[發明專利]一種中子整形裝置的設計方法

有效

• 申請號: 201811065819.0
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109173082B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 黃紅;李國威
• 申請（專利權）人: 東莞東陽光高能醫療設備有限公司
• 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

本發明公開了一種中子整形裝置設計方法，包括選擇入射中子束參數；選擇中子整形裝置模型，所述中子整形裝置模型的部件包括：束流通道、反射體、慢化體、熱中子過濾層、準直體、射束出口；將所選擇的入射中子束參數輸入中子整形裝置模型，得到射出中子束參數；根據射出中子束參數，調節各部件的參數，確定中子整形裝置方案，所述調節各部件的參數中先調節并確定慢化體的參數，再調節并確定準直體的參數。能夠快速的、有效的設計出可靠的中子整形裝置，并且能夠應用于硼中子俘獲治療。

技術領域

本發明涉及中子俘獲治療領域，特別是涉及一種中子整形裝置的設計方法。

背景技術

隨著現代化醫療技術的快速發展，硼中子俘獲治療在臨床醫學得到了廣泛應用。

BNCT(Boron Neutron Capture Therapy，硼中子俘獲治療)是一種具有“固有”安全性的生物靶向放射治療模式，通過將具有親腫瘤組織的無毒的含硼藥物注入人體血液，待硼藥物富集在腫瘤組織后，采用超熱中子照射腫瘤部位。超熱中子進入人體組織內，能夠與癌組織中的¹⁰B核素發生輻射俘獲反應，釋放出α粒子(⁴He)和鋰粒子(⁷Li)。由于這些粒子的射程很短(與組織核的直徑差不多)以及LET(Linear Energy Transfer，傳能線密度)值很高，導致絕大多數的α粒子(⁴He)和鋰粒子(⁷Li)能夠沉積在腫瘤組織中，從而達到在癌組織內部破壞癌組織的效果。又由于α粒子(⁴He)和鋰粒子(⁷Li)的射程很短，因此只能殺死癌組織而不損傷周圍組織，因此其治療效果優于常規光子放療(X射線機、醫用直線加速器等)和質子放療。

在BNCT治療過程中，為了保證病人正常組織所受劑量在安全范圍的前提下，盡可能殺死腫瘤組織，病人在治療前通常會模擬中子整形裝置進行設計，并制定相應的中子整形裝置方案。在現有技術中，在質子打靶產生中子后，需要將中子放入中子整形裝置以產生一定范圍能量的熱中子束流。但是，由于中子整形裝置的高復雜度，在進行中子整形裝置設計的時候，每一個部分的變動都關乎到其他部分的選擇以及最終的射束品質，要從成千上萬中方案中選擇出合適的方案，需要大量的仿真工作，以及需要大量的時間，影響設備的使用。

發明內容

本發明實施例提供一種中子整形裝置的設計方法，能夠快速的、有效的設計出可靠的中子整形裝置，并且能夠應用于硼中子俘獲治療。

本發明實施例提供了一種中子整形裝置的設計方法，包括：

選擇入射中子束參數；

選擇中子整形裝置模型，所述中子整形裝置模型的部件包括：束流通道，反射體，慢化體，熱中子過濾層，準直體，射束出口；

將所選擇的入射中子束參數輸入中子整形裝置模型，得到輸出中子束參數；

根據輸出中子束參數，調節所述中子整形裝置模型各部件的參數，確定中子整形裝置方案；

調節所述中子整形裝置模型各部件的參數時，先調節并確定慢化體的參數，再調節并確定準直體的參數。

進一步的，所述調節所述中子整形裝置模型各部件的參數包括：

調節并確定慢化體的材料、長度；

調節并確定準直體的材料、長度。

進一步的，在調節并確定準直體的材料和長度后，還包括：

調節并確定反射體的材料和寬度；

調節并確定準直口的寬度、射束出口的寬度、束流通道長度和寬度、熱中子過濾層材料和長度。

進一步的，所述選擇入射中子束參數包括：