CN111905275A - 中子束产生装置 - Google Patents

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Abstract

中子束产生装置包含支撑座、外壳、靶材以及第一管体。外壳绕着转动轴线而可转动地衔接支撑座，并具有第一开口。靶材设置在外壳中。第一管体沿着转动轴线自外壳的第一开口延伸至靶材。第一管体配置以传输离子束以撞击靶材而产生中子束。借此，外壳可将第一管体作为轴心而进行单轴旋转，使得当外壳相对支撑座转动时，中子束产生装置所产生的中子束的射出方向会随着外壳的转动而改变。因此，针对处于固定姿势状态下的患者，中子束产生装置可将中子束以适当的角度对患者的患部进行照射，进而可提高硼中子捕获治疗的精准度以及效率。

Description

中子束产生装置
技术领域
本揭露关于一种中子束产生装置。
背景技术
具体而言，硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)的原理如下：含硼药物经由血液循环与肿瘤细胞结合，再用中子束以肿瘤组织的位置为中心照射，使硼吸收中子后产生锂与氦离子，准确破坏癌细胞而不破坏其他正常的组织。
对患者而言，硼中子捕获治疗仅会造成极小损伤，且不需外科手术与麻醉。进一步而言，在治疗脑肿瘤时若硼中子捕获治疗采用穿透力较低的热中子，需额外打开患者的头盖骨。相对地，若硼中子捕获治疗采用超热中子，则不需打开患者的头盖骨。
然而，目前大部份的硼中子捕获治疗的中子束源产生器为源自研究用原子炉。由于原子炉通常无法设置在医院中，因此医生与患者需配合原子炉的所在之处进行治疗。与此相较，加速器型的中子束源产生器不但成本低，且可设置在医院中以节省医生与患者的时间。
综上所述，目前亟需开发加速器型的中子束源产生器以利硼中子捕获治疗的发展。
发明内容
依据本揭露的一实施方式，中子束产生装置包含支撑座、外壳、靶材以及第一管体。外壳绕着转动轴线而可转动地衔接支撑座，并具有第一开口。靶材设置在外壳中。第一管体沿着转动轴线自外壳的第一开口延伸至靶材。第一管体配置以传输离子束以撞击靶材而产生中子束。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的转动轴线延伸而穿过靶材。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的第一管体与支撑座相距距离。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的外壳具有通道。外壳的通道与靶材排列在第一方向，并配置以供中子束通过而离开外壳，其中第一方向与转动轴线相交。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的通道与靶材所排列的第一方向实质上与转动轴线垂直。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的中子束产生装置还包含反射体。反射体位于外壳中，位于靶材远离通道的一侧。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的中子束产生装置还包含中子减速结构。中子减速结构位于外壳中，位于靶材与通道之间，且与第一管体的中心轴延伸线相分离。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的中子束产生装置还包含旋转接头以及第二管体。旋转接头连接于第一管体与第二管体之间，连通第一管体与第二管体，且配置以使得第一管体与第二管体基于转动轴线相对转动。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的中子束产生装置还包含加速器。