治疗装置的制作方法

1.本说明书一般涉及一种用于放射治疗的治疗装置，更具体地，涉及一种结合放射治疗和磁共振成像技术的治疗装置。


背景技术：

2.目前，对病变(例如，肿瘤)的放射治疗难以在不同治疗阶段跟踪病变的变化(例如，运动)。如今，各种成像技术可用于在每个疗程之前或之内提供肿瘤的实时图像。例如，磁共振成像(mri)设备可以与放射治疗设备结合使用以提供肿瘤的mri图像。mri设备和放射治疗设备组合成的治疗装置可能难以在相对紧凑的空间中布置mri设备的组件(例如，至少两个主磁线圈、至少两个屏蔽磁线圈)和放射治疗设备的组件(例如，直线加速器)且不引起干扰。例如，当放射治疗设备产生的辐射束穿过mri设备的低温恒温器时，由于辐射束的严重散射，辐射束可能会被削弱，从而使放射治疗效果较差。因此，期望提供一种治疗质量高且结构紧凑的治疗装置。


技术实现要素：

3.本说明书的第一方面提供一种治疗装置。所述治疗装置可以包括磁共振成像(mri)设备，用于获取关于感兴趣区域(roi)的mri数据；以及放射治疗设备，用于将治疗辐射施加到roi的至少一部分。mri设备可包括环形低温恒温器。所述环形低温恒温器可包括沿环形低温恒温器的轴布置的一个或以上腔室，以及包围所述一个或以上腔室的环形结构装置。所述环形结构装置可以包括多个环形结构，并且多个环形结构中的至少一个环形结构可以由金属材料和增强材料制成。放射治疗设备可包括加速器，用于加速电子束中的电子以产生治疗辐射的光子束；以及一个或以上准直组件，用于对所述光子束进行塑形。所述加速器的至少一部分位于所述环形低温恒温器的凹槽内。
4.在一些实施例中，环形低温恒温器还可以包括设置在环形结构装置上的至少一个凹槽，所述凹槽具有形成在所述环形结构装置的至少一个外表面上的开口。
5.在一些实施例中，所述一个或以上腔室可以包括通过颈部流体连通的两个腔室，所述凹槽可以至少由两个腔室和颈部形成。
6.在一些实施例中，所述两个腔室可以包含冷却介质，并且所述颈部充满所述冷却介质。
7.在一些实施例中，所述环形结构装置可以包括第一环形结构，用于提供封闭一个或以上腔室的真空空间；第二环形结构，用于减少从第一环形结构到第三环形结构的热传递；以及第三环形结构，用于容纳所述冷却介质。
8.在一些实施例中，所述冷却介质可以包括液氦。
9.在一些实施例中，所述增强材料可以具有低密度、高机械强度、抗辐射或耐热中的一种或多种特性。
10.在一些实施例中，所述增强材料可以包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳化硅
(sic)纤维、石棉纤维、晶须、石墨烯纤维、石墨烯纤维中的一种或多种。
11.在一些实施例中，所述环形低温恒温器还可包括一个或以上传感器，所述一个或以上传感器用于检测环形低温恒温器的一个或以上腔室中每个腔室的冷却介质的液位。
12.在一些实施例中，所述加速器的至少一部分被至少一个屏蔽结构包围。
13.在一些实施例中，所述电子束可以沿着平行于环形低温恒温器的轴的电子束路径移动。所述放射治疗设备还可以包括靶和光束偏转单元，所述光束偏转单元用于将电子束中的电子偏转到靶上以产生治疗辐射的光子束。
14.本说明书的第二方面提供一种磁共振成像(mri)设备。所述mri设备可包括环形低温恒温器。所述环形低温恒温器可以包括沿环形低温恒温器的轴布置的一个或以上腔室，以及包围所述一个或以上腔室的环形结构装置。所述环形结构装置可以包括多个环形结构，所述多个环形结构中的至少一个环形结构由金属材料和增强材料制成。
15.在一些实施例中，环形结构装置上可以设置凹槽，所述凹槽具有形成在环形结构装置的至少一个外表面上的开口。
16.在一些实施例中，所述一个或以上腔室可以包括通过颈部连接并且通过颈部流体连通的两个腔室，所述凹槽可以至少由所述两个腔室和所述颈部形成。
17.在一些实施例中，所述两个腔室可以包含冷却介质，所述颈部可以充满所述冷却介质。
18.在一些实施例中，所述环形结构装置还可包括第一环形结构，用于提供封闭所述一个或以上腔室的真空空间；第二环形结构，用于减少从第一环形结构到第三环形结构的热传递；以及第三环形结构，用于容纳所述冷却介质。
19.在一些实施例中，所述增强材料可具有低密度、高机械强度、抗辐射、耐热中的一种或多种特性。
20.在一些实施例中，所述增强材料可以包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳化硅(sic)纤维、石棉纤维、晶须、石墨烯纤维、合金材料中的一种或多种。
21.在一些实施例中，所述环形低温恒温器还可包括一个或以上传感器，所述一个或以上传感器用于检测所述环形低温恒温器的一个或以上腔室中每个腔室中的冷却介质的液位。
22.本说明书的第三方面提供一种治疗装置。所述治疗装置可以包括磁共振成像(mri)设备，用于获取关于感兴趣区域(roi)的mri数据，其中，所述mri设备包括环形低温恒温器，以及放射治疗设备，用于将治疗辐射施加到roi的至少一部分。所述mri设备可以包括环形低温恒温器。所述环形低温恒温器可以包括沿所述环形低温恒温器的轴布置的一个或以上腔室，以及包围所述一个或以上腔室的环形结构装置。所述环形结构装置包括多个环形结构以及设置在所述环形结构装置上的至少一个凹槽。所述多个环形结构中的至少一个环形结构由金属材料和增强材料制成。所述凹槽具有形成在所述环形结构装置的至少一个外表面上的开口。所述放射治疗设备包括加速器，用于加速电子束中的电子以产生所述治疗辐射的光子束；靶；以及光束偏转单元，用于将所述电子束中的电子偏转到所述靶上以产生所述治疗辐射的光子束。所述加速器的至少一部分位于所述环形低温恒温器的凹槽内。
23.本说明书的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本说明书的一部分附加特性对于本领域
技术人员是明显的。本说明书的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
24.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
25.图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性放射治疗系统的框图；
26.图2是根据本说明书一些实施例所示的在放射治疗系统中进行放射治疗的示例性过程的流程图；
27.图3a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的示意图；
28.图3b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的示意图；
29.图4a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图；
30.图4b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图；
31.图4c是根据本说明书一些实施例所示的另一个示例性低温恒温器的上部沿x方向的剖视图；
32.图5a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图；
33.图5b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图；
34.图5c是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性低温恒温器的上部沿x方向的剖视图；
35.图6a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图；
36.图6b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图；
37.图6c是根据本说明书一些实施例所示的另一个示例性低温恒温器的上部沿x方向的剖视图；
38.图7是根据本说明书一些实施例所示的示例性低温恒温器沿低温恒温器的轴向(即z方向)的剖视图。
