适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及适应于BNCT系统的含硼‑10药物浓度分布测量装置和方法。所述装置包括中子源、标准小球和SPECT系统，所述中子源用于向SPECT系统的检测空间发射中子束流，形成覆盖所述检测空间的中子场；所述标准小球具有确定的硼‑10浓度，数量为若干个，安装在标准球支架上，随被检测者的头部一同进入检测空间；所述SPECT系统用于接收检测空间的伽马射线并进行SPECT成像处理，依据标准小球和人体检测区域的SPECT信息计算获得检测区域的硼‑10浓度分布。本发明专利技术可用于含硼‑10药物浓度分布测量，适应于任何含硼‑10药物，能够实时地反映含硼‑10药物的三维真实分布，且没有额外辐射剂量。

A device and method for measuring the concentration distribution of boron-10-containing drugs in BNCT system

【技术实现步骤摘要】
适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量装置和方法
本专利技术涉及适应于BNCT系统的含硼-10(10B)药物浓度分布测量装置和方法，可用于在硼中子俘获放疗(BCNT)治疗前获得含硼-10药物在身体内的分布和浓度信息，为治疗计划系统(TPS)提供相关的基础数据，也可以用于其他目的下的含硼-10药物分布和浓度信息监测。
技术介绍
BNCT是迄今为止原理最佳的癌症放射治疗手段，其通过将具有亲肿瘤组织的、无毒的含硼-10药物注入人体血液，待含硼-10药物通过自动靶向富集在癌细胞核后，利用超热中子束照射肿瘤部位，通过人体自身的进一步慢化在治疗区域形成热中子，由于热中子与硼-10的核反应截面很高(3840靶)，通过选择性的热中子硼-10核反应，放出射程小于癌细胞的长度、具有高线性传能密度(LET)的放射线(例如α粒子，7Li重离子)，单位距离上形成高密度电离能，使得DNA的双链同时被打断,其功能和重离子造成的电离密度相同，从而实现高相对生物效应(RBE)的粒子来杀灭癌细胞，治疗过程基本上不损伤癌细胞周围的正常细胞，是一种具有热中子对含硼-10药物的自动选择、高LET能量转移和生物靶向增强的放射治疗模式。然而，为实现BNCT对肿瘤进行精确治疗，需要在治疗前确定荷硼-10药物在治疗靶区的分布及浓度以实现对肿瘤的高效治疗并保护正常组织。BNCT治疗前如得不到含硼-10药物的定量分布信息，会导致治疗剂量的不确定性，影响治疗效果并给正常组织带来不必要的损伤。目前用于获得含硼-10药物分布和浓度信息的方法，除了基于血液中含硼-10药物浓度测量的方法，主要还有两种方式：一是对含硼-10药物进行放射性标记，采用核医学(如SPECT等)进行测量，根据放射性的分布推算含硼-10药物的分布；二是对含硼-10药物进行磁共振敏感元素标记，采用磁共振仪进行测量，根据磁共振信号强度分布推算含硼-10药物的分布。其中，基于血液中含硼-10药物浓度测量的方法有两个缺点：一是测量时间长，测量获得的含硼-10药物浓度不能代表治疗时的含硼-10药物浓度；二是病灶区域的浓度是基于肿瘤/血液比固定的假设推算的，但实际上肿瘤/血液比随患者个体变化，随肿瘤种类变化，肿瘤位置变化，随肿瘤内位置的变化而变化，随时间变化，统一假设为一固定数值的方法太过粗糙。因此这种传统方法已经开始逐渐被新的方法所替代。基于放射性标记含硼-10药物的方法存在以下几个问题：(1)放射性标记含硼-10药物的可得性；(2)放射性标记含硼-10药物在总含硼药物内比例的确定性；(3)增加药物成本；(4)放射性药物给患者带来的额外的剂量。基于MRI敏感元素标记含硼-10药物的方法存在以下几个问题：(1)MRI敏感元素标记含硼-10药物的可得性；(2)增加药物成本。上述问题实质性妨碍了这些方法的实际应用及应用效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量装置和适用于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量方法，以期实时获得较为精确的测量数据，并便于实际应用。本专利技术的技术方案是：适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量装置，包括：中子源，用于向SPECT系统的检测空间发射中子束流，形成覆盖所述检测空间的中子场，通常设置在SPECT系统的孔腔前方；标准小球，具有确定的硼-10浓度，数量为若干个，安装在标准球支架上，所述标准球支架用于戴在被检测者检测区域随被检测者检测区域一同进入检测空间，或者固定设置在所述检测空间内，所述标准小球分布在所述检测空间内；SPECT系统，设有所述的检测空间，用于接收检测空间的伽马射线并进行SPECT成像处理，依据标准小球的SPECT信息(SPECT系统采集到的来自检测空间各点/体素的伽玛辐射信息，例如，射线的能量和强度，可以通过环型分布的伽玛探测器或旋转伽玛相机采集的信息获得)计算确定中子场参数(例如中子注量率的空间分布数据)，依据计算确定的中子场参数和被检测者检测区域(例如，头部)的SPECT信息计算检测区域的硼-10浓度分布，即可获得被检测者检测区域的硼-10浓度分布或含硼-10药物分布数据。