加速器连接第二管体相对第一管体的一端，且配置以产生离子束以进入第二管体。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的支撑座具有第二开口。外壳穿设在支撑座的第二开口。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的支撑座包含第一衔接结构。支撑座的第一衔接结构位于第二开口的内缘。外壳包含第二衔接结构。外壳的第二衔接结构位于外壳的外表面，且可滑动地衔接支撑座的第一衔接结构。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的支撑座的第一衔接结构为凹陷部。外壳的第二衔接结构为限位凸部，且配置以相对凹陷部转动。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的凹陷部具有衔接面。凹陷部的衔接面具有曲率中心线以及曲率半径。凹陷部的衔接面的曲率中心线与转动轴线重合。凹陷部的衔接面的曲率半径为衔接面与转动轴线相距的距离。
在本揭露的一或多个实施方式中，外壳包含轴承。外壳的轴承沿着转动轴线突出，且支撑在支撑座。第一管体穿设外壳的轴承。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的中子束产生装置包含内壳。内壳设置在外壳中。外壳的第一开口将内壳的内部空间连通至外壳外。
在本揭露的一或多个实施方式中，前述的靶材位于内壳的内部空间。
综上所述，本揭露的加速器所产生的离子束会通过第一管体，并沿着第一管体的中心轴延伸线入射外壳，因而不须改变离子束的运动方向。同时，外壳将第一管体作为轴心而进行单轴旋转，使得外壳的通道随着旋转而改变位置。因此，当外壳基于转动轴线而相对支撑座转动时，中子束的射出方向会依据通道的位置而改变。因此，针对处于固定姿势状态下的患者，中子束产生装置可将中子束以适当的角度对患者的患部进行照射，进而可提高硼中子捕获治疗的精准度以及效率。据此，本揭露的中子束产生装置也可称之为“可变方向中子源”。
附图说明
为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图说明如下：
图1A、图1B及图1C分别绘示依据本揭露一实施方式的中子束产生装置的剖视图、立体图、侧视图。
图2绘示依据本揭露一实施方式的支撑座的立体图。
图3为图1B所示的结构沿着线段3-3的部分结构剖视图。
图4A绘示依据本揭露一实施方式的外壳以及内壳的立体解析图。
图4B绘示依据本揭露一实施方式的外壳的侧视解析图。
图5A、图5B、图5C及图5D分别绘示依据本揭露一实施方式的中子束产生装置在不同操作过程中的侧视图，其中相较于图5A，图5B中的外壳绕着转动轴线相对支撑座转动约30度，图5C中的外壳绕着转动轴线相对支撑座转动约60度，而图5D中的外壳绕着转动轴线相对支撑座转动约90度。
具体实施方式
以下的说明将提供许多不同的实施方式或实施例来实施本揭露的主题。元件或排列的具体范例将在以下讨论以简化本揭露。当然，这些描述仅为部分范例且本揭露并不以此为限。例如，将第一特征形成在第二特征上或上方，此叙述不但包含第一特征与第二特征直接接触的实施方式，也包含其他特征形成在第一特征与第二特征之间，且在此情形下第一特征与第二特征不会直接接触的实施方式。此外，本揭露可能会在不同的范例中重复标号或文字。重复的目的是为了简化及明确叙述，而非界定所讨论的不同实施方式及配置间的关系。
此外，空间相对用语如“下面”、“下方”、“低于”、“上面”、“上方”及其他类似的用语，在此是为了方便描述图中的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。空间相对用语除了涵盖图中所描绘的方位外，该用语还涵盖装置在使用或操作时的其他方位。也就是说，当该装置的方位与附图不同(旋转90度或在其他方位)时，在本文中所使用的空间相对用语同样可相应地进行解释。