具体实施方式
39.以下描述是为了使本领域的普通技术人员能够实施和利用本说明书，并且该描述是在特定的应用场景及其要求的环境下提供的。对于本领域的普通技术人员而言，显然可以对所公开的实施例作出各种改变，并且在不偏离本说明书的原则和范围的情况下，本说明书中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本说明书并不限于所描述的实施例，而应该被给予与权利要求一致的最广泛的范围。
40.本说明书中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施例，并不限制本说明书的范围。除非上下文明确提示例外情形，这里使用的“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可以包括复数。可以理解的是，本说明书中所使用的术语“包括”与“包含”仅提示已明确标识的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，而不排除可以存在和添加其他一个或以上特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其组合。
41.根据以下对附图的描述，本说明书的这些和其他的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法，以及部件组合和制造经济性，可以变得更加显而易见，这些附图都构成本说明书的一部分。然而，应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。
42.图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性放射治疗系统100的框图。在一些实施例中，放射治疗系统100可以是多模态成像系统，包括例如正电子发射断层扫描放射治疗(pet-rt)系统、磁共振成像放射治疗(mri-rt)系统等。为了更好地理解本说明书，将以mri-rt系统作为放射治疗系统100的示例，且不旨在限制本说明书的范围。
43.如图1所示，放射治疗系统100可包括治疗装置110、一个或以上处理设备120、网络130、存储设备140和一个或以上终端设备150。在一些实施例中，治疗装置110、一个或以上处理设备120、存储设备140和/或终端设备150可以通过无线连接(例如，由网络130提供的无线连接)、有线连接(例如，由网络130提供的有线连接)或其任何组合的方式彼此连接和/或通信。
44.治疗装置110可包括磁共振成像组件(下文称为“mri设备”)。mri设备可以通过扫描受试者或受试者的一部分来产生与磁共振成像信号(下文中称为“mri信号”)相关的图像数据。在一些实施例中，受试者可包括人体、物质、物体等或其任何组合。在一些实施方案中，受试者可包括人体的特定部位、特定器官或特定组织，例如头部、脑部、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等或其任何组合。在一些实施例中，治疗装置110可以经由网络130将图像数据发送到一个或以上处理设备120、存储设备140和/或终端设备150以进行进一步处理。例如，图像数据可以被发送到一个或以上处理设备120以生成mri图像，或者可以存储在存储设备140中。
45.治疗装置110还可以包括放射治疗组件(下文中称为“放射治疗设备”)。放射治疗设备可以为目标区域(例如，肿瘤)提供放射治疗。这里使用的放射线可以包括粒子射线、光子射线等。粒子射线可包括中子、质子、电子、μ介子、重离子、α射线等或其任何组合。光子射线可包括x射线、γ射线、紫外线、激光等或其任何组合。出于说明目的，以与x射线相关的放射治疗设备为例进行描述。在一些实施例中，治疗装置110可以在mri设备提供的图像数据的协助下产生一定剂量的x射线以执行放射治疗。例如，可以处理图像数据以定位肿瘤和/或确定x射线的剂量。
46.一个或以上处理设备120可以处理从治疗装置110、存储设备140和/或终端设备150获取的数据和/或信息。例如，一个或以上处理设备120可以处理图像数据并基于图像数据重建至少一个mri图像。又例如，一个或以上处理设备120可以基于至少一个mri图像确定治疗区域的位置和放射剂量。mri图像可以提供的益处包括，例如，优越的软组织对比度、高分辨率、几何精度，从而可以精确定位治疗区域。mri图像可以用于在确定治疗计划期间和执行治疗期间检测治疗区域的变化(例如，肿瘤消退或转移)，从而可以相应调整原始治疗
sdram)、静态随机存取内存(sram)、晶闸管随机存取内存(t-ram)和零电容随机存取内存(z-ram)等。示例性只读存储器可以包括掩模型只读内存(mrom)、可编程只读内存(prom)、可擦除可编程只读内存(eprom)、电可擦除可编程只读内存(eeprom)、光盘只读内存(cd-rom)和数字多功能磁盘只读内存等。在一些实施例中，存储设备140可以在如本说明书中其他地方所述的云平台上实现。
52.在一些实施例中，存储设备140可以连接到网络130以与放射治疗系统100的一个或以上其他组件(例如，一个或以上处理设备120或终端设备150)通信。放射治疗系统100的一个或以上组件可以经由网络130访问存储设备140中存储的数据或指令。在一些实施例中，存储设备140可以是一个或以上处理设备120的一部分。
53.终端设备150可以连接到治疗装置110、一个或以上处理设备120和/或存储设备140，和/或与治疗装置110通信。例如，一个或以上处理设备120可以从终端设备150获取扫描协议。又例如，终端设备150可以从治疗装置110和/或存储设备140获取图像数据。在一些实施例中，终端设备150可以包括移动设备151、平板电脑152、笔记本电脑153等或其任何组合。例如，移动设备151可以包括移动电话、个人数字助理(pda)、游戏设备、导航设备、销售点(pos)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式机等或其任何组合。在一些实施例中，终端设备150可包括输入设备、输出设备等。输入设备可以包括可以通过键盘输入的字母数字和其他键、触摸屏(例如，具有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼睛跟踪输入、大脑监视系统或任何其他类似输入机制。通过输入设备接收的输入信息可以经由，例如总线，发送到一个或以上处理设备120，以进行进一步处理。其他类型的输入设备可以包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可包括显示器、扬声器、打印机等或其任何组合。在一些实施例中，终端设备150可以是一个或以上处理设备120的一部分。
54.该描述旨在说明，而不是限制本说明书的范围。许多替代、修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。可以以各种方式组合本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和特性，以获取另外的和/或替代的示例性实施例。例如，存储设备140可以是包括云计算平台的数据存储，例如公共云、私有云、社区云、混合云等。在一些实施例中，一个或以上处理设备120可以集成到治疗装置110中。但是，这些变化与修改不会脱离本说明书的范围。
55.图2是根据本说明书一些实施例所示的在放射治疗系统中进行放射治疗的示例性过程200的流程图。在一些实施例中，图2中所示的过程200的一个或以上操作可以在图1中所示的放射治疗系统100中实现。例如，图2中所示的过程200可以以指令的形式存储在存储设备140中，并由图1中所示的一个或以上处理设备120调用和/或执行。出于说明目的，以过程200在一个或以上处理设备120中的实现为例进行描述。应当注意，过程200也可以类似地在终端设备150中实现。
