком опухоли "T", усиливая терапию поверхностного участка опухоли "T".Before the descriptions below, according to an embodiment as shown in FIG. 7 if the radiation is emitted from the left side of FIG. 7 to the tumor area "T" located on the right side of FIG. 7, a magnetic field will be described that acts in a direction parallel to the radiation beam, and an organ (lung, oral cavity, respiratory tract, etc.) having a small internal density is located between the
Прежде всего, когда пациент "В", у которого имеется подлежащий лечению участок опухоли "Т", лежит на пластинчатой раме 920, приводят в действие блок 200 генерации магнитного поля для создания области магнитного поля в теле пациента "В" под управлением блока 500 управления величиной излучения.First of all, when the patient "B" who has the tumor site "T" to be treated lies on the
Затем, под управлением блока 500 управления величиной излучения, приводят в действие блок 100 генерации излучения для облучения в направлении участка опухоли "T" пациента "B".Then, under the control of the radiation
В это время, когда излучение, генерируемое блоком 100 генерации излучения, проходит через тело пациента "В", испускаются заряженные частицы (т.е. электроны). Испускаемые электроны обеспечивают высокую энергию излучения. Здесь формирование области магнитного поля и облучение могут выполняться одновременно.At this time, when the radiation generated by the
Тем временем испускаемые электроны проходят через область магнитного поля, образованную в теле блоком 200 генерации магнитного поля. Проходя через область магнитного поля, испускаемые электроны совершают спиральное движение под действием магнитного поля, сформированного параллельно лучу излучения, и, таким образом, испускаемые электроны не отклоняются и не рассеиваются. Кроме того, испускаемые электроны перемещаются в ту часть опухоли "Т", которая является мишенью.Meanwhile, the emitted electrons pass through the magnetic field region formed in the body by the magnetic
Более подробно, перемещаясь по спирали под действием силы магнитного поля, испускаемые электроны движутся в направлении пучка излучения и затем достигают участка опухоли "Т", являющейся мишенью.In more detail, moving in a spiral under the influence of the magnetic field, the emitted electrons move in the direction of the radiation beam and then reach the tumor site "T", which is the target.
То есть, как показано на фиг. 7, предполагая, что излучение идет от блока 100 генерации излучения, расположенного слева, на участок опухоли "T", расположенную справа, и магнитное поле действует параллельно направлению излучения, когда фотоны, генерируемые из блока 100 генерации излучения, расположенного слева, проходят через тело пациента "В", испускаются электроны, и испускаемые электроны вместе с фотонами перемещаются к участку опухоли "Т", которая является мишенью, через область магнитного поля в направлении облучения.That is, as shown in FIG. 7, assuming that radiation comes from the
В это время, пока испускаемые электроны проходят через область магнитного поля, блок 500 управления величиной излучения может регулировать интенсивность, фазу, направление и эффективную площадь магнитного поля блока 200 генерации магнитного поля в соответствии с расчетами вычислительного блока. Соответственно, электроны, проходящие через область магнитного поля, перемещаются вместе с лучом излучения, и количество электронов, соответствующее подходящей величине излучения, доставляются к участку опухоли "T", являющейся мишенью, через пространство низкой плотности. Соответственно, соответствующую поверхностную дозу для опухоли концентрируют и излучают на поверхность участка опухоли "T".At this time, while the emitted electrons pass through the magnetic field region, the emission
Более того, поскольку интенсивность, направление, фазу и эффективную площадь магнитного поля в блоке 200 генерации магнитного поля регулирует блок 500 управления величиной излучения с использованием вычислительного блока, как показано на фиг. 7, некоторые из электронов, испускаемых под действием излучения, не отклоняются или не рассеиваются в области пустого пространства внутри органа, и максимальное количество электронов доставляется к поверхности опухоли "Т".Moreover, since the intensity, direction, phase and effective area of the magnetic field in the magnetic
Таким образом, величина излучения, доставляемого на поверхность участка опухоли "T", являющегося мишенью при лечении, усиливается за счет предотвращения расхождения излучаемых заряженных рассеянных частиц и концентрации этих рассеянных заряженных частиц, тем самым улучшая эффект лучевой терапии. Кроме того, побочные эффекты облучения могут быть уменьшены за счет уменьшения использования дополнительного излучения и повреждения окружающих здоровых тканей из-за расхождения заряженных рассеянных частиц.Thus, the amount of radiation delivered to the surface of the tumor site "T" targeted for treatment is enhanced by preventing the emitted charged scattered particles from diverging and concentrating the scattered charged particles, thereby improving the effect of radiation therapy. In addition, the side effects of radiation can be reduced by reducing the use of additional radiation and damage to surrounding healthy tissue due to the divergence of charged scattered particles.
В то же время внешняя утечка магнитного поля может вызвать неисправность устройства 10 лучевой терапии и может относиться к фактору, который мешает лечению. Соответственно, в дополнение к способу уменьшения внешней утечки магнитного поля путем синхронизации импульса магнитного поля с импульсом излучения, описанным выше, со ссылкой на фиг.8 будет описан способ уменьшения внешней утечки магнитного поля путем добавления отдельного экрана в устройство 10 лучевой терапии. Кроме того, другой пример будет подробно описан со ссылкой на фиг. 9-16 ниже.At the same time, external magnetic field leakage may cause malfunction of the
На фиг. 8A-8C приведены диаграммы для описания конфигурации блока экранирования магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 8A-8C are diagrams for describing the configuration of a magnetic field shielding unit in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Со ссылкой на фиг. 8A-8C, блок 50 экранирования магнитного поля может быть выполнен в виде ограждения головки 40 устройства 10 лучевой терапии, вместо ограждения пространства для пациента. Например, блок 50 экранирования магнитного поля может иметь форму, ограждающую нижнюю и боковые поверхности головки 40 устройства 10 лучевой терапии, наподобие "наперстка". Кроме того, экранирующий материал, составляющий блок 50 экранирования магнитного поля, может представлять собой железо или Мю-металл.With reference to FIG. 8A-8C, the magnetic
С другой стороны, в устройство 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, описанным на фиг. 9-16, могут быть естественно добавлены операции блока 700 управления синхронизацией и блока 500 управления величиной излучения, описанных на фиг. 1. On the other hand, in the
В настоящее время, при минимизации радиационного облучения здоровой ткани, устройство 10 лучевой терапии может использовать многолепестковый коллиматор (MLC) для интенсивного лечения только опухолевой ткани. Этот многолепестковый коллиматор приводят в действие с помощью двигателя, и устройство 10 лучевой терапии должно подавлять магнитное поле в двигателе до значений не выше 600 Гаусс (G).Currently, while minimizing radiation exposure to healthy tissue, the
На фиг. 9 и 10 показана конкретная конфигурация устройства 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 9 and 10 show a specific configuration of a
При этом на фиг. 9 показано, что в качестве блока 200 генерации магнитного поля используют электромагнит, а фиг. 10 показано, что в качестве блока 200 генерации магнитного поля используют постоянный магнит.Moreover, in FIG. 9 shows that an electromagnet is used as the magnetic
Далее устройство 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения будет подробно описано для каждого компонента со ссылкой на фиг. 9 и 10.Next, the
Прежде всего, блок 100 генерации излучения облучает пораженную ткань (например, участок опухоли) субъекта (например, пациента).First, the
Более подробно, как показано на фиг. 9 и 10, блок 100 генерации излучения может включать в себя электронную пушку 110, которая генерирует электронный пучок, линейный ускоритель 120, который ускоряет электронный пучок, генерируемый электронной пушкой 110, отклоняющий магнит 130, который поворачивает направление ускоренного электронного пучка, мишень 140, которая генерирует излучение, такое как рентгеновские лучи, когда электронные пучки сталкиваются друг с другом, и многолепестковый коллиматор MLC 150, который ограничивает область, на которую попадает излучение, генерируемое мишенью 140. Соответственно, устройство 10 лучевой терапии в соответствии с другим вариантом осуществления концепции изобретения может выполнять лечение путем облучения пораженной ткани пациента, такого как пациент, излучением, генерируемым блоком 100 генерации излучения.In more detail, as shown in FIG. 9 and 10, the
Однако в случае, если на траектории, по которой идет излучение, имеется чувствительный к излучению участок, то при подаче определенной величины излучения или более возникают побочные эффекты. В частности, если чувствительная к излучению здоровая ткань находится близко к опухолевой ткани, то поскольку в опухолевую ткань не может быть доставлена достаточная терапевтическая доза облучения, то терапевтический эффект неизбежно снижается. Соответственно, во время лучевой терапии излучение в достаточной степени облучает опухоль, чтобы она была уничтожена, и количество излучения необходимо контролировать, чтобы свести к минимуму повреждение здоровой ткани, окружающей опухоль.However, if there is a radiation-sensitive area along the path along which the radiation travels, then side effects occur when a certain amount of radiation or more is applied. In particular, if radiation-sensitive healthy tissue is close to tumor tissue, since a sufficient therapeutic dose of radiation cannot be delivered to the tumor tissue, the therapeutic effect is inevitably reduced. Accordingly, during radiation therapy, radiation irradiates the tumor sufficiently to destroy it, and the amount of radiation must be controlled to minimize damage to healthy tissue surrounding the tumor.
