相關(guān)申請

本申請要求2010年2月24日申請的名稱為“分體式磁共振成像系統(tǒng)(Split MRI System)”的美國臨時申請61/307，665號的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用被結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，特別是包含有分體式主磁體的磁共振成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

磁共振成像(MRI)或核磁共振成像(NMRI)是基本的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，最常用于放射學(xué)來顯像身體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與機能。例如，E.MARK HAACKE等人著寫的“磁共振成像：物理原理和序列設(shè)計(MAGNETIC RESONANCE IMAGING:PHYSICAL PRINCIPLES AND SEQUENCE DESIGN)(Wiley-Liss 1999)”中描述了MRI，其內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

當(dāng)今存在著多種MRI系統(tǒng)，并且有著廣泛的應(yīng)用。然而這些系統(tǒng)都包含大型部件，使得它們難以移動和安裝，特別是在現(xiàn)有的空間中，其中出入口例如可用的門和門廳提供了有限的可操作性。。

因此可以理解，存在有利條件來改進MRI系統(tǒng)，以便使這些系統(tǒng)更易于移動和安裝，而不會損害MRI系統(tǒng)功能的質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請公開的是一種具有分體式磁共振成像構(gòu)造的磁共振成像系統(tǒng)，與現(xiàn)有分體式磁共振成像系統(tǒng)相比，其可更容易地被重新定位和安裝。所公開的磁共振成像系統(tǒng)被優(yōu)化構(gòu)造，以致其可被分拆、移動，然后安裝到現(xiàn)有設(shè)備和屏蔽拱頂之中。

本發(fā)明公開的內(nèi)容包括一種磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，其包括由磁共振成像磁間隙分隔的第一磁共振成像磁體殼和第二磁共振成像磁體殼，具有布置在第一磁共振成像磁體殼內(nèi)的第一主磁共振成像磁體和布置在第二磁共振成像磁體殼內(nèi)的第二主磁共振成像磁體。多個支持組件和/或它們的支持子組件連接至第一和第二磁共振成像磁體殼。多個支持組件和/或子組件中的至少一個可拆卸地連接至第一和第二磁共振成像磁體殼的至少一個。

在一些具體實施例中，多個支持組件中的至少一個可拆卸地連接至第一和第二磁共振成像磁體殼兩者上。

在一些具體實施例中，多個支持組件中的至少一個包括連接至第一磁共振成像磁體殼的第一支持子組件，以及連接于第二磁共振成像磁體殼的第二支持子組件。在這些具體實施例中，支持組件還包括中央支持連接器，其可拆卸地連接至第一和第二支持子組件上。而且在這些實施例中，當(dāng)?shù)谝恢С肿咏M件連接至第一磁共振成像磁體殼時，第一支持子組件從第一磁共振成像磁體殼的外表面徑向延伸，以及當(dāng)?shù)诙С肿咏M件連接至第二磁共振成像磁體殼時，第二支持子組件從第二磁共振成像磁體殼的外表面徑向延伸。

在一些具體實施例中，磁共振成像系統(tǒng)還包括位于磁共振成像磁間隙中的臺架。臺架可支撐放射治療裝置或其它干預(yù)治療裝置。

在一些具體實施例中，磁共振成像系統(tǒng)還包括冷卻系統(tǒng)，其包括用于傳送冷卻劑的流體導(dǎo)管，冷卻劑用于冷卻第一和第二主磁共振成像磁體。流體導(dǎo)管經(jīng)由可拆卸地連接的支持組件中的至少一個，從第一磁共振成像磁體殼內(nèi)延伸至第二磁共振成像磁體殼內(nèi)。

在一些具體實施例中，磁共振成像系統(tǒng)還包括供電系統(tǒng)，其包括用于向第一和第二主磁共振成像磁體提供電能的電纜。電纜經(jīng)由可拆卸地連接的支持組件中的至少一個，從第一磁共振成像磁體殼內(nèi)延伸至第二磁共振成像磁體殼內(nèi)。

