特許 6929329 磁気共鳴画像化を用いる線形加速器放射線治療のためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6929329

(24)【登録日】2021年8月12日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】磁気共鳴画像化を用いる線形加速器放射線治療のためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/01 20060101AFI20210823BHJP

   A61N 5/10 20060101ALI20210823BHJP

   A61B 5/055 20060101ALI20210823BHJP

【ＦＩ】

   A61N5/01 A

   A61N5/10 F

   A61B5/055 390

【請求項の数】8

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-160762(P2019-160762)

(22)【出願日】2019年9月3日

(62)【分割の表示】特願2016-502898(P2016-502898)の分割

【原出願日】2014年3月14日

(65)【公開番号】特開2020-11078(P2020-11078A)

(43)【公開日】2020年1月23日

【審査請求日】2019年9月17日

(31)【優先権主張番号】13/841,478

(32)【優先日】2013年3月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512129837

【氏名又は名称】ビューレイ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＶｉｅｗＲａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100126572

【弁理士】

【氏名又は名称】村越 智史

(72)【発明者】

【氏名】ジェイムズ・エフ・デンプシー

(72)【発明者】

【氏名】シュマリュ・エム・シュヴァルツマン

【審査官】 寺澤 忠司

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５３３３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２５３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１１２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０６６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第７９０２５３０（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｎ ５／０１，５／１０

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線治療のためのシステムであって、
構台と、
前記構台に取り付けられた線形加速器の第１のコンポーネントと、
前記構台の周りの異なる位置で前記構台に取り付けられた線形加速器の第２のコンポーネントと、
前記構台に取り付けられた線形加速器の少なくとも２つのコンポーネントを連結する無線周波（ＲＦ）導波管と、
前記線形加速器の第１のコンポーネントの周りに配置され、前記線形加速器の第１のコンポーネントから周囲に漏出するＲＦエネルギーを低減するように構成された、第１のＲＦシールドと、
前記線形加速器の第２のコンポーネントの周りに配置され、前記線形加速器の第２のコンポーネントから周囲に漏出するＲＦエネルギーを低減するように構成された、第２のＲＦシールドと、
を備えるシステム。

【請求項2】

前記第１のＲＦシールドが第１のシェルを含み、前記第２のＲＦシールドが第２のシェルを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１のシェルがＲＦ電源コンポーネントを含み、前記第２のシェルが加速共振キャビティを含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

サーキュレータを含む第３のシェルをさらに備える、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１のＲＦシールドまたは前記第２のＲＦシールドは、ＲＦ吸収材料と、ＲＦ反射材料と、ＲＦ反射材料およびＲＦ吸収材料の複数の層とのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１のＲＦシールドまたは前記第２のＲＦシールドは、銅と、アルミニウムと、銅とアルミニウムの合金と、銅とアルミニウムの酸化物と、炭素繊維と、炭化ケイ素とのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１のＲＦシールドまたは前記第２のＲＦシールドは、水冷と、空冷とのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

磁気共鳴画像化システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気共鳴画像化と関連して直線加速器の放射線治療を行うためのシステム及
び方法に関する。

【0002】

関連出願の相互参照
本ＰＣＴ出願は、２０１３年３月１５日付けで出願され、「磁気共鳴画像化を用いる線
形加速器放射線治療のためのシステム及び方法」と題する米国特許出願番号１３／８４１
４７８号の優先権を主張し、出願日及び完全な開示はその全体が参照によりここに組み込
まれる。

【背景技術】

【0003】

近傍の健康な組織を温存しながら、よりよい治療標的を特定し、治療するために磁気共
鳴画像化装置（ＭＲＩ）を用いて繰り返しのリアルタイム画像化と放射線治療を組み合わ
せることが望ましい。このような線形加速器（ＬＩＮＡＣ）などのＭＲＩの放射線治療シ
ステムは、かなりの時間互いに別々に動作しているが、２つの技術を組み合わせることは
、多くの重要な技術課題を提示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第８１９０２３３号明細書（デンプシー、発明の名称「同時に軟組織を画像化しながらコンフォーマル放射線治療を提供するためのシステム」）

【特許文献2】米国特許出願シリアル番号１２／８３７３０９号明細書（シュバルツマンほか，発明の名称「線形加速器と磁気共鳴画像化装置とを互いに遮蔽するための方法及び装置」）

【特許文献3】米国特許出願シリアル番号１３／８０１６８０号明細書（シュバルツマンほか，発明の名称「磁気共鳴画像化を用いる放射線治療のためのシステム及び方法」）

【特許文献4】米国特許出願シリアル番号１３／３２４８５０号明細書（シュバルツマンほか，発明の名称「ＭＲＩ装置のためのアクティブ抵抗性シミング」）

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Ｅ． ＭＡＲＫ ＨＡＡＣＫＥ ＥＴ ＡＬ．， ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ ＩＭＡＧＩＮＧ： ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＰＲＩＮＣＩＰＬＥＳ ＡＮＤ ＳＥＱＵＥＮＣＥ ＤＥＳＩＧＮ， Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ １９９９