Соответственно, как показано на фиг. 9 и 10, устройство 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения может включать в себя блок 200 генерации магнитного поля, который формирует магнитное поле на пораженной ткани. Устройство 10 лучевой терапии может уменьшать дозу облучения здоровой ткани путем управления заряженными частицами (например, электронами), которые могут быть получены в пораженной ткани под действием излучения, таким образом, чтобы блок 200 генерации магнитного поля формировал магнитное поле во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, в котором проходит излучение.Accordingly, as shown in FIG. 9 and 10, the
Более подробно, как показано на фиг. 9 и 10, блок 200 генерации магнитного поля может включать в себя несколько электромагнитов (см. фиг. 9) или постоянных магнитов (см. фиг. 10), которые расположены с образованием симметричной слева направо структуры вокруг оси, вдоль которой проходит излучение.In more detail, as shown in FIG. 9 and 10, the magnetic
Однако, если в устройстве 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения используют блок 200 генерации магнитного поля, то генерируемое магнитное поле может воздействовать на блок 100 генерации излучения и тому подобное, вызывая тем самым неисправность.However, if the
Подробнее, многолепестковый коллиматор 150 блока 200 генерации магнитного поля включает в себя двигатель 151 для приведения в действие многолепесткового коллиматора в виде отверстия, в которое подают излучение. В случае двигателя 151, неисправность или невозможность работы могут быть вызваны утечкой магнитного поля наружу. В частности, если изменяется местоположение из-за неправильной работы многолепесткового устройства, то может возникнуть опасная ситуация, когда большая величина излучения попадает на здоровую ткань. Желательно поддерживать внешнее магнитное поле таким образом, чтобы внешнее магнитное поле можно было регулировать так, чтобы оно составляло 600 Гаусс или меньше, для обеспечения правильной работы двигателя 151 многолепесткового коллиматора 150.In detail, the
Более того, если в дополнение к нарушению работы двигателя 151 внешнее магнитное поле искажает траектория электронного пучка в электронной пушке 110 и линейном ускорителе 120, то может возникнуть разница в дозе излучения. Кроме того, если становится сложным наведение луча, то точное лучевое облучение и лечение могут стать сложными.Moreover, if, in addition to disrupting the operation of the
Соответственно, как показано на фиг. 9 и 10, устройство 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения включает в себя блок 300 экранирования магнитного поля, который подавляет утечку магнитного поля наружу путем размещения блока 200 генерации магнитного поля во внутренней области. Соответственно, магнитное поле, генерируемое блоком 200 генерации магнитного поля, может воздействовать на блок 100 генерации излучения для предотвращения сбоев в работе.Accordingly, as shown in FIG. 9 and 10, the
В этом случае блок 300 экранирования магнитного поля предпочтительно может быть выполнен в цилиндрической форме, изготовленной из магнитного материала, такого как железо или мю-металл. Соответственно, блок 300 экранирования магнитного поля может образовывать структуру магнитной цепи в форме петли по отношению к магнитному полю, формируемому блоком 200 генерации магнитного поля и может ослаблять магнитное поле, просачивающееся во внешнюю область.In this case, the magnetic
На фиг. 11 и 12 приведено распределение магнитного поля во внешней области устройства 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 11 and 12 show the magnetic field distribution in the outer region of the
Прежде всего, на фиг. 11 показано распределение магнитного поля во внешней области устройства 10 лучевой терапии, включающего в себя блок 200 генерации магнитного поля с использованием электромагнита.First of all, in FIG. 11 shows the magnetic field distribution in the outer region of the
При этом на фиг. 11А показано, что блок 300 экранирования магнитного поля отсутствует. Как показано на фиг. 11А, напряженность внешнего магнитного поля в двигателе 151 составляет 500 Гаусс, что удовлетворяет здоровому рабочему состоянию (600 Гаусс или менее) двигателя 151, но сложно исключить вероятность неисправности, поскольку напряженность внешнего магнитного поля близка к порогу.Moreover, in FIG. 11A shows that the magnetic
С другой стороны, на фиг. 11B показано, что имеется блок 300 экранирования магнитного поля. Как показано на фиг. 11B, можно видеть, что напряженность внешнего магнитного поля двигателя 151 составляет 70 Гаусс, что в достаточной степени удовлетворяет нормальному рабочему состоянию двигателя 151 (600 Гаусс или менее). Кроме того, можно видеть, что магнитное поле в центральной области, соответствующей пораженной ткани, также усиливается до 2320 Гаусс (2100 Гаусс на фиг. 11A).On the other hand, in FIG. 11B shows that there is a magnetic
Кроме того, на фиг. 11С показано, что вместе с блоком 300 экранирования магнитного поля также предусмотрен блок 400 фокусировки магнитного поля также предусмотрен. Как показано на фиг. 11С, магнитное поле в центральной области, соответствующей пораженной ткани, фокусируется до 2670 Гаусс за счет включения блока 400 фокусировки магнитного поля. В это время, можно видеть, что напряженность внешнего магнитного поля в двигателе 151 составляет также 200 Гаусс, что в достаточной степени удовлетворяет нормальному рабочему состоянию.In addition, in FIG. 11C shows that together with the magnetic
Кроме того, на фиг. 12 показано распределение магнитного поля во внешней области устройства 10 лучевой терапии, включающего в себя блок 200 генерации магнитного поля с использованием постоянного магнита.In addition, in FIG. 12 shows the magnetic field distribution in the outer region of the
Прежде всего, на фиг. 12А показано, что блок 300 экранирования магнитного поля отсутствует. Как показано на фиг. 12B, можно видеть, что напряженность внешнего магнитного поля двигателя 151 составляет 1000 Гаусс, что выходит за пределы нормального рабочего состояния двигателя 151 (600 Гаусс или менее), и, таким образом, вероятность неисправности очень высока.First of all, in FIG. 12A shows that the magnetic
С другой стороны, на фиг. 12B показано, что имеется блок 300 экранирования магнитного поля. Как показано на фиг. 12B, можно видеть, что напряженность внешнего магнитного поля двигателя 151 составляет 250 Гаусс, что в достаточной степени удовлетворяет нормальному рабочему состоянию двигателя 151 (600 Гаусс или менее). Кроме того, можно видеть, что магнитное поле в центральной области, соответствующей пораженной ткани, также усиливается до 2460 Гаусс (2090 Гаусс на фиг. 12A).On the other hand, in FIG. 12B shows that there is a magnetic
Кроме того, на фиг. 12С показано, что сформирована магнитная сборка Хальбаха путем расположения магнита 210 Хальбаха в блоке 200 генерации магнитного поля вместе с блоком 300 экранирования магнитного поля. Как показано на фиг. 12С, можно видеть, что напряженность внешнего магнитного поля в двигателе 151 может быть дополнительно уменьшена до 120 Гаусс, в то время как магнитное поле в центральной области, соответствующей пораженной ткани, усиливается до 2890 Гаусс путем установки магнита 210 Хальбаха в блоке 200 генерации магнитного поля для формирования магнитной сборки Хальбаха.In addition, in FIG. 12C shows that a Halbach magnetic assembly is formed by arranging the
Кроме того, на фиг. 13 приведено распределение магнитного поля во внутренней области устройства 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In addition, in FIG. 13 shows the magnetic field distribution in the internal region of the
Более подробно, на фиг. 13А показано, что блок 200 генерации магнитного поля выполнен с использованием электромагнита. На фиг. 13B показано, что блок 200 генерации магнитного поля выполнен с использованием постоянного магнита.In more detail, in Fig. 13A shows that the magnetic
Как показано на фиг. 13А, в устройстве 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения блок 200 генерации магнитного поля выполнен во внутренней области блока 300 экранирования магнитного поля для формирования магнитного поля в направлении, перпендикулярном направлению излучения, излучаемого блоком 100 генерации излучения.As shown in FIG. 13A, in the
В это же время в устройстве 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения блок 300 экранирования магнитного поля выполнен из цилиндрического магнитного материала и одновременно ослабляет магнитное поле, просачивающееся во внешнюю область, при этом сформирована структура магнитной цепи для магнитного поля, полученного от блока 200 генерации магнитного поля.At the same time, in the
