Система шиммирования для магнитно-резонансного гибридного сканера

Система шиммирования для магнитно-резонансного гибридного сканера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 61/837805, поданной 21 июня 2013 г., и предварительной патентной заявки США № 61/924952, поданной 8 января 2014 г., все содержание которых включается сюда ссылкой на них.

Настоящая система относится к системе магнитно-резонансной визуализации (MRI) и, более конкретно, к системе MRI с улучшенной системой шиммирования, пригодной для магнитно-резонансно (MR) направляемой радиотерапии, и к способу ее действия.

Магнитно-резонансные сканеры обычно предоставляют изображения для диагностики заболевания и контрастирования здоровой ткани от патологической ткани. MR-визуализация может обеспечивать диагностическую пространственную специфичность в реальном времени. Способы радиотерапии были разработаны, используя линейный ускоритель (LINAC), который может фокусировать луч излучения и преимущественно уничтожать патологическую ткань, в то же время не затрагивая здоровую ткань. Однако, когда луч излучения фокусируется на здоровой ткани, он может повредить здоровую ткань. К счастью, технология фокусировки луча в радиотерапии может использоваться вместе с диагностической пространственной специфичностью получения MR-визуализации в реальном времени, так чтобы излучаемый луч мог быть точно сфокусирован, чтобы санировать больную ткань, уменьшая или полностью предотвращая повреждение здоровой ткани. Системы, объединяющие технологию MR-визуализации и технологию фокусировки луча, известны как гибридные системы. Одна из таких гибридных систем обычно упоминается как система магнитно-резонансного (MR) линейного ускорителя (Linear Accelerator, LINAC) "MR-LINAC". Системы MR-LINAC (для упрощения называемые просто "MR-LINAC") объединяют MR-визуализацию в реальном времени с радиотерапией и могут выполнить формирование луча в реальном времени, что может компенсировать ежедневные изменения в анатомии (например, пациента) и движение тела пациента в реальном времени, такое как движение за счет дыхания и т.д.

К сожалению, когда радиотерапия объединяется с MR-визуализацией, могут возникнуть несколько трудностей. Основное магнитное поле системы MRI обычно создается основными магнитами и находится в основном туннеле основных магнитов. Предпочтительно, чтобы основное магнитное поле было однородным внутри, по меньшей мере, объема сканирования основного туннеля (канала), так чтобы соответствующая информация MR-визуализации (например, информация отраженного сигнала) могла быть получена и обработана для создания изображений, обладающих требуемым качеством изображения. Однако на основное магнитное поле могут оказываться неблагоприятные воздействия и оно может становиться неоднородным из-за различных факторов, таких как производственные допуски, несовершенство основных магнитов, локальное экранирование, поля рассеяния, плохое шиммирование, поля, создаваемые MR-LINAC, и т.д. Эта неоднородность является нежелательной, поскольку может снижать качество изображения. Соответственно, могут использоваться способы шиммирования для коррекции любой неоднородности основного магнитного поля. Однако традиционные способы шиммирования, использующие дискретные стальные детали, могут создавать тени излучения, вызывая неравномерность дозы, передаваемой пациенту, проникающей с помощью LINAC. Простое удаление мест расположения дискретных элементов шиммирования с пути прохождения луча LINAC не позволяет системе шиммирования эффективно корректировать любую неоднородность поля. Внутри области, через которую проходит луч LINAC, требуется коррекция однородности осевой симметрии.

Описанные здесь система(-ы), устройство-(а), способ(-ы), приспособление(-я), интерфейс(-ы) пользователя, компьютерная программа(-ы), процессы и т.д. (здесь и далее каждый из которых будет упоминаться как система, если контекст не указывает иное) на предшествующем уровне техники обладают проблемами.