56.在202中，一个或以上处理设备120可以通过mri装置获取关于感兴趣区域(roi)的磁共振成像(mri)数据。mri数据可以是由rf线圈接收的来自受试者的mr信号。与mr信号有关的更详细的描述可以在本说明书的其他地方找到，例如，图3及其描述。
57.在一些实施例中，roi可以指与肿瘤相关的治疗区域。治疗区域可以是受试者(例如，身体、物质、物体)的区域。在一些实施方案中，roi可以是身体的特定部位、特定器官或特定组织，例如头部、脑部、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝盖、脚等
或其任何组合。
58.在204中，一个或以上处理设备120可以基于mri数据重建与roi的至少一部分相关的mri图像。基于mri数据，可以将mr图像重建为对象体内原子核的分布。图像重建过程中可以采用不同类型的图像重建技术。示例性的图像重建技术可以包括傅立叶重建、约束图像重建和并行mri中的正则化图像重建等，或其变体，或其任何组合。
59.mri图像可用于确定对肿瘤的放射治疗。例如，一个或以上处理设备120可以根据mri图像确定肿瘤的位置和放射剂量。在一些实施例中，可能至少需要几分钟来重建表示较大成像区域的mri图像。在一些实施例中，为了在相对较短的时间内(例如，每秒)生成mri图像，相比较表示较大成像区域的mri图像而言，一个或以上处理设备120可以重建表示较小成像区域(例如，roi的至少一部分)的初始图像，然后将初始图像与表示较大成像区域的mri图像组合。例如，一个或以上处理设备120可以用初始图像替换表示较大成像区域的mri图像上与roi相关的部分。表示较大成像区域的mri图像可以包括roi附近的非roi(例如，健康组织)和roi的信息。在一些实施例中，可以在放射治疗之前获取并重建表示较大成像区域的mri图像。例如，可以在辐射源开始发射用于治疗的辐射束之前不到1天、半天、6小时、3小时、1小时、45分钟、30分钟、20分钟、15分钟、10分钟、5分钟等的情况下获取表示较大成像区域的mri图像。在一些实施例中，可以从放射治疗系统100中的存储设备，例如存储设备140中获取表示较大成像区域的mri图像。
60.在206中，一个或以上处理设备120可以基于mri图像确定与roi的至少一部分的尺寸相关的参数。在一些实施例中，与roi的至少一部分的尺寸相关的参数可包括病变(例如，肿瘤)的特征横截面尺寸，所述特征横截面垂直于照射所述roi的至少一部分的辐射束的方向。如本文所使用的，病变的特征横截面可以是在彼此平行的横截面中面积最大的病变横截面。在一些实施例中，roi或其一部分可以基本上符合病变的特征横截面。例如，对于圆形roi，roi的直径可以与病变的特征横截面的最大尺寸相同或略大于(例如，不超过5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％或50％)病变特征横截面的最大尺寸。又例如，对于椭圆或多边形(例如，正方形、矩形等)的roi，roi的面积可以与病变特征横截面的面积相同或略大于(例如，不超过5％、10％、15％、20％、25％、30％、40％或50％)病变特征横截面的面积。
61.在一些实施例中，与roi的至少一部分的尺寸相关的参数可以表示肿瘤的特征横截面的形状。例如，与roi的至少一部分的尺寸相关的参数可以表示肿瘤的横截面的形状是圆形或接近圆形，并进一步表示圆形或接近圆形的直径。在一些实施例中，为了确定与roi的至少一部分的尺寸相关的参数，一个或以上处理设备120可以从mri图像中提取纹理信息，并且通过识别所提取的纹理信息中roi的频繁纹理图案来确定代表所述roi的纹理特征。然后，一个或以上处理设备120可以测量mri图像中包括所述纹理特征的区域的尺寸，并确定与roi的尺寸相关的参数。
62.在208中，一个或以上处理设备120可以根据与roi的至少一部分的尺寸相关的参数来生成控制信号。可以基于在不同时间点(例如，在第一次放射治疗阶段、在第二次放射治疗阶段等)拍摄的至少两个mri图像来动态调整控制信号。在一些实施例中，控制信号可包括与肿瘤的放射治疗相关的参数。例如，控制信号可以包括x射线的剂量和辐射束的持续时间。又例如，控制信号可以包括多叶准直器(mlc)的参数，其确定投射在受试者上的辐射束的形状。mlc可以包括至少两个单独的高原子序数材料(例如，钨)制成的叶片，该叶片在
辐射束的路径中移入和移出。所述至少两个叶片中的部分或全部叶片的运动可以彼此独立。在一些实施例中，控制信号可包括与放射治疗设备的一个或以上组件的移动相关的参数。例如，控制信号可以包括与放射治疗设备(例如，治疗装置110中的放射治疗设备、放射治疗设备300)的辐射源的一个或以上位置相关的参数。又例如，控制信号可包括与放射治疗装置的平台的高度或位置(例如，治疗床330的平台308沿磁体302的轴的位置)相关的参数，从而适当地定位患者，使得患者的治疗区域(例如，癌性肿瘤)可以适当地接收来自放射治疗设备的辐射束。
63.在210中，一个或以上处理设备120可以将控制信号发送到放射治疗设备以使放射治疗设备施加治疗辐射。在放射治疗期间，放射治疗设备的一个或以上组件可以协调以发射治疗辐射。例如，放射治疗设备的辐射源(例如，直线加速器)可以旋转，可选地或附加地，放射治疗过程可以根据一些随着时间的推移而变化的参数推进。所述参数可以包括x射线的剂量、来自辐射源的辐射束的持续时间、mlc的形状和平台的位置等。在一些实施例中，仅当放射治疗设备的辐射源旋转到某些角度(例如，60度、120度、180度、240度、300度、360度)时，才可以发射辐射束。例如，可以应用调强放射治疗(imrt)。辐射源可以间歇地停止旋转。辐射源可以旋转到期望的位置，在该位置暂停，并发射辐射束，然后恢复旋转。在一些实施例中，辐射源可以连续旋转，并且连续地或间歇地发射辐射束。在一些实施例中，辐射源可以在旋转的同时连续地发射辐射束。
64.在一些实施例中，如上所述，可以根据从mri设备获取的图像数据来确定治疗区域(例如，包括肿瘤的区域)。然后，辐射束可以由放射治疗设备的辐射源产生，以执行治疗区域的放射治疗。例如，辐射束的剂量和/或治疗区域的位置可以在mri设备的协助下实时确定。
65.应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不会背离本说明书的范围。例如，步骤202和204可以同时执行。
66.图3a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的示意图。如图3a所示，治疗装置110可包括mri扫描仪310、放射治疗设备300和治疗床330。在一些实施例中，mri扫描仪310可以结合如步骤202所述生成mri数据，并且放射治疗设备300可以结合操作210所述进行放射治疗。
67.mri扫描仪310可包括孔301、磁体302、一个或以上梯度线圈(未示出)，以及一个或以上射频(rf)线圈(未示出)。mri扫描仪310可以用于从成像区域获取图像数据。例如，图像数据可以与肿瘤相关的治疗区域相关。在一些实施例中，根据磁体302的类型，mri扫描仪310可以是永磁mri扫描仪、超导电磁mri扫描仪或电阻电磁mri扫描仪等。在一些实施例中，根据磁场的强度，mri扫描仪310可以是高场mri扫描仪、中场mri扫描仪和低场mri扫描仪等。在一些实施例中，mri扫描仪310可以是闭孔(圆柱)类型、开孔类型等。
68.磁体302可以是环形并且可以产生静磁场b0(或主磁场b0)。在一些实施例中，磁体302可以容纳在含有冷却介质(例如，液氦)的低温恒温器(例如，环形低温恒温器)中。磁体302可以是各种类型，包括例如永磁体、超导电磁体、电阻电磁体等。超导电磁体可以包括一个或以上由导电材料，例如铌，钒、锝合金等制成的导电线圈。例如，超导电磁体可用于产生mri扫描仪310操作所需的大磁场。为了实现超导性，超导电磁体可以保持在温度接近绝对