Кроме того, блок 400 фокусировки магнитного поля выполнен на противоположных концах внутренней области блока 300 экранирования магнитного поля для фокусировки магнитного поля внутренней области для увеличения напряженности магнитного поля, формируемого в пораженной ткани.In addition, the magnetic
Кроме того, как показано на фиг. 13, блок 400 фокусировки магнитного поля может включать в себя внешнюю часть 410 первого внешнего диаметра, расположенную на стороне блока 200 генерации магнитного поля, и внутреннюю часть 420 второго внешнего диаметра, которая расположена внутри блока 200 генерации магнитного поля. В этом случае первый наружный диаметр может иметь большее значение, чем второй наружный диаметр. Крепежная конструкция может быть сформирована так, чтобы соответствовать форме блока 200 генерации магнитного поля.Moreover, as shown in FIG. 13, the magnetic
Кроме того, блок 200 генерации магнитного поля может включать в себя несколько электромагнитов или постоянных магнитов, которые расположены с образованием симметричной слева направо структуры вокруг оси, вдоль которой проходит излучение.In addition, the magnetic
Кроме того, как показано на фиг. 13B показано, что блок 200 генерации магнитного поля может быть выполнен с использованием постоянного магнита. В этом случае в блоке 200 генерации магнитного поля постоянный магнит может быть дополнительно размещен между множеством магнитов, расположенных для формирования симметричной слева направо структуры, чтобы сформировать структуру магнитной сборки Хальбаха.Moreover, as shown in FIG. 13B shows that the magnetic
Кроме того, в блоке 200 генерации магнитного поля такие характеристики, как напряженность магнитного поля и внешняя утечка магнитного поля, могут быть дополнительно улучшены путем дополнительного размещения постоянного магнита, направление магнитного поля которого противоположно направлению центрального магнитного поля, между множеством магнитов, предназначенных для формирования симметричной слева направо структуры.Moreover, in the magnetic
Кроме того, на фиг. 14 приведены конфигурации блока 300 экранирования магнитного поля устройства 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In addition, in FIG. 14 shows the configuration of the magnetic
Прежде всего, как показано на фиг. 14А, блок 300 экранирования магнитного поля может включать в себя два цилиндрических магнитных материала 310 и 320, расположенных слева и справа от оси, вдоль которой идет излучение (= составная экранирующая конструкция). В этом случае блок 100 генерации излучения может облучать пораженную ткань через пространство между двумя цилиндрическими магнитными материалами 310 и 320.First of all, as shown in FIG. 14A, the magnetic
Кроме того, как показано на фиг. 14B, блок 300 экранирования магнитного поля может включать в себя цилиндрический магнитный материал, имеющий первое отверстие 330, через которое может проходить излучение (= единая экранирующая конструкция). В этом случае блок 100 генерации излучения может испускать излучение на пораженную ткань через первое отверстие. При этом желательно, чтобы блок 300 экранирования магнитного поля работал совместно с блоком 100 генерации излучения таким образом, чтобы излучение можно было излучать через первое отверстие. Кроме того, желательно, чтобы блок 300 экранирования магнитного поля был снабжен вторым отверстием 340 для излучения пучка излучения для мониторинга пораженной ткани.Moreover, as shown in FIG. 14B, the magnetic
На фиг. 15 и 16 приведено распределение магнитного поля в соответствии с типом блока 300 экранирования магнитного поля устройства 10 лучевой терапии в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 15 and 16 show the magnetic field distribution in accordance with the type of the magnetic
Прежде всего, на фиг. 15А показано распределение магнитного поля, когда имеется блок 300 экранирования магнитного поля, имеющий составную экранирующую конструкцию, показанную на фиг. 14А. Как показано на фиг. 15А, можно видеть, что внешнее магнитное поле в двигателе 151 имеет высокое значение, близкое к 450 Гаусс.First of all, in FIG. 15A shows the magnetic field distribution when there is a magnetic
Более того, на фиг. 15B показано распределение магнитного поля, когда имеется блок 300 экранирования магнитного поля, имеющий единую экранирующую конструкцию, показанную на фиг. 14B. Как показано на фиг. 15B, можно видеть, что внешнее магнитное поле в двигателе 151 имеет значение, близкое к 300 Гаусс.Moreover, in FIG. 15B shows the magnetic field distribution when there is a magnetic
Кроме того, на фиг. 15C показано распределение магнитного поля, когда блок 200 генерации магнитного поля, содержащий магнит 210 Хальбаха, предусмотрен вместе с блоком 300 экранирования магнитного поля, имеющим единую экранирующую конструкцию фиг. 14B. Как показано на фиг. 15С, можно определить, что внешнее магнитное поле в двигателе 151 ограничено примерно 100 Гаусс.In addition, in FIG. 15C shows the magnetic field distribution when the magnetic
Более подробно, на фиг. 16 на графике показано распределение магнитного поля в местоположении двигателя 151 в зависимости от угла в случаях фиг. 15A-15C. Как показано на фиг. 16, можно видеть, что магнитное поле присутствует в диапазоне от примерно 0,041 Тесла (Тл) до примерно 0,045 Тл, когда выполнен блок 300 экранирования магнитного поля, имеющий составную экранирующую конструкцию (фиг. 16(А)). Можно видеть, что магнитное поле присутствует в диапазоне примерно от 0,026 Тл до 0,028 Тл, когда имеется блок 300 экранирования магнитного поля, имеющий единую экранирующую конструкцию (фиг. 16(B)).In more detail, in Fig. 16 is a graph showing the magnetic field distribution at the location of the
В частности, если имеется блок 200 генерации магнитного поля, содержащий магнит 210 Хальбаха, вместе с блоком 300 экранирования магнитного поля, имеющим единую экранирующую конструкцию (фиг. 16(C)), то магнитное поле составляет около 0,01 Т. Можно видеть, что неисправность электронной пушки 110, линейного ускорителя 120 и двигателя 151 могут быть эффективно предотвращены путем подавления внешнего магнитного поля блоком 200 генерации магнитного поля.Specifically, if there is a magnetic
Соответственно, в то время как блок 200 генерации магнитного поля формирует магнитное поле на пораженной ткани в направлении, перпендикулярном направлению излучения, устройство 10 лучевой терапии в соответствии с другим вариантом осуществления концепции изобретения может ослаблять магнитное поле, просачивающееся во внешнюю область, путем размещения блока 200 генерации магнитного поля во внутренней области блока 300 экранирования магнитного поля, тем самым эффективно подавляют неисправность, которая может возникнуть из-за утечки магнитного поля, при этом предотвращают уменьшение дозы облучения заряженными частицами, которое может возникнуть в пораженной ткани при ее облучении.Accordingly, while the magnetic
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, устройство генерации магнитного поля, работающее совместно с устройством лучевой терапии для обработки пораженной ткани пациента с использованием излучения фотонного пучка, может включать в себя блок генерации магнитного поля, который формирует магнитное поле внутри пациента, и блок управления синхронизацией, который синхронизирует импульс излучения, соответствующий излучению фотонного пучка, с импульсом магнитного поля, соответствующим магнитному полю.According to an embodiment of the inventive concept, a magnetic field generating device operating in conjunction with a radiation therapy device to treat diseased tissue of a patient using photon beam radiation may include a magnetic field generating unit that generates a magnetic field inside the patient, and a timing control unit , which synchronizes the radiation pulse corresponding to the emission of the photon beam with the magnetic field pulse corresponding to the magnetic field.
В соответствии с различными вариантами осуществления, блок управления синхронизацией может работать совместно с блоком управления величиной излучения устройства лучевой терапии. Блок управления синхронизацией может принимать период вывода излучения пучка фотонов от блока управления величиной излучения и может синхронизировать период вывода излучения пучка фотонов с периодом вывода магнитного поля.According to various embodiments, the timing control unit may operate in conjunction with the radiation amount control unit of the radiation therapy device. The synchronization control unit may receive a photon beam emission output period from the emission amount control unit and may synchronize the photon beam emission output period with the magnetic field output period.