【非特許文献2】Ｃ． Ｊ． ＫＡＲＺＭＡＲＫ ＥＴ ＡＬ．， ＭＥＤＩＣＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＡＣＣＥＬＥＲＡＴＯＲＳ， ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ， Ｉｎｃ．， Ｈｅａｌｔｈ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ １９９３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような課題は、ＭＲＩの主磁石と傾斜磁界コイルを介して強磁性体と導電性の放射
線治療機器で発生する磁界と渦電流を含み、それらの両方は、高品質の画像化を提供する
ＭＲＩの能力を破壊することができる。さらに、ＭＲＩの主磁界は、線形加速器のコンポ
ーネントの多くを妨害する可能性があり、ＬＩＮＡＣのコンポーネントによって生成され
た高電力無線周波（ＲＦ）は、同様にＭＲＩの画像化能力を破壊する可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここに開示された磁気共鳴画像化を用いて放射線治療を組み合わせるためのシステム及
び方法であり、開示されたシステムの一実施形態は、磁気共鳴画像化装置と、構台と、構
台に取り付けられた２つ以上の遮蔽容器と、線形加速器のコンポーネントを含む２つ以上
の遮蔽容器のうちの少なくとも２つと、２つ以上の遮蔽容器のうちの少なくとも２つにお
いて含まれるコンポーネントを連結する少なくとも１つの無線周波導波管とを含んでもよ
い。

【0008】

別の実施形態において、少なくとも１つの無線周波導波管は、磁気共鳴画像化システム
の主磁石の磁力線に対して実質的に直交するように配向され、及び／又は磁気シールドを
含んでもよい。

【0009】

さらなる実施形態において、２つ以上の遮蔽容器は、構台の周囲に互いに実質的に等距
離に離間する。

【0010】

さらに別の実施形態では、システムは、線形加速器のコンポーネントを含まない少なく
とも１つの遮蔽容器を含んでもよい。

【0011】

一実施形態では、システムは複数の無線周波導波管を含んでもよく、前記複数の無線周
波導波管は、構台の全周に実質的に延在する。いくつかの例において、複数の無線周波導
波管のうちの１つは無線電磁波を送信しないであろう。

【0012】

特定の実施形態において、システムは３つの遮蔽容器を含み、前記３つの遮蔽容器は、
第１の遮蔽容器においてＲＦ電源コンポーネントを含み、第２の遮蔽容器において計算機
及びＡＦＣコンポーネントを含み、第３の遮蔽容器において線形加速器コンポーネントを
含むように適合される。

【0013】

さらに別の実施形態では、少なくとも１つの無線周波導波管はＲＦシールドを含む。Ｒ
Ｆシールドは、ＲＦ吸収材料、ＲＦ反射材料、又は、ＲＦ吸収材料及びＲＦ反射材料の複
数の層であってもよい。また、炭素繊維と、炭化ケイ素と、銅と、アルミニウムと、もしくは、銅又はアルミニウム合金又は酸化物を含んでもよい。

【0014】

いくつかの実施形態では、ＲＦシールドは、水冷又は空冷を含んでもよい。

【0015】

本開示の実施形態に係る方法は、
磁気共鳴画像化システムのカウチの周りの異なる位置に対して回転可能な構台に複数の
遮蔽容器を固着することと、
線形加速器のコンポーネントを前記複数の遮蔽容器のうちの少なくとも２つに配置する
ことと、
前記複数の遮蔽容器のうちの少なくとも２つに含まれるコンポーネントを少なくとも１
つの無線周波導波管に連結することとを含んでもよい。

【0016】

方法のいくつかの実施形態において、少なくとも１つの無線周波導波管は、磁気共鳴画
像化システムの主磁石の磁力線に対して実質的に直交するように配向されてもよい。他の
実施形態では、少なくとも１つの無線周波導波管は、磁気シールドを含んでもよい。

【0017】

方法の他の実施形態では、構台の全周の周りに実質的に延在する複数の無線周波導波管
を含んでもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの無線周波導波管は、ＲＦシ
ールドを含んでもよく、ＲＦシールドは、ＲＦ吸収材料、ＲＦ反射材料、もしくはＲＦ吸
収材料及びＲＦ反射材料の複数の層であってもよく、空冷又は水冷を含んでもよい。