В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, раскрывается магнитно-резонансный аппарат, который может включать в себя часть корпуса, имеющую полость с первым и вторым концами, и по меньшей мере одно отверстие, расположенное на первом или втором конце, причем полость может определять продольную ось (LA), проходящую между первым и вторым концами. По меньшей мере один основной магнит может формировать основное магнитное поле, внутри полости представляющее, по существу, однородное магнитное поле. Центральный элемент шиммирования (CS) может быть сформирован из кольца, имеющего противоположные края, и может проходить вдоль длины продольной оси полости. Один или более дискретных элементов шиммирования (DS) могут быть расположены между CS и по меньшей мере первым или вторым концом.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, CS может содержать множество колец, расположенных слоями друг на друге. Каждое множество колец может иметь противоположные концы, расположенные на удалении друг от друга, чтобы сформировать зазор. Наполнитель может быть расположен внутри одного или более зазоров. Дополнительно, зазоры каждого из колец могут быть выровнены относительно друг друга или быть смещены относительно друг друга вдоль оси вращения, чтобы располагаться в шахматном порядке. Дополнительно предполагается, что DS могут включать в себя элементы точного шиммирования и элементы грубого шиммирования. Кроме того, могут обеспечиваться одна или более направляющих, каждая из которых может быть выполнена с возможностью соединения с соответствующим элементом шиммирования, такими как элементы точного шиммирования, чтобы формировать картридж шиммирования. Направляющие могут быть дополнительно выполнены с возможностью соединения с частью корпуса и располагаться внутри части корпуса. В некоторых вариантах осуществления может предусматриваться закрепляющий механизм, чтобы крепить элементы шиммирования в желаемом положении внутри полости корпуса.

Аппарат может дополнительно включать в себя источник излучения, проходящего в MRI-систему, предпочтительно, для целей уничтожения больной ткани, не затрагивая, в то же время, здоровую ткань. Например, аппарат может дополнительно содержать линейный ускоритель (LINAC), способный формировать и испускать по меньшей мере один луч излучения через запрещенную зону (Ez) внутри полости корпуса. Ez может иметь противоположные концы и располагаться внутри полости на пути прохождения по меньшей мере одного луча излучения, излучаемого LINAC. CS может быть расположен, по меньшей мере, частично внутри Ez. Дополнительно предполагается, что по меньшей мере один из CS или DS может быть выполнен с возможностью принудительного создания однородности основного магнитного поля внутри полости.

В соответствии с другими вариантами осуществления настоящей системы, обеспечивается устройство, такое как аппарат магнитно-резонансного линейного ускорителя (MR-LINAC), которое может включать в себя часть корпуса, имеющую полость с противоположными концами и по меньшей мере с одним отверстием на одном из противоположных концов. Полость может определять продольную ось (L_A), проходящую между первым и вторым концами. По меньшей мере один основной магнит может формировать основное магнитное поле, определяющее, по существу, однородное магнитное поле внутри полости. Линейный ускоритель (LINAC) может испускать по меньшей мере один пучок излучения, проходящий через полость. Система шиммирования может содержать кольцевой центральный элемент шиммирования (CS) с противоположными краями, который, по существу, окружает и проходит вдоль продольной оси (LA) части корпуса. Система шиммирования может дополнительно включать в себя множество дискретных элементов шиммирования (DS), расположенных между краем противоположных краев CS и рядом с одним из противоположных концов полости. Дополнительно предполагается, что CS может включать в себя множество слоев элементов шиммирования, расположенных друг на друге. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, система шиммирования дополнительно включать в себя одну или более направляющих, каждая из которых выполнена с возможностью соединения с множеством DS.