В соответствии с различными вариантами осуществления устройство генерации магнитного поля также может включать в себя блок детектирования импульсов для детектирования излучения фотонного пучка. Блок управления синхронизацией может получать период вывода излучения фотонного пучка путем анализа обнаруженного излучения фотонного пучка.According to various embodiments, the magnetic field generating device may also include a pulse detection unit for detecting emission from the photon beam. The timing control unit can obtain the photon beam emission output period by analyzing the detected photon beam emission.
В соответствии с различными вариантами осуществления блок управления синхронизацией может устанавливать диапазон времени генерации магнитного поля таким образом, чтобы интервал генерации вторичных электронов, генерируемых вследствие облучения пучком фотонов, входила во временной диапазон генерации магнитного поля после того, как магнитное поле уже достигает целевого значения.According to various embodiments, the timing control unit can set the magnetic field generation time range so that the generation interval of secondary electrons generated due to irradiation by the photon beam falls within the magnetic field generation time range after the magnetic field has already reached the target value.
В соответствии с различными вариантами осуществления, блок управления синхронизацией может устанавливать временной диапазон генерации магнитного поля с учетом времени задержки, необходимого для того, чтобы магнитное поле достигло целевого значения.According to various embodiments, the timing control unit may set the timing range of the magnetic field generation based on the delay time required for the magnetic field to reach a target value.
В соответствии с различными вариантами осуществления, пораженная ткань, здоровая ткань и пространство низкой плотности могут находиться внутри пациента, и пространство низкой плотности примыкает к пораженной ткани и/или к здоровой ткани. Блок генерации магнитного поля может формировать магнитное поле в пространстве низкой плотности.According to various embodiments, the diseased tissue, healthy tissue, and low-density space may be located within the patient, and the low-density space is adjacent to the diseased tissue and/or healthy tissue. The magnetic field generation unit can generate a magnetic field in low-density space.
В соответствии с различными вариантами блок генерации магнитного поля может включать в себя электромагнит, постоянный магнит и комбинацию электромагнита и постоянного магнита. Блок генерации магнитного поля может вращаться вокруг пациента или может быть расположен вдоль периферии пациента неподвижно или шарнирно закреплен.In various embodiments, the magnetic field generating unit may include an electromagnet, a permanent magnet, and a combination of an electromagnet and a permanent magnet. The magnetic field generation unit may rotate around the patient or may be positioned stationary or hinged along the patient's periphery.
В соответствии с различными вариантами блок генерации магнитного поля может включать в себя совокупность электромагнитов, совокупность постоянных магнитов или комбинацию электромагнитов и постоянных магнитов, которые расположены в структуре, симметричной слева направо, относительно оси, вдоль которой проходит излучение.In various embodiments, the magnetic field generating unit may include a plurality of electromagnets, a plurality of permanent magnets, or a combination of electromagnets and permanent magnets that are arranged in a structure that is symmetrical from left to right about an axis along which radiation travels.
В соответствии с различными вариантами устройство генерации магнитного поля также может включать в себя пластинчатую раму, на которой размещается пациент и в которой расположены электромагниты, постоянные магниты или их комбинация. Пластинчатая рама может включать в себя пространство, в котором перемещаются электромагниты, постоянные магниты или их комбинация.In various embodiments, the magnetic field generating device may also include a plate frame on which the patient is placed and in which electromagnets, permanent magnets, or a combination thereof are located. The plate frame may include a space in which electromagnets, permanent magnets, or a combination thereof move.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, устройство лучевой терапии может работать совместно с устройством генерации магнитного поля по п. 1 формулы изобретения и может включать в себя блок генерации излучения, который облучает пораженную ткань пациента.According to an embodiment of the inventive concept, the radiation therapy device may be operated in conjunction with the magnetic field generation device of claim 1 and may include a radiation generation unit that irradiates the affected tissue of the patient.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, устройство генерации магнитного поля работает совместно с устройством лучевой терапии для лечения пораженной ткани пациента с использованием излучения фотонного пучка.According to an embodiment of the inventive concept, a magnetic field generating device operates in conjunction with a radiation therapy device to treat diseased tissue of a patient using photon beam radiation.
Устройство генерации магнитного поля может включать в себя блок генерации магнитного поля, который формирует магнитное поле внутри пациента.The magnetic field generating device may include a magnetic field generating unit that generates a magnetic field inside the patient.
Устройство генерации магнитного поля может включать в себя блок управления синхронизацией, который синхронизирует импульс излучения, соответствующий излучению фотонного пучка, с импульсом магнитного поля, соответствующим магнитному полю.The magnetic field generating apparatus may include a synchronization control unit that synchronizes a radiation pulse corresponding to emission of a photon beam with a magnetic field pulse corresponding to the magnetic field.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения в устройстве генерации магнитного поля блок управления синхронизацией может работать совместно с блоком управления величиной излучения устройства лучевой терапии.According to an embodiment of the inventive concept, in the magnetic field generating device, the timing control unit can operate in conjunction with the radiation amount control unit of the radiation therapy device.
Блок управления синхронизацией может принимать период вывода излучения пучка фотонов от блока управления величиной излучения и может синхронизировать период вывода излучения пучка фотонов с периодом вывода магнитного поля.The synchronization control unit may receive a photon beam emission output period from the emission amount control unit and may synchronize the photon beam emission output period with the magnetic field output period.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения устройство генерации магнитного поля также может включать в себя блок детектирования импульсов для детектирования излучения фотонного пучка.According to an embodiment of the inventive concept, the magnetic field generating device may also include a pulse detection unit for detecting emission from the photon beam.
Блок управления синхронизацией может получать период вывода излучения фотонного пучка путем анализа обнаруженного излучения фотонного пучка.The timing control unit can obtain the photon beam emission output period by analyzing the detected photon beam emission.
Блок управления синхронизацией может устанавливать диапазон времени генерации магнитного поля таким образом, чтобы интервал генерации вторичных электронов, генерируемых при облучении пучком фотонов, входил во временной диапазон генерации магнитного поля после того, как магнитное поле достигло целевого значения.The timing control unit can set the magnetic field generation time range so that the generation interval of secondary electrons generated by irradiation with the photon beam falls within the magnetic field generation time range after the magnetic field reaches a target value.
Блок управления синхронизацией может устанавливать временной диапазон генерации магнитного поля с учетом времени задержки, необходимый для того, чтобы магнитное поле достигло целевого значения.The timing control unit can set the timing range of magnetic field generation, taking into account the delay time required for the magnetic field to reach a target value.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, пораженная ткань, здоровая ткань и пространство низкой плотности могут быть внутри пациента, и пространство низкой плотности примыкает к пораженной ткани и/или к здоровой ткани.According to an embodiment of the inventive concept, the diseased tissue, healthy tissue, and low-density space may be within the patient, and the low-density space is adjacent to the diseased tissue and/or healthy tissue.
Блок генерации магнитного поля может формировать магнитное поле в пространстве низкой плотности.The magnetic field generation unit can generate a magnetic field in low-density space.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения блок генерации магнитного поля может включать в себя электромагнит, постоянный магнит и комбинацию электромагнита и постоянного магнита.According to an embodiment of the inventive concept, the magnetic field generating unit may include an electromagnet, a permanent magnet, and a combination of an electromagnet and a permanent magnet.
Блок генерации магнитного поля может вращаться вокруг пациента или может быть расположен вдоль периферии пациента неподвижно или шарнирно закреплен.The magnetic field generation unit may rotate around the patient or may be positioned stationary or hinged along the patient's periphery.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения блок генерации магнитного поля может включать в себя совокупность электромагнитов, совокупность постоянных магнитов или комбинацию электромагнитов и постоянных магнитов, которые расположены в структуре, симметричной слева направо, относительно оси, вдоль которой проходит излучение.According to an embodiment of the inventive concept, the magnetic field generation unit may include a plurality of electromagnets, a plurality of permanent magnets, or a combination of electromagnets and permanent magnets, which are arranged in a structure symmetrical from left to right with respect to an axis along which radiation travels.
В соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения устройство генерации магнитного поля также может включать в себя пластинчатую раму, на которой размещается пациент и в которой расположены электромагниты, постоянные магниты или их комбинация. Пластинчатая рама может включать в себя пространство, в котором перемещаются электромагниты, постоянные магниты или их комбинация.In accordance with an embodiment of the inventive concept, the magnetic field generating device may also include a plate frame on which the patient is placed and in which electromagnets, permanent magnets, or a combination thereof are located. The plate frame may include a space in which electromagnets, permanent magnets, or a combination thereof move.
