CN109173083B - 一种中子俘获治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可适用于不同靶材的中子俘获治疗系统，具体包括：质子束；中子产生部，包括可拆卸的靶材，质子束轰击在靶材上产生中子束；射束整形体，用于将中子束进行调整以符合治疗标准，包括依次连接的慢化体、射束过滤体、准直体，靶材为锂靶或铍靶，质子束能量为一固定值，慢化体、反射体、准直体及射束过滤体的长度和宽度为一固定值；靶材可在锂靶和铍靶中任意更换，而质子束能量和射束整形体各部件的尺寸均无需改变。使得本中子俘获治疗系统可以同时适用于锂靶和铍靶，当将靶材更换为锂靶或铍靶时，质子能量和射束整形体结构都不需要进行改变，而能够确保射出的中子束仍能满足照射要求，以对患者进行有效治疗。
Description
技术领域
本发明涉及中子俘获治疗领域，特别是涉及一种中子俘获治疗系统，尤其是涉及一种可适用于不同靶材的中子俘获治疗系统。
背景技术
随着现代化医疗技术的快速发展，硼中子俘获治疗在临床医学得到了广泛应用。
BNCT(Boron Neutron Capture Therapy，硼中子俘获治疗)是一种具有“固有”安全性的生物靶向放射治疗模式，通过将具有亲肿瘤组织的无毒的含硼药物注入人体血液，待硼药物富集在肿瘤组织后，采用超热中子照射肿瘤部位。超热中子进入人体组织内，能够与癌组织中的10B核素发生辐射俘获反应，释放出α粒子(4He)和锂粒子(7Li)。由于这些粒子的射程很短(与组织核的直径差不多)以及LET(Linear Energy Transfer，传能线密度)值很高，导致绝大多数的α粒子(4He)和锂粒子(7Li)能够沉积在肿瘤组织中，从而达到在癌组织内部破坏癌组织的效果。又由于α粒子(4He)和锂粒子(7Li)的射程很短，因此只能杀死癌组织而不损伤周围组织，因此其治疗效果优于常规光子放疗(X射线机、医用直线加速器等)和质子放疗。
在BNCT治疗过程中，为了保证病人正常组织所受剂量在安全范围的前提下，尽可能杀死肿瘤组织，在治疗前需要将质子轰击靶材产生的中子通过射束整形体以整合成一定范围能量的、符合照射要求的热中子束流。但是，质子束照射到不同靶材上产生不同的中子能谱，所以它们需要的射束整形体也不一样。如CN106474635A中，质子束为30MeV且使用铍靶时，减速材料可使用铅、铁、铝或氟化钙；质子束为11MeV且使用铍靶时，减速材料可使用重水(D2O)或氟化铅；质子束为2.8MeV且使用锂靶时，减速材料可使用全金属(产品名：铝、氟化铝、氟化锂的混合物)；质子束为50MeV且使用钨靶时，减速材料可使用铁或全金属。可见，现有的中子俘获治疗系统中，根据铍靶设计的射束整形体只能适用于铍靶，如果要更换为其他材料的靶材，就需要针对不同的靶材重新设计并安装相应的射束整形体，设计、建造安装时间长，人力成本和制造成本高。
如果在不改变入射质子能量和束流强度的前提下，有一套射束整形体能应用于不同材料的靶材，那么就能直接在现有的整形装置上更换靶材，从而避免了基于不同加速器类型和质子能量的BNCT装置的研发、建造过程所耗费的时间成本和人力成本。
发明内容
本发明实施例提供一种中子俘获治疗系统，可适用于不同靶材，能够直接在中子俘获治疗系统中更换锂靶或铍靶，而不需要改变质子束流、不需要改变射束整形体，极大的提高了中子俘获治疗系统的适用性。
本发明实施例提供了一种可适用于不同靶材的中子俘获治疗系统，包括：
质子束；
中子产生部，包括靶材，所述质子束轰击在所述靶材上产生中子束；
射束整形体，用于将所述中子束进行调整以符合治疗标准，包括依次连接的慢化体、射束过滤体、准直体，所述准直体上设置有射束出口，所述慢化体外包围有反射体；
所述质子束能量为2.5MeV～5.0MeV中的一个固定值，束流强度为10mA～20mA中的一个固定值；
所述靶材为锂靶或铍靶；
所述慢化体的长度为20～40cm中的一个固定值；
所述反射体的长度为30～70cm中的一个固定值；