【0018】

これら及びその他の特徴、態様、及び本発明の利点は以下の説明及び特許請求の範囲を
参照して理解されるであろう。

【0019】

特徴、態様、及び本開示の実施例は、ここで、添付の図面に関連して記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本願要旨の実施例と一致する磁気共鳴画像化システムと連動して動作する放射線治療装置の態様を示す概略図である。

【図2】図１に示した装置の上面図である。

【図3】例示的な線形加速器の様々なコンポーネントを示す概略図である。

【図4】図１に示されている構台と例示的な装置の関連するコンポーネントの断面図である。

【図5】本願要旨の実施例に係る例示的なＭＲＩの周りの磁界強度のマップを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

磁気共鳴画像化を用いて放射線治療を組み合わせるためのシステム及び方法がここで開
示される。図１は、構台１０６上に装着された複数の遮蔽容器１０４を含む放射線治療シ
ステムの一例の簡単化された概略図であり、構台１０６は様々な角度からの放射線照射を
可能にするために異なる位置に回転できる。図１に示された例示的なシステムはまた、Ｍ
ＲＩ１０２を含み、ＭＲＩ１０２は放射線治療中のリアルタイム画像化のために使用する
ことができ、（放射線ビームはＭＲＩの側面を介して送信する必要がないので、有利であ
るので）分割タイプ又はオープンタイプのＭＲＩであってもよい。放射線治療装置は、遮
蔽容器１０４の内部に配置されてもよく、寝台１１０の上に横たわる患者１０８内の標的
に治療ビームを向けるために使用することができる。導波管１１２がまた図示され、以下
にさらに説明するように、導波管１１２は、放射線治療装置のコンポーネントを連結する
ために使用することができる。図２は、図１に示した概略化した例示的なシステムの平面
図を示す。同様のシステムは特許文献１において開示され、これは参照によりここに組み
込まれる。本開示のシステムは、特許文献１において開示されたシステムと多くの点で異
なっており、大きな相違点は、本開示の放射線治療システムは、具体的にＬＩＮＡＣを含
むことである。

【0022】

磁気共鳴画像化は、主に、最も一般的に身体の内部構造及び機能を可視化するために使
用される放射線医学的画像化技術である。ＭＲＩは、例えば、非特許文献１に記載されて
おり、これは参照によりここに組み込まれる。図１に示される分割磁石システムは、１対
の主磁石を含み、また、分割勾配コイル、シムコイルとＲＦシステムとして図示されてい
ない従来のＭＲＩのコンポーネントを含むことができる。主磁石が発生する磁界の強さを
変えることができるが、開示されたシステムの実施形態では主磁界強度が０．３５Ｔであ
る。

【0023】

（ＬＩＮＡＣともいう）線形粒子加速器は、高速で亜原子イオンを加速するために使用
される粒子加速器の一種である。ＬＩＮＡＣは、非特許文献２によって、例えば、記載さ
れており、これは参照によりここに組み込まれる。ＬＩＮＡＣは、潜在的に加速４〜６メ
ガ電子ボルト（ＭＶ）の範囲内で、比較的低エネルギーの電子を加速するように設計され
、それをコンパクトに保持する定在波導波管を有し、例えば、Ｓバンド又はＸバンドの周
波数で動作することができる。

【0024】

図３は、線形加速器３００の主要なコンポーネントの一部の概略図を含む。簡単化され
た典型的なＬＩＮＡＣはパルス変調器３０４を含んでもよく、パルス変調器３０４は電源
３０２からの交流電力を増幅して直流電力に整流し、電力を電子銃３１２及びＲＦ電源３
０６に供給するように使用される高電圧ＤＣパルスを生成することができる。高電圧ケー
ブルは、電子銃３１２及びＲＦ電源３０６にパルス変調器３０４を電気的に接続する。Ｒ
Ｆ電源３０６は、例えば、マグネトロンやクライストロンであってもよい。

【0025】

ＲＦ電源３０６は、パルスパワーとともに、マイクロ波のパルスを生成して送信し、当
該パルスパワーは、導波管３０７を介して共振キャビティ３１６を加速するために、約２
．５メガワット（ＭＷ）とすることができる。導波管３０７は、導波管ガスシステム３０
８によって加圧されてもよい。加速共振キャビティ３１６は、真空ポンプ３１８により排
気され、電子銃３１２によって生成された電子ビーム３１４を加速するために、ＲＦ電源
３０６からＲＦパルスを利用することができる。電子銃３１２は、電子のバーストを生成
し、共振キャビティ３１６、ＲＦ電源３０６からＲＦパルスにより励起された共振キャビ
ティを加速して入り、光速近くに電子ビームを加速する。