На фиг. 17 приведен вид для описания работы устройства генерации излучения и магнитного поля, основанного на плотности досягаемости вторичных электронов на единицу площади, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 17 is a view for describing the operation of a radiation and magnetic field generation device based on the secondary electron reach density per unit area, in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Со ссылкой на фиг. 17, блок управления синхронизацией может управлять формированием излучения пучка фотонов таким образом, чтобы плотность на единицу площади вторичных электронов 17e, достигающих пациента, была меньше заданного значения.With reference to FIG. 17, the timing control unit can control generation of the photon beam so that the density per unit area of the
При этом, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения, блок генерации магнитного поля может включать в себя вставную конструкцию, которая предназначена для введения в тело и образует пространство низкой плотности.Here, in accordance with an embodiment of the inventive concept, the magnetic field generating unit may include an insert structure that is designed to be inserted into the body and forms a low-density space.
Форма этой вставной конструкции может быть предварительно задана на основе взаимного расположения области, облучаемой излучением фотонного пучка, и пораженной части.The shape of this insert structure can be preset based on the relative position of the area irradiated by the photon beam and the affected part.
То есть, когда пациента облучают излучением фотонного пучка, область, которую облучают излучением фотонного пучка, и местоположение пораженной части могут быть предварительно заданы, а затем может быть рассчитано формирование пространства низкой плотности, чтобы предотвратить повреждение здоровой ткани, позволяя меньшему количеству вторичных электронов достигать здоровой ткани вокруг пораженной части.That is, when a patient is irradiated with photon beam radiation, the area that is irradiated with photon beam radiation and the location of the affected part can be preset, and then the formation of a low-density space can be calculated to prevent damage to healthy tissue, allowing fewer secondary electrons to reach healthy tissue. tissue around the affected part.
В то же время, вставная конструкция может быть сформирована так, чтобы она соответствовала форме этого пространства низкой плотности.At the same time, the insert structure can be formed to conform to the shape of this low-density space.
Кроме того, вставная конструкция может быть выполнена в виде баллонной конструкции для реализации вышеописанной формы. Подробное описание вставной конструкции будет приведено ниже.In addition, the insert structure can be configured as a balloon structure to realize the above-described shape. A detailed description of the insert design will be given below.
В то же время, блок управления синхронизацией может управлять формированием магнитного поля таким образом, чтобы по меньшей мере часть вторичных электронов перемещалась в пространство "L" низкой плотности, отличное от здоровой ткани "N", на основе взаимосвязи между областью, облученной излучением пучка фотонов, и местоположением пораженной части "Т".At the same time, the timing control unit can control the generation of a magnetic field so that at least a portion of the secondary electrons are moved to a low density space "L" other than the healthy tissue "N" based on the relationship between the area irradiated by the photon beam radiation , and the location of the affected part of the "T".
На фиг. 17 также показано, что вторичные электроны, генерируемые таким образом, перемещаются в пространство низкой плотности, отличное от здоровой ткани "N".In fig. 17 also shows that the secondary electrons generated in this way move into a low density space other than healthy tissue "N".
Посредством этой операции блок управления синхронизацией может управлять перемещением вторичных электронов, в то время как вторичные электроны не попадают на здоровую ткань "N", прилегающую к пораженной ткани "T".Through this operation, the timing control unit can control the movement of secondary electrons while preventing the secondary electrons from reaching healthy tissue "N" adjacent to diseased tissue "T".
На фиг. 17 показан сферический субъект "B", образующий пространство "L" низкой плотности, имеющее радиус "R", в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 17 shows a spherical entity "B" defining a low density space "L" having a radius "R" in accordance with an embodiment of the inventive concept.
В то же время, в той же ситуации, что и ситуация на фиг. 17, взаимосвязь между излучением пучка фотонов, генерируемым блоком генерации излучения, и изменением траектории электронов может быть выражена уравнением 5, приведенным ниже.At the same time, in the same situation as the situation in FIG. 17, the relationship between the emission of a photon beam generated by the radiation generation unit and the change in electron path can be expressed by Equation 5 below.
Уравнение 5Equation 5
Со ссылкой на уравнение 5, "R" обозначает радиус пространства "L" низкой плотности, упомянутого выше, то есть расстояние перемещения, имеющего направление, перпендикулярное направлению движения вторичных электронов; "E" обозначает начальную кинетическую энергию вторичных электронов, генерируемых при подаче излучения от блока генерации излучения; "q" обозначает величину заряда электрона; "B" обозначает величину магнитного поля, создаваемого блоком генерации магнитного поля; а "m" обозначает массу электронов. "θ" может обозначать угол между направлением движения электронов и магнитным полем.With reference to Equation 5, "R" denotes the radius of the low-density space "L" mentioned above, that is, the distance of movement having a direction perpendicular to the direction of movement of the secondary electrons; "E" denotes the initial kinetic energy of secondary electrons generated when radiation is supplied from the radiation generating unit; "q" denotes the amount of charge on the electron; "B" denotes the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic field generation unit; and "m" denotes the mass of the electrons. "θ" can represent the angle between the direction of electron motion and the magnetic field.
Как описано выше, устройство генерации излучения может хранить идентификационную информацию для каждого пациента. Между тем, идентификационная информация может включать в себя информацию о размере пациента.As described above, the radiation generating device may store identification information for each patient. Meanwhile, the identification information may include information about the patient's size.
При этом, поскольку блок управления синхронизацией знает размер пространства "L" низкой плотности, блок управления синхронизацией на основе этого размера может генерировать вторичные электроны 17e путем приложения энергии для минимизации воздействия излучения на здоровую ткань "N", отличную от пораженной части.Here, since the timing control unit knows the size of the low density space "L", the timing control unit based on this size can generate
В этом варианте показано, что субъект "В" имеет сферическую форму, но нет никаких ограничений на форму субъекта "В".In this embodiment, the subject "B" is shown to be spherical in shape, but there is no restriction on the shape of the subject "B".
В то же время блок управления синхронизацией может получать изображение субъекта или может получать объем и площадь поверхности субъекта из предварительно заданной идентификационной информации.At the same time, the timing control unit may obtain an image of the subject, or may obtain the volume and surface area of the subject from the preset identification information.
В этом случае пространство "L" низкой плотности может быть образовано вставной конструкцией, входящей в блок генерации магнитного поля, как будет описано позже.In this case, the low density space "L" may be formed by an insert structure included in the magnetic field generation unit, as will be described later.
Вставная конструкция может быть выполнена в виде баллонной конструкции и может быть введена в тело для образования пространства "L" низкой плотности.The insert structure may be a balloon structure and may be inserted into the body to form a low density "L" space.
На фиг. 17 показано, что эта вставная конструкция образует сферическое пространство "L", имеющее радиус R, но нет никаких ограничений на форму, образованную вставной конструкцией.In fig. 17 shows that this insert structure forms a spherical space "L" having a radius R, but there is no limitation on the shape formed by the insert structure.
Блок управления синхронизацией может управлять магнитным полем вторичных электронов 17e, образующихся под воздействием излучения фотонного пучка, для изменения траектории вторичных электронов и может вычислять количество вторичных электронов 17e, которые изменили траекторию, чтобы достичь одной поверхности пространства L низкой плотности.The timing control unit may control the magnetic field of the
Соответственно, блок управления синхронизацией может вычислять плотность досягаемости на единицу площади вторичных электронов, используя размер области пространства низкой плотности и количество вторичных электронов, достигающих одной поверхности пространства низкой плотности, на основе следующего уравнения.Accordingly, the timing control unit can calculate the reach density per unit area of the secondary electrons using the size of the low-density space region and the number of secondary electrons reaching one surface of the low-density space based on the following equation.
Уравнение 6Equation 6
Со ссылкой на уравнение 6, "S" может обозначать единичную площадь 17S части пространства низкой плотности; "D" может обозначать плотность досягаемости вторичных электронов; а "C" может обозначать количество вторичных электронов, достигающих единичной площади.Referring to Equation 6, "S" may denote the unit area 17S of the low-density space portion; "D" may represent the reach density of secondary electrons; and "C" can represent the number of secondary electrons reaching a unit area.
В то же время, если в блоке управления синхронизацией плотность досягаемости здоровой ткани вторичными электронами, определенная на основе уравнения 6, описанного выше, превышает определенное значение, это может нанести вред здоровой ткани в дополнение к пораженной части, облученной излучением.At the same time, if in the timing control unit, the secondary electron reach density of healthy tissue determined based on Equation 6 above exceeds a certain value, it may harm the healthy tissue in addition to the affected part irradiated by radiation.
