用于中子捕获治疗的射束整形体制造技术

一种用于中子捕获治疗的射束整形体，所述射束整形体包括射束入口、靶材、邻接于靶材的缓速体、包围在所述缓速体外的反射体及射束出口，所述缓速体可以更换以调整缓速体对中子的缓速能力。本申请中子捕获治疗的射束整形体只需要根据肿瘤对射束中子能区、中子射束通量等指标的实际要求选择不同材料的缓速体对中子的缓速能力进行调整，就可以使用同一台医疗设备对不同患者进行治疗，结构简单，适用性强。

Beam shaping body for neutron capture therapy

A beam shaping body used for neutron capture therapy. The beam shaping body consists of a beam inlet, a target, a slow body adjacent to a target, a reflector surrounded by the slow body and a beam outlet. The slow speed body can be replaced to adjust the slow velocity of the slow speed body to the neutron. The beam shaping body applying for neutron capture therapy only needs to adjust the slow speed of neutrons according to the actual requirements of the tumor's neutron energy area and the neutron beam flux and so on. The same medical equipment can be used to treat different patients with the same medical equipment. The structure is simple and the applicability is strong.

【技术实现步骤摘要】
用于中子捕获治疗的射束整形体
本专利技术涉及一种射束整形体，尤其涉及一种用于中子捕获治疗的射束整形体。
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。硼中子捕获治疗(BoronNeutronCaptureTherapy,BNCT)是利用含硼(10B)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由10B(n,α)7Li中子捕获及核分裂反应产生4He和7Li两个重荷电粒子。参照图1和图2，其分别示出了硼中子捕获反应的示意图和10B(n,α)7Li中子捕获核反应方程式，两荷电粒子的平均能量约为2.33MeV，具有高线性转移(LinearEnergyTransfer,LET)、短射程特征，α粒子的线性能量转移与射程分别为150keV/μm、8μm，而7Li重荷粒子则为175keV/μm、5μm，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级，当含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞中，搭配适当的中子射源，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。因硼中子捕获治疗的成效取决于肿瘤细胞位置含硼药物浓度和热中子数量，故又被称为二元放射线癌症治疗(binarycancertherapy)；由此可知，除了含硼药物的开发，中子射源通量与品质的改善在硼中子捕获治疗的研究中占有重要角色。然而，现有技术中硼中子捕获治疗的射束整形体设计多为整体式固定结构，这样的射束整形体输出的中子射束品质往往是固定的，但是在实际治疗过程中，对中子射束品质的要求并不是千篇一律的。不同的患者，肿瘤的位置、深浅以及肿瘤的种类就有可能不同，这就会导致在治疗过程中对中子射束品质的要求不同，而现有技术中整体式固定结构的射束整形体无法根据病患肿瘤的具体情况对中子射束的品质进行调整以配合患者的实际情况进行治疗。因此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于中子捕获治疗的射束整形体，所述射束整形体包括射束入口、靶材、邻接于靶材的缓速体、包围在所述缓速体外的反射体及射束出口，所述缓速体可以更换以调整缓速体对中子的缓速能力。进一步地，所述缓速体包括位于靶材后方的基底部和与基底部分体设置的扩充部，所述扩充部可以单独更换以调整缓速体的缓速能力。进一步地，所述基底部邻接于靶材后方并与靶材固定，所述扩充部安装于基底部的后方并邻接于基底部。进一步地，所述扩充部至少包括第一扩充部和第二扩充部，所述第一扩充部安装于基底部后方并邻接于基底部，第二扩充部安装于第一扩充部后方并邻接于第一扩充部，所述第一扩充部和第二扩充部可单独更换。进一步地，所述反射体对应扩充部开设有延伸至基底部后方的导槽，所述导槽设置有滑轨，所述扩充部安装于导槽中后通过滑轨移动至基底部后方并邻接于基底部；所述导槽至少包括与第一扩充部相对应得第一导槽和与第二扩充部相对于的第二导槽；当所述第一扩充部和第二扩充部的结构尺寸相同仅材料不同时，第一扩充部和第二扩充部分别可以安装在第一导槽或者第二导槽中；当第一扩充部和第二扩充部的结构尺寸不同且材料也不同时，所述第一扩充部安装于第一导槽中，所述第二扩充部安装于第二导槽中。进一步地，反射体还包括设于扩充部两外侧且安装于导槽中的补充反射体，，当扩充部通过滑轨安装于基底部的后方时，补充反射体和包围在基底部外的反射体共同对散射的中子进行反射。进一步地，所述反射体设有旋转轴，所述旋转轴上设有位于基底部后方且可相对基底部转动的转盘，所述扩充部安装于转盘中后随转盘旋转运动至基底部后方并邻接于基底部；所述转盘至少包括与第一扩充部相对应的第一转盘和与第二扩充部相对应的第二转盘；当所述第一扩充部和第二扩充部的结构尺寸相同仅材料不同时，第一扩充部和第二扩充部分别可以安装在第一转盘或者第二转盘中；当第一扩充部和第二扩充部的结构尺寸不同且材料也不同时，所述第一扩充部安装于第一转盘中，所述第二扩充部安装于第二转盘中。进一步地，反射体还包括设于扩充部外周的补充反射体，当扩充部绕旋转轴旋转安装于基底部后方时，补充反射体与包围在基底部外的反射体共同对散射的中子进行反射。进一步地，所述基底部、第一扩充部和所述第二扩充部的材料皆可由Al、Pb、Ti、Bi、C、D2O、AlF3、FluentalTM、CaF2、Li2CO3、MgF2和Al2O3中的任意一种或几种制成。进一步地，所述反射体是由Pb或Ni中的至少一种制成，所述补充反射体的材料和反射体的材料相同。与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：本申请用于中子捕获治疗的射束整形体将缓速体设计成基底部和扩充部，将扩充部设置为可以更换的两个部分，在实际治疗过程中，结合患者的具体病情(患者肿瘤的深浅)选取不同材料的扩充部进行更换，从而使得缓速体对中子束进行缓速，从而得到适合患者在治疗过程中实际需要的中子射束品质，结构简单，运用灵活。附图说明图1是本申请用于中子捕获治疗的射束整形体的结构示意图；图2是硼中子捕获反应示意图；图3是本申请实施方式一中使用导槽安装扩充体的结构示意图；图4是本申请实施方式二中使用转盘安装扩充体的结构示意图。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，供应硼中子捕获治疗的中子可以由核反应堆或加速器供应。本申请的实施例以加速器硼中子捕获治疗为例，加速器硼中子捕获治疗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、靶材与热移除系统以及射束整形体，其中加速带电粒子与金属靶材作用产生中子，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。理想的靶材应具备高中子产率、产生的中子能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于：所述射束整形体包括射束入口、靶材、邻接于靶材的缓速体、包围在所述缓速体外的反射体及射束出口，所述靶材与自所述射束入口入射的质子束发生核反应以产生中子，所述缓速体将自所述靶材产生的中子缓速，所述反射体将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述缓速体可以更换以调整缓速体对中子的缓速能力，所述缓速体包括能够单独更换的扩充部以调整缓速体对中子的缓速能力，所述反射体具有安装于扩充部外侧的能够单独更换的补充反射体。