В соответствии с другими дополнительными вариантами осуществления настоящей системы, обеспечивается способ регулирования одного или более элементов точного шиммирования магнитно-резонансной (MR) системы, имеющей основной магнит с туннелем, кольцевой центральный элемент шиммирования, расположенный внутри туннеля, причем способ выполняется по меньшей мере одним контроллером MR-системы. Способ может включать в себя этапы, на которых управляют основными магнитами, чтобы вывести номинальное поле внутри туннеля основного магнита; получают карту магнитного поля для магнитного поля внутри туннеля основного магнита и определяют оптимизированные места расположения элементов шиммирования на соответствующих направляющих элементов шиммирования, основываясь на анализе карты магнитного поля. Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором вставляют по меньшей мере одну из направляющих элементов шиммирования, имеющих оптимизированные места расположения направляющих для элементов точного шиммирования, в туннель основного магнита. Способ может также включать в себя этап крепления по меньшей мере одной направляющей элемента шиммирования, которая вставляется в канал основного магнита, используя закрепляющий механизм. Дополнительно, способ может включать в себя этап выбора направляющей элемента шиммирования, имеющего конфигурацию элементов точного шиммирования, связанных с направляющей элементов шиммирования в соответствии с определенными оптимизированными местами расположения элементов шиммирования. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, все направляющие элементов шиммирования корпуса могут располагаться внутри полости, независимо от расположения элементов шиммирования на соответствующей направляющей или даже если соответствующая направляющая не содержит элементов шиммирования, как это может иметь место для некоторых из множества направляющих.

Настоящее изобретение объясняется с дополнительными подробностями в последующих примерных вариантах осуществления и со ссылкой на чертежи, где идентичные или схожие элементы частично указываются одними и теми же ссылочными позициями и признаки различных примерных вариантов осуществления могут объединяться. На чертежах:

Фиг. 1 – вид сбоку в разрезе участка системы, такой как система MR-LINAC с системой шиммирования, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы;

Фиг. 2A - вид в поперечном разрезе участка системы MR-LINAC по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 2B – вид с торца части системы MR-LINAC вдоль сечения, показанного на фиг. 1, в соответствии с другими вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 2C - вид в поперечном разрезе части системы MR-LINAC, содержащей спиральный центральный элемент шиммирования в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 2D - вид в поперечном разрезе части системы MR-LINAC MR по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 3 – вид в перспективе с пространственным разделением в частичном разрезе части системы MR-LINAC в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 4 - вид части системы MR-LINAC в поперечном разрезе по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 5 - частичный вид сбоку в разрезе части системы 100 по линии 5-5, показанной на фиг. 2B, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 6 - график 600, который показывает часть элементов низкого порядка системы MR-LINAC в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;

Фиг. 7 – часть системы 700, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы; и

Фиг. 8 - пример реализации, в котором направляющие элементов шиммирования могут монтироваться в градиентной катушке, а не непосредственно в туннеле магнита, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы.

Ниже приводятся описания иллюстративных вариантов осуществления, которые, когда рассматриваются в сочетании с последующими чертежами, будут демонстрировать описанные выше признаки и преимущества, а также дополнительные признаки и преимущества. В последующем описании, для целей объяснения, но не ограничения, излагаются такие пояснительные подробности, как архитектура, интерфейсы, технологии, атрибуты элементов и т.д. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что другие варианты осуществления, которые отступают от этих подробностей, должны все еще пониматься как находящиеся в объеме приложенной формулы изобретения. Более того, с целью ясности, подробные описания известных устройств, схем, инструментов, технологий и способов опущены, чтобы не заслонять ими описание настоящей системы. Следует отчетливо понимать, что чертежи приводятся для иллюстративных целей и не представляют весь объем настоящей системы. На сопроводительных чертежах, схожие ссылочные позиции на различных чертежах могут определять схожие элементы. Дополнительно, на некоторых чертежах поперечная штриховка для ясности может не показываться.

Настоящая система предназначена для устройств и способов радиотерапии, использующих источник излучения, который входит в MRI систему для терапевтических целей. Например, настоящая система может быть должным образом предпочтительно использована для избирательного уничтожения больной ткани субъекта, не затрагивая, в то же время, здоровую ткань. Одно из таких устройств радиотерапии, например, включает в себя линейный ускоритель (LINAC), который может формировать и испускать по меньшей мере один луч излучения через запретную зону (Ez) внутри полости корпуса MRI-устройства. Эта Ez может иметь противоположные концы и располагаться внутри полости на пути по меньшей мере одного луча излучения, испускаемого LINAC. В соответствии с другими вариантами осуществления настоящей системы, в качестве источника излучения может обеспечиваться аппарат магнитно-резонансный линейный ускоритель (MR-LINAC).