请参照图1A、图1B及图1C。图1A、图1B及图1C分别绘示依据本揭露一实施方式的中子束产生装置1的剖视图、立体图、侧视图。其中，为了能更清楚绘示本揭露，图1B以及图1C省略绘示如图1A所示的旋转接头16、第二管体17以及加速器18。如图所示，在本实施方式中，中子束产生装置1包含支撑座10、支撑件30(见图1B)、外壳11、第一管体13(见图1A)、旋转接头16、第二管体17以及加速器18，且进一步包含设置在外壳11中的靶材12、中子减速结构14、反射体15、内壳19以及汇聚组件20。以下将详细说明中子束产生装置1所包含的各元件的结构、功能以及各元件之间的连接关系。
请参照图2、图3。图2绘示依据本揭露一实施方式的支撑座10的立体图。图3为图1B中所示的结构沿着线段3-3的部分结构剖视图。如图2所示，在本实施方式中，支撑座10大致上为L型的支撑结构。具体而言，支撑座10具有相对的第一曲面104以及第二曲面106(见图1C)、连接第一曲面104以及第二曲面106的开口100，且包含第一衔接结构102。
在图2中，支撑座10的第一曲面104具有依序相连的第一区域104a、弯折区域104b以及第二区域104c。第一区域104a的延伸面相交于第二区域104c的延伸面。在本实施方式中，第一区域104a的延伸面实质上垂直于第二区域104c的延伸面，但本揭露不以此为限。弯折区域104b连接于第一区域104a与第二区域104c之间，且朝向支撑座10的第二曲面106凹陷(见图1C)。
在本实施方式中，支撑座10的开口100至少开设在弯折区域104b，且自弯折区域104b延伸至位于其两侧的第一区域104a以及第二区域104c。支撑座10的第一衔接结构102位于开口100的内缘101。在本实施方式中，支撑座10的第一衔接结构102为凹陷部，且位于第一区域104a，但本揭露不以此为限。在其他实施方式中，只要能与外壳11上的第二衔接结构115衔接的结构都能应用于本揭露。第一衔接结构102凹陷在开口100的内缘101，且由第一衔接表面102a(见图3)、第二衔接表面102b(见图2)以及第三衔接表面102d所定义。第一衔接结构102的第一衔接表面102a(见图3)朝向弯折区域104b，且具有曲率中心线102c以及曲率半径102r。第一衔接结构102的第二衔接表面102b朝向开口100，且连接于第一衔接表面102a与第三衔接表面102d之间。在图3中，第一衔接结构102的第三衔接表面102d朝向远离弯折区域104b的方向。
请参照图1B。外壳11包含外壳本体110以及第二衔接结构115。外壳11的外壳本体110穿设在支撑座10的开口100。外壳11至少借由第二衔接结构115衔接支撑座10，并基于转动轴线A而相对支撑座10转动。
请参照图3。在一些实施方式中，在支撑座10中，第一衔接结构102的第一衔接表面102a的曲率中心线102c与转动轴线A重合。因此，第一衔接表面102a的曲率半径102r等于第一衔接表面102a与转动轴线A之间的距离。
请参照图4A及图4B。图4A绘示依据本揭露一实施方式的外壳11以及内壳19的立体解析图。图4B绘示依据本揭露一实施方式的外壳11的侧视解析图。其中，为了能更理解本揭露而以图4A以及图4B所示的方式解析本揭露的外壳11及/或内壳19，但本揭露不以此为限。在本实施方式中，外壳11的外壳本体110围绕着转动轴线A而可转动地衔接支撑座10(见图1B)，并具有厚度t1。换句话说，外壳本体110为基于圆桶状结构，并沿着其中心轴线方向移除一部分结构所形成的，因而具有实质上为平面的放射表面110d。