Блок управления синхронизацией может формировать магнитное поле таким образом, чтобы плотность вторичных электронов 17e, достигающих определенной площади, была меньше заданного значения.The timing control unit can generate a magnetic field such that the density of the
На основе этой операции блок управления синхронизацией может свести к минимуму повреждение здоровой ткани, отличной от пораженной части.Based on this operation, the timing control unit can minimize the damage to healthy tissue other than the affected part.
Блок управления синхронизацией может управлять формированием 17u излучения пучка фотонов таким образом, чтобы плотность досягаемости вторичных электронов 17e, достигающих пораженной части "T", на единицу площади не превосходила заданного значения.The timing control unit may control the generation of
Как описано выше, когда на субъект "B" воздействует излучение 17u фотонного пучка, в соответствующем месте генерируются вторичные электроны. В то же время, чтобы излучение 17u фотонного пучка достигло субъекта "B" в пораженной части, излучение 17u фотонного пучка может также достигать здоровой ткани "N", отличной от области пораженной части "T".As described above, when subject "B" is exposed to radiation from the
Здесь также могут генерироваться вторичные электроны. Вторичные электроны 17e, генерируемые не в непосредственной близости от пораженной части, непосредственно не используются для лечения пораженной части "T".Secondary electrons can also be generated here.
Однако, если излучение 17u фотонного пучка достигает субъекта "B" вокруг пораженной части "T", то могут образовываться вторичные электроны и попадать в пораженную часть "T".However, if the 17u photon beam radiation reaches subject "B" around the affected part of "T", then secondary electrons may be generated and enter the affected part of "T".
Однако, поскольку для удаления и лечения пораженной части необходимо генерировать и доставлять в пораженную часть "T" вторичные электроны, количество которых не меньше определенного количества, блок управления синхронизацией может управлять блоком генерации излучения и может управлять генерацией излучения 17u так, чтобы оказывать незначительное воздействие на здоровую ткань "N", когда излучение 17u фотонного пучка достигает субъекта в области пораженной части "T".However, since in order to remove and treat the affected part, it is necessary to generate and deliver to the affected part "T" secondary electrons, the number of which is not less than a certain amount, the timing control unit can control the radiation generation unit and can control the generation of
При этом форма субъекта "В" или траектория вторичных электронов, представленная на фиг. 17, является лишь примером для описания операции в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения. Нет никаких ограничений на форму субъекта "B", траекторию вторичных электронов 17e и форму магнитного поля, приложенного к вторичным электронам 17e.In this case, the shape of the subject "B" or the trajectory of the secondary electrons shown in FIG. 17 is only an example to describe an operation in accordance with an embodiment of the inventive concept. There are no restrictions on the shape of subject "B", the trajectory of the 17e secondary electrons, and the shape of the magnetic field applied to the 17e secondary electrons.
На фиг. 18А приведена схема, иллюстрирующая принципиальную схему, составляющую блок генерации магнитного поля, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения. На фиг. 18B приведена блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию блока генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 18A is a diagram illustrating a circuit diagram constituting a magnetic field generating unit in accordance with an embodiment of the inventive concept. In fig. 18B is a block diagram illustrating the configuration of a magnetic field generating unit in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Со ссылкой на фиг. 18A и 18B, блок генерации магнитного поля может включать в себя по меньшей мере одну катушку L, L1, L2, L3 или Ln и конденсаторный элемент C1, C2, C3 или Cn.With reference to FIG. 18A and 18B, the magnetic field generating unit may include at least one coil L, L1, L2, L3 or Ln and a capacitor element C1, C2, C3 or Cn.
Кроме того, блок генерации магнитного поля также может включать в себя переключающий элемент sw1, sw2, sw3 или swn, который подключает конденсатор C1, C2, C3 или Cn к катушке L, L1, L2, L3 или Ln или отключает от нее.In addition, the magnetic field generating unit may also include a switching element sw1, sw2, sw3 or swn that connects or disconnects capacitor C1, C2, C3 or Cn to coil L, L1, L2, L3 or Ln.
В то же время, в варианте осуществления концепции изобретения, для предотвращения большого потребления энергии, выделения тепла и риска утечки магнитного поля может быть использован электромагнит импульсного типа. Соответственно, в конфигурации, показанной на фиг. 18A и 18B, могут подавать импульсную мощность для возбуждения магнитного поля импульсного типа. At the same time, in an embodiment of the inventive concept, a pulse type electromagnet can be used to prevent large power consumption, heat generation and the risk of magnetic field leakage. Accordingly, in the configuration shown in FIG. 18A and 18B can supply pulsed power to generate a pulsed-type magnetic field.
В этом случае, под управлением блока управления синхронизацией на блок генерации магнитного поля может быть подана импульсная мощность, чтобы получить магнитное поле в состоянии, в котором тепловыделение, генерируемое блоком генерации магнитного поля, не превышает предварительно заданного значения.In this case, under the control of the synchronization control unit, pulsed power can be supplied to the magnetic field generating unit to obtain a magnetic field in a state in which the heat generation generated by the magnetic field generating unit does not exceed a predetermined value.
Блок генерации магнитного поля в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения может быть образован из электромагнита, в котором совокупность небольших катушек L, L1, L2, L3 и Ln объединены для получения короткого импульса.The magnetic field generation unit according to an embodiment of the inventive concept may be formed from an electromagnet in which a plurality of small coils L, L1, L2, L3 and Ln are combined to produce a short pulse.
Кроме того, в блоке генерации магнитного поля импульсного типа могут быть предусмотрены конденсаторы C1, C2, C3 и Cn для вывода большого тока за короткое время.In addition, capacitors C1, C2, C3 and Cn can be provided in the pulse type magnetic field generation unit to output a large current in a short time.
В то же время блок управления синхронизацией может формировать магнитное поле путем управления током, подаваемым на катушку L, L1, L2, L3 или Ln, на основе взаимного расположения между областью, облучаемой излучением фотонного пучка, и пораженной частью.At the same time, the timing control unit can generate a magnetic field by controlling the current supplied to the coil L, L1, L2, L3 or Ln based on the relative position between the area irradiated by the photon beam radiation and the affected part.
При этом блок управления синхронизацией может управлять током, подаваемым на катушки L, L1, L2, L3 и Ln, управляя переключающими элементами sw1, sw2, sw3 и swn и подаваемой мощностью P.In this case, the timing control unit can control the current supplied to the coils L, L1, L2, L3 and Ln, controlling the switching elements sw1, sw2, sw3 and swn and the supplied power P.
С другой стороны, если блок генерации магнитного поля выполнен в виде катетера, описанные выше катушки L, L1, L2, L3 и Ln могут быть в области, подлежащей введению в тело, и подробное описание, относящееся к этому, будет приведено позже.On the other hand, if the magnetic field generating unit is configured as a catheter, the above-described coils L, L1, L2, L3 and Ln may be in the area to be inserted into the body, and detailed descriptions regarding this will be given later.
В то же время принципиальная схема и блок-схема блока генерации магнитного поля, показанные на фиг. 18A и 18B, являются лишь одним вариантом осуществления концепции изобретения. Если модуль включает в себя катушки L, L1, L2, L3 и Ln, переключатели sw1, sw2, sw3 и swn и конденсаторы C1, C2, C3 и Cn, то нет никаких ограничений на конфигурацию блока генерации магнитного поля.At the same time, the circuit diagram and block diagram of the magnetic field generation unit shown in FIG. 18A and 18B are just one embodiment of the inventive concept. If the module includes coils L, L1, L2, L3 and Ln, switches sw1, sw2, sw3 and swn and capacitors C1, C2, C3 and Cn, then there is no restriction on the configuration of the magnetic field generating unit.
На фиг. 19A и 19B приведены виды для описания формы, в которой выполнена катушка во вставной конструкции в виде баллона.In fig. 19A and 19B are views to describe the shape in which the coil in the balloon insert structure is formed.
На фиг. 19А приведен вид, показывающий форму боковой поверхности вставной конструкции 19CA, вставленной в корпус. На фиг. 19B приведен вид, показывающий форму передней поверхности вставной конструкции 19CA, вставленной в корпус.In fig. 19A is a view showing the side surface shape of the insert structure 19CA inserted into the body. In fig. 19B is a view showing the shape of the front surface of the insert structure 19CA inserted into the housing.