【0026】

電子ビーム３１４は、必要に応じて、Ｘ線／光子線治療のための制動放射Ｘ線を生成す
るために、一般的にタングステンからなるターゲット３２０を標的とすることができ、も
しくは、ターゲットは電子ビーム治療のために除去することができる。結果として得られ
るビームは、必要に応じて、コリメータ３２６の前段にあるヘッド３２４におけるフィル
タ３２２を平坦化を通過することができ、これは以下にさらに記載されるようにマルチリ
ーフコリメータであってもよい。

【0027】

図３に示されている典型的で簡単化された線形加速器３００は、サーキュレータ３１０
及び自動周波数制御システム（ＡＦＣ）３２８を含む。サーキュレータ３１０は、ＲＦ波
の流れを制御することができる。例えば、ＲＦ電源３０６にそれを戻すことを可能にする
ことに代えて、ＲＦダンプに対して導波管によって反射されたエネルギーを送ることがで
き、このことは干渉や損傷を引き起こす可能性がある。サーキュレータ３１０はまた、反
射されたＲＦ波を用いてＡＦＣ３２８と通信を行ってもよい。ＡＦＣ３２８は、例えば加
熱のために、加速共振キャビティ３１６の共振周波数が変化したかを決定するために反射
波をモニタしてもよい。次いで、ＡＦＣ３２８はＲＦ電源３０６によって放射されるＲＦ
波の周波数を調整するために、制御部３３２と通信を行い、もしくは、ＲＦ電源３０６と
直接に通信してもよい。

【0028】

本開示の一実施形態において、図３に示すＬＩＮＡＣコンポーネントを含むがこれに限
定されるものではない線形加速器の種々のコンポーネントは、構台１０６に取り付けるこ
とができるコンポーネントのうちの２つ以上のコンポーネントに分割することができる。
図４は、このような構成の一実施形態を示す。ここで、線形加速器コンポーネントをグル
ープ化することができ、構台１０６の周りの遮蔽容器１０４内に配置してもよい。線形加
速器コンポーネントの特定のグループができるかぎり大きなものを必要とする場合、ＲＦ
導波管１１２は、構台１０６の周囲に配置することができ、これにより、その中の様々な
遮蔽容器１０４と線形加速器のコンポーネントを連結する。例えば、ＲＦ導波管１１２は
以下の場合において必要とされる。ＲＦ電源３０６が１つの遮蔽容器内に載置され、電子
銃３１２、加速共振キャビティ３１６、ターゲット３２０及びヘッド３２４を含む線形加
速器が別の遮蔽容器１０４に載置された場合である（図３に示すように、導波管３０７は
、加速共振キャビティ３１６にＲＦ電源３０６からＲＦエネルギーを送信する必要がある
）。

【0029】

本開示は、線形加速器コンポーネントの可能性がある任意数の分割又は任意数のグルー
プ化を意図し、並びに、構台１０６の周りに間隔を置いた遮蔽容器１０４の任意の数を意
図する。さらに、複数の放射線治療ビームを所望された場合においては、複数の線形加速
器を作成するためのコンポーネントは、遮蔽容器に構台１０６の周りに１０４を分割して
グループ化することができる。

【0030】

図４に図示された一実施形態では、複数の遮蔽容器１０４を直接に連結する複数の導波
管１１２とともに、構台１０６の周囲に互いにほぼ等距離に間隔をあけられた３つの遮蔽
容器を有してもよい。線形加速器コンポーネントの種々のグループ分けは、遮蔽容器１０
４のそれぞれに配置することができる。例示的な実施形態では、線形加速器の主要なコン
ポーネントは以下のように分割することができる。ＲＦ電源コンポーネント４０４を１つ
の遮蔽容器１０４内に配置されてもよく、サーキュレータ及びＡＦＣコンポーネント４０
６は他の遮蔽容器１０４内に配置してもよい。また線形加速器コンポーネント４０２（例
えば、電子銃３１２、加速共振キャビティ３１６、ターゲット３２０、ヘッド３２４及び
コリメート装置３２６）は第３の遮蔽容器１０４内に配置することができる。本実施形態
では、便利であるだけでなく、他の企図される実施形態と同様に、追加の線形加速器のコ
ンポーネントは、遮蔽容器１０４の中に分散してもよい。加えて、特定の線形加速器のコ
ンポーネントは、構台１０６の外に配置することができる。例えば、パルス変調器３０４
は構台１０６上に配置してもよく、構台支持台の上に配置してもよく、構台１０６の外に
ある別のキャビネットにおいて配置してもよく、もしくは、システムのＲＦシールドルー
ムの外側に配置することもできる。本開示のシステム及び方法は、特定の数の遮蔽容器１
０４を必要とせず、もしくは、線形加速器コンポーネントの特定のグループ化又は位置を
必要としない。ここで記載の実施形態は、単に説明された要旨に関連する側面と一致する
複数の例であり、特定の構成上の制限は、特許請求の範囲のみで行うことができる。