详细而言，外壳本体110具有容置空间110s，且具有相对的第一外表面110a与第二外表面(在此视角下未绘示在图中)、连接于第一外表面110a与第二外表面之间的第三外表面110c以及放射表面110d。第一外表面110a与第二外表面(图未示)实质上垂直于支撑座10的第一曲面104(见图1B)。第三外表面110c围绕转动轴线A。放射表面110d实质上为平面，但本揭露不以此为限。
再者，外壳本体110进一步具有开设在外壳本体110上的开口111以及通道113(见图1A)。举例而言，开口111开设在外壳本体110的第一外表面110a。通道113开设在外壳本体110的放射表面110d。在图1A中，外壳11的通道113与设置在外壳11中的靶材12排列在方向D，其中方向D与转动轴线A相交。在一些实施方式中，通道113位于放射表面110d的中央，但本揭露不以此为限。在本实施方式中，方向D与转动轴线A实质上垂直。外壳11的通道113用以供靶材12所产生的中子束N通过而离开外壳11。在图1B中，外壳11的开口111用以供第一管体13通过，使得第一管体13中的离子束I撞击设靶材12，进而产生中子束N。
请参照图1A。进一步而言，为了进行硼中子捕获治疗，中子束N相对患者2(见图1C)的患部需以不同照射方位进行硼中子捕获治疗。然而，患者2在进行硼中子捕获治疗时，若改变姿势以配合中子束N，则在改变姿势的过程中患者2的器官会移动而影响硼中子捕获治疗效果。因此，若让患者2在维持固定姿势(例如：躺姿)的状态下进行硼中子捕获治疗，会提升治疗的精准度以及效率。
为了使中子束N可以适当的角度对处于固定姿势状态下的患者2的患部以进行硼中子捕获治疗，在本实施方式中，首先可使离子束I通过第一管体13，并沿着第一管体13的中心轴延伸线130入射外壳11，因而不须改变离子束I的运动方向。同时，使外壳11将第一管体13作为轴心而进行单轴旋转，使得外壳11的通道113随着旋转而改变位置。因此，当外壳11基于转动轴线A而相对支撑座10转动时，中子束N的射出方向会依据通道113的位置而改变。据此，中子束产生装置1也可称之为“可变方向中子源”。
或者，在一些实施方式中，供患者2抵靠(例如：平躺)支撑台3(见图1C)。举例而言，支撑台3为病床。支撑台3配置以相对支撑座10移动。因此，当改变中子束N的射出方向时，支撑台3相对支撑座10移动，使得患者2的患部相对于外壳11可处于适当地角度以及距离。借此，中子束N可借由适当的角度对患者2的患部进行照射，以进一步提高硼中子捕获治疗的精准度以及效率。在本实施方式中，中子束产生装置1可为深部肿瘤治疗的多场(Multi-field)照射。
请参照图4A以及图4B。外壳本体110在转动轴线A的延伸方向上具有长度L，且其外表面与转动轴线A之间具有最大距离R。在一些实施方式中，外壳本体110的厚度t1约为0.01m，转动轴线A与外壳本体110之间的最大距离R约为0.86m，而外壳本体110在转动轴线A的延伸方向上的长度L约为1.4m，但本揭露不以此为限。
在图4A以及图4B中，外壳11还包含两个轴承116，其沿着转动轴线A分别远离外壳本体110的方向突出于第一外表面110a与第二外表面(图未示)。在本实施方式中，轴承116为圆盘状结构，但本揭露不以此为限。在图1B中，支撑件30位于轴承116与支撑座10之间。详细而言，支撑件30固接于支撑座10的第一曲面104，且其顶表面300与轴承116的部分轮廓相符。支撑件30用以通过轴承116支撑外壳11及设置在外壳11中的多个元件，进而辅助外壳11可基于转动轴线A相对支撑件30转动。再者，轴承116上具有开口116a，将外壳本体110的容置空间110s(见图4A)连通至外壳11外。
在一些实施方式中，可设置轴承116以及支撑件30，而省略设置第一衔接结构102以及第二衔接结构115。