第一和第二磁共振成像磁體殼基本上為圓筒形，以便在磁共振成像系統(tǒng)中容納治療床，用于支撐患者經(jīng)受磁共振成像造像和/或其它涉及磁共振成像系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)治療。

附圖說明

本發(fā)明的各特征、內(nèi)容和具體實施例將結(jié)合附圖進行描述，其中：

圖1A-1C所示的是分體式磁體MRI系統(tǒng)的第一實施例的透視圖；

圖2A-2C所示的是分體式磁體MRI系統(tǒng)的第二實施例的透視圖；以及

圖3所示的是本申請公開的分體式磁體MRI系統(tǒng)的簡化框圖。

具體實施方式

圖1A至1C示出了分體式磁體MRI系統(tǒng)100的透視圖。圖1A示出了MRI系統(tǒng)100的完全組裝圖，圖1B示出了MRI系統(tǒng)100的部分分解圖，以及圖1C示出了MRI系統(tǒng)100的進一步的分解圖。

MRI系統(tǒng)100具有分體式MRI構(gòu)造，與現(xiàn)有的MRI系統(tǒng)相比，其可更容易地被重新定位和安裝。所公開的MRI系統(tǒng)100被優(yōu)化構(gòu)造，使得其可被分拆、移動，然后安裝到現(xiàn)有設(shè)備和屏蔽拱頂之中。MRI系統(tǒng)100包括第一和第二圓筒形的主MRI磁體殼102a和102b，各自地用于容納相應(yīng)的圓筒形的超導(dǎo)MRI主磁體101a和101b(如圖3所示)。MRI主磁體101a和101b可被操控，以在視場(FOV)中產(chǎn)生均勻磁場用來成像，其通常以兩個磁體殼102a和102b之間的間隙104為中心，用來對位于治療床103上的患者成像。

MRI主磁體殼102a和102b通過支持組件105a-105c被支撐并互相連接。按照各個實施例，支持組件105a-105c機械地、熱力地和/或電氣地連接MRI主磁體101a和101b，用來改進MRI主磁體101a和101b的性能，并承受主磁體102a和102b之間的作用力。

支持組件105a-105c包括從磁體殼102a和102b中徑向向外延伸的支持子組件106a-106f，以及連接相應(yīng)的支持子組件106a-106f對組的支持連接器108a-108c。更具體地說，支持組件105a包括由支持連接器108a連接的支持子組件106a和106b；支持組件105b包括由支持連接器108b連接的支持子組件106c和106d；以及支持組件105c包括由支持連接器108c連接的支持子組件106e和106f。

最佳地如圖1B和1C所示，支持組件105a和105b的支持子組件106a-106d是可從磁體殼102a和102b上拆卸下來的，而支持子組件106e和106f則是永久地連接于磁體殼102a和102b上。但是，所有三個支持連接器108a-108c都是可從相應(yīng)的支持子組件106a-106f上拆卸的。

支持子組件106a-106d使用已知的可拆卸的連接裝置可拆卸地連接到磁體殼102a和102b上，可拆卸的連接裝置例如為已知的連接硬件，比如包括螺釘和/或螺母和螺栓。相反，支持子組件106e和106f則各自永久地連接于磁體殼102a和10b上。例如，支持子組件106e和106f可被焊接在相應(yīng)的磁體殼102a和102b上，或者利用膠粘劑或其它永久性粘貼裝置粘貼在其上。

支持連接器108a-108c使用已知的可拆卸的連接裝置可拆卸地連接到相應(yīng)的支持子組件106a-106f對組上，可拆卸的連接裝置例如為已知的連接硬件，比如包括螺釘和/或螺母和螺栓。

盡管圖示的實施例包括三個支持組件105，其中兩個包括可拆卸的支持子組件106對組，這僅僅是多個可能的實施例中的一個。替換的實施例可包括n個支持組件105，其中n可以是任何大于或等于2的整數(shù)，并且其中從2至n的任意數(shù)量的支持組件105可包括至少一個可拆卸的支持子組件106。換言之，替換的實施例可包括任意數(shù)量的支持組件105，其中一些或所有支持組件105可包括至少一個可拆卸的支持子組件106。

