具体用于在磁共振成像引导的治疗系统中使用的具有磁共振射频天线的病床

摘要

一种病床，具体用于在磁共振(MR)成像引导的治疗系统中使用，所述磁共振(MR)成像引导的治疗系统出于治疗目的而采用电离辐射和超声能量中的至少一种，所述病床具有用于在磁共振引导的治疗期间支撑对象(12)的腹部区域(18)的腹部支撑部分(14)，所述病床包括被布置在所述病床的病床中心区域(30)中的顶侧(26)处的至少一个磁共振(MR)射频(RF)天线设备(48)，所述MR？RF天线设备(48)具有被封装在壳体(52)中的至少一个MR？RF天线(50)，所述壳体(52)具有彼此相对的两个侧表面(54)，其中，在至少一个操作状态中，所述MR？RF天线设备(48)的每个侧表面(54)被提供为邻近所述对象的腿(22)中的每条的内侧，并且其中，在所述至少一个操作状态中，所述MR？RF天线设备(48)被提供为邻近对象的会阴(20)；一种为此的MR射频(RF)天线设备(48)；以及一种治疗系统，所述治疗系统出于治疗目的而采用电离辐射和超声能量中的至少一种，所述治疗系统由具有病床的MR成像设备引导，所述病床具有至少一个MR射频(RF)天线设备(48)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于具体在磁共振(MR)引导的放射治疗期间支撑对象的腹部区域的病床，和一种为此的MR射频(RF)天线设备以及一种由具有带有MR射频(RF)天线设备的病床的MR成像设备引导的放射治疗系统。

背景技术

在由磁共振成像设备引导的治疗系统的领域中，集成的磁共振治疗(MR-T)系统是已知的，它允许在治疗期间对患者的实时MR监测。治疗系统可以出于治疗的目的而采用电离辐射和超声能量中的至少一种。

对于MR-T系统最有可能的应用领域中的一个是对如前列腺、宫颈、肾脏以及膀胱的腹部器官的处置，这是因为这些器官在放射治疗期之间以及期间表现出显著的移动或变形。

由于对器官和病灶的跟踪是集成的MR成像的主要目标，因此对器官或病灶边界的清晰成像是必不可少的。另一方面，并不要求最大的诊断质量，这是因为各自的成像是在治疗规划之前的预备步骤中完成的。

出于诊断的目的而要求最高的图像质量，采用特殊的局部MR RF天线(线圈)(例如，直肠内天线)来对这些器官进行成像。由于局部MR RF天线能够被放置在邻近靶区域(例如，前列腺)中，可实现显著更好的信噪比，所述信噪比可以比利用体线圈的大十倍。然而，从工作流和患者舒适性的角度来看，它们在分次治疗处置中并不实用，所述分次治疗处置要求在几周内针对每周几次处置的频繁放置和灭菌，同时归因于同步化疗而常常出现肠道综合症。

已知被设计为表面线圈的MR RF天线允许通过局部成像的较高的信噪比而没有对腔内应用的任何需要，但是难以被重现性地定位在确切相同的位置，这能够导致有问题的吸收补偿问题，并且妨碍有效的工作流。

针对MR-T设备，采用MRI系统体线圈的MR成像是可能的，但是归因于较低的信噪比而对于器官或病灶勾画而言(例如，在前列腺的情况中)是不够的。

治疗处置的高患者周转量要求有效的工作流(10至15分钟的处置期间隔持续时间)。最大的患者舒适度是可期望的，这是因为处置剂量的分次将处置分裂成20次或更多次辐射期。

鉴于为10至15分钟的放射治疗处置期间隔持续时间和将处置分裂成20次或更多次辐射期的分裂，提供针对磁共振(MR)引导的放射治疗的手段是可期望的，所述手段具有对治疗处置的改善的患者周转量和改善的患者舒适度。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种病床，所述病床具有支撑部分，所述支撑部分用于在磁共振(MR)引导的治疗期间支撑对象(通常是患者)的腹部区域，所述磁共振(MR)引导的治疗出于治疗的目的而采用电离辐射和超声能量中的至少一种，并且所述病床具有躺卧方向，意图让所述对象沿着所述躺卧方向进行躺卧。