Для целей упрощения последующего обсуждения варианты осуществления настоящей системы будут рассматриваться в отношении систем LINAC и MR-LINAC, работающих в качестве источника излучения. Однако следует отчетливо понимать, что варианты осуществления настоящей системы могут также быть соответственно применены в отношении других источников излучения, действующих совместно с вариантами осуществления настоящей системы. Также используемые здесь LINAC и MR-LINAC должны пониматься как содержащие системы, используемые другими источниками излучения, которые могут также соответственно применяться.

Варианты осуществления настоящей системы могут использовать способы шиммирования, способные корректировать неоднородность основных магнитных полей основного магнита посредством, например, нейтрализации градиентов на образце ядерного магнитного резонанса (NMR). Соответственно, может быть получена требуемая равномерность (например, однородность) основного магнитного поля, которая существенна для получения желаемого качества изображения. Способы шиммирования, соответствующие вариантам осуществления настоящей системы, могут компенсировать неблагоприятные влияния на основное магнитное поле основного магнита, используя пассивные способы шиммирования. Эти пассивные способы шиммирования основаны на элементах шиммирования (например, на пассивных элементах шиммирования), которые могут изготавливаться из материала, для шиммирования, такого как железо для шиммирования (или другой ферромагнитный материал), и могут размещаться в одном или более желаемых местах расположения относительно основного магнита соответствующей системы MRI-LINAC. Направляющие элементов шиммирования могут перекрывать часть длины туннеля основного магнита и могут иметь элементы шиммирования, связанные к ним в предопределенных местах расположения. Таким образом, эти предопределенные места расположения элементов шиммирования на направляющих элементов шиммирования могут быть заполнены элементами шиммирования, в то время как другие места расположения элементов шиммирования не заполняются элементами шиммирования. Решение, заполнять ли места расположения элементов шиммирования элементами шиммирования (например, изготовленными из шиммного железа), может быть принято посредством программного обеспечения шиммирования, действующего в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Дополнительно предполагается, что варианты осуществления настоящей системы могут дополнительно использовать активные элементы шиммирования.

На фиг. 1 показан вид сбоку в разрезе части системы, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы, иллюстративно показанной как система 100 MR-LINAC (здесь и далее, для ясности, система 100), включающая в себя систему шиммирования, соответствующую вариантами осуществления настоящей системы. Как обсуждалось выше, хотя рассмотренный вариант осуществления относится к системе MR-LINAC, это иллюстративное обсуждение должно пониматься как включающее в себя обсуждение, относящееся к другим источникам излучения, которые могут применяться должным образом.

Система 100 может включать в себя контроллер 110, память, дисплей, корпус 102, источник излучения, такой как линейный ускоритель (LINAC) 120, систему 108 шиммирования, основные магниты, градиентную катушку 140 и радиочастотные (RF) датчики. Подвижная опора для пациента может обеспечиваться для поддержки пациента 101 и расположения пациента 101 в желаемом положении и/или ориентации, например под управлением контроллера 110.

Контроллер 110 может управлять всей работой системы 100 и может включать в себя одно или более логических устройств, таких как процессоры (например, микропроцессоры и т.д.) и т.д. Дополнительно, контроллер может принимать информацию от радиочастотных датчиков и реконструировать информацию отраженного сигнала. Реконструированная информация отраженного сигнала может затем храниться в памяти для последующего использования и/или отображаться на дисплее.

Градиентная катушка 140 может включать в себя одну или более градиентных катушек (например, x-, y- и z-градиентные катушки), которые могут создавать одно или более градиентных полей в одном или более направлениях под управлением контроллера 110. Радиочастотные датчики могут передавать радиочастотные импульсы внутри полости и/или принимать информацию отраженного сигнала под управлением контроллера 110. Например, радиочастотные датчики могут управляться, чтобы передавать радиочастотные импульсы к исследуемому пациенту 101 и/или принимать информацию отраженного от него сигнала.