适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量方法，采用中子源向SPECT系统的检测空间发射中子束流，形成覆盖所述检测空间的中子场，在SPECT系统的检测空间分布若干个具有确定硼-10浓度的标准小球，所述标准小球预先设置在检测空间内或者安装在被检测者佩戴的标准球支架上，随被检测者检测区域(例如头部)一同进入检测空间，采用SPECT系统接收检测空间的伽马射线并进行SPECT成像处理，依据标准小球的SPECT信息计算确定中子场参数，依据计算确定的中子场参数和被检测者检测区域的SPECT信息计算检测区域的硼-10浓度分布，获得被检测者检测区域的硼-10浓度分布或含硼-10药物分布数据。所述伽玛射线为中子撞击硼-10核产生的伽玛射线，具有特定的能量。本专利技术的有益效果是：通过采用中子轰击硼-10核的方式产生特定能量(478keV)的伽玛射线(γ-射线)，无需对含硼-10药物进行放射性标记，避免了引入放射线物质对人体造成的损伤，亦无需引入MRI敏感元素进行标记，彻底消除了放射性标记含硼-10药物和MRI敏感元素标记含硼-10药物可得性给实际应用造成的障碍，避免了因进行这些标记导致的高昂的药物成本；可以进行实时测量，且在现有技术背景下，通过成熟的SPECT检测及数据处理技术，通过设置已知硼-10浓度的标准小球作为计算获取中子场信息，能够获得高精度的硼-10浓度测量结果，形成精确定位的人体内硼-10浓度分布数据。本专利技术适应于任何含硼-10药物，能够反映真实和实时地含硼-10药物分布，且没有额外辐射剂量，可进行剂量监督和验证，并特别适合自适应放疗。本专利技术能够在BNCT治疗过程中直接在体外、无创、实时获得含硼-10药物分布。附图说明图1是本专利技术的装置示意图。具体实施方式参见图1，本专利技术的装置包括中子源2、标准小球4和SPECT系统3，所述中子源用于向SPECT系统的检测空间发射中子束流，形成覆盖所述检测空间的中子场，通常可以设置在SPECT系统的孔腔前方；所述标准小球具有确定的硼-10浓度，数量为若干个，安装在标准球支架上，所述标准球支架用于戴在被检测者头上或其他部位(检测区域)随被检测者的头部或其他部位一同进入检测空间，或者固定设置在所述检测空间内，所述标准小球分布在所述检测空间内；所述SPECT系统设有所述的检测空间，其中产生的伽马射线可被检测并进行SPECT成像处理，依据标准小球的SPECT信息计算确定中子场参数，依据计算确定的中子场参数和被检测者检测区域的SPECT信息计算检测区域的硼-10浓度分布，获得被检测者检测区域的硼-10浓度分布或含硼-10药物分布数据。可以设置检查床，被检测者仰卧在检查床上，检测时将检查床的前部推入SPECT系统的检测孔腔，使被检测者的头部1位于孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量装置，其特征在于包括：/n中子源，用于向SPECT系统的检测空间发射中子束流，形成覆盖所述检测空间的中子场，通常设置在SPECT系统的孔腔前方；/n标准小球，具有确定的硼-10浓度，数量为若干个，安装在标准球支架上，所述标准球支架用于戴在被检测者检测区域随被检测者检测区域一同进入检测空间，或者固定设置在所述检测空间内，所述标准小球分布在所述检测空间内；/nSPECT系统，设有所述的检测空间，用于接收检测空间的伽马射线并进行SPECT成像处理，依据标准小球的SPECT信息计算确定中子场参数，依据计算确定的中子场参数和被检测者检测区域的SPECT信息计算检测区域的硼-10浓度分布，获得被检测者检测区域的硼-10浓度分布或含硼-10药物分布数据。/n

【技术特征摘要】
1.适应于BNCT系统的含硼-10药物浓度分布测量装置，其特征在于包括：
中子源，用于向SPECT系统的检测空间发射中子束流，形成覆盖所述检测空间的中子场，通常设置在SPECT系统的孔腔前方；
标准小球，具有确定的硼-10浓度，数量为若干个，安装在标准球支架上，所述标准球支架用于戴在被检测者检测区域随被检测者检测区域一同进入检测空间，或者固定设置在所述检测空间内，所述标准小球分布在所述检测空间内；
SPECT系统，设有所述的检测空间，用于接收检测空间的伽马射线并进行SPECT成像处理，依据标准小球的SPECT信息计算确定中子场参数，依据计算确定的中子场参数和被检测者检测区域的SPECT信息计算检测区域的硼-10浓度分布，获得被检测者检...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，包尚联，
申请(专利权)人：北京惠康得医疗科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11