一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统技术方案

本实用新型专利技术属于治疗技术领域，公开了一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统，包括低能直线加速器系统，用于产生质子束并加速质子束能量；含硼样品硼浓度自动快速检测系统，用于批量含硼样品的自动快速硼浓度定量测量，包括检测传输段、中子照射装置、含硼样品自动进样装置、瞬发伽马检测分析装置、束流捕集装置、检测控制系统。本实用新型专利技术的质子应用系统不仅能实现自动、快速检测含硼样品中的硼浓度，而且还可以同时连接中子俘获治疗系统和/或放射性核素生产系统，装置功能强、集成度高。

【技术实现步骤摘要】
一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统
本技术涉及放射治疗
，尤其涉及一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统。
技术介绍
硼中子俘获治疗(BoronNeutronCaptureTherapy，BNCT)是一种“药械联用”、安全性更好的生物靶向二元放射治疗模式，从原理上具有放疗、化疗、重离子治疗等手段的优点，最有希望实现人类根治肿瘤的美好愿望。BNCT治疗首先通过将具有亲肿瘤组织的无毒的携硼药物注入人体血液，待携硼(硼-10)药物富集在肿瘤组织后，采用超热中子多方向适形照射肿瘤部位，中子和癌细胞中的硼-10核素相遇并发生核反应，放出的阿尔法粒子和锂-7粒子对细胞具有很强的杀伤力，杀伤效果高于现有的X射线、伽马射线放疗和质子放疗。BNCT的副作用比较小，而且随着携硼药物亲肿瘤效果的进一步提高，BNCT对正常组织的损伤将进一步降低。BNCT的肿瘤适应症范围广泛，并且可以治疗质子、重离子治疗不了的扩散型恶性肿瘤或治疗后再次复发的肿瘤病例，比如在多形性胶质母细胞瘤(恶性脑癌)、复发性头颈癌、恶性黑色素皮肤癌、肝转移癌等，治疗效果明显好于现有的治疗技术。BNCT治疗过程中，在患者接受照射前的掺硼药物输注期间，需间隔一段时间采集患者血样，并进行血样中硼浓度的定量测量。目前在临床上，通常采用电感耦合等离子体谱仪(ICP-AES、OES、MS)进行含硼样品的硼浓度快速检测；对于布置一台BNCT治疗系统的BNCT医疗中心，采用ICP谱仪是可以满足硼浓度定量测量需求的。中国的大型城市人口庞大，对于建在大城市的未来BNCT中心，可通过布置数台，甚至数十台BNCT设备，每年治疗患者的人数提高到数万人，通过集约化管理及运营，将治疗成本大幅降低。这样的BNCT中心，在治疗过程中需对大批量的含硼血样进行快速硼浓度定量测量，现有的采用ICP谱仪进行含硼血样硼浓度检测的方法是不能满足检测需求的。原因主要有：1)一台ICP谱仪同时只能检测一个含硼血样，且需要数分钟时间；上述的BNCT中心就需配置多台ICP谱仪，同时需配置多人来操作检测设备，投资成本巨大，检测费用高昂；2)检测过程主要靠人力，采用手工操作，效率低、易出错，而且这种检测方法没法改造成自动化、流水线模式的检测作业。基于上述情况，我们有必要设计一种能够实现快速检测含硼血样的检测设备。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本技术的目的在于：一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统，不仅能实现自动、快速检测含硼样品中的硼浓度，而且还可以同时连接中子俘获治疗系统和/或放射性核素生产系统，装置功能强、集成度高。本技术还提供一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统的操作方法，有效提高了大量含硼样品硼浓度检测的效率，并极大地降低了此类检测的成本费用。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统，包括：低能直线加速器系统，用于产生质子束并加速质子束能量；含硼样品硼浓度自动快速检测系统，用于批量含硼样品的自动快速硼浓度定量测量；包括检测传输段、中子照射装置、含硼样品自动进样装置、瞬发伽马检测分析装置、束流捕集装置、检测控制系统；所述检测传输段与所述低能直线加速器系统连接，所述中子照射装置与所述检测传输段连接，所述中子照射装置、含硼样品自动进样装置、瞬发伽马检测分析装置均与所述检测控制系统电信号连接。具体的，所述检测传输段可以对低能直线加速器系统产生的质子束流进行调节，经过调节的质子束进入所述中子照射装置并转化为中子束，所述含硼样品自动进样装置将含硼样品传送至与所述中子照射装置相匹配位置以接受中子束照射，中子束照射含硼样品会放出伽马射线，所述瞬发伽马检测分析装置可以检测到所产生的伽马射线的信号，并通过分析后得到相对应的硼浓度，所述束流捕集装置可以吸收剩余的中子射线或其他杂质射线，以确保设施的使用安全。优选的，所述中子照射装置，包括束流孔道、扩束段、靶装置、中子束调节装置、准直体、束流闸门、照射装置辐射屏蔽体。