[发明专利]一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置及中子诊疗方法

说明书

本发明公开了一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置及中子诊疗方法，中子诊疗装置包括控制器以及分别与控制器电连接的中子源、中子照射机构、中子成像探测机构、受照体定位机构、靶向药物注射机构和诊断与治疗计划机构，中子源与所述中子照射机构连结，中子照射机构向受照体照射中子束流，中子成像探测机构实时探测受照体上的中子强度分布及图像，靶向药物注射机构向受照体注射靶向药物。本发明提供一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置及中子诊疗方法，与现有技术相比，通过设置中子成像探测机构和诊断与治疗计划机构，可以在不导致受照体受到额外辐照的条件下，同时实现诊断和治疗，并对治疗方案进行实时控制，实现受照体中子精准治疗。

技术领域

本发明涉及核医学领域。更具体地说，本发明涉及一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置及中子诊疗方法。

背景技术

中子俘获治疗是一种新型肿瘤治疗方式，通过中子与亲肿瘤靶向药物(如含硼药物、钆等)发生核反应摧毁肿瘤细胞。中子治疗的基本原理是，首先给受照体注射亲肿瘤靶向药物，这种药物对人体无毒无害，但其与癌细胞有很强的亲和力，进入人体后，药物与肿瘤细胞迅速结合并富集在肿瘤细胞内；然后用合适的中子射线对准受照体的肿瘤部位进行照射，中子与富集在受照体肿瘤细胞内的靶向核素发生核反应，打断癌细胞的DNA双链，细胞杀伤力极强。

中子俘获治疗的精度主要取决于中子束流调控的精度和靶向药物在肿瘤细胞中特异性聚集的性能，理想情况下可以达到细胞级治疗精度。然而，由于中子不带电，只能通过核反应进行慢化和吸收，中子束流调控难以消除快中子、光子等对正常组织造成损伤的束流杂质，同时目前靶向药物进入人体后会有一部分聚集在正常组织细胞中，因而实际难以实现细胞级精准治疗，还需其他手段辅助确定肿瘤位置形状信息和实时照射剂量，对治疗方案进行实时控制，提高中子治疗精度，进而提高受照体肿瘤治疗效果以及受照体治疗后的生活品质。

专利CN109011221A提出一种剂量引导的中子俘获治疗机构，通过探测中子治疗过程中热中子与硼反应放出的瞬发伽马光子，计算照射靶区的硼浓度分布以及接受到的三维剂量分布，据此对治疗计划的参数进行调整，实现剂量引导中子治疗，并无实时诊断功能。专利CN209253964U提出一种磁共振引导的硼中子俘获治疗机构，通过MRI造影机构确定肿瘤的位置和硼浓度，引导中子治疗过程中参数调整，实现更精准化治疗。然而，磁共振等方式会使受照体收到治疗中子束以外的其他射线辐照。目前尚无一种有效的方式，可以实现在不导致受照体受到额外辐照的条件下，实时诊断肿瘤参数并优化中子治疗方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置及中子诊疗方法，与现有技术相比，通过设置中子成像探测机构和诊断与治疗计划机构，可以在不导致受照体受到额外辐照的条件下，同时实现诊断和治疗，并对治疗方案进行实时控制，实现受照体中子精准治疗。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置，包括控制器以及分别与所述控制器电连接的中子源、中子照射机构、中子成像探测机构、受照体定位机构、靶向药物注射机构和诊断与治疗计划机构，所述中子源与所述中子照射机构连结，以向所述中子照射机构输送稳定的中子束流，所述中子照射机构向设置在所述受照体定位机构上的受照体照射中子束流，所述中子成像探测机构实时探测受照体上的中子强度分布及图像，并发送到所述诊断与治疗计划机构，所述靶向药物注射机构向受照体注射靶向药物。

优选的是，所述的一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置中，所述中子成像探测机构包括中子敏感材料探测面、微通道阵列信号收集器和信号采集输出器，所述中子敏感材料探测面与中子束流垂直设置，所述微通道阵列信号收集器设置在所述中子敏感材料探测面的背照面，所述信号采集输出器采集所述微通道阵列信号收集器的每个微通道的光电信号强度并独立输出到所述诊断与治疗计划机构，同时扫描微通道阵列数据转换成图像进行输出到所述诊断与治疗计划机构。

优选的是，所述的一种基于中子场测量反演的中子诊疗装置中，所述中子敏感材料探测面采用富硼材料、掺钆材料和掺铀材料中的任意一种制作而成。