所述准直体的长度为5～20cm中的一个固定值；
所述射束出口的宽度为12～20cm中的一个固定值；
所述射束过滤体的长度为0.1～2cm中的一个固定值；
所述靶材可在锂靶和铍靶中任意更换，而所述质子束能量、束流强度和所述慢化体、所述反射体、所述准直体、所述射束过滤体的尺寸均无需改变。
具体的，在参数计量时，以中子束入射方向为基准，沿质子束入射的方向计为长度，与质子束入射方向垂直的水平方向计为宽度。
具体的，中子俘获治疗系统通过确定了合适结构的射束整形体，选择了合适范围的质子束能量，使得本中子俘获治疗系统可以同时适用于锂靶和铍靶，即当将靶材更换为锂靶或铍靶时，质子能量和射束整形体结构都不需要进行改变，而能够确保射出的中子束仍能满足照射要求，以对患者进行有效治疗。即所述靶材可在锂靶和铍靶中任意更换，而所述质子束能量和所述慢化体、所述反射体、所述准直体、所述射束过滤体的尺寸均无需改变。
进一步的，所述质子束能量为3.0MeV～4.0MeV，束流强度为15mA～20mA。
进一步的，所述慢化体的材料选自MgF2、FLUENTAL、LiF中的至少一种；准直体的材料为Pb、Li-PE或其组合；反射体的材料为Pb、Teflon或其组合。
进一步的，所述射束过滤体包括热中子过滤体，热中子过滤体的材料为6Li；或者射束过滤体包括热中子过滤体和光子过滤体，热中子过滤体的材料为6Li，光子过滤体的材料为Pb、Bi或其组合。
进一步的，所述慢化体、反射体、射束过滤体、准直体为长方体或者圆柱体形状。
进一步的，所述反射体包括第一反射体和第二反射体，所述第一反射体中间沿轴线方向开设有射束通道，所述第二反射体将所述慢化体围设在内，所述射束通道、靶材、慢化体、反射体、准直体、射束出口的中心线在同一轴线上。
进一步的，所述中子俘获治疗系统还包括：
纵向轨道，所述纵向轨道与所述质子束入射方向平行，所述第一反射体滑动安装在所述纵向轨道上。
优选的，所述纵向轨道设置在所述第一反射体下方，所述第一反射体可沿所述纵向轨道滑动。
优选地，所述纵向轨道为滑轨，所述第一反射体下方设置有与所述滑轨相配合的滑轮。
进一步的，所述中子俘获治疗系统还包括：
横向轨道，所述横向轨道与所述质子束入射方向垂直，所述第二反射体滑动安装在所述横向轨道上。
优选的，所述横向轨道设置在所述第二反射体下方，所述第二反射体可沿所述横向轨道滑动。
优选地，所述纵向轨道为滑轨，所述第一反射体下方设置有与所述滑轨相配合的滑轮。
进一步的，所述横向轨道包括多条子轨道，所述第二反射体包括多块子反射体，每块子反射体对应滑动安装于一条子轨道上，所述慢化体包括多块子慢化体，每块子慢化体对应安装于一块子反射体内，每块子反射体及子慢化体的中心线均在所述射束通道的中心线上。
本发明的有效效果在于：
1、提供了一种可适用于不同靶材的中子俘获治疗系统，通过确定了合适结构、尺寸的射束整形体，选择了合适范围的质子束能量和束流强度，可以实现在更换不同材料的靶材时，不需要改变质子能量和束流强度、不需要改变射束整形体结构仍能获得符合照射要求的射出中子束，其中，靶材包括锂靶和铍靶，可以有效提高中子俘获治疗系统的适用性。避免了现有技术中针对不同的靶材需要进行射束产生与整形装置设计和安装的繁琐步骤，有效地节约了设计时间、人力成本、安装成本。
2、中子俘获治疗系统中设置有纵向轨道，与质子束入射方向平行，第一反射体滑动安装在纵向轨道上，第一反射体可远离或靠近慢化体，以实现靶材的快速更换。
3、中子俘获治疗系统中还设置有横向轨道，与质子束入射方向垂直，第二反射体滑动安装在所述横向轨道上，横向轨道包括多条子轨道，第二反射体包括多块子反射体，每块子反射体对应滑动安装于一条子轨道上，慢化体包括多块子慢化体，每块子慢化体对应安装于一块子反射体内，通过将子反射体从子轨道中滑出，实现子反射体和子慢化体的更换，以调节射出中子束的品质，进一步提高中子俘获治疗系统的适用性。
附图说明
图1是根据本发明实施例一的中子俘获治疗系统的示意图；
图2是根据本发明实施例二的中子俘获治疗系统中纵向轨道的示意图；