【0031】

本開示の一実施形態では、ここで記載のように１つ又は複数の遮蔽容器１０４を含み、
もしくは、線形加速器のコンポーネントを含まない構台１０６の周りに配置され、単に遮
蔽容器の強磁性導電性の側面を模倣する材料からなる遮蔽容器１０４を含んでもよい。そ
のような追加の遮蔽容器は線形加速器のコンポーネントを保持し及び／又は遮蔽するため
に必要とされない場合含まれていてもよいが、ＭＲＩ１０２による品質画像化のために必
要な磁界均一性のためにシステム全体をシムする能力を簡単化するのに有益である。同様
に、本開示の実施形態は、１つ又はそれ以上の導波管１１２を含むことができ、これは単
に、他の導波管１１２の強磁性体と導電性の側面を模倣する類似の材料で形成できる。こ
のことは、別の遮蔽容器１０４からＲＦ電波を送信する必要がない場合である（遮蔽容器
内のコンポーネントは、ＲＦ波の送信を伴わないため、コンテナは、線形加速器のコンポ
ーネントを含むか、していないため）。

【0032】

遮蔽容器１０４の実施形態は、特許文献２に記載されており、これは参照によりここに
組み込まれる。遮蔽容器１０４は、ＭＲＩ１０２の磁界からの様々な線形加速器コンポー
ネントを遮蔽するように設計することができる。このようなシールドの一例は、高透磁率
材料からなるシェルを含み、シェルは、当該シェルの一端又は両端がオープンである円筒
形状であってもよい。円筒形状が好ましい場合、開示された遮蔽シェルが、他の形状であ
ってもよい。シェルは遮蔽されているシェル材料及び磁界の特性に応じて選択された厚さ
を有することができる。シェルは、例えば、「５３０−５０ ＡＰ」の商標名でティッセ
ンクルップスチールにより販売されている商業利用可能であって、例えば約５ｍｍの厚さ
を有する材料であり、例えばニッケルと鉄の合金である、非方向性珪素鋼で形成すること
ができる。その他の材料の選択肢は、Ｍ１９鋼、Ｍ４５鋼、及びカーペンター高透過性「
４９」鋼が含まれる。シェルの外径及び長さを変えることができ、一実施形態では、外径
は約３０ｃｍで、長さは約７０ｃｍである。

【0033】

いくつかの実施形態では、遮蔽容器１０４は、複数のシールドシェルを含むことができ
る。複数のシールドシェルは、鋼の同心層／同軸層であってもよい。ここで、空気又は他
の絶縁材料の層によって分離することができる。このような実施形態では、外殻は、すで
に大きくＭＲＩ１０２からの磁界が減少しているように、内側シェル（単数又は複数）は
、高い透磁率が、外殻よりも低い飽和磁束密度であることができる。別の実施形態では、
通電コイルは残留磁界を相殺するために、外殻の内殻の内部又は外部で使用することがで
きる。

【0034】

遮蔽容器１０４の実施形態はまた、周囲の線形加速器のコンポーネントからのＲＦエネ
ルギーの漏出を減少させるためにＲＦシールドを含んでもよい。さらに、特許文献２に詳
述して後述するように、このようなシールドは、ＲＦ吸収材料及び／又はＲＦ反射材料の
追加のシェルの形状をとることができる。

【0035】

上述したように、無線周波導波管１１２は、例えばＲＦ電源３０６からサーキュレータ
３１０にＲＦ波エネルギーを送信し、共振キャビティ３１６を加速させることができる構
造である。本開示の実施形態において、少なくとも１つの導波管１１２は、線形加速器の
コンポーネントを含む２つの遮蔽容器１０４を連結することが企図される。他の実施形態
では、導波管１１２は、複数対の遮蔽容器１０４を連結する。例示的な実施形態では、導
波管１１２は、構台１０６上に配置された複数の遮蔽容器１０４のそれぞれを連結して、
構台１０６の全周にわたって実質的に架設される。以上詳述したように、このような実施
形態は、遮蔽容器１０４のそれぞれに含まれる線形加速器のコンポーネントは、導波管に
よって連結する必要がない場合でも実施することができる。本実施形態では、最適な磁界
均一性のためにＭＲＩ１０２のシミングを容易にするために有益である。

【0036】

一実施形態では、図４に示すように、導波管１１２は、ＲＦ電源コンポーネント４０４
からサーキュレータ及びＡＦＣコンポーネント４０６に延在し、また線形加速器コンポー
ネント４０２に延在し、ＲＦ電源コンポーネント４０４に戻る。必要に応じて、複数のＲ
Ｆ導波管１１２は、遮蔽容器１０４との間に延在することができる。例えば、内部に含ま
れる線形加速器のコンポーネントに基づいて、２つの遮蔽容器１０４との間の両方向にＲ
Ｆ電波を送信する必要があった。そのような実施形態では、同一数の導波管は好ましくは
、実質的な対称性が構台１０６の全周の周りに存在するように、遮蔽容器１０４の各対の
間に配置される。