В то же время блок генерации магнитного поля может включать в себя первую область, соответствующую вставной конструкции, предназначенной для введения в тело, и вторую область, выполненную в виде других областей.At the same time, the magnetic field generation unit may include a first region corresponding to an insertion structure intended to be inserted into a body, and a second region configured as other regions.
При этом, как описано выше, катушка 19I, составляющая блок генерации магнитного поля, может быть расположена в первой области на вставной конструкции, как показано на фиг. 19A и 19B.Here, as described above, the
Подробнее, катушка 19I может быть расположена в первой области отдельной вставной конструкции в виде баллона. Хотя на чертеже это не показано, конденсаторы и переключатели, составляющие блок генерации магнитного поля, могут быть расположены в области (т.е. во второй области), отличной от первой области.In detail, the
Далее будет подробно описано изменение траектории вторичных электронов и генерация магнитного поля, если блок генерации магнитного поля выполнен во вставной конструкции в виде баллона.Next, the change in the trajectory of secondary electrons and the generation of a magnetic field will be described in detail if the magnetic field generation unit is made in a plug-in structure in the form of a balloon.
На фиг. 20A и 20B приведены диаграммы для описания взаимодействия между вторичными электронами и магнитным полем во вставной конструкции в виде баллона.In fig. 20A and 20B are diagrams to describe the interaction between secondary electrons and a magnetic field in a balloon insert structure.
Со ссылкой на фиг. 20A и 20B, для субъекта предусмотрена вставная конструкция 20CA, и вставная конструкция 20CA выполнена в виде баллона для формирования пространства низкой плотности в субъекте.With reference to FIG. 20A and 20B, an insert structure 20CA is provided for a subject, and the insert structure 20CA is configured as a balloon for forming a low-density space in the subject.
Когда ток подают на катушку 20I, может формироваться магнитное поле 20B.When current is supplied to the coil 20I, a
На фиг. 20B, направление магнитного поля 20B может быть сформировано спереди назад.In fig. 20B, the direction of the
В то же время блок управления синхронизацией может управлять формированием магнитного поля таким образом, чтобы угол между магнитной силовой линией, соответствующей магнитному полю 20B, и направлением излучения фотонного пучка превышал заданный угол.At the same time, the timing control unit can control the generation of a magnetic field so that the angle between the magnetic field line corresponding to the
Если угол между направлением магнитного поля и направлением тока, формируемого вторичными электронами 20E, составляет по существу прямой угол, электромагнитная сила, приложенная к вторичным электронам 20E, может быть максимальной.If the angle between the direction of the magnetic field and the direction of the current generated by the
Соответственно, блок управления синхронизацией может изменять местоположение катушки, входящей в блок генерации магнитного поля, или местоположение пациента таким образом, чтобы угол между магнитной силовой линией, соответствующей магнитному полю 20B, и направлением излучения фотонного пучка был прямым.Accordingly, the timing control unit can change the location of the coil included in the magnetic field generating unit or the location of the patient so that the angle between the magnetic field line corresponding to the
С другой стороны, как показано на фиг. 20A, вторичные электроны 20E могут отклоняться от направления движения под воздействием магнитного поля.On the other hand, as shown in FIG. 20A, the
При этом вторичные электроны 20E достигают здоровой ткани пациента, например, ткани слизистой оболочки, тем самым предотвращается повреждение ткани.In this case, secondary 20E electrons reach healthy tissue of the patient, for example, mucosal tissue, thereby preventing tissue damage.
С другой стороны, излучение пучка фотонов, генерируемое блоком генерации магнитного поля, достигает здоровой ткани, и, таким образом, вторичные электроны 20E могут быть получены в соответствующем месте. Вторичные электроны 20E могут достигать пораженной части, и, таким образом, может быть выполнено лечение.On the other hand, the photon beam emission generated by the magnetic field generation unit reaches the healthy tissue, and thus the
В этом случае вторичные электроны 20E, генерируемые в области другого субъекта, могут быть отклонены магнитным полем 20B и, таким образом, могут не достигать здоровой ткани поблизости пораженной части. Соответственно, можно защитить здоровую ткань.In this case,
На фиг. 21 приведен вид, показывающий, что направляющий блок предусмотрен в отдельном устройстве в виде баллона в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 21 is a view showing that the guide block is provided in a separate balloon device in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Со ссылкой на фиг. 21, если вставная конструкция выполнена в виде катетера, то вставная конструкция оснащена направляющим блоком 21G, который внутри катетера его поддерживает. На фиг. 21 показано, что излучение фотонного пучка достигает направляющего блока 21G для генерации вторичных электронов 21E.With reference to FIG. 21, if the insertion structure is made in the form of a catheter, then the insertion structure is equipped with a
Поскольку вторичные электроны 21E, генерируемые направляющим блоком 21G, имеют небольшое расстояние для отклонения от траектории, то в отличие от иллюстрации на фиг. 20A, некоторые из вторичных электронов 21E могут достигать здоровой ткани.Since the secondary electrons 21E generated by the
В отличие от иллюстрации на фиг. 20А, поскольку вторичные электроны частично достигают здоровой ткани "N", повреждение здоровой ткани может быть выше по сравнению с фиг. 20А.Unlike the illustration in FIG. 20A, since the secondary electrons partially reach the healthy tissue "N", the damage to the healthy tissue may be higher compared with FIG. 20A.
Другими словами, в случае фиг. 21 вторичные электроны могут вновь генерироваться в направляющем блоке. Вторичные электроны, генерируемые в этом месте, могут достигать здоровой ткани "N" и могут повредить здоровую ткань. Однако даже при этом количество вторичных электронов, достигающих опухоли "T", остается тем же самым.In other words, in the case of FIG. 21 secondary electrons can be generated again in the guide block. Secondary electrons generated at this site can reach healthy tissue "N" and can damage healthy tissue. However, even so, the number of secondary electrons reaching the tumor "T" remains the same.
Соответственно, для пользователя может быть предпочтительным использовать катетер 21CA, в котором отсутствует направляющий блок 21G, чтобы предотвратить повреждение здоровой ткани "N".Accordingly, it may be preferable for the user to use a catheter 21CA that does not have a
В то же время конфигурация вставной конструкции, описанная со ссылкой на фиг. 20A, 20B и 21, является только одним вариантом осуществления концепции изобретения, и нет никаких ограничений на форму вставной конструкции и конфигурацию катетера. At the same time, the configuration of the insert structure described with reference to FIG. 20A, 20B and 21 is only one embodiment of the inventive concept, and there are no restrictions on the shape of the insert structure and the configuration of the catheter.
На фиг. 22A и 22B приведены диаграммы для описания взаимодействия между блоком генерации магнитного поля, выполненным в устройстве генерации магнитного поля, и катушкой 200-1, выполненной во вставной конструкции в форме баллона, в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 22A and 22B are diagrams for describing the interaction between a magnetic field generation unit configured in the magnetic field generation apparatus and a coil 200-1 configured in a balloon-shaped insert structure in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Со ссылкой на фиг. 22A и 22B, для формирования магнитного поля блок 200-2 генерации магнитного поля может быть в устройстве 200-2 генерации магнитного поля в дополнении к катетеру.With reference to FIG. 22A and 22B, for generating the magnetic field, the magnetic field generating unit 200-2 may be in the magnetic field generating device 200-2 in addition to the catheter.
То есть, блок управления синхронизацией может формировать магнитное поле путем подачи тока на катушку 200-1, содержащуюся в самой вставной конструкции, или может отклонять траекторию вторичных электронов из пациента, используя магнитное поле, генерируемое устройством 200-2 генерации магнитного поля.That is, the timing control unit can generate a magnetic field by applying current to the coil 200-1 contained in the insert structure itself, or can deflect the path of secondary electrons from the patient using the magnetic field generated by the magnetic field generation device 200-2.
Катушка 200-1, содержащаяся во вставной конструкции 22CA, выполнена в виде электромагнита для формирования магнитного поля. Постоянный магнит 200-2, содержащийся в устройстве для создания магнитного поля, формирует магнитное поле. На фиг. 22A и 22B показана конфигурация, способная управлять траекторией вторичных электронов пациента.The coil 200-1 contained in the plug-in structure 22CA is configured as an electromagnet for generating a magnetic field. The permanent magnet 200-2 contained in the magnetic field generating device generates a magnetic field. In fig. 22A and 22B illustrate a configuration capable of controlling the path of a patient's secondary electrons.