零度的低温环境中。mri扫描仪310可以使用含有一定量冷却介质(例如，液氦)的低温恒温器。超导电磁体由设置在低温恒温器中的一个或以上导电线圈组成。一个或以上导电线圈可以用于通过其中循环的电流产生主磁场b0。低温恒温器未在图3a中示出。低温恒温器的示例性结构可以在本说明书的其他地方找到(例如，下文描述的低温恒温器400、400'、500、500'、600或600')。
69.一个或以上梯度线圈可以在x、y和/或z方向(或轴)上产生到主磁场b0的磁场梯度。在一些实施例中，一个或以上梯度线圈可包括x方向(或轴)线圈、y方向(或轴)线圈、z方向(或轴)线圈等。例如，z方向线圈可以基于圆形(麦克斯韦)线圈设计、x方向线圈和y方向线圈可以基于鞍形(戈莱)线圈来设计。如本文所使用的，x方向也可以被称为读出(ro)方向(或频率编码方向)，y方向也可以被称为相位编码(pe)方向，z方向也可以是被称为切片选择编码方向。在本说明书中，读出方向和频率编码方向可以互换使用。
70.仅作为示例，梯度磁场可包括对应z方向的切片选择梯度场、对应y方向的相位编码(pe)梯度场和对应x方向的读出(ro)梯度场等。可以使用不同方向上的梯度磁场来编码mr信号的空间信息。在一些实施例中，梯度磁场还可用于执行流量编码、流量补偿、流量去相位等或其任何组合的至少一个功能。
71.一个或以上rf线圈可以向被检查的受试者(例如，身体、物质、物体)发射rf脉冲和/或从其接收mr信号。如本文所使用的，rf脉冲可以包括激发rf脉冲和重聚焦rf脉冲。在一些实施例中，激发rf脉冲(例如，90度rf脉冲)可以使磁化矢量偏离主磁场b0的方向。在一些实施例中，重聚焦脉冲(例如，180度rf脉冲)可以围绕横向平面中的轴旋转色散自旋等色线，使得磁化矢量可以在稍后重新定相。在一些实施例中，rf线圈可包括rf发射线圈和rf接收线圈。rf发射线圈可以发射rf脉冲信号，该rf脉冲信号可以激发受试者中的核以在拉莫尔频率下谐振。rf接收线圈可以接收从受试者发射的mr信号。在一些实施例中，rf发射线圈和rf接收线圈可以集成到单个线圈中，例如发射/接收线圈。rf线圈可以是各种类型中的一种，包括例如商差(qd)正交线圈、相位阵列线圈等。在一些实施例中，不同的rf线圈240可用于扫描被检查的身体的不同部位，例如头部线圈、膝关节线圈、颈椎线圈、胸椎线圈、颞下颌关节(tmj)线圈等。在一些实施例中，根据其功能和/或尺寸，rf线圈可以被分类为体积线圈和局部线圈。例如，体积线圈可包括鸟笼线圈、横向电磁线圈、表面线圈等。又例如，局部线圈可包括螺线管线圈、鞍形线圈、柔性线圈等。
72.放射治疗设备300可包括滚筒312和基座307。滚筒312可以为环形。滚筒312可以围绕磁体302设置并在磁体302的中心区域处沿着孔301的轴311与磁体302相交。滚筒312可以容纳并支撑辐射源，该辐射源用于向孔301的治疗区域发射辐射束。辐射束可以是x射线束、电子束、伽马射线源、质子射线源等。滚筒312与安装在其上的辐射源可以围绕孔301的轴311和/或称为等中心的点旋转。仅作为示例，滚筒312与安装在其上的辐射源可以围绕轴311旋转任何角度，例如90度、180度、360度、450度、540度。滚筒312可以由基座307进一步支撑。
73.应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以在本说明书的教导下进行多种变化或修改。例如，放射治疗设备300还可包括用于加速电子、离子或质子的直线加速器、剂量检测设备、温度控制设备(例如，冷却设备)、多层准直器等或其任何组合。然而，这些变化和修改不会背离本说
明书的范围。
74.治疗床330可包括平台308和底座309。在一些实施例中，平台308可沿水平方向移动并进入mri扫描仪310的孔301。在一些实施例中，平台308可以二维、三维、四维、五维或六维移动。在一些实施例中，平台308可以根据通过例如在治疗期间获取的实时mri图像估计的肿瘤的变化(例如，位置变化)移动。
75.在一些实施例中，可以将受试者放在平台308上并将其送到mri设备中。在一些实施例中，受试者可以是人类患者。人类患者可以仰卧、俯卧、侧卧在平台308上。
76.在治疗期间，滚筒312可以被设置为围绕磁体302旋转。在一些实施例中，磁体302可以包括其外壁处的凹槽(未示出)。凹槽可以围绕磁体302的整个圆周设置。例如，凹槽可以具有围绕磁体302的环形，从而容纳滚筒312的至少一部分。在一些实施例中，凹槽可以设置在磁体302的圆周的一部分的周围。例如，凹槽可以具有围绕磁体302的一个或以上的弧形形状。
77.在一些实施例中，辐射源可沿凹槽内的整个旋转路径移动。辐射源可以根据一个或以上参数产生辐射束。示例性的参数可以包括辐射束的参数、辐射源的参数或平台308的参数。例如，辐射束的参数可以包括辐照强度、辐照角度、辐照距离、辐照区域、辐照时间、强度分布等或其任何组合。辐射源的参数可以包括位置、旋转角度、旋转速度、旋转方向、辐射源的配置等或其任何组合。在一些实施例中，辐射源产生辐射束可以考虑辐射束的能量损失，这是由于，例如位于辐射束的路径中的磁体302可以吸收至少一部分的辐射束。例如，由于例如磁体302的吸收，辐射束的辐照强度可以设定为大于没有能量损失时的辐照强度，从而补偿该能量损失，使得特定强度的辐射束可以照射到治疗区域(例如，肿瘤)。
78.图3b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的示意图。与图3a中的治疗装置110相比，治疗装置110'可以使用机架306而不是滚筒312。机架306可以设置在磁体302的一侧。治疗头304可以通过治疗臂305安装在机架306上。治疗头304可以容纳辐射源(例如，直线加速器)。机架306可以使治疗头304围绕孔301的轴311旋转。
79.如图3b所示，凹槽303可以形成在磁体302的外壁上并且为环形。凹槽303可以容纳治疗头304的至少一部分，并提供用于治疗头304旋转的路径。这种布置可以沿着磁体302的径向减小治疗头304与孔301的轴311之间的距离。在一些实施例中，治疗头304与孔301的轴311之间的距离减小可以使得到达治疗区域(例如，肿瘤)的放射剂量增加，从而提高治疗效率。在一些实施例中，凹槽303沿z方向(即，磁体302的轴向)的宽度可以不小于治疗头304沿z方向的宽度。
80.应当注意，上述治疗装置110的描述仅仅是为了说明的目的而提供，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出各种各样的变化和修改。例如，治疗装置110的组装和/或功能可根据具体实施方案而变化或改变。在一些实施例中，mri扫描仪310的磁体302也可相对于治疗头304旋转。例如，放射治疗设备300和mri扫描仪310可以围绕同一轴(例如，轴311)同步或异步旋转。然而，这些变化和修改不会背离本说明书的范围。
81.图4a是根据本说明书一些实施例的示例性治疗设备的上部沿x方向的剖视图。治疗设备400可以包括用于生成mri数据的mri设备(例如，mri扫描仪310)和用于施加治疗辐射的放射治疗设备(例如，放射治疗设备300)。如图4a所示，mri设备可以包括至少两个主磁
线圈401、至少两个屏蔽磁线圈402和低温恒温器403。
82.至少两个主磁线圈401和至少两个屏蔽磁线圈402可以容纳在低温恒温器403中，并且在特定条件下(例如，当两个线圈浸没在低温恒温器403中的冷却介质中时)保持在超导状态。
83.在一些实施例中，低温恒温器403可以是沿着轴405(例如，图3a中的轴311)的环形。当至少两个主磁线圈401沿第一方向承载电流时，至少两个主磁线圈401可以沿轴405同轴布置，以在特定区域内(例如，孔301内的区域)产生均匀的磁场(例如，主磁场b0)。
84.至少两个屏蔽磁线圈402也可以沿着轴405同轴地布置在距轴405比至少两个主磁线圈401距轴405更大的半径处。至少两个屏蔽磁线圈402可以沿着与第一方向相反的第二方向承载电流。至少两个屏蔽磁线圈402可以用于屏蔽由至少两个主磁线圈401在mri装置的外部区域产生的磁场。