【0037】

一実施形態では、導波管１１２は銅から形成してもよい。他の実施形態では、導波管１
１２は、例えば、銅、銀、金又は他の導電性金属との内側にコーティングされた非強磁性
金属などの複数の材料から形成することができる。例示的な実施形態では、導波管１１２
は、絶縁破壊を防止するために、例えば、ＳＦ−６のような不活性ガスを用いて、導波管
ガスシステム３０８によって加圧されるとき以下の仕様を有することができる。中空方形
導波管、ＥＩＡ：ＷＲ２８４、ＲＣＳＣ：ＷＧ１０、ＩＥＣ：Ｒ３２、Ｓバンド、推奨周
波数帯域（ＧＨｚ）：２．６０から３．９５まで、より低いカットオフ周波数ＧＨｚ：２
．０７８、より高いカットオフ周波数ＧＨｚ：４．１５６、内部導波管の寸法（インチ）
：２．８４０×１．３４０インチ、このときの壁厚ＷＧ１０：０．０８インチ。導波管１
１２は、当技術分野で知られているように、曲げ半径の制限内で設計されるべきである。

【0038】

複数の導波管１１２は、ＲＦ波を送信するために必要とされない実施形態では、単に他
の導波管１１２の強磁性体と導電性の性質を模倣する材料で形成できる。

【0039】

一実施形態では、複数の導波管１１２は、例えば、遮蔽容器１０４に関して上述した概
念、材料及び設計を利用して、磁気的に遮蔽することができる。また、使用することがで
きるシールドの概念及び設計は、特許文献３に開示され、これは参照によりここに組み込
まれる。

【0040】

例示的な実施形態では、導波管１１２は、磁気シールドを必要としない。代わりに主Ｍ
ＲＩ磁石の磁力線に実質的に垂直になるように配向されている。図５は、０．３５Ｔの主
磁石を有する分割ＭＲＩ１０２のための磁界強度の大きさの輪郭５０２の典型的なマップ
を示す。図５は、磁石半部１０２として、図２に示されているように、例示的な主磁石５
０４の上面図を示す。図５の等高線マップにおける直角の指示子５０６は、図２に示した
複数の導波管１１２の好ましい位置におけるＭＲＩ１０２のための磁力線が、磁力線に実
質的に垂直である導波管１１２にもたらすことを示す。

【0041】

本開示のシステム及び方法は、無線周波数の遮蔽材料及び吸収材料の多数の種類及び配
置を含む。上述したように、線形加速器のＲＦ電源３０６及び電子銃３１２は、多大の無
線周波数エネルギーの生成を伴いる。このようなエネルギーはまた、サーキュレータ３１
０やＡＦＣ３２８として導波管を経由して、追加の線形加速器コンポーネント内にシステ
ム全体に伝達される。ここで開示された無線周波シールドの実施形態は、ＲＦエネルギー
の分散及び送信に対して、ＭＲＩの能力に負の影響を制限して、渦電流又はＭＲＩの無線
周波数コイルとの干渉に起因する品質の画像を取得するように制御する。

【0042】

上述したように、本開示の一実施形態は、例えば、銅やアルミニウムのようなＲＦ反射
材料、及び／又は、炭素繊維又はシリコンカーバイド（ＳＩＣ）などのＲＦ吸収材料の１
つ又は複数のシェルを複数の遮蔽容器１０４の一部の形態としてＲＦシールドを含めるこ
とを含む。いくつかの実施形態では、シェルの層は、異なる材料又は同じ材料の組み合わ
せから形成できる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の遮蔽シェル層はＲＦ吸収材
料及びＲＦ反射材料で形成された交互の複数のを含むことが可能である。そのような実施
形態では、シールドシェルの層の間のエアギャップを提供することが望ましい。

【0043】

遮蔽容器１０４は、ＲＦエネルギーの実質的な発生を伴う線形加速器コンポーネントを
含む場合、容器１０４はまた、必要に応じて上部及び開放円筒状のシールドの底部をカバ
ーするＲＦシールドを含むことができる。遮蔽容器１０４は、線形加速器自体を含む場合
、治療ビームは、このようにＲＦシールドを通過する。このような場合には、ＲＦシール
ド材料は、好ましくは均一であり、最小限の放射線ビームを減衰させる。

