中子捕获治疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种中子捕获治疗装置，所述中子捕获治疗装置包括中子产生部、缓速体、反射体、射束出口和柔性屏蔽体，其中中子产生部用于产生中子，所述缓速体将中子产生部生成的中子射束缓速至超热中子射束，反射体用于将向四周扩散的中子反射回中子射束，中子射束通过射束出口到达患者，所述患者被柔性屏蔽体保护。本发明专利技术通过提供这样一种技术方案降低患者在接受中子捕获治疗过程中受到额外中子剂量和伽马射线的照射而带来的伤害。

Neutron capture therapy device

The invention discloses a neutron capture treatment device, which includes a neutron generating unit, a slow speed body, a reflector, a beam outlet, and a flexible shield, in which the neutron generation unit is used to produce neutrons. The slow velocity body slow down the neutron beam generated by the neutron generation to a super hot neutron beam, and the reflector is reflector. The neutron beam is used to reflect the neutron diffused back to the neutron beam, and the neutron beam reaches the patient through the beam exit. The patient is protected by the flexible shield. The invention provides such a technical scheme to reduce the injury caused by additional neutron dose and gamma ray radiation during the receiving neutron capture therapy.

【技术实现步骤摘要】
中子捕获治疗装置
本专利技术涉及一种放射线治疗装置，尤其涉及一种中子捕获治疗装置。
技术介绍
随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastomamultiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relativebiologicaleffectiveness,RBE)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。中子捕获治疗过程中会产生各种放射线，如γ射线和中子束，这些放射线会对人体造成不同程度的损伤，其中γ射线具有极强的穿透本领，人体受到γ射线照射时γ射线会与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能破坏构成活细胞组织的主要成分如蛋白质、核酸等，严重会导致细胞死亡；而中子辐射会造成造血器官衰竭，损伤消化系统和中枢神经系统，中子辐射还会产生遗传效应，影响受辐射者的后代发育。因此在中子捕获治疗过程中合理有效的屏蔽这些放射性射线，保护患者不受放射性射线的伤害成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决中子捕获治疗过程中产生的放射线对操作人员或者患者造成的伤害，本专利技术提供了一种中子捕获治疗装置，其包括中子产生部、缓速体、反射体、射束出口和柔性屏蔽体，其中，所述中子产生部用于产生中子，所述中子形成中子射束，中子射束包括快中子；所述缓速体邻接于所述中子产生部并将所述中子产生部产生的快中子缓速至超热中子；所述反射体包围所述缓速体，用于将向周围扩散的中子反射回所述中子射束；所述射束出口用以使被所述缓速体缓速的中子射束通过并对患者进行照射；所述柔性屏蔽体用于患者在进行中子捕获治疗的过程中覆盖患者无需接受中子照射的部位以屏蔽治疗过程中的中子射线，并在外力作用下能够与所述部位的轮廓贴合。其中所述柔性屏蔽体是指在外力的作用下能够发生形变并贴合患者轮廓的物体，所述物体可以是在外力消除后形变消失的柔软物体；也可以为外力消除后保持所述形变状态的物体，在该状态下需要再额外施加外力才能够消除所述形变。所述柔性屏蔽体在中子捕获治疗过程中可以在外力的作用下贴合患者无需被中子照射的部位以屏蔽治疗过程中存在的各种中子射线，所述外力包括重力。优选的是，所述中子捕获治疗装置中，所述中子捕获治疗装置包括准直器和热中子吸收体，其中准直器邻接于所述射束出口外侧，用以汇聚从射束出口出来的中子射束；所述热中子吸收体邻接于所述缓速体，用于吸收热中子以避免治疗时对浅层正常组织造成过多剂量。中子产生部产生的中子射束能量各异，治疗过程中使用的是超热中子，由中子产生部产生的热中子或经缓速体缓速下来的热中子会对周围环境造成中子污染，热中子吸收体可有效降低中子射束中热中子的含量；准直器能够汇聚中子射束，使其有更好的射束品质和治疗效果。优选的是，所述中子捕获治疗装置中，所述柔性屏蔽体选自石蜡、铅、聚乙烯或含硼的组合物，其中所述含硼的组合物中的硼元素为10B。所述含硼的组合物优选为包括硅胶和含10B元素的中子捕获材料的组合物，其中含10B元素的中子捕获材料占所述含硼组合物重量的10％～50％。所述柔性屏蔽体对中子射线的屏蔽作用主要源自含10B元素的中子捕获材料，尤其是10B元素，因此含10B元素的物质含量越高，所述柔性屏蔽体对中子射线的屏蔽作用越好，但是如果含10B元素的物质含量过高，相应的硅胶含量就会降低，进而所述柔性屏蔽体的柔性也会大大降低，影响使用效果。所述含硼的组合物除了包括硅胶和含10B元素的中子捕获材料外，可以根据本领域技术人员熟知地为了使柔性屏蔽体具有一定的形态而加入适量的固化剂。进一步地，所述含10B元素的中子捕获材料优选为10BN或10B4C。更进一步优选的是，所述柔性屏蔽体的厚度小于等于1cm。在构成柔性屏蔽体的材料及配比固定的前提下，柔性屏蔽体的厚度越厚，其对中子射线的屏蔽线效果越好，但同时柔性屏蔽体的柔性也随着厚度的增加而降低，为了避免柔性屏蔽体的厚度过厚影响其柔性并且为了减轻较重的柔性屏蔽体对患者造成的不适感，本专利技术优选柔性屏蔽体的厚度小于等于1cm，优选为0.5cm、0.7cm和1cm。在中子捕获治疗过程中，患者待照射的部位需要尽可能靠近准直器的射束出口以提高治疗效果，优选柔性屏蔽体距离准直器最近的距离小于等于20cm。进一步优选的是，所述中子捕获治疗装置中，所述柔性屏蔽体具有弹性，在中子捕获治疗过程中，所述柔性屏蔽体在弹力的作用下紧贴患者轮廓。优选的是，所述中子捕获治疗装置中，所述柔性屏蔽体的任一开口处均设有收紧结构，所述收紧结构使柔性屏蔽体在开口处贴合患者轮廓，以避免中子射线从所述开口和患者轮廓之间的空隙进入进而伤害患者的正常组织。在所述中子捕获治疗装置中，所述柔性屏蔽体覆盖的正常组织在中子捕获治疗过程中接受的辐射剂量小于18Gy/h。本专利技术所述的柔性屏蔽体用于患者在治疗过程中将无需被中子照射的部位覆盖起来，所述柔性屏蔽体可以剪裁成衣服的形状，也可以是其他能够保护患者不被中子射线伤害的形状。注：超热中子能区在0.5eV到40keV之间，热中子能区小于0.5eV，快中子能区大于40keV。本专利技术的有益效果是提供了一种能有效减轻中子射线对患者造成额外伤害的中子捕获治疗装置。附图说明图1为加速器式中子捕获治疗装置示意图；图2为反应堆式中子捕获治疗装置示意图；图3为测量柔性屏蔽体对中子射线的屏蔽效果示意图；图4为裁剪成衣服形状的柔性屏蔽体。具体实施方式中子捕获治疗作为一种有效的治疗癌症的手段近年来的应用逐渐增加，其中以硼中子捕获治疗最为常见，中子捕获治疗装置根据中子产生部的不同可以分为核反应堆式中子捕获治疗装置或加速器式中子捕获治疗装置。如图1所示加速器硼中子捕获治疗装置的基本组件通常包括用于对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速的加速器11a、靶材T、射束整形体30a、准直器40a和用柔性屏蔽体50包裹的待照射体51b，其中加速带电粒子P与金属靶材T作用产生中子，依据所需的中子产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、金属靶材的物化性等特性来挑选合适的核反应，常被讨论的核反应有7Li(p,n)7Be及9Be(p,n)9B，这两种反应皆为吸热反应。两种核反应的能量阀值分别为1.881MeV和2.055MeV，由于硼中子捕获治疗的理想中子源为keV能量等级的超热中子，理论上若使用能量仅稍高于阀值的质子轰击金属锂靶材，可产生相对低能的中子，不须太多的缓速处理便可用于临床，然而锂金属(Li)和铍金属(Be)两种靶材与阀值能量的质子作用截面不高，为产生足够大的中子通量，通常选用较高能量的质子来引发核反应。理想的靶材应具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中子捕获治疗装置，其特征在于：所述中子捕获治疗装置包括中子产生部、缓速体、反射体、射束出口和柔性屏蔽体，其中，所述中子产生部用于产生中子，所述中子形成中子射束，中子射束包括快中子；所述缓速体邻接于所述中子产生部并将所述中子产生部产生的快中子缓速至超热中子；所述反射体包围所述缓速体，用于将向周围扩散的中子反射回所述中子射束；所述射束出口用以使被所述缓速体缓速的中子射束通过并对患者进行照射；所述柔性屏蔽体用于患者在进行中子捕获治疗的过程中覆盖患者无需接受中子照射的部位以屏蔽治疗过程中的中子射线，并在外力作用下能够与所述部位的轮廓贴合。