请参照图1B、图4A、图4B。在本实施方式中，外壳11进一步借由其第二衔接结构115可滑动地衔接支撑座10的第一衔接结构102(见图1B)。具体而言，第二衔接结构115为限位凸部，但本揭露不以此为限。在本实施方式中，第二衔接结构115为滑轨结构。多个第二衔接结构115设置在外壳本体110，且沿着转动轴线A分别突出于外壳本体110的第一外表面110a与第二外表面(图未示)。进一步而言，第二衔接结构115进一步沿着第一外表面110a的外缘延伸，且至少部分位于支撑座10中第一衔接结构102的第一衔接表面102a(见图3)与第三衔接表面102d(见图3)之间。第二衔接结构115的转动中心线为转动轴线A。当外壳11基于转动轴线A相对支撑座10转动(见图1B)，第二衔接结构115会被限位于支撑座10的第一衔接结构102中，并至少抵靠第一衔接结构102的第一衔接表面102a转动。
在一些实施方式中，第二衔接结构115可为凹陷结构，而第一衔接结构102可为与第二衔接结构115相衔接的凸出结构，但本揭露不以此为限。在其他实施方式中，任何可使得第一衔接结构102与第二衔接结构115相互衔接，并进而使得外壳11相对支撑座10转动的结构都能应用于本揭露。
在图4A及图4B中，内壳19连接于两轴承116之间，并围绕着转动轴线A。内壳19具有厚度t2，且具有内部空间190(图4B)。进一步而言，内壳19为四方空心梁柱，但本揭露不以此为限。四方空心梁柱具有第一宽度W1以及第二宽度W2。在本实施方式中，轴承116的开口116a连接内壳19的两端，进而将内壳19的内部空间190连通至外壳11外。内壳19用以支撑并固定位于其中的靶材12、第一管体13、部分中子减速结构14以及部分反射体15，以加强中子束产生装置1在结构上的强度，并提高维修中子束产生装置1时的便利性。在一些实施方式中，内壳19的第一宽度W1约为0.3m，而第二宽度W2约为0.3m，但本揭露不以此为限。
在图1A中，靶材12位于外壳11的容置空间110s，并进一步位于内壳19的内部空间190。再者，靶材12位于第一管体13的末端，并邻近于中子减速结构14。在本实施方式中，转动轴线A延伸而穿过靶材12。靶材12的被撞击面(图未示)实质上垂直于第一管体13的中心轴延伸线130。在本实施方式中，靶材12的材质包含铍(Be)，但本揭露不以此为限。
在图1A中，第一管体13围绕转动轴线A，并沿着转动轴线A自外壳11的开口111延伸至靶材12，且至少部分位于内壳19的内部空间190。第一管体13配置以偕同外壳11以及设置在外壳11中的多个元件基于转动轴线A，而相对支撑座10转动。再者，第一管体13配置以供由加速器18所产生的离子束I通过，进而使得离子束I撞击靶材12而产生中子束N。在本实施方式中，第一管体13与支撑座10相距距离T而不接触(见图1B)。第一管体13的中心轴延伸线130穿过靶材12。
在图1A中，中子减速结构14位于靶材12与外壳11的通道113之间，且与第一管体13的中心轴延伸线130相分离。中子减速结构14包含第一减速层140、第二减速层142、第三减速层144以及包覆层146。然而，中子减速结构14不以前述的层状堆栈结构为限。在一些实施方式中，任何可调整中子束N的能谱的结构都能应用为本揭露的中子减速结构。在本实施方式中，第一减速层140、第二减速层142以及第三减速层144沿着堆栈方向S依序堆栈。借此，离子束I撞击靶材12所产生的中子依序穿过第一减速层140、内壳19、第二减速层142以及第三减速层144。中子借由中子减速结构14调整其能谱，以作为硼中子捕获治疗时所使用的中子束N。
进一步而言，中子减速结构14的第一减速层140以及包覆层146位于内壳19的内部空间190。中子减速结构14的第二减速层142以及第三减速层144位于外壳本体110的容置空间110s，并位于内壳19的内部空间190外。换句话说，第一减速层140借由内壳19而与第二减速层142相分离。中子减速结构14的包覆层146包覆在第一减速层140的周围。