【0044】

複数の遮蔽容器１０４とともにＲＦシールドを含むことに加えて、本開示の特定の実施
形態では、複数の導波管１１２の周囲に、例えば、追加のＲＦシールドを提供する。複数
の導波管１１２からのＲＦエネルギーの漏洩量は小さい可能性が高いが、必ずしもシール
ドを必要としない。しかしながら、ＲＦシールドは、好ましくは、例えば複数のフランジ
、複数の導波管のための連結点、複数のＲＦシンク、複数のカプラなどの漏れがある可能
性がある任意の点で含まれる。

【0045】

遮蔽材料は、炭素繊維又は炭化シリコン（ＳＩＣ）などのＲＦ吸収材料、及び／又は、
銅やアルミニウムなどのＲＦ反射材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、Ｒ
Ｆ反射材料及びＲＦ吸収材料の交互の複数層を提供することが有利である。

【0046】

さらに、そのようなＲＦ吸収材料及びＲＦ遮蔽材料は、本開示のシステムが配置されて
いる室の内面を裏打ちするために使用することができ、部屋の壁、天井、床は、メッシュ
化され又はチョップ化された炭素繊維、炭素繊維壁紙、炭素繊維パネル、炭素繊維塗料で
裏打ちすることができる。また、ＲＦ吸収材料およびＲＦ遮蔽材料は、ＭＲＩ１０２の外
面上、構台１０６上に配置され、並びに、任意の線形加速器コンポーネント上、もしくは
（例えばパルス変調器３０４が構台上に配置されていない場合）構台１０６又はＭＲＩ１
０２上に配置されていない他のコンポーネント上に配置される。

【0047】

ここで開示されたＲＦ遮蔽材料は、柔軟でかつ様々なコンポーネントに巻回してもよく
、もしくはコンポーネントの形状に適合するように成形することができる。

【0048】

ＲＦ吸収材料及びＲＦ遮蔽材料に必要な冷却を提供することができる。既知の冷却の様
々な方法を用いることができる。冷却システムは、遮蔽材料及び吸収材料の近傍に流体を
循環させるための、例えば、流体伝送導管を含むことができる。また、空冷装置は、ＲＦ
遮蔽材料及びＲＦ吸収材料の表面を横切る空間を移動するためのシステムを含むことによ
り提供される。

【0049】

図４はまた、構台１０６に取り付けられた遮蔽容器１０４のそれぞれに関連するコリメ
ータデバイス４０８を示す。コリメータデバイス４０８は、例えば、複数のマルチリーフ
コリメータ（ＭＬＣ）であってもよい。マルチリーフコリメータは、典型的には独立して
動くリーフの対向ペアの２つのバンクを有し、様々な形状及び大きさの開口部を形成する
ために開くことができる。複数のリーフは、放射線を遮断するため、タングステン又は任
意の適切な材料もしくは放射をブロックする材料で形成できる。複数のＭＬＣはまた、リ
ーフ間の放射漏れを制限するために、複数のリーフの長辺及び前面上に舌部と溝部の配置
を採用してもよく、閉位置にあるリーフ間の指状突起のために構成することができる。複
数のリーフの各バンクの各リーフは、独立して移動可能であってもよく、連結棒を介して
リーフモータによって駆動することができる。ＭＬＣ制御システムは、独立して指定され
た場所に各リーフの縁部を位置決めすることで放射ビームを遮断して特定の形状のフィー
ルドサイズを形成するためにリーフの対向する２つのバンクを制御することができる。複
数のＭＬＣリーフ、複数のモータ及び他のコンポーネントは構台１０６に取り付けられる
ハウジングによって支持されてもよい。ハウジングは、例えばアルミニウムから形成され
てよい。

【0050】

一実施形態では、実際の治療ビームを生成する線形加速器コンポーネントを含む１つの
遮蔽コンテナ１０４に関連する唯一のコリメータデバイス４０８を設けてもよい。追加の
デバイス４０８は、単に、ＭＲＩの傾斜磁界コイルの動作中に発生する渦電流の負の画像
化の影響を低減するために利用される追加の導電性素子であってもよい。特許文献３に記
載されているような装置を設計することができ、これは参照によりここで組み込まれる。
組み込まれた出願の教示と一致して、本開示のシステムの実施形態は、例えば、追加の導
電性素子を含むことができる。一実施形態では、マルチリーフコリメータは、線形加速器
を含む４０８に隣接する遮蔽容器１０４として示される領域を占有する一方、５つの追加
の等間隔導体素子は、構台１０６の残りの周囲に取り付けられている。