图3是根据本发明实施例三的中子俘获治疗系统中横向轨道的俯视剖面图；
图4是根据本发明实施例三的中子俘获治疗系统中横向轨道的侧视剖面图；
图5是根据本发明实施例三的中子俘获治疗系统中横向轨道的工作示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在相关技术中，硼中子俘获治疗的方法作为当前最新的一种放射线疗法，已经在杀死癌细胞的过程中表现出较好的治疗效果。但是，为了保证硼中子俘获治疗系统的输出中子束符合治疗标准，需要通过中子射束整形装置对射入的中子束进行整形，以确保射出的中子符合照射要求，而现有的研究中发现，不同靶材材料所产生的中子束能量范围不尽相同，需要针对不同的靶材材料安装不同的中子束整形装置，即如果需要更换不同材料的靶材，相应的中子束整形装置需要重新设计并安装，使得中子俘获治疗系统的适用性较低。因此，本发明实施例提供了一种中子俘获治疗系统，可以在不改变入射质子束、不改变射束整形体的前提下，既能应用于铍靶，也能应用于锂靶，或者能够应用于其他材料的靶，即能直接在现有的中子俘获治疗系统上更换靶材，从而避免了基于不同加速器类型和质子能量的BNCT装置的研发、建造过程所耗费的时间成本和人力成本。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种可适用于不同靶材的中子俘获治疗系统，具体包括：
质子束1；
中子产生部，包括可拆卸的靶材5，质子束1轰击在靶材5上产生中子束；
射束整形体，用于将中子束进行调整以符合治疗标准，包括依次连接的慢化体6、射束过滤体、准直体9，所述准直体9上设置有射束出口10，慢化体外6包围有反射体3。
具体的，本实施例中靶材5为锂靶或铍靶，质子束能量和束流强度为一固定值，慢化体6、反射体3、准直体9及射束过滤体的长度和宽度为一固定值。
本实施例中提供的中子俘获治疗系统通过确定了合适结构的射束整形体，选择了合适范围的质子束能量，使得本中子俘获治疗系统可以同时适用于锂靶和铍靶，即当将靶材更换为锂靶或铍靶时，质子能量和射束整形体结构都不需要进行改变，而能够确保射出的中子束仍能符合治疗标准，满足照射要求，以对患者进行有效治疗。
由于质子轰击靶材后产生的中子束能量范围较宽，包括快中子、热中子、超热中子等，中子按照不同的能区进行划分，其中，热中子能区在0.5eV以下，超热中子能区为0.5eV-10keV，快中子能区大于10keV，而在放射治疗过程中理想的中子能区对应为超热中子，使用超热中子进行照射，超热中子在体内慢化成热中子，热中子与硼元素进行辐射俘获反应，因此在照射治疗前需要将入射中子束通过射束整形体整形后成为一定能量范围的超热中子，用以照射肿瘤组织。射束整形体设计的最终目的，是为了让射出的中子束可以满足照射要求，且具备良好的治疗效果。
用于评价射出中子束是否符合照射要求的参数包括IAEA标准，IAEA标准是指国际原子能机构针对射束整形体射出的中子束给出了五项评判标准，只有射出中子束的参数符合IAEA标准的射束整形体，才能够有资格进入临床，具体参数如表1所示：
表1
| 参数 | 单位 | IAEA推荐 |
| 超热中子通量 | Φepi(n/cm2.s) | >1.0×109 |
| 每个超热中子的快中子剂量 | Df/Φepi(Gy-cm2/n) | <2.0×10-13 |
| 每个超热中子的光子剂量 | Df/Φepi(Gy-cm2/n) | <2.0×10-13 |
| 热中子通量与超热中子通量比 | Φther/Φepi | <0.05 |
| 中子注量与超热中子通量比 | J/Φepi | >0.7 |
具体的，本实施例中质子束能量为2.5MeV～5MeV中的一个固定值；优选的，质子束能量为3.0MeV～4MeV中的一个固定值。束流强度为10mA～20mA中的一个固定值；优选的，束流强度为15mA～20mA中的一个固定值。