至于是否構(gòu)建可拆卸地連接于外殼102或永久地連接于外殼102的支持子組件106，可根據(jù)在以下因素如便攜性和易于安裝中獲得平衡來確定。通過使得支持子組件106可拆卸，MRI系統(tǒng)100可被分解成為比完全組裝好的MRI系統(tǒng)100更便于攜帶的部件。另一方面，可拆卸的組件可在總裝中需要的步驟中添加，因此期望永久地連接至少一些支持子組件，例如支持子組件106e和106f，同時使得其余支持子組件106a-106d是可拆卸的，以便改善便攜性。

例如，拆除橫向延伸的支持子組件106a和106c，允許MRI外殼102a和其余向上延伸的支持子組件106e能被更容易地移動穿過現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的門廳和門口。

再參看圖2A-2C，可替換的MRI系統(tǒng)被圖示為MRI系統(tǒng)200。MRI系統(tǒng)200包括類似于結(jié)合MRI系統(tǒng)100描述的那些元件，因此同樣的元件保持有同樣的元件附圖標(biāo)記。

MRI系統(tǒng)200還包括位于間隙104處的臺架202。臺架202可用于支撐放射治療裝置204。MRI系統(tǒng)200可包括這樣的系統(tǒng)，例如能夠定位所研究的機體結(jié)構(gòu)、造像顯影輻射處理平面圖以及在輻射處理期間成像，以便校正患者移動的治療應(yīng)用。例如，MRI系統(tǒng)200可包括如Co⁶⁰輻射源或線性電子加速器(LINAC)這樣的輻射源，由臺架202支撐，臺架202比如公開在Dempsey的美國專利申請公開號2005/0197564中，名稱為“用于實現(xiàn)適形放射治療而同時對軟組織成像的系統(tǒng)(System for Delivering Conformal Radiation Therapy While Simultaneously Imaging Soft Tissue)”，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此，和/或比如公開在Shvartsman等人的美國專利申請公開號2011/0012593中，名稱為“用于線性加速器和MRI裝置互相屏蔽的方法及設(shè)備(Method and Apparatus for Shielding a Linear Accelerator and a Magnetic Resonance Imaging Device From Each Other)”，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

因此在一些實施例中，臺架202可被用來支撐MRI主磁體對組之間的間隙中的放射治療裝置204。位于間隙中的放射治療裝置204可以將放射束傳遞至成像FOV內(nèi)的放射治療等中心點，而沒有MRI磁體的顯著衰減。支持組件105a-105c可以圍繞放射治療單元的外側(cè)延伸，使之清晰以便不干擾或妨礙放射治療射束。

MRI系統(tǒng)的臺架202、MRI主磁體外殼102a和102b和支持組件105a-105c可以構(gòu)造成能夠被分解，以便易于安裝到設(shè)計用于放射治療的已有的線性加速器或鈷線療法拱頂。在一些實施例中，結(jié)合圖1A-1C，如上所述，某些或全部支持組件，或者其部件可以被拆御。例如，可以有n個支持組件，其中n可以是大于或等于2的整數(shù)。

支持組件可以有冷連接或者室溫隔離支撐件，具有至低溫恒溫器的軸懸吊帶206。低溫恒溫器的直徑可以稍微大點，以便包容這一懸吊件。

放射治療裝置204的輻射源例如可以是來自加速器，例如LINAC，或者來自鈷-60(60Co)這樣的放射源。放射線可以以均勻射束的形式發(fā)送，或者調(diào)制形成方案需要的放射線。這包括引導(dǎo)射束、過濾射束、打開和關(guān)閉射束，以及利用準(zhǔn)直器整形射束。成像可以在放射線發(fā)送的同時進行，從而允許打開和關(guān)閉射束來防止移動過程中發(fā)送，移動過程中發(fā)送將損害發(fā)送的質(zhì)量，并且記錄用于患者的機體的輻射劑量的測量容量。