Как показано на фиг. 22А, магнитное поле, формируемое магнитом 200-2 устройства генерации магнитного поля, может быть сформировано в том же направлении, что и магнитное поле, формируемое катушкой 200-1, расположенной во вставной конструкции. Соответственно, магнитное поле, генерируемое катушкой 200-1, может перекрывать магнитное поле, генерируемое магнитом 200-2 устройства генерации магнитного поля, и, таким образом, траектория вторичных электронов может быть изменена.As shown in FIG. 22A, the magnetic field generated by the magnet 200-2 of the magnetic field generation device can be generated in the same direction as the magnetic field generated by the coil 200-1 located in the insert structure. Accordingly, the magnetic field generated by the coil 200-1 can overlap the magnetic field generated by the magnet 200-2 of the magnetic field generation device, and thus the path of the secondary electrons can be changed.
На фиг. 23A и 23B приведены виды, показывающие, что блок генерации магнитного поля, выполненный в устройстве генерации магнитного поля, образован набором 200N и 200S катушек в соответствии с вариантом осуществления концепции изобретения.In fig. 23A and 23B are views showing that a magnetic field generating unit configured in the magnetic field generating device is formed by a coil set 200N and 200S in accordance with an embodiment of the inventive concept.
Магнит, расположенный в устройстве генерации магнитного поля, может быть выполнен в виде постоянного магнита, как показано на фиг.22A и 22B. Однако, как показано на фиг. 23A и 23B, магнит, расположенный в устройстве генерации магнитного поля, может быть выполнен в виде электромагнита, образованного катушками 200N и 200S. В этом случае блок управления синхронизацией может формировать магнитное поле путем подачи тока на устройство генерации магнитного поля отдельно от подачи тока на катушку, содержащуюся во вставной конструкции.The magnet located in the magnetic field generating device may be configured as a permanent magnet, as shown in FIGS. 22A and 22B. However, as shown in FIG. 23A and 23B, a magnet located in the magnetic field generating device may be configured as an electromagnet formed by
Как показано на фиг. 23A и 23B, если электромагнит образован с использованием набора катушек, набор 200N катушек может образовывать северный полюс магнита, а набор 200S других катушек может образовывать южный полюс магнита.As shown in FIG. 23A and 23B, if an electromagnet is formed using a set of coils, the set of
В то же время конфигурация блока генерации магнитного поля, описанная со ссылкой на фиг. 22A, 22B, 23A и 23B является только одним вариантом осуществления концепции изобретения. Нет никаких ограничений на физическую форму и работу магнита, составляющего блок генерации магнитного поля.At the same time, the configuration of the magnetic field generating unit described with reference to FIG. 22A, 22B, 23A and 23B is only one embodiment of the inventive concept. There are no restrictions on the physical form and operation of the magnet that makes up the magnetic field generation unit.
На фиг. 24 показана блок-схема в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In fig. 24 is a block diagram in accordance with an embodiment of the invention.
Со ссылкой на фиг. 24, можно облучать пациента излучением пучка фотонов с использованием блока генерации излучения устройства генерации излучения (S2401).With reference to FIG. 24, it is possible to irradiate a patient with radiation from a photon beam using the radiation generation unit of the radiation generation device (S2401).
Кроме того, возможно индуцировать генерацию вторичных электронов в области пациента, облучаемой излучением пучка фотонов с помощью блока генерации излучения устройства генерации излучения (S2402).In addition, it is possible to induce generation of secondary electrons in the patient area irradiated by the photon beam radiation using the radiation generation unit of the radiation generation device (S2402).
Кроме того, можно формировать магнитное поле в области, где возникают вторичные электроны, посредством блока генерации магнитного поля устройства генерации излучения (S2403).In addition, it is possible to generate a magnetic field in the region where secondary electrons are generated by the magnetic field generation unit of the radiation generation device (S2403).
В то же время, при формировании магнитного поля магнитное поле может быть сформировано таким образом, чтобы по меньшей мере некоторые из вторичных электронов перемещались, избегая при этом пораженной ткани, на основе взаимосвязи между областью, облучаемой излучением пучка фотонов, и местоположением пораженной части.At the same time, when generating a magnetic field, the magnetic field can be formed so that at least some of the secondary electrons move while avoiding the affected tissue based on the relationship between the area irradiated by the photon beam radiation and the location of the affected part.
Хотя вариант осуществления концепции изобретения описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, специалистам в области техники, к которой относится концепция изобретения, будет понятно, что концепция изобретения может быть реализована в других подробных формах без изменения объема и сущности или существенных характеристик концепции изобретения. Следовательно, варианты осуществления, описанные выше, приведены в качестве примера во всех аспектах, и их не нужно толковать как ограничительные.While an embodiment of the inventive concept has been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the inventive concept pertains will appreciate that the inventive concept may be embodied in other detailed forms without changing the scope and spirit or essential characteristics of the inventive concept. Accordingly, the embodiments described above are provided by way of example in all respects and should not be construed as limiting.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2020-0050313 | 2020-04-24 | ||
KR10-2021-0052174 | 2021-04-22 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2023128283A Division RU2825529C2 (en) | 2020-04-24 | 2021-04-23 | Radiation therapy device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807304C1 true RU2807304C1 (en) | 2023-11-13 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2190433C2 (en) * | 2000-09-04 | 2002-10-10 | Хамаев Валентин Александрович | Microelectronic device for applying physiotherapeutic treatment of internal cavities in human body |
RU2209643C2 (en) * | 2001-01-29 | 2003-08-10 | Тултаев Антон Васильевич | Method for radiation therapy |
US20150094517A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Iom Beam Applications S.A. | Charged hadron beam delivery |
US20160175616A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-23 | The Asan Foundation | Mucosal dose control radiotherapy apparatus using magnetic fields |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2190433C2 (en) * | 2000-09-04 | 2002-10-10 | Хамаев Валентин Александрович | Microelectronic device for applying physiotherapeutic treatment of internal cavities in human body |
RU2209643C2 (en) * | 2001-01-29 | 2003-08-10 | Тултаев Антон Васильевич | Method for radiation therapy |
US20150094517A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Iom Beam Applications S.A. | Charged hadron beam delivery |
US20160175616A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-23 | The Asan Foundation | Mucosal dose control radiotherapy apparatus using magnetic fields |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101803346B1 (en) | Tumor surface dose enhancing radiotherapy apparatus using magnetic field | |
US8878464B2 (en) | Laser accelerator driven particle brachytherapy devices, systems, and methods | |
EP2823501B1 (en) | Pluridirectional very high electron energy radiation therapy systems | |
KR101689130B1 (en) | Mucosal dose control photon beam radiotherapy apparatus using magnetic fields | |
US8045679B2 (en) | Charged particle cancer therapy X-ray method and apparatus | |
JP5497750B2 (en) | X-ray method and apparatus used in combination with a charged particle cancer treatment system | |
US8427148B2 (en) | System for combining magnetic resonance imaging with particle-based radiation systems for image guided radiation therapy | |
US20100006106A1 (en) | Semi-vertical positioning method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system | |
US8625739B2 (en) | Charged particle cancer therapy x-ray method and apparatus | |
US20110184221A1 (en) | Elongated lifetime x-ray method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system | |
KR102587860B1 (en) | Magnetic field generating apparatus and control method thereof | |
KR102158861B1 (en) | Magnetic field generating apparatus and dose control radiotherapy apparatus including the same | |
KR20220145522A (en) | Magnetic field generating apparatus and control method thereof | |
RU2807304C1 (en) | Device for generating magnetic field and method for control | |
RU2825529C2 (en) | Radiation therapy device | |
AU2021259040B2 (en) | Device for generating magnetic field and method for controlling same | |
KR102411368B1 (en) | Magnetic field generating apparatus and control method thereof | |
KR20230105147A (en) | Electron pencil beam-based magnetic modulated electron therapy device and system | |
Kutsaev et al. | Novel technologies for Linac-based radiotherapy | |
US20240355498A1 (en) | Electron pencil beam-based magnetic adjustment electron ray treatment apparatus and system | |
US20130281999A1 (en) | Method of performing microbeam radiosurgery | |
Kalinić et al. | LINEAR ACCELERATORS IN TELERADIOTHERAPY | |
WO2023238121A1 (en) | Installation of proton therapy equipment in existing radiotherapy treatment vaults | |
WO2021203196A1 (en) | 70 mev to 150 mev cyclotron dedicated for medical treatment including a robotic chair/table |