在一些实施方式中，中子减速结构14的堆栈方向S与第一管体13的中心轴延伸线130相交。在本实施方式中，中子减速结构14的堆栈方向S与第一管体13的中心轴延伸线130实质上垂直，但本揭露不以此为限。
在本实施方式中，第二减速层142以及第三减速层144分别具有面向靶材12的第一表面142a以及第二表面144a。第一减速层140沿着堆栈方向S在第一表面142a的投影面积小于第一表面142a的面积。第二减速层142沿着堆栈方向S在第二表面144a的投影面积小于第二表面144a的面积。在前述结构配置下，中子减速结构14具有提高超热中子通率强度的效果。
在一些实施方式中，第一减速层140的材质包含铁。具体而言，第一减速层140中的铁与中子之间发生非弹性碰撞，进而可降低中子运动的速度。
在一些实施方式中，中子减速结构14的第二减速层142的材质包含氟化铝、铝、氟化锂或前述材料的任意组合。在一些实施方式中，中子减速结构14的第三减速层144的材质包含氟化锂、氟化镁或前述材料的任意组合，但本揭露不以此为限。在本实施方式中，包覆层146的材质实质上与第二减速层142的材质相同，但本揭露不以此为限。
在图1A中，汇聚组件20位于中子减速结构14与外壳11的通道113之间。汇聚组件20包含第一屏蔽结构22、第二屏蔽结构24、第三屏蔽结构26以及汇聚结构28。汇聚组件20用以集中并维持超热中子通率强度，且同时可降低快中子的剂量率。进一步而言，第一屏蔽结构22具有开口220。第二屏蔽结构24具有开口224。第三屏蔽结构26位于第一屏蔽结构22的开口220的侧壁上。汇聚结构28位于第二屏蔽结构24的开口224的侧壁上。
在一些实施方式中，第一屏蔽结构22的材质包含聚乙烯混碳酸锂。第二屏蔽结构24的材质包含铁氟龙。汇聚结构28的材质包含铋。第三屏蔽结构26的材质包含聚乙烯混碳酸锂。在一些实施方式中，第三屏蔽结构26的材质包含浓缩的锂(6Li)。然而，第一屏蔽结构22、第二屏蔽结构24、第三屏蔽结构26以及汇聚结构28的材质不以前述材料为限。由于上述设计可增强超热中子通率强度，进而可降低加速器18所产生的质子束的能量或电流。
在图1A中，反射体15设置在内壳19相对通道113的一侧，进一步设置在内壳19的内部空间190并包覆靶材12，且进一步设置在内壳19靠近通道113的一侧并包覆中子减速结构14以及汇聚组件20。反射体15用以反射远离出口的中子，增加最后产生的超热中子通率。在实际应用中，离子束I撞击靶材12后所产生的中子束N经过靶材12相对中子减速结构14的一侧的反射体15反射，以进一步通过中子减速结构14。在一些实施方式中，反射体15的材质包含铅(Pb)，但本揭露不以此为限。
在图1A中，旋转接头16连接于第一管体13与第二管体17之间，连通第一管体13与第二管体17，且配置以使得第一管体13与第二管体17基于转动轴线A相对转动。第二管体17连接于旋转接头16与加速器18之间，并沿着转动轴线A延伸。在本实施方式中，外壳11、设置在外壳11中的多个元件以及第一管体13基于转动轴线A，而相对支撑座10、旋转接头16、第二管体17以及加速器18转动。
在图1A中，加速器18连接第二管体17相对第一管体13的一端，且配置以产生离子束I以进入第二管体17。在本实施方式中，离子束I为质子束，但本揭露不以此为限。在一些实施方式中，离子束I的能量介于约15MeV至约35MeV之间。在一些实施方式中，离子束I的电流介于约0.2mA至2mA之间。借此，离子束I撞击靶材12以产生快中子。快中子穿过中子减速结构14与汇聚组件20后，产生调整后的超热中子束。
依据国际原子能总署(International Atomic Energy Agency,IAEA)的建议，硼中子捕获治疗所用的超热中子通率需大于或等于109n·cm-2·s-1，且伴随每单位超热中子通率的快中子剂量率及伴随每单位超热中子通率的加马射线剂量率小于2×10-11cGy·cm2/n。若超热中子通率过低，则会延长患者2(见图1C)照射治疗的时间。若快中子剂量率过高，则有可能会损伤患者2的其他正常组织。若加速器18提供的质子能量过高，则会增加中子减速结构14在设计上的困难，且对提升中子的产率有限。若加速器18提供的质子能量过低，则中子的产率不足，需增加电流来弥补。