期望將放射線引導(dǎo)至患者，而不會干擾不均勻的放射線衰減結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如為位于放射源和患者之間的磁體或梯度線圈。具有中央間隙的現(xiàn)有MRI單元沒有包含輻射治療裝置，并且它們的半塊磁體之間的支撐件接近成像量。本發(fā)明公開的MRI系統(tǒng)的一個有利特征就是超導(dǎo)MRI磁體具有中央間隙104，以允許輻射治療。已經(jīng)提出讓放射束穿過磁體，但是這與從放射源到患者這樣的毫無阻礙的路徑相比，是更不期望的。

參見圖3，所公開的MRI系統(tǒng)100和200可以配置成各種實施例，其中各導(dǎo)管按一定路線通過一個或多個支持組件105。如圖3所示，例如，可拆御的支持組件105a可用于容納在第一和第二MRI磁體殼102a和102b之間延伸的電纜和/或流體導(dǎo)管。各電纜和/或流體導(dǎo)管可以額外地和/或可選地按一定路線通過支持組件105b和/或105c。應(yīng)該注意到，雖然圖3示出的是MRI系統(tǒng)200，但是圖3的描述可以同等地應(yīng)用于MRI系統(tǒng)100。

在一些實施例中，MRI系統(tǒng)200可包含冷卻系統(tǒng)302，該冷卻系統(tǒng)302例如包含低溫恒溫器。冷卻系統(tǒng)302可包括輸送冷卻劑的流體導(dǎo)管304，用于冷卻主MRI磁體101a和101b。流體導(dǎo)管304可包括一組連接器306，其可包括各種已知的流體導(dǎo)管連接器中的任何一種，位于處在或接近支持組件105a的分解點上的各個位置上。這允許流體導(dǎo)管304在支持組件105a的拆除和分解的過程中斷開，然后在重新組裝支持組件105a并且重新連接支持組件105a和主MRI磁體殼102a和102b的過程中再連接。

MRI系統(tǒng)200還包括供電/控制系統(tǒng)310，其可以包含各種電子和/或控制系統(tǒng)，例如控制主MRI磁體101a和101b在斜升(ramp up)和斜降(ramp down)期間對其供電，和/或?qū)χ鱉RI磁體101a和101b發(fā)送各種其它操作控制信號。供電系統(tǒng)310包括電纜314，其輸送電信號和/或各種控制信號，來給主MRI磁體101a和101b供電和/或控制其操作。電纜314可以包括一組連接器316，其可以為各種已知的電氣連接件中的任何一種，位于處在或接近支持組件105a的分解點的各個位置上。這允許流體導(dǎo)管314在支持組件105a的拆除和分解的過程中斷開，然后在重新組裝支持組件105a并且重新連接支持組件105a和主MRI磁體殼102a和102b的過程中再連接。

在一些實施例中，供電/控制系統(tǒng)310可包括單個電源，其可以被操控來對主MRI磁體101a和101b兩者提供電能。例如，供電/控制系統(tǒng)310可包括單個電源，其可以被操控來對主MRI磁體101a和101b的斜升和斜降操作過程中提供電能。

在現(xiàn)有系統(tǒng)中，每個MRI磁體接收來自相應(yīng)的電源的電能。在電能上升期間，大多數(shù)情況優(yōu)選以同時進行的方式對每一MRI磁體電能斜升。然而，在MRI系統(tǒng)的主磁場中的不均勻性是由于至各個主MRI磁體的電流的差引起的。理想地，在MRI磁體中電流應(yīng)該是相同的，或者非常接近相同，所以利用能夠產(chǎn)生磁場來修正在主磁場中的不均勻性的勻磁(shim)線圈進行勻磁。

相反，由于本發(fā)明的MRI系統(tǒng)從單個電源310向MRI磁體101a和101b兩者提供電能，至兩個MRI磁體101a和101b的電流中的差異大大減少，從而與現(xiàn)有的分別給每個MRI磁體供電的MRI系統(tǒng)比起來，減少了MRI系統(tǒng)的主磁場中的不均勻性。因此，本發(fā)明的MRI系統(tǒng)可以更容易地進行勻磁。

