[發明專利]硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統和應用其的方法

有效

• 申請號: 202110133887.1
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112957621B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 耿長冉;趙勝;湯曉斌;葉黃鋒;田鋒;劉淵豪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61N5/10
• 代理公司: 北京邦中知識產權代理有限公司 11827
• 代理人: 方巖;張君

本申請提出了一種硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，包括：信號發射器，用于發射光；傳感光纖，所述發射光通過所述傳感光纖，反射瑞利散射信號；干涉裝置，耦合所述發射光和所述瑞利散射信號并轉化為相應電信號；信號處理系統，接收并處理所述電信號；治療床或治療服，用于鋪設傳感光纖，所述發射光依次通過所述、所述治療床或所述病服上的傳感光纖，到達所述信號處理系統，根據所述電信號獲得病人在所述治療床上的定位信息，或病人呼氣、吸氣時的起伏位置信息；當監測病人在所述治療床上的定位信息處于預定值時，所述信號處理系統控制中子束流出射口發射中子進行硼中子俘獲治療。該系統可用來保護正常組織，提高腫瘤治療精度。

技術領域

本發明屬于腫瘤放射治療領域，具體地，涉及一種硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統及應用其對病人進行定位和呼吸特征進行識別的方法。

背景技術

硼中子俘獲治療(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)技術，利用外照射中子束與富集于腫瘤區的含硼靶向藥物作用，通過10B(n,α)7Li反應產生的高傳能線密度重離子α、7Li在細胞尺度內選擇性殺死癌細胞，對大范圍彌散性惡性腫瘤治療具有特殊治療優勢，是新興快速發展的先進放射治療技術之一。

用于BNCT的核反應堆或加速器的中子束端口通常難以360度旋轉，將患者調整到合適的位置進行照射需要精確的患者定位和擺位設計。目前BNCT治療方案中的患者定位，通常使用靠墊或安全帶固定；或使用熱塑性塑料網將患者的頭部固定以進行治療，如圖1所示。在此過程中，患者需要保持較長時間的固定，會產生較強的不適感，患者的鎮靜程度與定位效果緊密相關，同時患者的呼吸運動等也會影響到定位裝置的準確性，影響治療效果。

發明內容

針對現有技術的不足，本申請提出了一種硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，和利用此系統進行病人定位和呼吸特征識別的方法。

具體地，該硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統包括：信號發射器，用于發射光；干涉裝置，所述發射光通過所述干涉裝置，反射瑞利散射信號，并被轉化為相應電信號；信號處理系統，接收并處理所述電信號；傳感光纖，連接所述干涉裝置和所述信號處理系統；治療床或治療服，用于鋪設傳感光纖，所述發射光依次通過所述干涉裝置、所述治療床或所述病服上的傳感光纖，到達所述信號處理系統，根據所述電信號獲得病人在病床上的定位信息，或病人呼氣、吸氣時的起伏位置信息；當監測病人在所述治療床上的定位值處于預定值時，所述信號處理系統控制中子束流出射口發射中子進行硼中子俘獲治療。

可選地，當監測病人在所述治療床上的定位值和病人呼氣/吸氣時的起伏位置信息均處于預定值時，所述信號處理系統控制中子束流出射口發射中子進行硼中子俘獲治療。

進一步地，其中，所述傳感光纖包括主光纖和輔助光纖，所述主光纖感應應力和溫度變化，所述輔助光纖感應溫度變化，所述信號發射器發射相同的兩束光，分別進入所述主光纖和所述輔助光纖，反射不同的瑞利散射信號，并分別被轉化為不同的干涉電信號，利用所述不同的干涉電信號通過互相關運算解調出的光譜頻移量，以獲得應力變化和溫度變化與所述光譜頻移量的關系。

進一步地，其中，所述干涉裝置包括：主干涉組件，包括第二耦合器、第三耦合器和環形器，所述第一耦合器將所述入射光分路為信號光和參考光，所述信號光經過所述主光纖或所述輔助光纖，發生瑞利散射信號返回所述環形器，所述環形器將所述瑞利散射信號、所述信號光、所述參考光按照由靜偏磁場確定的方向順序傳入第三耦合器，耦合為反射帶有瑞利散射信號的干涉光；

光電探測器，接收所述環形器傳入的所述帶有瑞利散射信號的干涉光，并將所述瑞利散射信號的干涉光轉換為干涉電信號。

進一步地，其中，所述干涉裝置還包括：第一耦合器，將所述入射光分路為主光和輔光，所述主光進入所述主干涉裝置；輔助干涉組件，所述輔光進入所述輔干涉裝置，并反射瑞利散射信號，被所述光電探測器轉化為對拍頻信號，以作為外部采樣時鐘。