Один или более основных магнитов могут содержать туннель и могут быть выполнены с возможностью формирования, по существу, однородного основного магнитного поля внутри полости 106. Один или более основных магнитов могут быть изготовлены из сверхпроводящего материала.

Корпус 102 может включать в себя одну или более полостей 106, расположенных между противоположными концами 105, которые могут быть выполнены с возможностью помещения в них пациента 101, так что, по меньшей мере, часть пациента 101 может быть расположена внутри объема сканирования, такого как интересующий объем (VOI) 103. Одно или более отверстий 104 могут быть расположены на каждом из соответствующих противоположных концов 105. Полость 106 может иметь запретную зону (Ez), имеющую противоположные концы 109, которые располагаются между незапретными зонами (Nz), расположенными между противоположным концом 109 зоны Ez и соседним отверстием 104. Полость 106 может иметь внутреннюю стенку 116 и может быть выполнена таким образом, что, по меньшей мере, ее часть располагается внутри туннеля одного или более основных магнитов. Однако для ясности будет предполагаться, что полость 106 соответствует туннелю одного или более основных магнитов. Корпус 102 может включать в себя одну или более других полостей, в которых могут, по меньшей мере, частично, располагаться основные магниты. Дополнительно корпус 102 может включать в себя охлаждающийся механизм для охлаждения основных магнитов.

LINAC 120 может включать в себя одну или более излучающих пушек (например, источников излучения, таких как передатчики LINAC), иллюстративно показанных как излучающая пушка 120', которая может передавать лучи 121 излучения в зону Ez или, иначе, через зону Ez. Таким образом, зона Ez может соответствовать области, через которую проходит луч 121 излучения (например, зона излучения (Rz)). Область (или объем), определяемый зоной Ez, может дополнительно рассматриваться как зона лечения. Луч 121 излучения может содержать один или более лучей излучения, которые могут создаваться источником излучения, таким как LINAC, и может фокусироваться в одном или более местах. Источник излучения, такой как LINAC, может монтироваться на управляемом элементе, таком как карданов подвес, портальная рама и т.д., который может перемещать LINAC в желаемое положение (например, с одной или более степенями свободы). Например, в некоторых вариантах осуществления управляемый элемент может вращать LINAC на 360 градусов вокруг корпуса 102. Управляемый элемент может управляться пользователем и/или контроллером 110. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления управляемый элемент может управляться контроллером 110, чтобы располагать и/или ориентировать LINAC 120 в желаемое положение относительно корпуса 102.

По меньшей мере, часть системы 108 шиммирования может быть расположена внутри полости 106 и может быть выполнена с возможностью усиления равномерности (например, устранения неоднородности) основных магнитных полей внутри полости 106. Система 108 шиммирования может быть выполнена с возможностью использования активных и/или пассивных способов шиммирования. Например, активные способы шиммирования могут выполняться, используя катушки шиммирования, которыми управляет контроллер 110, а пассивные способы шиммирования могут выполняться, используя один или более пассивных элементов шиммирования, смонтированных в местах расположения элементов шиммирования. По меньшей мере, часть элементов шиммирования, таких как пассивные элементы шиммирования, могут находиться на пути луча 121 излучения. Пассивные элементы шиммирования могут быть выполнены с возможностью использования любого подходящего материала, такого как сталь для элементов шиммирования, и могут обеспечивать объем шиммирования на пути прохождения лучей 121 излучения, как будет описано в другом месте. Например, в некоторых вариантах осуществления, пассивные элементы шиммирования могут быть изготовлены, например, из магнитных материалов, таких как электротехническая сталь, низкоуглеродистая сталь, никель и/или тому подобных.