85.在一些实施例中，低温恒温器403可以包括一个或以上由环形结构装置包围的腔室。例如，环形结构装置可以包括多个环形结构，例如第一环形结构421、第二环形结构422和第三环形结构423。仅仅为了说明，如图4a所示，低温恒温器403可以包括两个腔室(例如，第一腔室403a和第二腔室403b)。两个腔室可以沿轴向方向(即，轴405的方向)位于低温恒温器403的相对侧，并且可以通过两个腔室之间的颈部430连接。颈部430的径向尺寸可以小于两个腔室的径向尺寸。在一些实施例中，每个腔室可以为具有不同外壁的环形。所述外壁可以指具有环形形状的第一环形结构421的外表面，例如图7所示的第一环形结构的外表面721a。两个腔室和颈部可以共用同一个内壁，即低温恒温器403的内壁。在一些实施例中，内壁可以指环形的第一环形结构421的内表面，例如图7所示的第一环形结构的内表面721b。在一些实施例中，mri设备的孔(例如，mri扫描仪310的孔301)可以包括由低温恒温器的内壁包围的区域。在一些实施例中，每个腔室可以容纳至少两个主磁线圈401中的至少一个和至少两个屏蔽磁线圈402中的至少一个。例如，至少两个主磁线圈401中的至少一个可以布置在左腔室的内壁附近，并且至少两个屏蔽磁线圈402中的至少一个可以布置在左腔室的外壁附近。布置在左腔室403a中的主磁线圈和布置在右腔室403b中的主磁线圈之间可以形成间隙406，从而允许由放射治疗设备产生的辐射束通过。两个腔室可以通过它们之间的颈部彼此流体连通。低温恒温器403可以包含冷却介质，所述至少两个主磁线圈401和至少两个屏蔽磁线圈402可以浸没在所述冷却介质中以实现超导状态。示例性的冷却介质可以是液氦。如图4a所示，至少两个主磁线圈401和至少两个屏蔽磁线圈402浸没在液氦的液面413以下。
86.在一些实施例中，环形结构装置的多个环形结构可以沿低温恒温器的径向布置。参见图7，图7是根据本说明书一些实施例所示的示例性低温恒温器沿低温恒温器的轴向(即，z方向)的剖视图。需要注意的是，低温恒温器700可以与本说明书各实施例中描述的低温恒温器，例如低温恒温器403、503、603相同或相似。在一些实施例中，环形结构装置可以认为是筒中筒结构。例如，第一环形结构421包围第二环形结构422，第二环形结构422包围第三环形结构423。如图7所示，第一环形结构、第二环形结构和第三环形结构的外表面和内表面可以沿低温恒温器的径向布置。例如，第一环形结构的外表面721a、第二环形结构的外表面722a、第三环形结构的外表面723a、第三环形结构的内表面723b、第二环形结构的内表面722b和第一环形结构的内表面721b由低温恒温器的外部向内部排列。在一些实施例中，
由内表面721b围绕的环形空间可以沿着低温恒温器的轴向705延伸以形成mri设备的孔。
87.返回参考图4a，第一环形结构421可以指用于提供真空空间的真空容器，所述真空空间可以包围一个或以上腔室(例如，左腔室和右腔室)。第二环形结构422可以指用于减少从第一环形结构421到第三环形结构423的热传递的隔热罩。第三环形结构423可以指用于容纳冷却介质(例如，液氦)的低温容器，用于冷却至少两个主磁线圈401和至少两个屏蔽磁线圈402。隔热罩可以设置在低温容器和真空容器之间的真空空间中。在一些实施例中，多个环形结构中的每个环形结构可以由各种材料制成，以保持低温恒温器403的结构强度并减少辐射干扰。关于制成多个环形结构的材料的更多细节可以在本说明书的其他地方找到(例如，图4c及其描述)。
88.在一些实施例中，环形结构装置上可以设置环形凹槽。每个环形结构可以具有相应的凹槽。如图4a所示，低温恒温器403的内壁(例如，第一环形结构421的内表面)和不同腔室的外壁(例如，分别与第一腔室和第二腔室对应的第一环形结构421的外表面的两部分)之间的径向位置处可以有凹槽408。凹槽408可具有开口407，开口407形成在与第一腔室和第二腔室对应的第一环形结构421的外表面之间。在一些实施例中，在透视图中，凹槽408可以为环形。在所述环形的不同径向位置或部分，所述环形具有相同或不同的宽度(即，轴向方向的尺寸)。凹槽408可以具有深度440(即，环在径向方向上的厚度)，其被定义为在径向方向上，从开口407到低温恒温器403的颈部的最外表面的距离。
89.在一些实施例中，凹槽408可以用于容纳放射治疗设备的一个或以上部件。如图4a所示，凹槽408可以容纳辐射源，例如直线加速器。该辐射源包括加速器409、磁屏蔽结构411、初级准直器412、靶404和多叶准直器(mlc)410。
90.加速器409可以用于将带电的亚原子粒子或离子加速到高速。在一些实施例中，加速器409可使用微波技术加速电子。例如，加速器409可以使用rf电磁波加速能量组在4mev至22mev之间的电子束中的电子。
91.加速器409可以安装在机架或滚筒(例如，机架306或滚筒312)上，所述机架或滚筒能够围绕轴405旋转并且可以使辐射束能够从任意圆周位置发射。如图4a所示，机架或滚筒可以旋转到第一位置，使加速器409可以位于轴405的上方。加速器409可包括加速波导(管)，其轴垂直于轴405。加速波导(管)可以提供线性路径，用于沿垂直于轴405的电子束路径加速电子。
92.加速器409的至少一部分被屏蔽结构411围绕。在一些实施例中，屏蔽结构411可以提供与加速器409的管的纵向轴同轴的腔，其至少一个端部敞开以允许加速器409发射的辐射束穿过。在一些实施例中，加速器409可以被磁屏蔽结构411围绕或基本上被磁屏蔽结构411围绕。磁屏蔽结构411可以为任何配置。例如，磁屏蔽结构411可以包括沿着凹槽408的周向、位于加速器409的一侧的第一板和沿着凹槽408的周向、位于加速器409的相对侧的第二板。第一板和第二板可以相对于加速器409的轴对称。第一板和第二板可以形成包围结构以围绕和/或容纳加速器409。第一板和第二板中的每个板可以具有类似于“工”字的形状，其提供沿低温恒温器803的轴向方向的连续路径以供磁场穿过。由于磁屏蔽结构411的两个板由高磁化率和/或磁导率材料制成，磁场可以由两个板传导并远离两个板之间形成的区域，从而实现对加速器409的磁屏蔽。需要说明的是，磁屏蔽结构411可以是任何形状，只要磁屏蔽结构411的至少一端开口以供加速器409发射的辐射束穿过。关于磁屏蔽结构实施例的更
多描述可以在例如国际申请pct/cn2018/115394中找到。
93.在一些实施例中，磁屏蔽结构411可包括至少两个磁屏蔽层。至少两个磁屏蔽层中的至少一个磁屏蔽层可用于减少mri设备的一个或以上组件与放射治疗设备之间的磁干扰。例如，磁屏蔽结构411可以包括磁屏蔽层，用于屏蔽由mri设备(例如，主磁线圈、屏蔽磁线圈、梯度线圈)产生的磁场，以防电子受到磁场影响。
94.另外，至少两个磁屏蔽层中的至少一个磁屏蔽层可用于减少mri设备的一个或以上组件与放射治疗设备之间的rf和/或微波干扰。例如，磁屏蔽结构411可以包括电磁屏蔽层，用于屏蔽由mri设备(例如，rf线圈)产生的rf信号和由放射治疗设备产生的微波。
95.至少两个磁屏蔽层可以由相同材料和/或不同材料制成。例如，电磁屏蔽层和磁屏蔽层都可以由高磁化率和磁导率材料(例如，无取向硅钢)制成，或者电磁屏蔽层和磁屏蔽层中的一个屏蔽层由高导电性和导磁率材料制成。在一些实施例中，至少两个磁屏蔽层可以彼此磁隔离和/或电隔离。在一些实施例中，至少两个磁屏蔽层可以由合适的介电材料制成，例如空气或塑料。
96.可选地或附加地，至少两个磁屏蔽层中的至少一个磁屏蔽层可用于保护mri设备的一个或以上组件免受加速器409产生的辐射。例如，至少两个磁屏蔽层中的一个磁屏蔽层可以由能够吸收由加速器409的辐射束产生的辐射的材料制成。能够吸收辐射的示例性材料可包括用于吸收光子射线的材料和/或用于吸收中子射线的材料。吸收光子射线的材料可以包括钢、铝、铅、钨等。吸收中子射线的材料可包括硼、石墨等。应当注意，在一些实施例中，磁屏蔽结构411可以仅由辐射吸收材料制成，而不含高磁化率和磁导率材料。这样，磁屏蔽结构411可以仅为mri设备的一个或以上组件提供辐射屏蔽。