所述病床包括至少一个磁共振(MR)射频(RF)天线设备，所述MRRF天线设备具有被封装在壳体中的至少一个MR RF天线，所述壳体具有彼此相对的两个侧表面，其中，MR RF天线设备被布置在病床的病床中心区域中的顶侧处。所述MR RF天线可以是线圈型的设计，或是对本领域技术人员而言看起来适当的任何其他设计。所述壳体可以由满足应用在医院或医学中心中的消毒要求同时提供足够的机械强度的任何非磁性材料制成。

所述MR RF天线设备还包括被封装在壳体中的辐射探测设备。所述辐射探测设备可以允许测量在已知位置处的入射治疗辐射，所述测量出于质量保证、验证以及文档编制目的而提供关于在已知位置处的辐射的实时数据。优选地，辐射探测设备被布置在这样的位置处：所述位置在壳体的包围壳体相对于病床的躺卧方向的前头三分之一的部分之内。通过这样，辐射探测设备被定位在靠近在对象之内的辐射暴露区域但在辐射暴露区域之外，并且可以通过测量在已知位置处的杂散剂量而为质量保证目的服务。辐射探测设备还可以允许将所测量的辐射剂量与规划数据进行实时比较。在探测到从规划数据偏离的情况中，能够快速地校正或中断辐射处置。

另外，所述病床包括用于从下面支撑对象的腿的两个腿支撑部分，其中，在至少一个操作状态中，MR RF天线设备的每个侧表面均被提供为邻近对象的腿中的每条的内侧；并且其中，在至少一个操作状态中，MR RF天线设备被提供为邻近对象的会阴。通过这样，能够获得具有高信噪比的MR信号，同时病床对操作者而言易于使用，并且MR RF天线的应用对对象而言是舒适的。此外，在其中对象的腿的内侧邻近MR RF天线设备的侧表面并且对象的会阴邻近MR RF天线设备的位置可以固有地提供MR RF天线相对于对象的定位的改善的重复性和重现性。

如果病床配备有沿着每一病床侧平行于病床躺卧方向布置的固定化构件，则能获得对对象的位置还要更高程度的重复性和重现性，其中，每个固定化构件在至少一个操作状态中被提供为邻近至少对象的腿中的一条的外侧。

在优选实施例中，所述病床还包括：第一引导构件，其被布置在病床的每一侧处，第一引导构件中的每个均相对于躺卧方向基本上垂直地延伸；第一链接构件，其被附接到固定化构件中的每个，所述第一链接构件被提供为与第一引导构件接合，以允许固定化构件中的每个沿着第一引导构件中的对应的一个的独立的横向的受引导的移动；第一锁定设备，其用于在至少一个横向位置处将固定化构件中的每个锁定在第一引导构件中的对应的一个处。这允许快速的患者固定和对额外的固定设备的减少或者甚至消除。原则上，被布置在病床的每一侧处的第一引导构件也能够被整体地形成。

在本发明的另一方面中，所述病床还包括：第二引导构件，其被至少沿着所述病床的部分布置，并且基本上平行于所述病床躺卧方向而延伸；至少一个第二链接构件，其被布置在所述MR RF天线设备处，所述第二链接构件被提供为与所述第二引导构件接合，以允许所述MR RF天线设备沿着所述第二引导构件的受引导的移动；第二锁定设备，其用于将所述MR RF天线设备锁定在所述第二引导构件处的至少一个位置中。通过这样，所述MR RF天线设备能被调节到沿着所述第二引导构件的任何位置，并且能够实现所述MR RF天线设备紧靠所述患者会阴的紧密配合以及高的信噪比。所述锁定设备可以包括非强制联锁机构，如螺钉或闭锁柄，或者对本领域技术人员而言看起来适当的任何其他机构。