【0051】

特許文献３及び特許文献２に開示されている追加のシミングシールド概念はまた、ここ
に開示されたシステム及び方法に適用可能であり、また、完全に援用される。例えば、磁
界の均一性のための追加のシムは、任意にネオジム（ＮｄＦｅＢ磁石）から作られた永久
磁石によって提供することができる。永久磁石の極性配向は、ＭＲＩの主磁界及びＭＲＩ
１０２の周辺に様々な強磁性体に誘導磁界を打ち消すように設定する必要がある。磁石設
計時の強度、磁界配向、及び位置の相殺効果は、統合されたエンジニアリングソフトウェ
アのようなファラデーとして利用するモデリングソフトウェア、利用可能に決定すること
ができ、あるいはベクトル場のような任意の他の適切なソフトウェア、例えば、結果をさ
らに分析して、潜在的にＭＡＴＬＡＢなどのプログラムで実行され、又は、例えばＦＯＲ
ＴＲＡＮ、任意の他の適切なソフトウェアで計算することができる。永久磁石の代わりに
、アクティブな巻線を使用することもできる。このような活性シミングの概念はまた、参
照によりここに組み込まれる特許文献４に開示されている。

【0052】

ここに記載の要旨は、所望の構成に応じてシステム、装置、方法、及び／又は物品にお
いて具体化することができる。前述の説明に記載の実施態様は、ここに記載の要旨に一致
するすべての実施例を表すものではない。代わりに、彼らは単に説明の要旨に関連する側
面と一致していくつかの例である。いくつかの変形例は、上記で詳細に説明したが、他の
修正や追加が可能である。具体的には、さらなる特徴及び／又は変形は、ここに記載され
たものに加えて提供することができる。例えば、上述の実施態様は、種々の組み合わせ及
び開示された特徴のサブコンビネーション及び／又はそれらの組み合わせ、及び上記に開
示したいくつかの他の特徴群のサブコンビネーションを対象とすることができる。従って
、本発明（単数又は複数）の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施態様のいずれによって
も限定されるべきではなく、本開示から生じる特許請求の範囲及びその均等物によっての
み定義されるべきである。また、添付の図面に示されかつ／又はここに記載されたロジッ
クフローは、必ずしも望ましい結果を達成するために、示された特定の順序、又はシーケ
ンシャルな順序を必要としない。

【0053】

本発明は、ここで開示された実施例の計算は、本明細書で教示する同じ概念を適用し、
いくつかの方法で実施することができること、そのような計算は、開示された実施例に相
当することを意図する。また、上述の利点は、利点のいずれか又はすべてを達成するプロ
セス及び構造体に対して、登録された特許請求の範囲の適用を制限するものではない。他
の実施例は、以下の特許請求の範囲内に存在しうる。

【0054】

また、セクションの見出しは、本開示から発行することができる任意の請求項に記載発
明（複数可）を制限したり、特徴づけるものではない。具体的に、一例として、見出しは
「技術分野」を参照するが、このような主張は、いわゆる技術分野を記述するために、こ
の見出しの下に選択した言語によって限定されるべきではない。さらに、「背景」におけ
る技術の説明は、当該技術が本開示の任意の本発明（単数又は複数）の先行技術であると
いう承認として解釈されるべきではない。「概要」（発明を解決するための手段）は、登
録された特許請求の範囲に記載の本発明の特徴として考慮されるべきではない。また、単
数形の単語「発明」についての一般的なこの開示又は使用に対する参照は、以下に記載の
特許請求の範囲に限定することを意図していない。複数発明はこの開示から、登録された
請求項の制限に応じて定めることができ、従って、そのような請求項は、それに応じて、
それによって保護される発明（複数可）及びその均等物を定義する。

【0055】

上記の説明及び特許請求の範囲において、「のうちの少なくとも１つ」又は「１つ又は
それ以上」などの句は、そのような素子又は特徴の連言リストに続いて発生することがで
きる。用語「及び／又は」は２つ以上の素子又は特徴のリストで起こり得る。それ以外の
場合は暗黙的又は明示的に文脈と矛盾しない限り、その中では使用され、そのような語句
は、列挙された素子のいずれかを意味することを意図し、又は他の列挙の素子又は特徴の
いずれかと組み合わせて、又は個別に列挙の素子又は特徴の任意の特徴とされる。例えば
、語句「Ａ及びＢのうちの少なくとも一つ」、「ＡとＢの１つ又はそれ以上」及び「Ａ及
び／又はＢ」は、Ａ単独、Ｂ単独、もしくはＡ及びＢともにをそれぞれ意味することが意
図されている。同様の解釈は、３つ以上のアイテムを含むリストを対象とする。例えば、
句「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの１つ又はそれ以上
」及び「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢともに、Ａ及びＣ
ともに、Ｂ及びＣともに、もしくはＡ，Ｂ及びＣともにをそれぞれ意味する。

【0056】

上記及び特許請求の範囲における用語「に基づいて」の使用は、列挙されていない特徴
又は素子も許容されるように、「少なくとも部分的に基づいて」を意味することを意図す
る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】