Пассивные элементы шиммирования могут включать в себя дискретные элементы шиммирования (DS) 112 и DS 113 и центральный элемент шиммирования (CS) 114, каждый из которых может быть скомпонован таким образом, чтобы улучшать однородность поля излучения, используя способ шиммирования, выполняемый в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Например, DS 112 могут находиться в местах шиммирования, расположенных внутри полости 106 только в зоне Nz, и могут соединяться с корпусом 102, используя любой подходящий способ или способы, такие как съемные направляющие 150 или непосредственное соединение с корпусом 102. DS 112 могут быть связаны с направляющими 150, используя любой подходящий способ, такой как болты, винты, заклепки, клеи, фрикционные средства подгонки, направляющие и т.д. Точно также DS 113 могут находиться в местах шиммирования, расположенных внутри полости 106 только в зоне Nz, и могут быть связаны с корпусом 102, используя любой подходящий способ или способы, такие как болты, винты, заклепки, клеи, фрикционные средства подгонки, направляющие и т.д. Места расположения DS 112 и 113 могут быть выбраны любым подходящим способом, таким как способ оперативного шиммирования, соответствующий вариантам осуществления настоящей системы. DS 112 и/или 113 могут иметь различные формы и/или размеры и могут включать в себя один или более слоев железа для шиммирования. Например, в некоторых вариантах осуществления DS 112 и/или 113 может быть сформированы в виде одной или более из таких форм, как квадратная, прямоугольная и круглая. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления DS 112 и/или 113 могут включать в себя множество слоев, например, толстого железа для шиммирования, которые свариваются вместе. Верхний слой (например, слой, дальше всего отстоящий от внутренней поверхности туннеля) может включать в себя глухое отверстие, которое может позволить иметь дополнительные возможности шиммирования в виде крепежного элемента шиммирования, который уже не находится сверху элемента шиммирования, а окружается элементом шиммирования. DS 112 и/или 113 могут дополнительно включать в себя элементы шиммирования в виде шайб (чтобы уменьшить ошибку дискретизации) различной толщины. DS 113 могут иметь форму и/или размер, который схожи или отличаются от элементов 112 шиммирования.

В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, CS 114 может быть расположен внутри зоны Ez, чтобы он мог обеспечивать объем шиммирования по пути луча 121 излучения для улучшения однородности (например, коррекции неоднородности) основных магнитных полей. Это может позволить системе 100, если нужно, выполнять или превышать одно или более из технических требований к однородности, таких как технические требования Beethoven™ к однородности. DS 112 могут быть азимутально дискретными, в то время как CS 114 может быть, по существу, азимутально непрерывным относительно продольной оси (LA) корпуса 102.

CS 114 может изготавливаться из любого пригодного для шиммирования материала, такого как электротехническая или низкоуглеродистая сталь и т.п., и может иметь противоположные края 131, которые, по существу, соответствуют противоположным концам 109 зоны Ez, так что CS 114 перекрывает, по меньшей мере, длину зоны Ez. Если смотреть сбоку, CS 114 может образовывать кольцевую форму (например, кольцо) одинаковой толщины (смотрите фиг. 2A) и может изготавливаться из одного или более колец (например, одиночного кольца или набора суб-колец). Когда CS 114 изготавливается из одного или более колец, эти кольца могут упоминаться как суб-кольца и могут, например, после установки накладываться друг на друга. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, CS 114 может изготавливаться из железа для шиммирования для пассивного шиммирования в форме кольца одинаковой толщины. Поскольку CS 114 может иметь одинаковую толщину, луч 121 излучения, который может проникать через него, может быть однородным и передавать назначенную дозу независимо от угла падения.

Альтернативно зона EZ может быть создана, проектируя магнит со смещением (известным сдвигом), чтобы сформировать условия, по существу, подобные тем, которые могли бы быть созданы с помощью CS (например, смотрите фиг. 6). Однако, как можно легко видеть, эта стратегия может быть менее эффективной, так как для всех блоков может потребоваться одно и то же смещение, независимо от того, требуют ли смещения производственные допуски при изготовления магнита. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, DS может затем компенсировать смещение, приложенное ко всем магнитам, а также индивидуальные допуски магнита.