在其他实施例中，所述病床的第二引导构件具有至少一个凹进处，并且第二锁定设备被装备具有至少一个固定构件，所述固定构件被提供为以强制联锁的方式与至少一个凹进处进行接合。这允许MR RF天线设备相对于对象的会阴的快速、可靠且可重复的定位。另外，第二引导构件可以配备有额外的非强制联锁机构，以将一个固定构件锁定在与至少一个凹进处强制联锁的位置中，以增强MR RF天线设备的定位的可靠性。

在又一其他的实施例中，所述病床还可以包括至少第二MR RF天线设备，所述第二MR RF天线设备具有被封装在壳体中的至少一个MR RF天线，其中，所述壳体与固定化构件中的一个被整体地形成。通过这样，能够针对腹部区域的上部(例如，针对肾脏)进行成像来获得具有MR RF天线相对于对象的定位的改善的重复性和重现性的具有高信噪比的MR信号，同时病床对于操作者而言易于使用，MR RT天线的应用对于对象而言是舒适的，从而允许快速的患者固定以及对额外的固定设备的减少或甚至消除。

本发明的另一目的是提供一种磁共振(MR)射频(RF)天线设备，所述MR RF天线设备用于与病床一起使用，所述病床具有腹部支撑部分，所述腹部支撑部分用于具体在磁共振引导的放射治疗期间支撑对象的腹部区域，所述病床具有躺卧方向，意图让所述对象沿着所述躺卧方向进行躺卧，所述MR RF天线设备包括被封装在壳体中的至少一个MR RF天线，所述壳体具有彼此相对的两个侧表面，其中，所述MR RF天线设备可被布置在所述病床的病床中心区域中的顶侧处。通过这样，能够获得具有高信噪比的MR信号，同时能够以容易且快速的方式满足消毒要求，从而允许有效的工作流，以实现治疗处置的高的患者周转量。

优选地并且为了实现MR信号的大的信噪比，MR RF天线设备的MRRF天线被布置在这样的位置处：所述位置在壳体的包围壳体相对于病床的躺卧方向的前头三分之一的部分之内。

在优选实施例中，至少一个MR RF天线被提供用于在第一操作时期期间发射RF功率，并且用于在不同于第一操作时期的第二操作时期接收磁共振成像信号。从而，能够实现对MR RF天线的紧凑设计，并且能够避免由在单独的发射MR RF天线与接收MR RF天线之间的互耦而产生的RF干扰。

在又另一实施例中，MR RF天线设备还包括被封装在壳体中的至少一个磁共振(MR)标记。所述MR标记可以允许容易且准确的对对象与检查台进行定位以及允许位置验证。

在又另一实施例中，MR RF天线设备还包括被布置在壳体外侧处的至少一个光学标记。通过这样，能够以快速且可靠的方式定位患者检查台，并且能够容易地验证MR放射治疗设备坐标系的共配准。这对于基于MR的放射治疗规划与模拟可以是尤其有利的。优选地，至少一个光学标记被放置在MR RF天线设备的顶侧处，所述顶侧在操作状态中在病床的远端。

在平行于病床的顶侧的至少一个剖面中，MR RF天线设备的壳体可以具有在躺卧方向上被拉长的长方形横截面区。从而，能够实现对对象而言的高度舒适的自然躺卧位置。优选地，壳体被设计为横截面区的纵横比大于二，并且最优选地为大于三的纵横比。

附图说明

参考下文所述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并且得到阐明。然而，这样的实施例不必表示本发明的完整范围，并且因此参考权利要求和本文以用于解读本发明的范围。