对于中子俘获治疗系统的靶材和对应的质子能量，目前，使用的靶材主要为锂靶和铍靶，主要的质子能量范围为2.5MeV～30MeV。现有的各个BNCT研究结构在设计射束整形体时，只针对了某一种靶材进行设计，还未有在不改变质子能量或不改变射束整形体条件下可同时适用锂靶和铍靶的中子俘获治疗系统的相关报道。
中子俘获治疗系统中要求靶材具备产生的中子产额高、能量范围接近超热中子(0.5eV—10keV)、易慢化等特点，同时要求靶材容易加工、散热简单等。使用铍靶，其优点为熔点高，铍的熔点为1287℃，散热性能好，热导率为201W/(mK)，因此靶材寿命长，且不需要配置复杂的散热系统，中子的产率较高，同样的质子数目可以产生较多的中子，所以质子的电流量需要较低，缺点是需要较高的质子能量才可以产生满足治疗需求的中子数量，一般选择质子能量>8MeV，且产生的中子能量高，需要较多的慢化体才能达到治疗所需的超热中子范围；使用锂靶，其优点是所需要质子能量较低就可以产生满足治疗需求的中子数量，一般选择质子能量<4MeV，产生的中子能量低，所以需要较少的慢化体就可达到治疗所需的超热中子范围，但缺点是熔点低，锂的熔点为181℃，靶材容易损坏，需要经常更换靶材，散热性能差，热导率为71W/(mK)，需要较为复杂的散热系统进行散热以保证锂靶正常工作，中子的产率较低，同样的质子数目产生的中子较少，所以质子的电流量需要较高。
虽然锂靶和铍靶在现有的中子俘获治疗系统中都有一定的应用和研究，但是由于锂靶和铍靶的性质完全不同，目前对他们的应用和研究都是分别进行的，一般的，使用锂靶时，选择低的质子能量，使用铍靶时，选择高的质子能量，例如，福岛南东北医院使用的靶材为铍靶，质子能量为30MeV；名古屋大学使用的靶材为锂靶，质子能量为2.8MeV。即当选择的靶材材料不同，可选择的质子能量范围也完全不同。如表2所示，是目前世界上各个基于加速器的BNCT研究机构所用靶材及其目前的发展状态。
表2
而不同能量的质子束照射到靶材上会产生不同能量范围的中子能谱，同一能量的质子束照射到不同材料的靶材上也会产生不同能量范围的中子能谱，且不同能谱的中子所需要的射束整形体也不相同，即特定的射束整形体只能针对特定范围的中子能谱进行有效的整形，当更换不同材料的靶材时，其对应的中子能谱也相应的会发生改变，此时需要更换对应的射束整形体或者更换照射的质子能量，否则会出现经过射束整形体后得到的中子束将无法满足照射要求的情况，从而不能对患者进行有效治疗，甚至可能由于有害射线无法去除而对患者造成严重伤害。
本发明的发明人将日本名古屋大学设计的中子俘获治疗系统，在不改变其他结构的前提下，由锂靶更换为铍靶，其超热中子产额无法达到照射标准；将美国NT公司设计的中子俘获治疗系统，在不改变其他结构的前提下，由锂靶更换为铍靶，其超热中子产额无法达到照射标准，因此进一步验证了同一能量的质子束照射到不同材料的靶材上也会产生不同能量范围的中子能谱，特定的射束整形体只能针对特定范围的中子能谱进行有效的整形，具体参数如表3所示：
表3
具体的，本实施例中质子束的供应可以由核反应堆或加速器实现，优选的，质子束的供应由加速器实现。
目前，由于加速器具有更小型化的优点，医院环境中利用加速器提供质子以轰击靶材产生中子已经逐渐成为世界性的共识。而即使加速器相对于核反应堆已经更小型化，但仍然是庞然大物的器械设备，因此，现有的医院中一般只能安装一台或者数量极少的加速器，而加速器所产生的质子能量是固定的，即一台加速器只能提供一种能量的质子，如果需要更换质子能量，就需要增加加速器或在加速器上增加额外的控制设备，显然，这需要耗费较高的成本。本实施例可以实现在固定的质子的能量下，使得中子俘获治疗系统可以适用于锂靶和铍靶，提高了中子俘获治疗系统的适用性，不必要增加、更换或调整加速器，减少了加速器的改造成本。
如图1所示，本实施例中，反射体3包括第一反射体31和第二反射体32，第一反射体31中间沿轴线方向开设有射束通道2，第二反射体32将慢化体6围设在内，靶材4设置在射束通道靠近慢化体6的一端，射束通道2、靶材5、慢化体6、反射体3、准直体9、射束出口10的中心线在同一轴线上，以确保中子束流沿着轴线的方向射出。具体的，质子束1从射束通道2进入，轰击靶材4产生中子束，中子束经过慢化体6进行慢化，经过反射体3进行反射，经过射束过滤体进行过滤，经过准直体9进行准直后，从射束出口10射出，成为照射中子束，也称射出中子束。