97.靶404可以用于接收加速的带电亚原子粒子或离子(例如，电子束)，以产生用于放射治疗的辐射束。例如，根据轫致辐射效应，电子束可以与靶404碰撞以产生高能x射线。在一些实施例中，靶404可位于加速器409的出射窗附近，以接收加速电子束。在一些实施例中，靶404可以由包括铝、铜、银、钨等或其任何组合的材料制成。或者，靶404可以由复合材料制成，包括钨和铜、钨和银、钨和铝等或其任何组合。
98.来自靶404的辐射束可以穿过初级准直器412以形成具有特定形状(例如，锥形束)的光束。
99.mlc 410可以用于重塑辐射束。例如，mlc 410可以调整辐射束的辐照形状、辐照区域等。mlc 410可以放置在辐射束的路径上的任何位置。例如，如图4a所示，mlc 410可以靠近加速器409放置。因此，在被mlc 410重塑之后，辐射束可以进一步穿过低温恒温器403的颈部和至少两个主磁线圈之间的间隙406，以到达治疗区域。又例如，mlc 410可以放置在距加速器相对较远的距离处(例如，如图6a所示)，使得mlc 410可以更靠近例如待辐射的患者。
100.mlc 410可以相对于加速器409保持固定，从而与加速器409一起围绕轴405旋转。mlc 410可包括至少两个单独的高原子序数材料(例如，钨)叶片，其独立地移入和移出辐射束的路径以阻挡辐射束。当至少两个单独的叶片移入和移出时，辐射束的形状可以改变，形成不同的槽，模拟从辐射束的轴(即，图4a中所示的竖直虚线416)观察的肿瘤的横截面。在一些实施例中，mlc 410可包括一层或以上的叶片。例如，mlc 410可以仅具有一层叶片，并且mlc 410沿着辐射束的轴的高度可以在7到10厘米之间。又例如，mlc 410可以有两层，并
且mlc 410的高度可以是至少15厘米。
101.图4b是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置400'的上部沿x方向的剖视图。与图4a中描述的治疗装置400相比，治疗装置400'的加速器409的至少一部分可沿低温恒温器403的径向位于凹槽408的外侧。如图4b所示，加速器409和沿着辐射束的轴围绕加速器409的磁屏蔽结构411可以伸出由低温恒温器403的外壁形成的开口407。在一些实施例中，加速器409和磁屏蔽结构411可以由机架或滚筒(例如，机架306或滚筒312)支撑或安装到机架或滚筒(例如，机架306或滚筒312)上，所述机架或滚筒能够围绕轴405旋转。
102.图4c是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性低温恒温器的上部沿x方向的剖视图。结合图4a或图4b所述，低温恒温器403的两个腔室可以由包括第一环形结构421、第二环形结构422和第三环形结构423的环形结构装置形成。在一些实施例中，第一环形结构421可以是真空容器，第二环形结构422可以是隔热罩，第三环形结构423可以是低温容器。
103.在使用如本文所述的放射治疗设备的放射治疗中，在辐射束(例如，高能x射线)到达治疗区域(例如，病灶)之前，辐射束可能需要穿过低温恒温器403的多个环形结构和其中的冷却介质(例如，液氦)。在通过多个环形结构的过程中，辐射束可能会发生散射，从而影响放射治疗的剂量率。影响程度可以通过辐射束的散射程度来评估。例如，如果散射程度较大，则可能会出现辐射束强度的大幅下降。因此，由于辐射能量比计划的减弱，病变可能无法得到有效治疗。通过设计低温恒温器403的结构可以降低辐射束的散射程度。
104.散射程度可以取决于低温恒温器的有效厚度和/或低温恒温器的一个或以上腔室中包含的冷却介质的深度。如本文所使用的，有效厚度由物体的物理厚度(即，实际厚度)与其密度的乘积来定义。一方面，与常规低温恒温器相比，可以通过减小低温恒温器的有效厚度来降低散射程度。另一方面，可以通过控制一个或以上腔室中的冷却介质的深度来降低散射程度。
105.低温恒温器的有效厚度可以与低温恒温器的多个环形结构中的至少一个环形结构，例如第一环形结构421、第二环形结构422和第三环形结构423的有效厚度相关。有效厚度可以基于环形结构的实心壁的物理厚度和环形结构的每个实心壁材料的密度来确定。例如，对于具有由相同材料制成的两个实心壁的环形结构，环形结构的有效厚度(l
eff
)可以等于两个实心壁的物理厚度(l)和实心壁材料的密度(d)的乘积，即l
eff
＝l
×
d。又例如，如果低温恒温器具有多个环形结构，共具有n个实心壁，每个实心壁的物理厚度为li并且由密度为di的材料制成，则有效厚度(l
eff
)可以等于第i个实心壁的物理厚度(li)与第i个实体壁的材料密度(di)的乘积的总和，即在一些实施例中，在低温恒温器的结构强度的条件下，通过使用一种或多种合适的材料制作环形结构，可以将多个环形结构中的至少一个环形结构的有效厚度设计为较小的值。例如，多个环形结构中的至少一个环形结构可以由金属材料和增强材料制成。
106.对于大多数常规低温恒温器，多个环形结构中的每个环形结构可以分别仅由相同或不同的金属材料制成。例如，第一环形结构421可以由不锈钢制成，第二环形结构422可以由铝制成，第三环形结构423可以由不锈钢制成。由于所用金属材料的高密度，每个环形结构的有效厚度也变大。为了有效降低环形结构的有效厚度并保持合格的结构强度，环形结构可以采用不同的材料制成，包括金属材料和增强材料。可以基于材料的一种或多种特性
来选择增强材料。所述一种或多种特性可以包括低密度、高机械强度、抗辐射、耐热等或其任何组合。示例性的增强材料可以包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳化硅(sic)纤维、石棉纤维、晶须、石墨烯纤维、合金材料等。
107.例如，第一环形结构421可以由不锈钢和碳纤维制成。第一环形结构421的有效厚度可以小于仅由不锈钢制成的传统第一结构的有效厚度。又例如，第二环形结构422可以由铝和碳纤维制成。第二环形结构422的有效厚度可以小于仅由铝制成的传统第二结构的有效厚度。再例如，第三环形结构423可以由不锈钢和碳纤维制成。第三环形结构423的有效厚度可以小于仅由不锈钢制成的传统第三结构的有效厚度。如上所述，低温恒温器的有效厚度可以设计成与传统低温恒温器相比具有相对较小的值。这样，可以降低辐射束穿过低温恒温器的散射程度。
108.在一些实施例中，由于第一环形结构421和第二环形结构422与第三环形结构423相比相对较薄，所以辐射束的散射程度较小。在一些实施例中，第一环形结构421和第二环形结构422可以由对应的传统金属材料制成，而第三环形结构423可以由不同的材料制成。仅仅为了说明，如图4c中低温恒温器403的环形结构的一部分420的放大结构图所示，第一环形结构421可以由不锈钢4211制成，第二环形结构422可以由铝4221制成，第三环形结构423可以由不锈钢4231和增强材料4232(例如，碳纤维)制成。
109.在一些实施例中，当辐射源(例如，直线加速器)以特定角度旋转时，辐射束可以穿过冷却介质的不均匀部分并被散射。为了解决这些问题或类似问题，低温恒温器的一个或以上腔室可以设计成当辐射源以各种角度旋转时辐射束总是可以穿过冷却介质的均匀截面。如图4c所示，低温恒温器403可以包括第一腔室403a和第二腔室403b。第一腔室403a和第二腔室403b可以由低温恒温器的凹陷颈部(例如，图4a或4b中所示的颈部408)分开。低温恒温器403的两个腔室可以相当于连通容器的两侧，即低温恒温器403可以相当于连通容器。根据连通容器的理论，左腔室的液位和右腔室的液位可以处于同一水平。当两个腔室的冷却介质的液位(例如，液位413)高于低温恒温器403的颈部高度时，颈部可以充满冷却介质；颈部不存在未充满冷却介质的部分。颈部中存在未充满冷却介质的部分可能增加辐射束的散射程度。
110.如图4c所示，附图标记440表示冷却介质的液面高度，附图标记430表示低温恒温器403的腔室颈部的高度(例如，径向长度)。如果希望颈部充满冷却介质，高度440可以总是大于高度430。在这种情况下，当辐射源以各种角度旋转时，辐射束可以穿过均匀的冷却介质。因此，穿过低温恒温器403的辐射束可以是相对均匀的。放疗质量可以相应提高。当颈部充满冷却介质时，可以保证辐射束穿过低温恒温器时的剂量，而不受辐射源旋转角度的影响。