附图中：

图1图示了根据本发明的实施例的病床的示意性顶视图，

图2示出了依据图1的实施例的病床在A-A’方向上的示意性横截面侧视图，并且

图3示出了依据图1的实施例的病床在B-B’方向上的示意性横截面侧视图。

附图标记列表

10  躺卧方向

12  对象

14  腹部支撑部分

16  腿支撑部分

18  腹部区域

20  会阴

22  腿

24  固定化构件

26  病床顶侧

28  病床下侧

30  病床中心区域

32  病床开口

34  第一引导构件

36  第一链接构件

38  第一锁定设备

40  第二引导构件

42  第二链接构件

44  第二锁定设备

46  凹进处

48  MR RF天线设备

50  MR RF天线

52  壳体

54  侧表面

56  光学标记

58  MR标记

60  辐射探测设备

62  输出缆线

具体实施方式

图1图示了根据本发明的实施例的病床的示意性顶视图。所述病床被使用在具有直线加速器(LINAC)单元的放射治疗(RT)系统中，所述直线加速器(LINAC)单元用于出于放射治疗的目的而加速诸如电子或介子的基本粒子。RT系统由磁共振(MR)成像设备引导。这样的MR成像RT系统是现有技术所公知的，并且因此不在本文中另外进行详细描述。病床的使用不应被理解为限于MR成像RT系统，而应涵盖在与其他治疗设备集成的MR成像系统中的应用，所述其他治疗设备出于治疗的目的而采用电离辐射和超声能量中的至少一种，例如质子射束、离子射束、聚焦超声(FUS)或冲击波设备。

所述病床具有腹部支撑部分14，所述腹部支撑部分14用于在磁共振引导的放射治疗期间支撑对象12的腹部区域16，并且所述病床具有躺卧方向10，意图让对象12沿着躺卧方向10进行躺卧。另外，所述病床包括用于从下面支撑对象的腿22的两个腿支撑部分16和被设计为条块的两个固定化构件24，每个固定化构件24均被沿着每一病床侧且平行于病床躺卧方向10而布置。

固定化构件24横向于躺卧方向10的位置能够被调节。为此，所述病床配备有第一引导构件34，所述第一引导构件34被设计为被布置在病床的每一侧处的管道。第一引导构件34中的每个均相对于躺卧方向10基本上垂直地延伸。第一链接构件36(每个第一链接构件36均被设计为轨道)在接近对象被定位在其上的病床顶侧26的一面处被附接到固定化构件24中的每个，并且被提供为与第一引导构件34接合，以允许固定化构件24中的每个沿着第一引导构件34中的对应的一个的独立的横向的受引导的移动。第一链接构件36能够以滚珠轴承或脚轮或对本领域技术人员而言看起来适当的任何其他器件的方式来与第一引导构件34接合。

第一锁定设备38被提供用于在任何横向位置中将固定化构件24中的每个锁定在第一引导构件34中的对应的一个处。第一锁定设备38可以被设计为具有制动闸片的机械制动器，所述制动闸片与第一引导构件34接合并且能够通过操作者按下可以被布置在固定化构件24处的按钮来释放。原则上，可以应用本领域技术人员认为适当的任何其他锁定机构。

被布置在病床的病床中心区域30中的顶侧26处的是磁共振(MR)射频(RF)天线设备48，所述MR RF天线设备48包括线圈型的MR RF天线50和具有彼此相对的两个侧表面54的壳体52，所述两个侧表面54基本上平行于躺卧方向10而延伸。中心区域相对于病床的纵轴被定位在远离患者检查台的纵向远端。MR RF天线50被封装在壳体52中，使得壳体52完全包围MR RF天线50。在平行于病床的顶侧26的剖面中，壳体52具有沿着躺卧方向10的被拉长的长方形横截面区，从而示出大于四的纵横比。MR RF天线50被定位在壳体52内部，在包围壳体52相对于病床的躺卧方向10的前头三分之一的壳体部分之内。MR RF天线50被提供用于在第一操作时期期间发射RF功率，并且用于在不同于第一操作时期的第二操作时期接收磁共振成像信号。使用发送/接收开关以用于在第一时间段将RF功率馈送到MR RF天线50并且用于将由MR RF天线50拾取的MR RF信号馈送到信号处理单元的方法在本领域是公知的，并且因此不在本文中进行详细描述。