MRI系統(tǒng)100和200的實施例還包括射頻和梯度線圈的各種配置，通常如線圈320所示。線圈320的具體的實施例和描述公開在Shvartsman等人的美國專利申請序列號12/951，976中，其名稱為“自我屏蔽的梯度線圈(Self-shielded Gradient Coil)”，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。例如，線圈320包括梯度線圈，其包括與間隙104和臺架202對齊的間隙，用于防止放射治療射束的衰減。梯度線圈還在電子器件中有間隙，以防止放射治療射束通過導(dǎo)線衰減，但是有薄的均勻衰減線圈架(former)來機械地支撐線圈。梯度線圈還在屏蔽線圈而不是初級線圈的電子器件中具有間隙，以此限制放射治療射束通過導(dǎo)線衰減，但是梯度線圈可以具有補償材料來產(chǎn)生均勻的衰減。梯度線圈還可以在屏蔽線圈而不是初級線圈的電子線路中具有間隙，以此限制放射治療射束通過導(dǎo)線衰減，但是梯度線圈可以具有補償材料來產(chǎn)生均勻的衰減，并具有帶有例如鋁這樣的較低的原子序數(shù)的導(dǎo)體，來限制衰減。

優(yōu)選地，主MRI磁體101a和101b的內(nèi)徑允許放射治療裝置204的放射源可被支撐在標(biāo)稱半徑為1m的臺架202上，這個值是目前放射治療處理系統(tǒng)的優(yōu)選距離。主MRI磁體101a和101b可以設(shè)置成使得由放射治療裝置204發(fā)出的放射治療射束在進入MRI系統(tǒng)的時候不會射到主MRI磁體101a和101b，從而防止放射治療射束由于散射在MRI線圈320上引起的衰減和退化。在一些實施例中，主MRI磁體101a和101b以及梯度線圈320可以設(shè)置成使得由放射治療裝置204發(fā)出的放射治療射束在進入MRI系統(tǒng)的時候不會射到主MRI磁體101a和101b、或梯度線圈320，從而防止放射治療射束由于散射在MRI線圈320或梯度系統(tǒng)上引起的衰減和退化。

盡管根據(jù)本發(fā)明的原理，上面已經(jīng)描述了各個實施例，但是應(yīng)該清楚，這些實施例只是作為示例提出，而不是限制性的。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)該受以上描述的示例性的實施例的任一個所限制，而是應(yīng)該僅依照公開內(nèi)容提出的權(quán)利要求及其等同形式來限定。而且，以上優(yōu)點和特征體現(xiàn)在所描述的實施例中，但是不應(yīng)該將這些公開的權(quán)利要求的應(yīng)用限制在實現(xiàn)以上優(yōu)點的任何一個或全部的程序和結(jié)構(gòu)上。

此外，此文的章節(jié)標(biāo)題是為了與37C.F.R.1.77中的建議一致或者為了提供組織的線索而提供的。這些標(biāo)題不應(yīng)該限制或表征在從本發(fā)明公開中提出的任何權(quán)利要求中陳述的本發(fā)明。具體地和舉例來說，雖然標(biāo)題指的是“技術(shù)領(lǐng)域”，但是依照該標(biāo)題所選擇的語言不應(yīng)該將這些權(quán)利要求限于描述所謂的技術(shù)領(lǐng)域。此外，在“背景技術(shù)”中描述的技術(shù)不能被認(rèn)為是承認(rèn)該技術(shù)為在公開內(nèi)容中的任何發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)?！鞍l(fā)明內(nèi)容”也不能被認(rèn)為是在提出的權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的特征。而且，在該公開內(nèi)容中指明的任何單數(shù)形式的“發(fā)明”不應(yīng)該用于表示在該公開內(nèi)容中只有單個新穎點。根據(jù)該公開內(nèi)容提出的多個權(quán)利要求的限制，可能闡述多個發(fā)明，并且這些權(quán)利要求相應(yīng)地限定由此保護的發(fā)明及其等同形式。在全部情況下，這些權(quán)利要求的范圍應(yīng)該根據(jù)該公開內(nèi)容基于其自身的優(yōu)點來考慮，而不應(yīng)該被文中列出的標(biāo)題所限制。