【技术特征摘要】
1.一种中子捕获治疗装置，其特征在于：所述中子捕获治疗装置包括中子产生部、缓速体、反射体、射束出口和柔性屏蔽体，其中，所述中子产生部用于产生中子，所述中子形成中子射束，中子射束包括快中子；所述缓速体邻接于所述中子产生部并将所述中子产生部产生的快中子缓速至超热中子；所述反射体包围所述缓速体，用于将向周围扩散的中子反射回所述中子射束；所述射束出口用以使被所述缓速体缓速的中子射束通过并对患者进行照射；所述柔性屏蔽体用于患者在进行中子捕获治疗的过程中覆盖患者无需接受中子照射的部位以屏蔽治疗过程中的中子射线，并在外力作用下能够与所述部位的轮廓贴合。2.如权利要求1所述的中子捕获治疗装置，其特征在于，所述中子捕获治疗装置包括准直器和热中子吸收体，其中准直器邻接于所述射束出口外侧，用以汇聚从射束出口出来的中子射束；所述热中子吸收体邻接于所述缓速体，用于吸收热中子以避免治疗时对浅层正常组织造成过多剂量。3.如权利要求2所述的中子捕获治疗装置，其特征在于，所述柔性屏蔽体选自石蜡、聚乙烯或含硼的组合物，其中所述含硼的组合物中硼元素为10B。4.如权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊豪，萧明城，
申请(专利权)人：南京中硼联康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32