中子捕获治疗系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种中子捕获治疗系统，包括带电粒子束生成部、射束传输部和中子束生成部，所述中子束生成部包括靶材，所述靶材与所述带电粒子束生成部产生的带电粒子束作用产生中子束，所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和靶材更换室，所述带电粒子束生成室至少部分容纳所述带电粒子束生成部和所述射束传输部，所述靶材更换室用于安装所述靶材并且使得所述射束传输部穿过所述靶材更换室，所述靶材更换室在射束传输路径上形成于所述带电粒子束生成部之后并且不同于所述带电粒子束生成室。通过设置靶材更换室进行靶材的安装，可以对靶材更换室内的环境进行设置，避免了安装过程中靶材的氧化或氮化，操作简单、成本较低。本较低。本较低。

【技术实现步骤摘要】
中子捕获治疗系统


[0001]本技术涉及放射线照射系统，尤其是一种中子捕获治疗系统。

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(chemoherapy)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(relaive biological effeciveness,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。
[0004]在加速器中子捕获治疗系统中，通过加速器将带电粒子束加速，带电粒子束加速至足以克服靶原子核库伦斥力的能量，与靶发生核反应以产生中子，因此在产生中子的过程中，靶会受到高功率的加速带电粒子束的照射，靶的温度会大幅上升，从而影响靶的使用寿命。为了稳定地产生中子，需要将旧靶替换为新靶，而常作为靶作用层的Li在空气中极易被氧化或氮化从而降低靶的功效，在作用层外面设置抗氧化层又会增加成本且消耗一部分带电粒子束的能量，如何在不被氧化的条件下进行新靶的安装就十分重要，通常使用手套箱在充满惰性气体的空间中进行Li操作，但对于靶的安装来说操作困难、成本较高。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本技术一方面提供了一种中子捕获治疗系统，包括带电粒子束生成部、射束传输部和中子束生成部，所述带电粒子束生成部用于产生带电粒子束，所述射束传输部将所述带电粒子束传输至所述中子束生成部，所述中子束生成部包括靶材，所述靶材与所述带电粒子束作用产生中子束，所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和靶材更换室，所述带电粒子束生成室至少部分容纳所述带电粒子束生成部和所述射束传输部，所述靶材更换室用于安装所述靶材并且使得所述射束传输部穿过所述靶材更换室，所述靶材更换室在射束传输路径上形成于所述带电粒子束生成部之后并且不同于所述带电粒子束生成室。通过设置靶材更换室进行靶材的安装，可以对靶材更换室内的环境进行设置，避免了安装过程中靶材的氧化或氮化，操作简单、成本较低。
[0006]作为一种优选地，所述靶材包括作用层，所述作用层与所述带电粒子束作用产生所述中子束，所述作用层预先容纳在所述靶材更换室内。
[0007]进一步地，所述作用层的材料为Li或其合金或其化合物，所述带电粒子束为质子
束，所述质子束与所述作用层发生7Li(p,n)7Be核反应产生所述中子束。
[0008]作为一种优选地，所述靶材更换室内的环境在大气压下的露点温度为Td≤
‑
30℃或在25℃下的相对湿度RH≤0.6％。
[0009]作为一种优选地，所述靶材包括冷却通道，所述粒子束产生装置还包括与所述冷却通道连接的第一、第二冷却管。
[0010]作为一种优选地，所述中子束生成部还包括射束整形体，所述射束整形体能够调整所述带电粒子束与靶材作用产生的中子束的射束品质，所述中子捕获治疗系统还包括照射室，被照射体在所述照射室中进行所述中子束照射的治疗，所述射束整形体至少部分容纳在所述照射室和所述带电粒子束生成室的分隔壁内，所述靶材安装在射束整形体内，所述靶材更换室设置在所述带电粒子束生成室内。
[0011]进一步地，所述带电粒子束生成室具有天花板和地板，所述靶材更换室为由所述分隔壁、所述天花板、所述地板和设置在所述天花板和所述地板之间的帘子包围形成的半密封的除湿区域并在所述区域内设置除湿机；或者所述靶材更换室包括顶部，所述靶材更换室为由所述分隔壁、所述顶部、所述地板和设置在所述顶部和所述地板之间的帘子包围形成的半密封的除湿区域并在所述区域内设置除湿机。帘子成本较低、安装方便，方便进出，设置除湿机后也能够达到干燥环境的要求。
[0012]作为一种优选地，所述射束传输部包括长度可调节的传输管，所述靶材设置在所述传输管的端部，所述传输管设置有所述靶材的一端设置在所述靶材更换室内。
[0013]进一步地，所述射束传输部包括第一、第二、第三传输管，所述第二传输管分别与所述第一、第三传输管可拆卸连接，所述靶材设置在所述第一传输管的端部，所述第一传输管和至少部分所述第二传输管设置在所述靶材更换室内，所述第二或第三传输管穿过所述靶材更换室。
[0014]更进一步地，所述第三传输管上设置束流调整装置；所述第一传输管上设置检测装置。
[0015]本技术所述的中子捕获治疗系统，通过设置靶材更换室进行靶材的安装，避免了靶材的氧化，操作简单、成本较低。
附图说明
[0016]图1为本技术实施例的中子捕获治疗系统的结构示意图；
[0017]图2为本技术实施例中的靶材结构示意图；
[0018]图3为图1中的带电粒子束生成室及靶材更换室在另一方向的示意图；
[0019]图4为本技术另一实施例的带电粒子束生成室及靶材更换室的示意图；
[0020]图5为本技术实施例中的靶材安装方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术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。
[0022]如图1，本实施例中的中子捕获治疗系统优选为硼中子捕获治疗系统100，硼中子捕获治疗系统100是利用硼中子捕获疗法进行癌症治疗的装置。硼中子捕获疗法通过对注
射有硼(B
‑
10)的被照射体200照射中子束N来进行癌症治疗，被照射体200服用或注射含硼(B
‑
10)药物后，含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞M中，然后利用含硼(B
‑
10)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由
10
B(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。两荷电粒子的平均能量约为2.33MeV，具有高线性转移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特征，α短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，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。
[0023]硼中子捕获治疗系统100包括中子束产生装置10和治疗台20，中子束产生装置10包括带电粒子束生成部11、射束传输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子捕获治疗系统，包括带电粒子束生成部、射束传输部和中子束生成部，所述带电粒子束生成部用于产生带电粒子束，所述射束传输部将所述带电粒子束传输至所述中子束生成部，所述中子束生成部包括靶材，所述靶材与所述带电粒子束作用产生中子束，其特征在于，所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和靶材更换室，所述带电粒子束生成室至少部分容纳所述带电粒子束生成部和所述射束传输部，所述靶材更换室用于安装所述靶材并且使得所述射束传输部穿过所述靶材更换室，所述靶材更换室在射束传输路径上形成于所述带电粒子束生成部之后并且不同于所述带电粒子束生成室。2.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述靶材包括作用层，所述作用层与所述带电粒子束作用产生所述中子束，所述作用层预先容纳在所述靶材更换室内。3.如权利要求2所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述作用层的材料为Li或其合金或其化合物，所述带电粒子束为质子束，所述质子束与所述作用层发生7Li(p,n)7Be核反应产生所述中子束。4.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述靶材更换室内的环境在大气压下的露点温度为Td≤
‑
30℃或在25℃下的相对湿度RH≤0.6％。5.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述靶材包括冷却通道，所述中子捕获治疗系统还包括与所述冷却通道连接的第一、第二冷却管。6.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述中子束生成部还包括射束整形体，...

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