具体的，本实施例中，中子产生部还包括散热装置4，用于将靶材的热量导出，以确保靶材的正常使用并提升靶材的使用寿命。在靶材上产生的热量与入射质子的能量和束流强度的乘积成正比关系，入射质子能量和束流强度的乘积越大，靶材上产生的热量越大，对靶的散热要求越高。由于锂靶的导热性能差，其对散热装置要求也较高，可以锂靶的要求为基准设计散热装置，散热装置为本领域的常规技术手段，在此不再赘述。
具体的，本实施例中，射束整形体中各部件的尺寸为：慢化体的长度为24～40cm；反射体的长度为30～70cm中的一个固定值；准直体的长度为5～20cm中的一个固定值；射束出口的宽度为12～20cm中的一个固定值；所述射束过滤体的长度为0.1～2cm中的一个固定值。
具体的，在参数计量时，以中子束入射方向为基准，沿质子束入射的方向计为长度，与质子束入射方向垂直的水平方向计为宽度。
在射束整形体的设计中，各部件长度方向的尺寸对于射出中子束的品质影响较大，而宽度度方向的尺寸对于射出中子束的品质影响较小，因此可以在确定完长度方向的尺寸再根据射出中子束的品质或其他因素确定宽度度方向的尺寸。
具体的，本实施例中慢化体的宽度为40～60cm中的一个固定值，反射体的宽度为75～100cm中的一个固定值。
具体的，反射体的宽度、准直体的宽度以及射束过滤体的宽度相等，以确保对产生的中子束进行有效的控制。
具体的，本实施例中所述慢化体的材料选自MgF2、FLUENTAL、LiF中的至少一种；准直体的材料为Pb、Li-PE或其组合；反射体材料可以为Pb、Teflon或其组合。
具体的，本实施例中所述射束过滤体包括热中子过滤体，热中子过滤体材料为6Li。
在另外的一些实施例中，射束过滤体包括热中子过滤体和光子过滤体，热中子过滤体材料为6Li，光子过滤体的材料为Pb、Bi或其组合。
具体的，慢化体、反射体、射束过滤体、准直体采用立方体或者圆柱体形状，本实施例中，慢化体、反射体、射束过滤体、准直体采用圆柱体形状。
由于在参数计量时，以中子束入射方向为基准，沿质子束入射的方向计为长度，与质子束入射方向垂直的水平方向计为宽度。即，本实施例中，宽度对应为圆柱体圆面的直径。
作为一个优选的实施方案，本实施例中，选取质子能量分别为3.0MeV、4.0MeV，束流强度为20mA，选取射束整形体参数如表4所示：
表4
在选取的质子能量、束流强度、射束整形体参数不变的条件下，分别以锂靶和铍靶为靶材获取了射出中子束的参数，如表5所示：
表5
可见，本实施例中，中子俘获治疗系统在质子束和射束整形体都保持不变的情况下，进行不同靶材的更换，仍能得符合治疗标准的的中子束，满足了照射治疗要求，避免了针对不同的靶材进行射束产生与整形装置设计和安装的繁琐步骤，有效地节约了设计时间、人力成本、安装成本。
实施例二
本实施例在上述实施例的基础上还包括：
纵向轨道13，与质子束1入射方向平行，第一反射体31滑动安装在纵向轨道13上。
图2示出了本实施例的中子俘获治疗系统中纵向轨道13的示意图。具体的，当中子俘获治疗系统处于使用状态时，第一反射体31与第二反射体32紧密连接，反射体可以将射束导回射束反向的轴线上，并能防止中子束流穿透反射体而发射到空气中对人体造成伤害，确保中子俘获治疗系统的正常运行；当中子俘获治疗系统处于更换靶材状态时，通过纵向轨道13的工作便于靶材5的更换，首先将第一反射体31随着纵向轨道13沿远离第二反射体32和慢化体6的方向移动，露出靶材5和散热装置4，并使第一反射体31与第二发射体32拉开足够的操作距离，以便于更换靶材5时的操作，当新的靶材5安装完毕，再将第一反射体31随着纵向轨道13沿靠近第二反射体32和慢化体6的方向移动，使第一反射体31与第二反射体32紧密连接。当然，也可以根据实际的需要，对靶材5和散热装置4同时进行更换，以保证的中子俘获治疗系统的正常使用。
