[实用新型]中子捕获治疗系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种放射性射线辐照治疗系统，尤其涉及一种中子捕获治疗系统。

背景技术

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。

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，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（Boron Neutron Capture Therapy,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，其示出了硼中子捕获反应的示意图，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（binary cancer therapy）；由此可知，除了含硼药物的开发，中子射源品质在硼中子捕获治疗的研究中占有重要角色。

实用新型内容

为了在中子捕获治疗过程中获得多种能量范围的中子射束以满足在实际治疗过程中需要的中子射束能谱，本实用新型的一个方面提供一种中子捕获治疗系统，包括用于产生带电粒子束的加速器、经带电粒子束照射后产生中子射束的中子产生部、射束整形体以及准直器，所述射束整形体包括缓速体及包覆于缓速体外周的反射体，所述中子产生部经带电离子束照射后产生中子，所述缓速体将自中子产生部产生的中子减速至预设能谱，所述反射体将偏离的中子导回以提高预设能谱内的中子强度，所述准直器将中子产生部产生的中子进行集中照射，在中子捕获治疗过程中，所述中子捕获治疗系统通过改变带电粒子束的能量使照射至中子产生部而产生的中子射束的能量发生改变。本申请主要是通过改变带电粒子束的能量间接改变中子射束的能量，进而改变中子捕获治疗系统的深度剂量分布。

进一步地，本申请中，通过能够产生不同脉冲的微波产生器对加速器中的离子源进行加速，从而使得加速器产生不同能量的带电粒子射。所述中子捕获治疗系统设有能够向加速器注入微波的微波产生器，所述加速器根据注入的不同频率的微波改变输出的带电粒子束的能量，当产生的带电粒子束的能量为第一值时，所述带电粒子与中子产生部反应产生第一中子射束能量值，当产生的带电粒子束的能量为第二值时，所述带电粒子与中子产生部反应产生第二中子射束能量值，其中所述第一值低于第二值，第一中子射束能量低于第二中子射束能量。

进一步地，所述中子捕获治疗系统产生的带电粒子束的能量通过加速器端电场强度的改变而改变。本申请中子捕获治疗系统中，所述带电粒子与中子产生部发生核反应之前的结构均应理解为加速器端。

进一步地，所述真空管或/和中子产生部外设有能够产生电场并且对真空管中传输的带电粒子束/照射至中子产生部前的带电粒子束加速或者减速的电场供应装置，所述电场供应装置是指能够在真空管外周或中子产生部的外周产生电场并且借助产生的电场使照射至中子产生部之前的带电粒子能够加速或者减速的外设装置，例如通电电极。