用于中子捕獲治療的射束整形體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種射束整形體，尤其涉及一種用于中子捕獲治療的射束整形體。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著原子科學(xué)的發(fā)展，例如鈷六十、直線加速器、電子射束等放射線治療已成為癌癥治療的主要手段之一。然而傳統(tǒng)光子或電子治療受到放射線本身物理條件的限制，在殺死腫瘤細(xì)胞的同時，也會對射束途徑上大量的正常組織造成傷害；另外由于腫瘤細(xì)胞對放射線敏感程度的不同，傳統(tǒng)放射治療對于較具抗輻射性的惡性腫瘤(如:多行性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(gl1blastoma multiforme)、黑色素細(xì)胞瘤(melanoma))的治療成效往往不佳。
[0003]為了減少腫瘤周邊正常組織的輻射傷害，化學(xué)治療(chemotherapy)中的標(biāo)靶治療概念便被應(yīng)用于放射線治療中；而針對高抗輻射性的腫瘤細(xì)胞，目前也積極發(fā)展具有高相對生物效應(yīng)(relative b1logical effectiveness, RBE)的福射源，如質(zhì)子治療、重粒子治療、中子捕獲治療等。其中，中子捕獲治療便是結(jié)合上述兩種概念，如硼中子捕獲治療，借由含硼藥物在腫瘤細(xì)胞的特異性集聚，配合精準(zhǔn)的中子射束調(diào)控，提供比傳統(tǒng)放射線更好的癌癥治療選擇。
[0004]硼中子捕獲治療(BoronNeutron Capture Therapy, BNCT)是利用含硼(1QB)藥物對熱中子具有高捕獲截面的特性，借由^(n，a)7Li中子捕獲及核分裂反應(yīng)產(chǎn)生4He和7Li兩個重荷電粒子。參照圖1，其示出了硼中子捕獲反應(yīng)的示意圖，兩荷電粒子的平均能量約為2.33MeV，具有高線性轉(zhuǎn)移(Linear Energy Transfer, LET)、短射程特征，α粒子的線性能量轉(zhuǎn)移與射程分別為150keV/ 4!11、8 4111，而71^重荷粒子則為175keV/ μπι、5μηι，兩粒子的總射程約相當(dāng)于一個細(xì)胞大小，因此對于生物體造成的輻射傷害能局限在細(xì)胞層級，當(dāng)含硼藥物選擇性地聚集在腫瘤細(xì)胞中，搭配適當(dāng)?shù)闹凶由湓矗隳茉诓粚φ＝M織造成太大傷害的前提下，達到局部殺死腫瘤細(xì)胞的目的。
[0005]因硼中子捕獲治療的成效取決于腫瘤細(xì)胞位置含硼藥物濃度和熱中子數(shù)量，故又被稱為二元放射線癌癥治療(binary cancer therapy);由此可知，除了含硼藥物的開發(fā)，中子射源通量與品質(zhì)的改善在硼中子捕獲治療的研究中占有重要角色。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)中硼中子捕獲治療的射束整形體設(shè)計多為整體式固定結(jié)構(gòu)，這樣的射束整形體輸出的中子射束品質(zhì)往往是固定的，但是在實際治療過程中，對中子射束品質(zhì)的要求并不是千篇一律的。不同的患者，腫瘤的位置、深淺以及腫瘤的種類就有可能不同，這就會導(dǎo)致在治療過程中對中子射束品質(zhì)的要求不同，而現(xiàn)有技術(shù)中整體式固定結(jié)構(gòu)的射束整形體無法根據(jù)病患腫瘤的具體情況對中子射束的品質(zhì)進行調(diào)整以配合患者的實際情況進行治療。
[0007]因此，實有必要提供一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]為了解決上述問題，本實用新型的一個方面提供一種用于中子捕獲治療的射束整形體，所述射束整形體包括射束入口、靶材、鄰接于靶材的緩速體、包圍在所述緩速體外的反射體及射束出口，所述靶材與自所述射束入口入射的質(zhì)子束發(fā)生核反應(yīng)以產(chǎn)生中子，所述緩速體將自所述靶材產(chǎn)生的中子緩速，所述反射體將偏離的中子導(dǎo)回至所述緩速體以提高超熱中子射束強度，所述緩速體可以更換以調(diào)整緩速體對中子的緩速能力。
[0009]進一步地，所述緩速體包括位于靶材后方的基底部和與基底部分體設(shè)置的擴充部，所述擴充部可以單獨更換以調(diào)整緩速體對中子的緩速能力。
[0010]進一步地，所述基底部鄰接于靶材后方并與靶材固定，所述擴充部安裝于基底部的后方并鄰接于基底部。
[0011]進一步地，所述擴充部至少包括第一擴充部和第二擴充部，所述第一擴充部安裝于基底部后方并鄰接于基底部，第二擴充部安裝于第一擴充部后方并鄰接于第一擴充部，所述第一擴充部和第二擴充部可單獨更換。