优选的，所述含硼样品自动进样装置，包括样品承载部、样品传送部、驱动机构。优选的，所述瞬发伽马检测分析装置，包括辐射探测部、信号处理部、检测装置辐射屏蔽体、计算部。作为一种优选的技术方案，所述自动快速检测硼浓度的质子应用系统还包括：束流切换系统，用于将质子束流切换于不同的应用系统中；中子俘获治疗系统，用于治疗符合BNCT治疗筛查条件的肿瘤患者；和/或放射性核素生产系统，用于放射性核素生产及提取。具体地，当低能直线加速器系统通过束流切换系统分别与硼样品硼浓度自动快速检测系统和中子俘获治疗系统相连接，本技术的质子应用系统既能进行硼样品的浓度检测，又能进行BNCT治疗；当低能直线加速器系统通过束流切换系统分别与硼样品硼浓度自动快速检测系统和放射性核素生产系统相连接，本技术的质子应用系统既能进行硼样品的浓度检测，又能进行放射性核素生产及提取；当低能直线加速器系统通过束流切换系统分别与硼样品硼浓度自动快速检测系统、中子俘获治疗系统和放射性核素生产系统相连接，本技术的质子应用系统既能进行硼样品的浓度检测，又能进行BNCT治疗，还能进行放射性核素生产及提取。一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统的操作方法，包括以下步骤：S100：中子束品质参数测量；S200：检测已知硼浓度的标准含硼样品；S300：校准瞬发伽马检测分析装置；S400：检测未知硼浓度的待测试含硼样品；S500：获得待测含硼样品的硼浓度信息，并重复执行步骤S400，处理下一个待测含硼样品，直至所有待测样品检测完毕。优选的，在步骤S200：检测已知硼浓度的标准含硼样品中，包括：S210：检测控制系统将中子照射装置的束流闸门关闭；S220：使用含硼样品自动进样装置，将一份已知硼浓度的标准含硼样品传送至中子照射装置的束流闸门端口处；S230：检测控制系统将中子照射装置的束流闸门打开；S240：中子束照射该已知硼浓度的标准含硼样品，并获得合格的伽马能谱或者到达检测时限。优选的，在步骤S300：校准瞬发伽马检测分析装置中，包括：S310：对瞬发伽马检测分析装置计算部的检测参数进行初始化；S320：瞬发伽马检测分析装置接收中子与样品发生核反应放出的瞬发伽马射线，获得合格的伽马能谱或者到达检测时限，检测控制系统将中子照射装置的束流闸门关闭；S330：瞬发伽马检测分析装置使用获得的代表该标准硼样品硼浓度的检测信号信息以及该标准硼样品已知的硼浓度信息对瞬发伽马检测分析装置进行刻度。作为一种优选的技术方案，在步骤S100：中子束品质参数测量之前，还包括：利用束流切换系统将质子束流切换至含硼样品硼浓度自动快速检测系统。作为一种优选的技术方案，在S500：获得待测含硼样品的硼浓度信息，并重复执行步骤S400，处理下一个待测含硼样品，直到所有待测含硼样品处理完毕之后，还包括步骤：利用束流切换系统将质子束流切换至中子俘获治疗系统，进行BNCT治疗。作为一种优选的技术方案，在步骤S500：获得待测含硼样品的硼浓度信息，并重复执行步骤S400，处理下一个待测含硼样品，直到所有待测含硼样品处理完毕之后，还包括：利用束流切换系统将质子束流切换至放射性核素生产系统，进行放射性核素生产及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统，其特征在于，包括：低能直线加速器系统(100)，用于产生质子束并加速质子束能量；含硼样品硼浓度自动快速检测系统(300)，用于批量含硼样品的自动快速硼浓度定量测量，包括检测传输段(301)、中子照射装置(302)、含硼样品自动进样装置(303)、瞬发伽马检测分析装置(304)、束流捕集装置(305)、检测控制系统；所述检测传输段(301)与所述低能直线加速器系统(100)连接，所述中子照射装置(302)与所述检测传输段(301)连接，所述中子照射装置(302)、所述含硼样品自动进样装置(303)、所述瞬发伽马检测分析装置(304)均与所述检测控制系统电信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动快速检测硼浓度的质子应用系统，其特征在于，包括：低能直线加速器系统(100)，用于产生质子束并加速质子束能量；含硼样品硼浓度自动快速检测系统(300)，用于批量含硼样品的自动快速硼浓度定量测量，包括检测传输段(301)、中子照射装置(302)、含硼样品自动进样装置(303)、瞬发伽马检测分析装置(304)、束流捕集装置(305)、检测控制系统；所述检测传输段(301)与所述低能直线加速器系统(100)连接，所述中子照射装置(302)与所述检测传输段(301)连接，所述中子照射装置(302)、所述含硼样品自动进样装置(303)、所述瞬发伽马检测分析装置(304)均与所述检测控制系统电信号连接。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝斌，陈治均，林育胜，刘熔，廖小丽，
申请(专利权)人：东莞东阳光高能医疗设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44