[發明專利]一種基于中子場測量反演的中子診療裝置及中子診療方法

有效

• 申請號: 202110280716.1
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113101541B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 國科中子刀（青島）醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 張力波

本發明公開了一種基于中子場測量反演的中子診療裝置及中子診療方法，中子診療裝置包括控制器以及分別與控制器電連接的中子源、中子照射機構、中子成像探測機構、受照體定位機構、靶向藥物注射機構和診斷與治療計劃機構，中子源與所述中子照射機構連結，中子照射機構向受照體照射中子束流，中子成像探測機構實時探測受照體上的中子強度分布及圖像，靶向藥物注射機構向受照體注射靶向藥物。本發明提供一種基于中子場測量反演的中子診療裝置及中子診療方法，與現有技術相比，通過設置中子成像探測機構和診斷與治療計劃機構，可以在不導致受照體受到額外輻照的條件下，同時實現診斷和治療，并對治療方案進行實時控制，實現受照體中子精準治療。

技術領域

本發明涉及核醫學領域。更具體地說，本發明涉及一種基于中子場測量反演的中子診療裝置及中子診療方法。

背景技術

中子俘獲治療是一種新型腫瘤治療方式，通過中子與親腫瘤靶向藥物(如含硼藥物、釓等)發生核反應摧毀腫瘤細胞。中子治療的基本原理是，首先給受照體注射親腫瘤靶向藥物，這種藥物對人體無毒無害，但其與癌細胞有很強的親和力，進入人體后，藥物與腫瘤細胞迅速結合并富集在腫瘤細胞內；然后用合適的中子射線對準受照體的腫瘤部位進行照射，中子與富集在受照體腫瘤細胞內的靶向核素發生核反應，打斷癌細胞的DNA雙鏈，細胞殺傷力極強。

中子俘獲治療的精度主要取決于中子束流調控的精度和靶向藥物在腫瘤細胞中特異性聚集的性能，理想情況下可以達到細胞級治療精度。然而，由于中子不帶電，只能通過核反應進行慢化和吸收，中子束流調控難以消除快中子、光子等對正常組織造成損傷的束流雜質，同時目前靶向藥物進入人體后會有一部分聚集在正常組織細胞中，因而實際難以實現細胞級精準治療，還需其他手段輔助確定腫瘤位置形狀信息和實時照射劑量，對治療方案進行實時控制，提高中子治療精度，進而提高受照體腫瘤治療效果以及受照體治療后的生活品質。

專利CN109011221A提出一種劑量引導的中子俘獲治療機構，通過探測中子治療過程中熱中子與硼反應放出的瞬發伽馬光子，計算照射靶區的硼濃度分布以及接受到的三維劑量分布，據此對治療計劃的參數進行調整，實現劑量引導中子治療，并無實時診斷功能。專利CN209253964U提出一種磁共振引導的硼中子俘獲治療機構，通過MRI造影機構確定腫瘤的位置和硼濃度，引導中子治療過程中參數調整，實現更精準化治療。然而，磁共振等方式會使受照體收到治療中子束以外的其他射線輻照。目前尚無一種有效的方式，可以實現在不導致受照體受到額外輻照的條件下，實時診斷腫瘤參數并優化中子治療方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于中子場測量反演的中子診療裝置及中子診療方法，與現有技術相比，通過設置中子成像探測機構和診斷與治療計劃機構，可以在不導致受照體受到額外輻照的條件下，同時實現診斷和治療，并對治療方案進行實時控制，實現受照體中子精準治療。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種基于中子場測量反演的中子診療裝置，包括控制器以及分別與所述控制器電連接的中子源、中子照射機構、中子成像探測機構、受照體定位機構、靶向藥物注射機構和診斷與治療計劃機構，所述中子源與所述中子照射機構連結，以向所述中子照射機構輸送穩定的中子束流，所述中子照射機構向設置在所述受照體定位機構上的受照體照射中子束流，所述中子成像探測機構實時探測受照體上的中子強度分布及圖像，并發送到所述診斷與治療計劃機構，所述靶向藥物注射機構向受照體注射靶向藥物。

優選的是，所述的一種基于中子場測量反演的中子診療裝置中，所述中子成像探測機構包括中子敏感材料探測面、微通道陣列信號收集器和信號采集輸出器，所述中子敏感材料探測面與中子束流垂直設置，所述微通道陣列信號收集器設置在所述中子敏感材料探測面的背照面，所述信號采集輸出器采集所述微通道陣列信號收集器的每個微通道的光電信號強度并獨立輸出到所述診斷與治療計劃機構，同時掃描微通道陣列數據轉換成圖像進行輸出到所述診斷與治療計劃機構。

優選的是，所述的一種基于中子場測量反演的中子診療裝置中，所述中子敏感材料探測面采用富硼材料、摻釓材料和摻鈾材料中的任意一種制作而成。