На фиг. 2A показывает вид в поперечном сечении части системы 100 MR-LINAC по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. CS 114 может быть сформирован из множества кольцевых суб-колец 114-1-114-М (в общем, 114-x), наложенных слоями друг на друга, и каждое из них формируется из слоя фольги для шиммирования и имеет направленные в противоположные стороны края (например, смотрите 131 на фиг. 1) и концы 132. Поскольку каждое из суб-колец 114-x может быть подобным друг другу, здесь для ясности будет рассматриваться только одно суб-кольцо 114-1. Соседние концы 132 могут быть слегка отделены друг от друга, чтобы образовать область 134 шва (например, зазор), которая может быть заполнена наполнителем 136, например, после расположения. Таким образом, CS 114 может быть сформирован, используя множество слоев фольги для шиммирования, каждый из которых образует соответствующее кольцо 114-x для шиммирования и которые могут, например, существенно накладываться друг на друга. Таким образом, CS 114 может рассматриваться как сформированный из множества слоев элементов шиммирования, таких как кольцевые элементы 114-x шиммирования. Каждый CS 114-x может вращаться вокруг продольной оси La (например, на угол Θ, измеряемый от концов 132 соответствующего CS 114-x), чтобы, по существу, вращаться по спирали и/или поворачиваться вокруг продольной оси (360-∅, где ∅ измеряется как угол, имеющий вершину на продольной оси La и стороны которого проходят через соседние концы 132 соответствующего CS 114-x). Однако, в некоторых вариантах осуществления, один или более из CS 114-x могут вращаться по спирали и/или поворачиваться более чем на один оборот вокруг продольной оси La. CS 114-x могут за счет вращения сдвигаться от соседнего CS 114-x на уголь альфа (α), так чтобы швы 134 располагались в шахматном порядке вокруг продольной оси (La) полости 106, как показано на чертеже. Это может минимизировать наихудший случай неравномерного затухания и облегчить установку CS 114. В альтернативной конфигурации CA 114 может быть сконструирован, используя бесшовную технологию. Градиентная катушка 140 для ясности не показана.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, один или более участков CS 114, таких как кольца 114-х шиммирования, могут изготавливаться из материалов с переменными индукциями насыщения, чтобы одновременно максимизировать возможности шиммирования (обеспечиваемые материалами с высокой индукцией насыщения) для коррекции больших допусков магнита или экологического экранирования и улучшить зернистость элементов шиммирования (обеспечиваемую материалами с низкой индукцией насыщения) для уменьшения ошибки дискретизации для большей точности шиммирования и итоговой однородности поля в системе. Как можно понимать, использование материалов с переменной индукцией насыщения в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы также полезно для других MR-систем помимо описанной системы MR-LINAC и, таким образом, описание должно пониматься как содержащее такие системы, использующие такие другие источники излучения.

Материалы с низкой индукцией насыщения позволяют получить очень точное решение дискретизации, используя, например, металлы стандартной толщины и фольгу, которая может быть достаточно толстой, чтобы с ней было легко обращаться (например, без повреждения) во время установки соответствующего CS или его частей (например, кольца 114-х шиммирования). Например, в некоторых вариантах осуществления CS 114 может быть скомплектован до установки внутри полости 106. Однако, в других вариантах осуществления CS 114 можно комплектовать, устанавливая его участки внутри полости в разные моменты времени. Например, кольца 114-х шиммирования могут устанавливаться по одному внутри полости, чтобы сформировать CS 114. Соседние кольца 114-х шиммирования могут прикрепляться друг к другу, используя любой подходящий способ, такой как клей, давление и т.д.

Зазор в соответствующих областях 134 швов может рассматриваться как участок неравномерности и может заполняться наполнителем 136. Этот наполнитель 136 может иметь плотность, по существу, такую же, как плотность соответствующего кольца 114-x шиммирования, чтобы поддерживать равномерность затухания луча. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, использование наполнителя может предотвращать или подавлять участки неравномерности за счет зазоров в области 134 соответствующего шва, не создавая неравномерности в пределах заданной дозы. Другими словами, наполнитель зазора может быть выполнен с возможностью смягчения влияния швов центральных элементов шиммирования на передаваемую дозу. Дополнительно предполагается, что при желании CS 114 или его части для защиты могут быть инкапсулированы в соответствующий материал, такой как эпоксидная смола.