靶材5的更换和安装方式可以是人工进行操作的，也可以是通过机械手臂自动化操作完成。
实施例三
图3-图4所示为本发明实施例三提供的一种中子俘获治疗系统，其中图3为俯视剖面图，图4为侧视剖面图，本实施例在上述实施例的基础上还包括：
横向轨道12，与质子束1入射方向垂直，第二反射体32滑动安装在所述横向轨道12上。
具体的，所述横向轨道12包括多条子轨道，所述第二反射体32包括多块子反射体，每块子反射体对应滑动安装于一条子轨道上，所述慢化体6包括多块子慢化体，每块子慢化体对应安装于一块子反射体内，每块子反射体及子慢化体的中心线均在所述射束通道2的中心线上。
不同病人的肿瘤大小、位置、深浅以及肿瘤的种类不同，所需要的中子照射能谱及照射时间也不一致。而现有的射束整形体的设计多为整体固定的设计，只能发射出固定范围内的超热中子能量，使得产生的中子束流品质是一样的，有效穿透深度固定在一定范围内，无法实现超热中子的有效穿透深度的调节。如果能够对射束整形体结构进行调整，使得中子束流的品质发生改变，如射束中子能区具体范围、中子射束通量甚至中子射束的前向性等，由此同一个中子俘获治疗系统可以应用于多个病人，将大大的提高了实用性，有效节约时间和成本。
具体的，将横向轨道12拆分成多条子轨道，例如，可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100条，将第二反射体32拆分成多块子反射体，例如，可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100块，其数量与子轨道的数量相对应；将慢化体6拆分成多块子慢化体，例如，可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100块，其数量与子反射体的数量相对应；每块子反射体对应滑动安装于一条子轨道上，每块子慢化体对应安装于一块子反射体内。
具体的，每一子反射体的长度可以相等也可以不相等，所有子反射体的长度之和等于反射体的长度；每一子慢化体的长度可以相等也可以不相等，所有子慢化体的长度之和等于慢化体的长度，每一子慢化体的长度与其对应的子反射体的长度相等。
具体的，每一子反射体的材料可以相同也可以不相同，每一子慢化体的材料可以相同也可以不相同。
当需要将其中某一块子反射体进行更换时，将所需更换的子反射体沿着对应的子横向轨道滑出，将滑出的子反射体或安装于其内部的子慢化体进行更换，更换为所需材料的子反射体或子慢化体后，再将子反射体沿着对应的子横向轨道滑入，完成更换过程。
如图3-图5所示，本实施中，横向轨道12包括四条子轨道，分别为第一子轨道121，第二子轨道122，第三子轨道123，第四子轨道124；第二发射体32包括四块子反射体，分别为第一子反射体321，第二子反射体322，第三子反射体323，第四子反射体324，其中，第一子反射体321安装于第一子轨道121上，第一子反射体321的长度等于第一子轨道121的长度，以便于安装，以此类推；慢化体6包括四块子慢化体，分别为第一子慢化体61，第二子慢化体62，第三子慢化体63，第四子慢化体64，其中，第一子慢化体61安装于第一子反射体321中，第一子慢化体61的长度等于第一子反射体321，以便于安装，以此类推。
如图5所示，为横向轨道12的工作示意图，示出了更换子反射体时的状态，当射束整形体需要调整时，将需要更换的第一子反射体321、第二子反射体322、第三子反射体323分别从对应的子轨道中滑动移出，相应安装于子反射体内的第一子慢化体61、第二子慢化体62、第三子慢化体63也一并被移出，根据实际需要(可以根据患者的肿瘤深度、种类进行判断)，将移出的子反射体和子慢化体更换为所需的材料，将子慢化体安装于对于的子反射体中，再将子反射体沿着对应的子轨道滑入，完成子反射体和子慢化体的更换，实现对射束整形体的调整。