111.在一些实施例中，低温恒温器403上可以安装一个或以上液位传感器。一个或以上液位传感器用于检测低温恒温器403的每个腔室的冷却介质的液位。例如，当冷却介质的液位低于液位极限时，处理设备120可以生成警报以通知用户(例如，操作人员)通过冷头(图4c中未示出)将冷却介质注入低温恒温器403。在一些实施例中，液位极限可以是大于高度430的值。在一些实施例中，一个或以上液位传感器可以包括视镜液位传感器、超声波传感器、激光传感器、红外传感器等或其任何组合。
112.需要说明的是，以上对治疗装置400或400'的描述仅仅是为了说明的目的而提供
的，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出各种各样的变化和修改。例如，初级准直器412和mlc 410可以集成以形成单个准直器。又例如，低温恒温器403中示出的颈部可以不形成整个环。具体地，颈部可以是连接低温恒温器403的左腔室和右腔室的离散弧形。因此，当加速器409绕轴405旋转时，颈部可以间歇地出现在辐射束的路径中，以产生辐射束。
113.图5a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图。如图5a所示，治疗装置500可包括至少两个主磁线圈501、至少两个屏蔽磁线圈502、具有轴的低温恒温器503、靶504、间隙506、开口507、凹槽508、加速器509、mlc 510、屏蔽结构511、初级准直器512和偏转单元513。至少两个主磁线圈501、至少两个屏蔽磁线圈502、低温恒温器503、靶504、轴505、间隙506、开口507、凹槽508、mlc 510和初级准直器512可类似于至少两个主磁线圈401、至少两个屏蔽磁线圈402、低温恒温器403、靶404、轴405、间隙406、开口407、凹槽408、mlc 410和初级准直器412，此处不再重复描述。
114.与加速器409不同，加速器509的加速波导(管)的轴可以与轴505平行。因此，加速波导(管)可以提供用于沿着平行于轴505的电子束路径加速电子的线性路径(也称为“平行光束通道”)。至少两个主磁线圈501和至少两个屏蔽磁线圈502可以产生与轴505平行或基本平行的磁场(也称为“平行磁场”)。应当理解，平行磁场可以对平行光束通道产生最小的影响。因此，加速器509可以帮助减小由mri设备产生的磁场对电子的影响。类似地，加速器509的加速波导(管)的至少一部分可以被磁屏蔽结构511围绕。磁屏蔽结构511可以沿轴505的方向连续分布。在一些实施例中，磁屏蔽结构511可以沿轴的方向延伸以覆盖加速器的两端，这意味着磁屏蔽结构511可以沿着轴的方向具有比加速器509更大的尺寸。磁屏蔽结构511可以用于进一步减少来自mri设备产生的磁场的干扰。关于磁屏蔽结构实施例的更多描述可以在例如国际申请pct/cn2018/115394中找到。
115.偏转单元513可以用于将来自平行束路径的加速电子偏转到靶504上。在一些实施例中，被偏转的电子可以垂直地撞击在靶504上，因此电子的偏转角可以是90或270度。在一些实施例中，偏转单元513可以包括一个或以上磁体，该磁体用于提供偏转磁场以使加速的电子的偏转。
116.如图5a所示，加速器509和偏转单元513都设置在凹槽508内。在一些实施例中，没有沿低温恒温器503的径向“覆盖”加速器509和/或偏转单元513的屏蔽磁线圈。即多个磁屏蔽磁线圈502的轴向位置与加速器509和/或偏转单元513的轴向位置之间没有重叠。此外，低温恒温器503可沿低温恒温器503的径向具有连续主体(即，提供连续流体流通的主体)，其容纳至少两个主磁线圈501和至少两个屏蔽磁线圈502。
117.低温恒温器503的环形结构装置的结构可以与图4a、图4b或图4c所示的低温恒温器403相同或相似。如图5a所示，第一环形结构521、第二环形结构522和环形结构523可以沿低温恒温器503的径向布置(例如，参考图7中的描述)。在一些实施例中，第一环形结构521可以是真空容器，第二环形结构522可以是隔热罩，第三环形结构523可以是低温容器。多个环形结构可以包围两个用于容纳冷却介质的腔室。关于环形结构装置的多个环形结构的更多描述可以在本说明书的其他地方找到(例如，图4a-4c及其描述)。
118.图5b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图。与图5a中描述的治疗装置500相比，治疗装置500'的加速器509的至少一部分可沿低
温恒温器503的径向位于凹槽508的外侧。如图5b所示，加速器509、磁屏蔽结构511和偏转单元513可以至少部分地伸出由低温恒温器503的外壁形成的开口507。在一些实施例中，加速器509和磁屏蔽结构511可以由机架或滚筒(例如，机架306或滚筒312)支撑或安装在机架或滚筒(例如，机架306或滚筒312)上，所述机架或滚筒能够围绕轴505旋转。
119.图5c是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性低温恒温器的上部沿x方向的剖视图。结合图4c的描述，低温恒温器503可以类似于低温恒温器403。第一环形结构521可以由不锈钢5211制成，第二环形结构522可以由铝5221制成，第三环形结构523可以由不锈钢5231和增强材料5232(例如，碳纤维)制成。与传统的仅由不锈钢制成的第三环形结构相比，第三环形结构523的有效厚度可以由于增强材料的低密度(与不锈钢相比)而减小。可以通过减小第三环形结构523的有效厚度来减小低温恒温器503的有效厚度。在这种情况下，可以减小辐射束穿过低温恒温器503的散射程度。此外，根据容器连通理论，低温恒温器503可以包括第一腔室503a和第二腔室503b。第一腔室503a和第二腔室503b的液位可以处于同一液位上。当冷却介质(例如，液氦)的高度540高于低温恒温器503的颈部的高度530时，颈部不存在未充满冷却介质的部分。在辐射束穿过颈部的冷却介质部分时，辐射束的散射程度可以被降低。因此，穿过低温恒温器503的辐射束可以是相对均匀的。放疗质量可相应提高。在某些情况下，当颈部充满冷却介质时，可以保证辐射束通过低温恒温器时的剂量，而不受辐射源旋转角度的影响。关于低温恒温器503结构的更多描述可以结合图4c的描述，在此不再赘述。
120.在一些实施例中，低温恒温器503上可以安装有一个或以上液位传感器。一个或以上液位传感器可用于检测低温恒温器503的每个腔室的冷却介质的液位。例如，当冷却介质的液位低于液位极限时，处理设备120可以产生警报以通知用户(例如，操作人员)通过冷头(图4c中未示出)将冷却介质注入低温恒温器503。在一些实施例中，液位极限可以是大于高度530的值。在一些实施例中，一个或以上液位传感器可以包括视镜液位传感器、超声波传感器、激光传感器、红外传感器等或其任何组合。
121.以上对治疗装置500或500'的描述仅仅是为了说明的目的而提供的，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出各种各样的变化和修改。例如，初级准直器512和mlc 510可以集成以形成单个准直器。又例如，低温恒温器503中示出的颈部可以不形成整个环。具体地，颈部可以是连接低温恒温器503的左腔室和右腔室的离散弧形。因此，当加速器509绕轴505旋转时，颈部可以间歇地出现在辐射束的路径中，以产生辐射束。
