[發(fā)明專利]用于中子捕獲治療的射束整形體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710845531.4
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN107497060B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉淵豪;李珮儀
• 申請（專利權(quán)）人: 南京中硼聯(lián)康醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了改善中子射源的通量與品質(zhì)，本發(fā)明的一個方面提供一種用于中子捕獲治療的射束整形體，其中，射束整形體包括射束入口、靶材、鄰接于靶材的緩速體、包圍在緩速體外的反射體、與緩速體鄰接的熱中子吸收體、設(shè)置在射束整形體內(nèi)的輻射屏蔽和射束出口，靶材與自射束入口入射的質(zhì)子束發(fā)生核反應(yīng)以產(chǎn)生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主軸，緩速體將自靶材產(chǎn)生的中子減速至超熱中子能區(qū)，緩速體設(shè)置成包含至少一個錐體狀的形狀，反射體將偏離主軸的中子導(dǎo)回主軸以提高超熱中子射束強度，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，輻射屏蔽用于屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區(qū)的正常組織劑量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明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)

隨著原子科學的發(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(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(yīng)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(fā)展具有高相對生物效應(yīng)(relative biological effectiveness,RBE)的輻射源，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胞的特異性集聚，配合精準的中子射束調(diào)控，提供比傳統(tǒng)放射線更好的癌癥治療選擇。

硼中子捕獲治療(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是利用含硼(¹⁰B)藥物對熱中子具有高捕獲截面的特性，借由¹⁰B(n,α)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和圖2，其分別示出了硼中子捕獲反應(yīng)的示意圖和¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕獲核反應(yīng)方程式，兩荷電粒子的平均能量約為2.33MeV，具有高線性轉(zhuǎn)移(Linear EnergyTransfer,LET)、短射程特征，α粒子的線性能量轉(zhuǎn)移與射程分別為150keV/μm、8μm，而⁷Li重荷粒子則為175keV/μm、5μm，兩粒子的總射程約相當于一個細胞大小，因此對于生物體造成的輻射傷害能局限在細胞層級，當含硼藥物選擇性地聚集在腫瘤細胞中，搭配適當?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胞的目的。

因硼中子捕獲治療的成效取決于腫瘤細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。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善中子射源的通量與品質(zhì)，本發(fā)明的一個方面提供一種用于中子捕獲治療的射束整形體，其中，射束整形體包括射束入口、靶材、鄰接于靶材的緩速體、包圍在緩速體外的反射體、與緩速體鄰接的熱中子吸收體、設(shè)置在射束整形體內(nèi)的輻射屏蔽和射束出口，靶材與自射束入口入射的質(zhì)子束發(fā)生核反應(yīng)以產(chǎn)生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主軸，緩速體將自靶材產(chǎn)生的中子減速至超熱中子能區(qū)，緩速體設(shè)置成包含至少一個錐體狀的形狀，反射體將偏離主軸的中子導(dǎo)回主軸以提高超熱中子射束強度，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，輻射屏蔽用于屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區(qū)的正常組織劑量。

射束整形體進一步用于加速器硼中子捕獲治療。