【技术特征摘要】
1.一种用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于：所述射束整形体包括射束入口、靶材、邻接于靶材的缓速体、包围在所述缓速体外的反射体及射束出口，所述靶材与自所述射束入口入射的质子束发生核反应以产生中子，所述缓速体将自所述靶材产生的中子缓速，所述反射体将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述缓速体可以更换以调整缓速体对中子的缓速能力，所述缓速体包括能够单独更换的扩充部以调整缓速体对中子的缓速能力，所述反射体具有安装于扩充部外侧的能够单独更换的补充反射体。2.根据权利要求1所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于：所述缓速体还包括位于靶材后方并邻接于靶材的基底部，所述扩充部位于基底部后方，所述补充反射体包围于扩充部的外侧而位于基底部后方，所述补充反射体与包围在基底部外侧的反射体共同对散射的中子进行反射。3.根据权利要求2所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于：所述基底部与扩充部分体设置，所述基底部与靶材固定，扩充部位于基底部后方并邻接于基底部。4.根据权利要求2所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于：所述扩充部至少包括第一扩充部和第二扩充部，所述第一扩充部安装于基底部后方并邻接于基底部，第二扩充部安装于第一扩充部后方并邻接于第一扩充部，所述第一扩充部和第二扩充部可单独更换。5.根据权利要求4所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于：所述反射体对应扩充部开设有延伸至基底部后方的导槽，所述导槽设置有滑轨，所述扩充部安装于导槽中后通过滑轨移动至基底部后方并邻接于基底部；所述导槽至少包括与第一扩充部相对应的第一导槽和与第二扩充部相对应的第二导槽；当所述第一扩充部和第二扩充部的结构尺寸相同仅材料不同时，第一扩充部和第二扩充部分别可以安装在第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊豪，陈韦霖，
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