[發明專利]通過外科手術定位的中子通量激活的高能治療帶電粒子生成系統

在審

• 申請號: 201880047333.6
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN110913953A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: J·H·納爾遜;M·D·海貝爾
• 申請（專利權）人: 西屋電氣有限責任公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61K41/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 姜雪梅

本發明公開了一種用于治療高度局部癌細胞的方法，該方法提供對高度電離但輻射穿透性弱的治療源的精確定位，所述治療源可被成形為使得其基本上僅輻照腫瘤塊體。由治療源產生的輻照的強度和持續時間可通過控制由定位于正被治療的身體外的電控中子發生器陣列所產生的中子通量而起動和停用，中子與源元件相互作用的能量可通過在中子發生器陣列與身體之間使用中子慢化材料而被調整，以優化離子輻射產生的反應速率。源裝置根據需要可以留在原處且停用，以確保腫瘤被根除，而不會使患者暴露于治療之間的任何另外輻射中。一旦完成治療就可以移除源裝置。

相關申請的交叉引用

本申請是普通申請并且要求于2017年8月15日提交的申請號為No.62/545,522的美國臨時專利申請的優先權。

背景

1.領域

本發明總體上涉及癌癥治療，并且更特別地涉及高度局部的癌細胞治療。

2.相關技術

使用電離輻射來治療人體中高度局部的癌細胞(諸如腫瘤)已被證明是非常有效的。然而，向身體施加電離輻射通常涉及使得所使用的輻射在其到達預期目標部位之前先穿過健康的組織。這導致對健康組織有損傷。這限制了每次可以對腫瘤進行的損傷量，從而導致需要多次治療、潛在的不利生物學后果累積以及治療的高經濟成本。如果健康的細胞損傷修復不能跟得上腫瘤的生長速度和/或轉移速度以允許進行充分治療，則患者可能會因癌而死亡。

發明內容

本發明通過提供一種治療動物體內的局部癌細胞的方法克服了癌癥放射治療的有害影響，該方法包括以下步驟：將治療源定位在身體內、在癌細胞附近，治療源在不暴露于低于給定活性的中子源時基本上不具有放射活性，但當治療源暴露于處于給定活性或高于給定活性的中子場時，治療源變成高度電離但輻射穿透性弱的治療源。優選地，定位步驟通過外科手術將治療源的材料植入到癌細胞上。用處于給定活性或高于給定活性的中子場從體外輻照治療源規定的時間段，并以規定的間隔重復輻照步驟。優選地，高度電離但輻射穿透性弱的治療源包括B₄C、P-31或其他產生相當的高能α或β粒子而不產生γ輻射或產生低能γ輻射的材料。治療源應不溶于水、對身體無毒并且具有短的半衰期。期望地，如果使用B₄C，則B₄C富含B-10。

在一個優選的實施方案中，高度電離但輻射穿透性弱的治療源構造成使得其基本上僅輻照癌細胞。為了達到該目的，在治療源的不面對癌細胞的一側上形成輻射屏蔽材料。優選地，輻照治療源的步驟包括使用電中子發生器(諸如Neutristor)輻照治療源的步驟。一個這樣的實施例采用定位在身體周圍以從不同角度輻照治療源的多個電中子發生器。

在另一個實施例中，該方法包括以下步驟：在電中子發生器與治療源之間使用中子慢化材料來調節中子能量，以優化由治療源產生的高度電離但穿透性弱的輻射。中子慢化材料可以是D₂O、C或具有類似慢化性質的其他材料。中子慢化材料放置在體外、在電中子發生器與身體之間。

在一個這樣的實施例中，在治療局部癌細胞的治療之間將治療源留在體內，一旦治療完成，就將治療源從身體移除。治療源可以包括一個或多個非常薄的盤或板，所述盤或板具有微米級厚度并具有足夠的組合表面積，以確保當盤或板中的一個或多個圍繞癌細胞放置并且用中子場輻照時，整個體積的局部癌細胞將受到高度電離但穿透性弱的輻射影響。

在又一個實施例中，該方法包括以下步驟：使用γ能譜儀監測由治療源的材料的中子輻射產物發射的γ輻射強度，同時可以在發生中子輻射時監測帶電粒子的產生率。所監測的γ輻射強度和中子場的中子活性可用于確定已施加到身體的輻射劑量。該方法還可以基于所監測的γ輻射強度和輻射劑量來控制中子場的強度。

附圖說明

當結合附圖閱讀優選實施例的以下描述時，可以得到對本發明的進一步理解，附圖中：

圖1是可用于實施本發明的方法的設備的示意圖。