122.图6a是根据本说明书一些实施例所示的示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图。如图6a所示，治疗装置600可以包括至少两个主磁线圈601、至少两个屏蔽磁线圈602、具有轴605的低温恒温器603、靶604、第一开口607、第二开口615、凹槽608、加速器609、mlc 610、磁屏蔽结构611、初级准直器612和偏转单元613。至少两个主磁线圈601、至少两个屏蔽磁线圈602、靶604、轴605、第一开口607、凹槽608、加速器609、初级准直器612和偏转单元613可以类似于至少两个主磁线圈501、至少两个屏蔽磁线圈502、靶504、轴505、开口507、凹槽508、加速器509、初级准直器512、偏转单元513，此处不再赘述。
123.与图5所示的mlc 510相比，mlc 610可以沿径向远离加速器609，使得mlc 610可以更靠近例如待辐射的治疗区域。需要说明的是，mlc与治疗区域的距离越近，照射到治疗区
域的辐射束的形状就越能被mlc精确控制。
124.低温恒温器603的内壁处可以具有凹陷结构以容纳mlc 610。类似于具有形成在低温恒温器603的两个腔室的外壁之间的第一开口607的凹槽608，凹陷结构可以具有形成在低温恒温器603的两个腔室的内壁之间的第二开口615。凹陷结构可以为环形并且可以与凹槽608同轴。凹陷结构和凹槽608可以由低温恒温器603的颈部隔开。即，颈部的最外表面形成凹槽608的最内边界，颈部的最内表面形成凹陷结构的最外边界。凹陷结构可以具有沿低温恒温器603径向方向的深度，该深度大于mlc 610沿辐射束轴的高度。在一些实施例中，至少两个主磁线圈601(例如，601a)中的一个或以上主磁线圈可以沿着轴605围绕凹陷结构布置。主磁线圈601a和其余主磁线圈可以在低温恒温器603的左/右腔室中形成阶梯结构。与其余的主磁线圈相比，主磁线圈601a距轴605的半径可以更大。此外，可以在主磁线圈601a之间形成间隙606，以允许辐射束穿过。在一些实施例中，主磁线圈可以不沿着轴605围绕凹陷结构设置，因此所有的主磁线圈601可以围绕低温恒温器603的内壁设置并且具有距离轴605相同的半径。
125.图6b是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性治疗装置的上部沿x方向的剖视图。与图6a中描述的治疗装置600相比，治疗装置600'的加速器609的至少一部分可以沿着低温恒温器603的径向位于凹槽608的外侧。如图6b所示，加速器609、屏蔽结构611和偏转单元613可以至少部分地伸出由低温恒温器603的外壁形成的开口607。在一些实施例中，加速器609、屏蔽结构611和偏转单元613可以由机架或滚筒(例如，机架306或滚筒312)支撑或安装到该机架或滚筒上，所述机架或滚筒能够围绕轴605旋转。
126.图6c是根据本说明书一些实施例所示的另一示例性低温恒温器的上部沿x方向的剖视图。结合图4c或5c所述，在低温恒温器603中，第一环形结构621可以由不锈钢6211制成，第二环形结构622可以由铝6221制成，第三环形结构623可以由不锈钢6231和增强材料6232制成(例如，碳纤维)。与传统的仅由不锈钢制成的第三环形结构623相比，第三环形结构623的有效厚度可以由于增强材料的低密度(与不锈钢相比)而减小。通过减小第三环形结构623的有效厚度可以减小低温恒温器603的有效厚度。在这种情况下，可以降低辐射束穿过低温恒温器603时的散射程度。另外，根据容器连通的理论，低温恒温器603可以包括第一腔室603a和第二腔室603b。第一腔室603a和第二腔室603b的液位可以处于同一液位高度。当冷却介质(例如液氦)的高度640高于低温恒温器颈部的高度630时，颈部不存在未充满冷却介质的部分。在辐射束穿过颈部的均匀冷却介质时，辐射束的散射程度可以被降低。因此，穿过低温恒温器603的辐射束可以是相对均匀的。放疗效果可相应提高。在某些情况下，当颈部充满冷却介质时，可以保证辐射束穿过低温恒温器时的剂量，而不受辐射源旋转角度的影响。关于低温恒温器603结构的更多描述可以结合图4c或图5c，在此不再赘述。
127.在一些实施例中，低温恒温器603上可以安装有一个或以上液位传感器。一个或以上液位传感器可以用于检测低温恒温器503的每个腔室的冷却介质的液位。例如，当冷却介质的液位低于液位极限时，处理设备120可以产生警报以通知用户(例如，操作人员)通过冷头(图4c中未示出)将冷却介质注入低温恒温器603。在一些实施例中，液位极限可以是大于高度630的值。在一些实施例中，一个或以上液位传感器可以包括视镜液位传感器、超声波传感器、激光传感器、红外传感器等或其任何组合。
128.需要说明的是，以上对治疗装置600或600'的描述仅是为了说明的目的而提供的，
并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员来说，在本说明书的教导下可以做出多种变化和修改。例如，低温恒温器603中所示的颈部可以不形成整个环。具体地，颈部可以是连接低温恒温器603的左腔室和右腔室的离散弧形。因此，当加速器609绕轴605旋转时，颈部可以间歇地出现在辐射束的路径中，以产生辐射束。
129.上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本说明书的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。这类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以所述类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
130.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。例如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
131.此外，本领域的普通技术人员可以理解，本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的和有用的改进。相应地，本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括韧体、常驻软件、微代码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外，本说明书的各方面可以采取体现在一个或以上计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其中计算机可读程序代码包含在其中。
132.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件设备中，但是它也可以实现为仅软件解决方案，例如，在现有服务器或移动设备上的安装。
133.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，前文对本说明书的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。然而，本说明书的该方法不应被解释为反映所要求保护的主题需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。
134.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体
实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
135.本文中提及的所有专利、专利申请、专利申请公布和其他材料(如论文、书籍、说明书、出版物、记录、事物和/或类似的东西)均在此通过引用的方式全部并入本文以达到所有目的，与上述文件相关的任何起诉文档记录、与本文件不一致或冲突的任何上述文件或对迟早与本文件相关的权利要求书的广泛范畴有限定作用的任何上述文件除外。举例来说，如果任何并入材料相关的与本文件相关的描述、定义和/或术语使用之间有任何不一致或冲突，那么本文件中的描述、定义和/或术语使用应当优先。
136.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。