针对不同肿瘤情况，可以对子反射体和子慢化体进行部分更换，也可以对子反射体和子慢化体进行整体更换，由此对射束整形体进行的调整，其中，调整只是针对反射体和慢化体的材料组合进行调整，反射体和慢化体的整体结构如形状、宽度和长度等并不需要改变，通过不同材料的慢化体、反射体组合，得到不同的超热中子能量分布，调节照射中子束的治疗深度，以解决不同肿瘤情况(包括位置深浅、类型)无法使用同一中子俘获治疗系统进行照射治疗的情况。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种中子俘获治疗系统，包括：
质子束；
中子产生部，包括靶材，所述质子束轰击在所述靶材上产生中子束；
射束整形体，用于将所述中子束进行调整以符合治疗标准，包括依次连接的慢化体、射束过滤体、准直体，所述准直体上设置有射束出口，所述慢化体外包围有反射体；
其特征在于，
所述质子束能量为2.5MeV～5.0MeV中的一个固定值，束流强度为10mA～20mA中的一个固定值；
所述靶材为锂靶或铍靶；
所述慢化体的长度为20～40cm中的一个固定值；
所述反射体的长度为30～70cm中的一个固定值；
所述准直体的长度为5～20cm中的一个固定值；
所述射束出口的宽度为12～20cm中的一个固定值；
所述射束过滤体的长度为0.1～2cm中的一个固定值；
所述靶材可在锂靶和铍靶中任意更换，而所述质子束能量、束流强度和所述慢化体、所述反射体、所述准直体、所述射束过滤体的尺寸均无需改变；
所述质子束的供应由核反应堆或者加速器实现。
2.根据权利要求1所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述质子束能量为3.0MeV～4.0MeV中的一个固定值，束流强度为15mA～20mA中的一个固定值。
3.根据权利要求1所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述慢化体的材料选自MgF2、FLUENTAL、LiF中的至少一种；所述准直体的材料为Pb、Li-PE或其组合；所述反射体的材料为Pb、Teflon或其组合。
4.根据权利要求1所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述射束过滤体包括热中子过滤体，热中子过滤体的材料为6Li；
或者射束过滤体包括热中子过滤体和光子过滤体，热中子过滤体的材料为6Li，光子过滤体的材料为Pb、Bi或其组合。
5.根据权利要求1所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述慢化体、反射体、射束过滤体、准直体为长方体或者圆柱体形状。
6.根据权利要求1所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述反射体包括第一反射体和第二反射体，所述第一反射体中间沿轴线方向开设有射束通道，所述第二反射体将所述慢化体围设在内，所述射束通道、靶材、慢化体、反射体、准直体、射束出口的中心线在同一轴线上。
7.根据权利要求6所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述中子俘获治疗系统还包括：
纵向轨道，与所述质子束入射方向平行，所述第一反射体滑动安装在所述纵向轨道上。
8.根据权利要求6所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述中子俘获治疗系统还包括：
横向轨道，与所述质子束入射方向垂直，所述第二反射体滑动安装在所述横向轨道上。
9.根据权利要求8所述的一种中子俘获治疗系统，其特征在于，所述横向轨道包括多条子轨道，所述第二反射体包括多块子反射体，每块子反射体对应滑动安装于一条子轨道上，所述慢化体包括多块子慢化体，每块子慢化体对应安装于一块子反射体内，每块子反射体及子慢化体的中心线均在所述射束通道的中心线上。
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