在一些实施方式中，加速器18为回旋加速器。在一些实施方式中，加速器18可为先进回旋加速器公司(Advanced Cyclotron Systems Inc.)所制造的回旋加速器，但本揭露不以此为限。
请参照图5A、图5B、图5C、图5D。图5A至图5D分别绘示依据本揭露一实施方式的中子束产生装置1在不同操作过程中的侧视图。
在图5A中，患者2抵靠在支撑台3。此时，中子束产生装置1的外壳11通过其轴承116并进一步通过支撑件30而支撑在支撑座10。因此，针对处于固定姿势状态下的患者2，中子束产生装置1通过外壳11，进而将中子束N以适当的角度对患者2的患部进行照射。如图5A所示，在本实施方式中，支撑台3位于中子束产生装置1的左侧。中子束产生装置1可针对患者2的部位21进行照射。
在图5B中，相对图5A所示，外壳11绕着转动轴线A相对支撑座10转动约30度。在本实施方式中，外壳11的转动方式是利用齿轮传动的方式来转动。具体而言，第二衔接结构115的外缘具有齿轮结构(图未示)。举例而言，第二衔接结构115可为弧形齿条，但本揭露不以此为限。中子束产生装置1还包含动力单元(图未示，例如，马达及齿轮)，设置在支撑座10上。在一些实施方式中，动力单元设置在支撑座10的第一曲面104(见图1B)上。动力单元提供动力使得另一个齿轮(图未示)扣住第二衔接结构115上的齿轮结构，并依靠齿轮结构之间的啮合而传递扭矩，进而将动力传递至外壳11。再者，第二衔接结构115上的齿轮结构也可通过与其它齿状机械零件(例如：齿条或蜗杆)进行传动。然而，外壳11的转动方式不以齿轮传动的方式为限。举例而言，外壳11的转动方式也可利用摩擦传动方式或任何适合的机械传动方式。
在本实施方式中，第二衔接结构115被限位于支撑座10的第一衔接结构102中，并抵靠第一衔接结构102的第一衔接表面102a转动(见图3)。因此，中子束产生装置1的外壳11通过其轴承116支撑在支撑座10，并基于转动轴线A而相对支撑座10转动。在本实施方式中，支撑台3随着中子束产生装置1的转动，而如图5B中移动至中子束产生装置1的左下方。此时，中子束产生装置1可针对患者2的部位21以及部位23进行照射。
在图5C中，相对图5A所示，外壳11绕着转动轴线A相对支撑座10转动约60度。此时，支撑台3随着中子束产生装置1的转动，进一步如图5C中向下移动并靠近中子束产生装置1。
在图5D中，相对图5A所示，外壳11绕着转动轴线A相对支撑座10转动约90度。此时，支撑台3随着中子束产生装置1的转动而如图5D中移动至中子束产生装置1的下方。此时，中子束产生装置1可针对患者2的部位23进行照射。
由以上对于本创作的具体实施方式的详述，可以明显地看出，加速器所产生的离子束会通过第一管体，并沿着第一管体的中心轴延伸线入射外壳，因而不须改变离子束的运动方向。同时，外壳将第一管体作为轴心而进行单轴旋转，使得外壳的通道随着旋转而改变位置。因此，当外壳基于转动轴线而相对支撑座转动时，中子束的射出方向会依据通道的位置而改变。因此，针对处于固定姿势状态下的患者，中子束产生装置可将中子束以适当的角度对患者的患部进行照射，进而可提高硼中子捕获治疗的精准度以及效率。据此，中子束产生装置也可称之为“可变方向中子源”。
前述多个实施方式的特征可使本领域技术人员更佳地理解本揭露的各个形式。本领域技术人员应可了解，为了达到相同的目的和/或本揭露的实施方式的相同优点，其可利用本揭露为基础，进一步设计或修饰其他工艺及结构。在本领域技术人员也应了解，这样的均等结构并未背离本揭露的精神及范围，而在不背离本揭露的精神及范围下，本领域技术人员可在此进行各种改变、替换及修正。
