[发明专利]一种用于硼中子俘获治疗的剂量实时测量方法

说明书

本发明涉及一种用于硼中子俘获治疗的剂量实时测量方法，涉及中子癌症治疗技术领域，先检测注射硼药物的患者体内0～4h内硼浓度变化，作为剂量实时测量系统的检测方法中硼浓度调节的依据；再根据硼浓度调节的依据，通过硼浓度调节设备调节测量介质载体内装载有测量介质的硼浓度，使其与硼浓度调节的依据中的相同，同时通过剂量实时测量系统中的剂量测量设备检测测量介质载体内装载有测量介质的相应的硼浓度俘获的中子治疗的剂量。本发明通过剂量实时测量方法，实现对人体中子剂量的实时精确测量，提高治疗计划验证的准确性和可靠性，也实现了动态浓度下的剂量实时监测。

技术领域

本发明涉及中子癌症治疗技术领域，具体涉及一种用于硼中子俘获治疗的剂量实时测量方法。

背景技术

恶性肿瘤(癌症)严重威胁着人类生命健康，发展新型肿瘤精准治疗的技术对于保障人民生命健康具有重要意义。

中子被称为核系统的“灵魂”，是人类开启核技术应用大门的“金钥匙”。中子治疗利用中子与肿瘤细胞中富集的硼发生特异性俘获反应，产生短射程(约一个细胞直径)的次级粒子，定向杀死癌细胞，而周边正常细胞则几乎不受损伤。中子治疗兼具生物靶向和精准放疗双重优势，可以在细胞精度精准杀伤癌细胞，是目前新型的癌症治疗技术。目前国际已开展的临床实验包括头颈部肿瘤(口腔癌，舌癌，咽癌，喉癌，甲状腺癌，腮腺癌，外耳癌，中耳癌症等)、恶性原发性脑肿瘤(胶质母细胞瘤、复发性高级别脑膜瘤)、黑色素瘤、肝细胞性肝癌及肝转移癌、乳腺癌转移、肉瘤等。研究发现，中子治疗不仅适用于肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌等多种肿瘤，而且在恶性度极高的复发性脑肿瘤、头颈部肿瘤、黑色素瘤等临床治疗中已取得突出疗效，对复发、转移、浸润、多发等肿瘤治疗具有显著优势。

中子束流剂量测量与验证系统主要目的是对患者放疗计划进行检测与验证，并根据测量结果进行调整，确保束流质量满足临床治疗要求；同时，也是对中子治疗装置本身进行定期的稳定性检测和状态检测，确保治疗设备能提供设计的中子束流剂量。中子束流剂量的准确性决定了放射治疗的效果，剂量验证是临床治疗中至关重要的环节。为减少治疗中的不确定性，需对计划系统的中子束流剂量分布进行核验，将剂量仪实际探测的剂量分布与治疗计划系统中的剂量分布进行比较，若两者之间的差异在可接受的标准范围内，则该计划将得到批准和实施，否则需寻找错误来源，并再次进行验证。中子治疗的治疗束流为中子、γ的混合场，辐射剂量的成分复杂，包括硼剂量、热中子剂量、超热中子剂量、快中子剂量、伽马剂量等等。其中硼剂量为患者总剂量中的主要贡献，对其测量必须要尽可能的精准，从而为治疗计划的设计提供更全面、更准确的验证。

目前中子治疗剂量测量方法尚不完善。在物理师对患者进行放疗计划验证时，采用的基于水箱、体模剂量测量验证实验中，例如采用PET、CT等医学仪器设备来进行测量研究，还有少量报道记录了采用闪烁体阵列耦合光纤探测待治疗生物体内硼原子与中子相互作用所释放出的具有特征能量的伽玛射线，并以此推导生命体内硼浓度及其分布的相关技术，但均假设硼剂量是固定不变的，在此基础上进行硼剂量以及其他剂量分量的测量。但这与实际情况存在差异，导致无法准确模拟人体硼实际浓度变化带来的硼实际剂量变化，使得人体照射剂量仅能做静态剂量验证，不能做动态剂量验证。硼与热中子和超热中子的反应截面较大，其实际浓度变化对剂量测量结果的影响无法忽略；而目前的中子剂量测量方法并不能实现对测量位置周围硼实际浓度变化情况的模拟，实验测量环境和真实人体内环境存在差异，给剂量测量结果带来偏差。

另外，由于硼浓度分布存在个体差异，所以不同的患者在辐照过程中的体内实际硼浓度各不相同；同一个患者体内存在血硼代谢过程，意味着正常细胞和肿瘤细胞的硼浓度会在治疗过程中发生改变。因此，能够保障精确地模拟特定患者体内硼浓度的变化的情况下进行剂量验证实验，是对治疗计划进行精确验证的必要条件。

鉴于此，本发明提供一种用于硼中子俘获治疗的剂量实时测量方法。

发明内容