所述病床被装备具有第二引导构件40，所述第二引导构件40被设计为轨道并且被沿着病床的腹部支撑部分14而布置，从而基本上平行于病床躺卧方向10且平行于病床下侧28而延伸。被设计为脚轮的第二链接构件42被布置在MR RF天线设备48处，所述第二链接构件42被提供为通过病床中的开口32与第二引导构件40接合，以允许MR RF天线设备48沿着第二引导构件40的受引导的移动。第二引导构件40具有多个等距间隔的凹进处，所述多个等距间隔的凹进处被设计为在垂直于躺卧方向10上的贯通开口。第二锁定设备44被附接到MR RF天线设备48，所述第二锁定设备44包括被设计为弹簧加载螺栓(未示出)的固定构件，所述弹簧加载螺栓被提供为在锁定位置与凹进处中的一个接合，从而建立强制联锁。能够通过利用手柄(未示出)拉回螺栓来释放强制联锁，所述手柄被提供在MR RF天线设备48的壳体52的外侧处，与弹簧加载螺栓的弹簧力相抵。

在沿着躺卧方向10躺卧在病床上的同时，对象12在腹部区域18处由腹部支撑部分14支撑并且在双腿22处由两个腿支撑部分16支撑。实际上，对象12也由病床的靠背部分支撑，为了清楚的目的而未示出所述靠背部分。

在操作状态的准备中，利用被释放的强制联锁沿着第二引导构件40调节MR RF天线设备48的位置，使得MR RF天线设备48在相对于躺卧方向10的前头的部分邻近对象的会阴20。在该位置中，通过手柄的释放而重新建立强制联锁。

然后将对象的腿22定位为使得MR RF天线设备48的每个侧表面54均邻近对象的腿22中的每条的内侧。然后，通过按下对应的按钮来释放固定化构件24的第一锁定设备38，并且沿着第一引导构件40朝向对象的腿22对固定化构件24进行移位，直到在操作状态中，固定化构件24中的每个均邻近对象的腿22中的一条的外侧。在该位置中，重新接合第一锁定设备38以将固定化构件24锁定在它们在第一引导构件34处的位置中。因此，能够快速且重现性地建立对象12与MR RF天线50的明确定义的相对位置，在所述相对位置中，MR RF天线50被定位在接近对象的会阴20。同时，通过固定化构件24以对对象12而言高度舒适地固定对象的位置，并且能避免其他的固定器件。

能够通过采用光学标记56来组织进行病床相对于MR成像系统的坐标系的快速且可靠的对齐，所述光学标记56被布置在MR RF天线设备48的壳体52的外侧处的顶侧处，所述顶侧在操作状态中在病床顶侧26的远端。

在操作状态中，MR标记58在RF激励后提供MR RF信号，所述MR标记58由被封装在壳体52中的一定量的磁共振活性种类的原子核形成，所述MR RF信号能够由MR成像引导的RT系统的RF天线拾取，从而允许容易且准确的对对象与病床进行定位，以及允许位置验证。

被装在壳体52中的还有辐射探测设备60。所述辐射探测设备60被布置在这样的位置中：所述位置在壳体52包围壳体52相对于病床的躺卧方向10的前头三分之一的部分之内，使得在操作状态中，辐射探测设备60被定位在接近在对象12之内的辐射暴露的区域但在辐射暴露的区域之外。辐射探测设备60的输出缆线62经由缆线馈通离开壳体52，以将对应于辐射强度的信号提供到MR成像引导的RT系统(未示出)的控制单元。备选地，对应于辐射强度的信号能够以无线方式被传送到控制单元。本领域技术人员熟悉为此的设备和方法。控制单元被提供为随时间推移对信号进行积分，以出于质量保证的目的而确定在已知位置处的杂散剂量，并且被提供用于对距预定规划数据的偏差的探测，所述预定规划数据被存储在控制单元的存储器中。

所述病床具有第二MR RF天线设备48’、48”，所述第二MR RF天线设备48’、48”具有与第一MR RF天线设备48中的一个相同的MR RF天线50’、50”。第二MR RF天线设备48’、48”每个均被装在壳体52’、52”中，所述壳体52’、52”与固定化构件24、24’中的一个被整体地形成，如在图1中用虚线所指示的。第二MR RF天线设备48’、48”允许具有MR RF天线相对于对象的定位的改善的重复性和重现性的容易的对对象的固定和针对对象的肾脏的MR成像的高信噪比。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解和实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施，但是这并不指示不能有效地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。