[0012]進一步地，所述反射體對應(yīng)擴充部開設(shè)有延伸至基底部后方的導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽設(shè)置有滑軌，所述擴充部安裝于導(dǎo)槽中后通過滑軌移動至基底部后方并鄰接于基底部；所述導(dǎo)槽至少包括與第一擴充部相對應(yīng)得第一導(dǎo)槽和與第二擴充部相對于的第二導(dǎo)槽；當(dāng)所述第一擴充部和第二擴充部的結(jié)構(gòu)尺寸相同僅材料不同時，第一擴充部和第二擴充部分別可以安裝在第一導(dǎo)槽或者第二導(dǎo)槽中；當(dāng)?shù)谝粩U充部和第二擴充部的結(jié)構(gòu)尺寸不同且材料也不同時，所述第一擴充部安裝于第一導(dǎo)槽中，所述第二擴充部安裝于第二導(dǎo)槽中。
[0013]進一步地，反射體還包括設(shè)于擴充部兩外側(cè)且安裝于導(dǎo)槽中的補充反射體，當(dāng)擴充部通過滑軌安裝于基底部的后方時，補充反射體和包圍在基底部外的反射體共同對散射的中子進行反射。
[0014]進一步地，所述反射體設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位于基底部后方且可相對基底部轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤，所述擴充部安裝于轉(zhuǎn)盤中后隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)運動至基底部后方并鄰接于基底部；所述轉(zhuǎn)盤至少包括與第一擴充部相對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)盤和與第二擴充部相對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)盤；當(dāng)所述第一擴充部和第二擴充部的結(jié)構(gòu)尺寸相同僅材料不同時，第一擴充部和第二擴充部分別可以安裝在第一轉(zhuǎn)盤或者第二轉(zhuǎn)盤中；當(dāng)?shù)谝粩U充部和第二擴充部的結(jié)構(gòu)尺寸不同且材料也不同時，所述第一擴充部安裝于第一轉(zhuǎn)盤中，所述第二擴充部安裝于第二轉(zhuǎn)盤中。
[0015]進一步地，反射體還包括設(shè)于擴充部外周的補充反射體，當(dāng)擴充部繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)安裝于基底部后方時，補充反射體與包圍在基底部外的反射體共同對散射的中子進行反射。
[0016]進一步地，所述基底部、第一擴充部和所述第二擴充部的材料皆可由Al、Pb、T1、B1、C、D20、AlF3、Fluental?、CaF2、Li2C03、MgF#P A1 203中的任意一種或幾種制成。
[0017]進一步地，所述反射體是由Pb或Ni中的至少一種制成，所述補充反射體的材料和反射體的材料相同。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有以下有益效果:本申請用于中子捕獲治療的射束整形體將緩速體設(shè)計成基底部和擴充部，將擴充部設(shè)置為可以更換的兩個部分，在實際治療過程中，結(jié)合患者的具體病情(患者腫瘤的深淺)選取不同材料的擴充部進行更換，從而使得緩速體對中子束進行緩速，從而得到適合患者在治療過程中實際需要的中子射束品質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單，運用靈活。
【附圖說明】
[0019]圖1是硼中子捕獲反應(yīng)示意圖；
[0020]圖2是本申請用于中子捕獲治療的射束整形體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本申請實施方式一中使用導(dǎo)槽安裝擴充部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本申請實施方式二中使用轉(zhuǎn)盤安裝擴充部的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]中子捕獲治療作為一種有效的治療癌癥的手段近年來的應(yīng)用逐漸增加，其中以硼中子捕獲治療最為常見，供應(yīng)硼中子捕獲治療的中子可以由核反應(yīng)堆或加速器供應(yīng)。本申請的實施例以加速器硼中子捕獲治療為例，加速器硼中子捕獲治療的基本組件通常包括用于對帶電粒子(如質(zhì)子、氘核等)進行加速的加速器、靶材與熱移除系統(tǒng)以及射束整形體，其中加速帶電粒子與金屬靶材作用產(chǎn)生中子，依據(jù)所需的中子產(chǎn)率與能量、可提供的加速帶電粒子能量與電流大小、金屬靶材的物化性等特性來挑選合適的核反應(yīng)，常被討論的核反應(yīng)有7Li (p, n) 7Be及9Be (p, n) 9B，這兩種反應(yīng)皆為吸熱反應(yīng)。兩種核反應(yīng)的能量閥值分別為1.881MeV和2.055MeV，由