[發明專利]中子捕獲治療系統及用于粒子線產生裝置的靶材

在審

• 申請號: 201710384698.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN108926783A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 蔡炅彣;劉淵豪
• 申請（專利權）人: 南京中硼聯康醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;H05H6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種中子捕獲治療系統及用于中子捕獲治療系統的靶材，能提升靶材的散熱性能，減少起泡，增加靶材壽命。本發明的中子捕獲治療系統，包括中子產生裝置和射束整形體，中子產生裝置包括加速器和靶材，加速器加速產生的帶電粒子線與靶材作用產生中子線，靶材具有冷卻進口、冷卻出口及設置在冷卻進口和冷卻出口之間的冷卻通道，冷卻通道內設置有至少一個突出部，突出部具有冷卻表面。

技術領域

本發明一方面涉及一種輻射線照射系統，尤其涉及一種中子捕獲治療系統；本發明另一方面涉及一種用于輻射線照射系統的靶材，尤其涉及一種用于粒子線產生裝置的靶材。

背景技術

隨著原子科學的發展，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；另外由于腫瘤細胞對放射線敏感程度的不同，傳統放射治療對于較具抗輻射性的惡性腫瘤(如：多行性膠質母細胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素細胞瘤(melanoma))的治療成效往往不佳。

為了減少腫瘤周邊正常組織的輻射傷害，化學治療(chemotherapy)中的標靶治療概念便被應用于放射線治療中；而針對高抗輻射性的腫瘤細胞，目前也積極發展具有高相對生物效應(relative biological effectiveness,RBE)的輻射源，如質子治療、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胞的特異性集聚，配合精準的中子射束調控，提供比傳統放射線更好的癌癥治療選擇。

在加速器硼中子捕獲治療中，加速器硼中子捕獲治療通過加速器將質子束加速，質子束加速至足以克服靶材原子核庫倫斥力的能量，與靶材發生核反應以產生中子，因此在產生中子的過程中靶材會受到非常高能量等級的加速質子束的照射，靶材的溫度會大幅上升，同時靶材的金屬部分容易起泡，從而影響靶材的使用壽命。

因此，有必要提出一種新的技術方案以解決上述問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明一方面提供了一種中子捕獲治療系統，包括中子產生裝置和射束整形體，所述中子產生裝置包括加速器和靶材，所述加速器加速產生的帶電粒子線與所述靶材作用產生中子線，所述射束整形體包括反射體、緩速體、熱中子吸收體、輻射屏蔽體和射束出口，所述緩速體將自所述靶材產生的中子減速至超熱中子能區，所述反射體包圍所述緩速體并將偏離的中子導回至所述緩速體以提高超熱中子射束強度，所述熱中子吸收體用于吸收熱中子以避免治療時與淺層正常組織造成過多劑量，所述輻射屏蔽體圍繞所述射束出口設置在所述反射體后部用于屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區的正常組織劑量，所述靶材所述靶材具有冷卻進口、冷卻出口及設置在冷卻進口和冷卻出口之間的冷卻通道，所述冷卻通道內設置有至少一個突出部，所述突出部具有冷卻表面。通過采用冷卻通道內流通的冷卻介質為靶材散熱，提升了散熱效果；通過在冷卻通道內設置突出部，進一步增大了散熱表面和/或形成渦流，有助于延長靶材的壽命。

本發明另一方面提供了一種用于粒子線產生裝置的靶材，所述靶材包括作用層、基座層和散熱層，所述作用層用于產生所述粒子線，所述基座層支撐所述作用層，所述散熱層具有供冷卻介質流通的冷卻通道，所述冷卻通道內設置有至少一個突出部，所述突出部具有冷卻表面。通過采用冷卻通道內流通的冷卻介質為靶材散熱，提升了散熱效果；通過在冷卻通道內設置突出部，進一步增大了散熱表面和/或形成渦流，有助于延長靶材的壽命。

作為一種優選地，所述粒子線產生裝置為中子線產生裝置，所述作用層的材料為Li或其合金，所述作用層與入射質子束發生⁷Li(p,n)⁷Be核反應來產生中子；或所述作用層的材料為Be或其合金，所述作用層與入射質子束發生⁹Be(p,n)⁹B核反應來產生中子。