На фиг. 2B показан вид с торца части системы 100 MR-LINAC, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. Соседние DS 112 иллюстративно показаны разделенными зазорами. Как можно легко понять, размер зазоров может быть разным. CS 114 может иметь толщину, которая больше, равна или меньше толщины DS 112.

На фиг. 2C показан вид в поперечном разрезе части системы 20°C MR-LINAC, содержащей спиральный центральный элемент 214 шиммирования, соответствующий вариантам осуществления настоящей системы. Система 20°C MR-LINAC может быть подобна системе 100, показанной на фиг. 2A, и включает в себя полость 206, в которой располагается CS 214. Однако CS 214 включает в себя по меньшей мере один оборот (на чертеже показаны 2), если измерять от концов 232. CS 214 спирально накручивается вокруг самого себя один или более раз, чтобы сформировать многослойный CS 214 с желаемой толщиной. CS 214 может считаться непрерывным, поскольку он может формировать один или более витков. Уменьшая или полностью удаляя области швов, CS 214 может минимизировать неравномерное затухание из-за неравномерных участков в областях шва (например, таких как области 134 швов CS 114, показанные на фиг. 2A). В некоторых вариантах осуществления CS 214 может содержать любое количество витков (например, 3, 4, 5, 6 и т.д.). Соседние слои CS 114 могут скрепляться друг с другом, используя любой соответствующий способ, такой как клей, давление и т.д.

На фиг. 2D показан вид в поперечном сечении части системы 100 MR-LINAC, содержащей CS, состоящий из множества слоев со смыкающимися краями с зазорами каждого слоя, выровненными вдоль линий 2A-2A, показанных на фиг. 1 в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Этот вариант осуществления подобен варианту осуществления, показанному на фиг. 2A. Однако вместо шахматного порядка областей 134 швов колец 114-х шиммирования, показанного на фиг. 2A, зазоры 134 могут выравниваться друг с другом так, чтобы они могли совпадать друг с другом (например, один или более, так чтобы все следующие в шахматном порядке зазоры могли быть выровнены друг с другом). Дополнительно, кольца 114-х шиммирования могут быть ориентированы таким образом, чтобы участок неравномерности зазоров 134 мог избегать зон излучения и, таким образом, проникновения луча 121 излучения. Наполнитель может обеспечиваться для заполнения зазоров 134, как будет здесь обсуждаться. Например, в некоторых вариантах осуществления зазоры 134 могут быть расположены внутри области, через которую во время использования пучок 121 излучения не проникает.

На фиг. 3 показан вид в перспективе с разделением деталей в частичном разрезе участка системы 100, соответствующей вариантам осуществления настоящей системы. Множество DS 112 могут быть смонтированы или как-либо иначе соединены с туннелем 106 магнита или с соответствующей направляющей 150 из числа одной или более направляющих 150. Направляющие 150 могут посадкой скольжением входить в зацепление с приемными направляющими 151, которые могут соединяться с корпусом 102. Закрепляющая система, которая будет описана в другом месте, может крепить направляющие 151 в желаемом положении. Для ясности, предполагается, что система 100 может быть, по существу, симметричной вокруг одной или более осей, хотя это не требуется. Соответственно, вид сзади не показан.

На фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе части системы 100 MR-LINAC по линии 2A-2A, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Этот вариант осуществления подобен варианту осуществления, показанному на фиг. 2A, и содержит CS 414, подобный CS 114. Однако CS 414 может включать в себя один или более внутренних слоев 440 (например, "внутренние слои"), которые могут совпадать с поглощением излучения железом для шиммирования CS 414. Один или более внутренних слоев 440 могут быть связаны с CS 414, используя любой соответствующий способ (например, клеи, эпоксиды и т.д.). Дополнительно, когда CS 414 формируется из множества слоев, эти слои могут быть связаны (например, образуя многослойность) друг с другом, используя любой соответствующий способ