中子捕获治疗设备及照射参数选取装置的使用方法制造方法及图纸

一种中子捕获治疗设备及照射参数选取装置的使用方法，所述种中子捕获治疗设备包括：中子束产生组件、用于向被照射体照射中子束的照射室、用于实施照射控制的管理室、用于载置患者的载置台及用于对治疗过程进行控制、管理的控制系统，所述控制系统包括选取最佳照射点和照射角度的照射参数选取装置，所述照射参数选取装置包括取样部和计算部，所述取样部选取多组照射点和照射角度，所述计算部计算出每组照射点和照射角度对应的评价值并输出报表。照射点和照射角度对应的评价值并输出报表。照射点和照射角度对应的评价值并输出报表。

【技术实现步骤摘要】
中子捕获治疗设备及照射参数选取装置的使用方法


[0001]本专利技术涉及一种辐射线治疗设备及参数选取装置的使用方法，尤其涉及一种中子捕获治疗设备及照射参数选取装置的使用方法。

技术介绍

[0002]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(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。
[0003]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(relative biological effectiveness,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(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。
[0004]硼中子捕获治疗是利用含硼(
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B)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，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。
[0005]现有中子捕获治疗计划系统中，其照射几何角度皆为人工根据经验判断及定义。由于人体结构相当复杂，各种组织或器官对辐射的敏感度也大不相同，因此单单靠人工判断很可能忽略更好的照射角度，而导致治疗效果大打折扣。
[0006]因此，有必要提出一种能够执行的判断照射点和照射角度的优劣的中子捕获治疗设备和照射参数选取装置的使用方法。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术人提供一种能够执行的判断照射点和照射角度的优劣的中子捕获治疗设备和照射参数选取装置的使用方法。
[0008]本申请提供一种中子捕获治疗设备，其特征在于包括：中子束产生组件、用于向被照射体照射中子束的照射室、用于实施照射控制的管理室、用于载置患者的载置台及用于对治疗过程进行控制、管理的控制系统，所述控制系统包括选取最佳照射点和照射角度的照射参数选取装置，所述照射参数选取装置包括取样部和计算部，所述取样部选取多组照射点和照射角度，所述计算部计算出每组照射点和照射角度对应的评价值并输出报表。
[0009]进一步地，所述计算部计算出中子束进入患者后入射的深度和所经过的器官的种
类，然后根据中子束通过人体的径迹信息则判断肿瘤是否落于该组照射点和照射角度对应的最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据配合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性信息等数据计算该组照射点和照射角度对应的评价值；若否，则给予最差的评价值。
[0010]进一步地，所述计算部将照射点和照射角度及其对应的评价值的数据以3D或2D图像的形式输出。
[0011]进一步地，对应某照射点及照射角度及某照射径迹中，器官i的权重因数(W(i))采用公式一进行计算：
[0012]W(i)＝I(i)
×
S(i)
×
C(i)
ꢀꢀꢀ
(公式一)
[0013]其中，I(i)、S(i)及C(i)分别为中子强度、器官i的辐射敏感因数及器官i的含硼浓度。
[0014]进一步地，所述I(i)采用根据所用的射束模拟人体的深度强度或剂量曲线积分的公式二进行计算：
[0015][0016]其中，i(x)为治疗用射束在近似人体中的深度强度或剂量曲线函数，x0-x为器官(i)在射束径迹中的深度范围。
[0017]进一步地，所述评价因数采用公式三进行计算：
[0018][0019]其中，Q(x,y,z,Φ,θ)作为评价因数等于器官径迹中各器官的权重因数总和。
[0020]进一步地，所述评价因数与肿瘤评价因数之比(QR(x,y,z,Φ,θ))采用公式四进行计算：
[0021][0022]其中，W(tumor)为肿瘤的权重因数。
[0023]本申请还提供上述照射参数选取装置的使用方法，其包括以下步骤：取样部读取患者CT/MRI/PET-CT等具有明确人体解剖的影像，逐一定义各个器官、组织及肿瘤的轮廓，并给设定的材料种类及密度，在完成轮廓、材料及密度的定义后，选取中子束的照射点及照射角度；计算部计算中子束所通过的器官的径迹，即计算出中子束进入人体后所经过的器官的种类及其厚度，在取得中子束通过人体的径迹信息后，则判断肿瘤是否落于最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据结合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性等信息，计算该照射点和照射角度对应的评价值；若否，则给予最差的评价值，完成评价值的计算后，对照射点、照射角度及对应的评价值进行纪录。
[0024]进一步地，所述照射点与照射角度的选取，可以是顺向选取或逆向选取，顺向选取是将照射点决定于人体外的位置并可按照固定的角度或距离间隔依序取样，也可以透过随机取样的方式进行取样；逆向选取则是将照射点决定于肿瘤范围内，其照射点可以是肿瘤
质心或最深处，而照射角度则可以利用随机取样或依预定的间隔角度取样的方式进行；中子束角度则可设定为照射点至肿瘤质心或肿瘤最深处的向量方向。
[0025]进一步地，所述计算部将照射点和照射角度及其对应的评价值的数据以3D或2D图像的形式输出。
附图说明
[0026]图1是硼中子捕获反应示意图。
[0027]图2是
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B(n,α)7Li中子捕获核反应方程式。
[0028]图3是本专利技术实施例中的中子捕获治疗设备的示意图。
[0029]图4是本专利技术实施例中的控制系统的示意图。
[0030]图5是本专利技术实施例中的中子束的照射参数的评价值的计算的逻辑框图。
[0031]图6是本专利技术实施例中的中子束照射时的器官径迹示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0033]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。硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是利用含硼(
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B)药本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子捕获治疗设备，其特征在于包括：中子束产生组件、用于向被照射体照射中子束的照射室、用于实施照射控制的管理室、用于载置患者的载置台及用于对治疗过程进行控制、管理的控制系统，所述控制系统包括选取最佳照射点和照射角度的照射参数选取装置，所述照射参数选取装置包括取样部和计算部，所述取样部选取多组照射点和照射角度，所述计算部计算出每组照射点和照射角度对应的评价值并输出报表。2.根据权利要求1所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：所述计算部计算出中子束进入患者后入射的深度和所经过的器官的种类，然后根据中子束通过人体的径迹信息则判断肿瘤是否落于该组照射点和照射角度对应的最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据配合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性信息等数据计算该组照射点和照射角度对应的评价值；若否，则给予最差的评价值。3.根据权利要求1-2中任意一项所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：所述计算部将照射点和照射角度及其对应的评价值的数据以3D或2D图像的形式输出。4.根据权利要求2所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：对应某照射点及照射角度及某照射径迹中，器官i的权重因数(W(i))采用公式一进行计算：W(i)＝I(i)
×
S(i)
×
C(i)
ꢀꢀ
(公式一)其中，I(i)、S(i)及C(i)分别为中子强度、器官i的辐射敏感因数及器官i的含硼浓度。5.根据权利要求4所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：所述I(i)采用根据所用的射束模拟人体的深度强度或剂量曲线积分的公式二进行计算：其中，i(x)为治疗用射束在近似人体中的深度强度或剂量曲线函数，x
0-x为器官(i)在射束径迹中的深度范围。6.根据权利要求5所述的中子捕获治...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊豪，
申请(专利权)人：中硼厦门医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：