【符号说明】
1：中子束产生装置
2：患者
3：支撑台
10：支撑座
11：外壳
12：靶材
13：第一管体
14：中子减速结构
15：反射体
16：旋转接头
17：第二管体
18：加速器
19：内壳
20：汇聚组件
21、23：部位
22：第一屏蔽结构
24：第二屏蔽结构
26：第三屏蔽结构
28：汇聚结构
30：支撑件
100、111、116a、220、224：开口
101：内缘
102：第一衔接结构
102a：第一衔接表面
102b：第二衔接表面
102c：曲率中心线
102d：第三衔接表面
102r：曲率半径
104：第一曲面
104a：第一区域
104b：弯折区域
104c：第二区域
106：第二曲面
110：外壳本体
110a：第一外表面
110c：第三外表面
110d：放射表面
110s：容置空间
113：通道
115：第二衔接结构
116：轴承
130：中心轴延伸线
140：第一减速层
142：第二减速层
142a：第一表面
144：第三减速层
144a：第二表面
146：包覆层
190：内部空间
300：顶表面
3-3：线段
A：转动轴线
D、S：方向
I：离子束
L：长度
N：中子束
R、T：距离
t1、t2：厚度
W1、W2：宽度。

Claims (14)

1.一种中子束产生装置，其特征在于，包含：
支撑座；
外壳，绕着转动轴线而可转动地衔接该支撑座，并具有第一开口；
靶材，设置在该外壳中；以及
第一管体，沿着该转动轴线自该第一开口延伸至该靶材，其中该第一管体配置以传输离子束以撞击该靶材而产生中子束。
2.如权利要求1所述的中子束产生装置，其特征在于，该转动轴线延伸而穿过该靶材。
3.如权利要求1所述的中子束产生装置，其特征在于，该第一管体与该支撑座相距距离。
4.如权利要求1所述的中子束产生装置，其特征在于，该外壳具有通道，该通道与该靶材排列在第一方向，并配置以供该中子束通过而离开该外壳，其中该第一方向与该转动轴线相交。
5.如权利要求4所述的中子束产生装置，其特征在于，该通道与该靶材所排列的该第一方向实质上与该转动轴线垂直。
6.如权利要求4所述的中子束产生装置，其特征在于，还包含反射体，位于该外壳中并位于该靶材远离该通道的一侧。
7.如权利要求4所述的中子束产生装置，其特征在于，还包含中子减速结构，位于该外壳中并位于该靶材与该通道之间，且与该第一管体的中心轴延伸线相分离。
8.如权利要求1所述的中子束产生装置，其特征在于，还包含旋转接头以及第二管体，该旋转接头连接于该第一管体与该第二管体之间，连通该第一管体与该第二管体，且配置以使得该第一管体与该第二管体基于该转动轴线相对转动。
9.如权利要求8所述的中子束产生装置，其特征在于，还包含加速器，连接该第二管体相对该第一管体的一端，且配置以产生该离子束以进入该第二管体。
10.如权利要求1所述的中子束产生装置，其特征在于，该支撑座具有第二开口，该外壳穿设在该第二开口。
11.如权利要求10所述的中子束产生装置，其特征在于，该支撑座包含第一衔接结构，位于该第二开口的内缘，而该外壳包含第二衔接结构，位于该外壳的外表面，且可滑动地衔接该支撑座的该第一衔接结构。
12.如权利要求11所述的中子束产生装置，其特征在于，该支撑座的该第一衔接结构为凹陷部，而该外壳的该第二衔接结构为限位凸部，且配置以相对该凹陷部转动。
13.如权利要求12所述的中子束产生装置，其特征在于，该凹陷部具有衔接面，该衔接面具有曲率中心线以及曲率半径，该曲率中心线与该转动轴线重合，且该曲率半径为该衔接面与该转动轴线相距的距离。
14.如权利要求1所述的中子束产生装置，其特征在于，该外壳包含轴承，该轴承沿着转动轴线突出并支撑在该支撑座，且该第一管体穿设在该轴承。
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