CN112755406A - 中子捕获治疗系统及其射束整形体安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中子捕获治疗系统，包括中子产生装置和射束整形体，射束整形体调整中子产生装置产生的中子线的射束品质，中子捕获治疗系统还包括形成容纳中子产生装置和射束整形体的空间的混凝土壁，混凝土壁内设置支撑模块，支撑模块能够支撑射束整形体并用于调整射束整形体的位置，中子捕获治疗系统还包括用于容纳射束整形体和支撑模块的保护框架，保护框架用于射束整形体和支撑模块的运输或安装。本发明的中子捕获治疗系统支撑结构模块化，使得射束整形体可局部调整，满足精度要求，提高射束品质及满足靶的装配公差；通过设置保护框架，降低了射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中发生倾覆的风险。

Description

中子捕获治疗系统及其射束整形体安装方法

技术领域

本发明一方面涉及一种放射线治疗系统，尤其涉及一种中子捕获治疗系统；本发明另一方面涉及一种射束整形体的安装方法，尤其涉及一种用于中子捕获治疗系统的射束整形体的安装方法。

背景技术

随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。

为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。

射束整形体用于改善中子射源通量与品质，为中子捕获治疗系统的核心部件，为了保证射束品质，提高治疗效果，需要高能射束管的中心与射束整形体的中心尽可能地重合。因此，设置混凝土支撑模块来支撑射束整形体，但整个射束整形体及其混凝土支撑部分的重量比较大，且重心比较高，在装填射束整形体材料的过程中或者在运输射束整形体及其支撑模块的整体时，有发生倾覆的风险。

因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种中子捕获治疗系统，包括中子产生装置和射束整形体，所述射束整形体调整所述中子产生装置产生的中子线的射束品质，所述中子捕获治疗系统还包括形成容纳所述中子产生装置和射束整形体的空间的混凝土壁，所述混凝土壁内设置支撑模块，所述支撑模块能够支撑所述射束整形体并用于调整所述射束整形体的位置，所述中子捕获治疗系统还包括用于容纳所述射束整形体和支撑模块的保护框架，所述保护框架用于所述射束整形体和支撑模块的运输或安装。支撑结构模块化，使得射束整形体可局部调整，满足精度要求，提高射束品质及满足靶的装配公差；通过设置保护框架，降低了射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中发生倾覆的风险。

作为一种优选地，所述保护框架包括上盖板、下盖板、左侧盖板、右侧盖板及前侧盖条、后侧盖条，所述上、下盖板分别设置在所述左、右侧盖板的两端并与之可拆卸连接，所述前、后侧盖条分别与所述左侧盖板和右侧盖板可拆卸连接，所述保护框架的材料为低碳钢。保护框架采用可拆卸连接，结构巧妙，且框架式的构造增加稳固性，进一步降低射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中的倾覆危险。

进一步地，所述保护框架还设置有支撑件，所述支撑件与所述左、右侧盖板可拆卸连接，所述支撑件安装好后的下表面与所述下盖板安装好后的下表面在同一平面上。支撑件进一步防止射束整形体及其支撑模块倾覆，增加稳定性；采用可拆卸连接，在运输过程中产生干涉的时候可以将支撑件拆除，增加使用便利性，支撑件可以在任意时候进行安装或拆卸。

进一步地，所述保护框架上还设置有吊耳，所述吊耳用于将所述保护框架吊起从而转移所述保护框架和所述保护框架内的所述射束整形体和支撑模块，所述吊耳为所述左、右侧盖板上部中间位置分别向左、右方向延伸出来的带通孔的凸台。

作为一种优选地，所述射束整形体包括支撑框架和填充在所述支撑框架内的主体部，所述主体部至少部分先填充至所述支撑框架内，再将所述射束整形体的支撑框架固定到所述支撑模块；或先将所述射束整形体的支撑框架固定到所述支撑模块，再往所述支撑框架内填充所述主体部。作为一种优选地，主体部包括缓速体和反射体，由于缓速体的尺寸、形状限制或安装精度要求，先将特殊形状部分的缓速体和/或反射体填充至支撑框架，再将射束整形体的支撑框架固定到支撑模块。

本发明另一方面提供了一种用于中子捕获治疗系统的射束整形体的安装方法，包括：将所述射束整形体的支撑框架固定到支撑所述射束整形体的支撑模块；将所述射束整形体的主体部的至少一部分填充至所述支撑框架内；将所述射束整形体和支撑模块整体放置在保护框架内运送到安装壁；拆除所述保护框架；调整所述射束整形体和支撑模块的位置；固定所述支撑模块并在所述安装壁与支撑模块之间填充屏蔽体。支撑结构模块化，使得射束整形体可局部调整，满足精度要求，提高射束品质及满足靶的装配公差；通过设置保护框架，降低了射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中发生倾覆的风险。

作为一种优选地，在将所述射束整形体的支撑框架固定到支撑模块之前先将所述主体部的至少一部分填充至所述支撑框架内并将其封装，在将所述射束整形体的支撑框架固定到支撑模块之后往所述支撑框架内填充所述主体部的剩余部分并封装所述主体部。所述主体部的至少一部分可以是特殊形状部分的缓速体和/或反射体，以满足缓速体的尺寸、形状限制或安装精度要求。

作为一种优选地，在至少部分所述主体部填充之前将所述支撑模块和固定到所述支撑模块的射束整形体的整体放置到所述保护框架内。在至少部分主体部，尤其是重量较大的部分，填充之前将支撑模块和固定到支撑模块的射束整形体的整体放置到保护框架内，防止装填主体部时发生倾覆。

作为一种优选地，通过所述支撑模块上设置的调节件及作用在所述调节件上的调节装置调节所述支撑模块和射束整形体的位置，从而提高射束整形体中心与束流管线中心的重合度，使靶能够放入射束整形体的中心孔中。所述安装方法还包括安装屏蔽板遮挡所述屏蔽体并在安装所述屏蔽板前拆除所述调节件，进一步降低辐射。

本发明再一方面提供了一种保护框架的安装方法，所述保护框架用于射束整形体和支撑所述射束整形体的支撑模块的运输或安装，所述保护框架包括上盖板、下盖板、左侧盖板、右侧盖板及前侧盖条、后侧盖条，所述保护框架的安装方法包括：将所述支撑模块和固定在所述支撑模块上的射束整形体与地面脱离至一定高度；将所述下盖板放置在所述支撑模块底部，并与之对好位；将所述左、右侧盖板分别与所述下盖板连接；通过调节装置使所述射束整形体和支撑模块与所述下盖板和左、右侧盖板贴合；将所述前、后侧盖条分别与所述左、右侧盖板连接；将所述上盖板与所述左、右侧盖板连接。通过设置保护框架，降低了射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中发生倾覆的风险，框架式的构造进一步增加了稳固性。

本发明的中子捕获治疗系统及其射束整形体安装方法，支撑结构模块化，使得射束整形体可局部调整，满足精度要求，提高射束品质及满足靶的装配公差；通过设置保护框架，降低了射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中发生倾覆的风险。

附图说明

图1为本发明实施例的中子捕获治疗系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的中子捕获治疗系统的射束整形体支撑模块的安装示意图；

图3为图2的射束整形体支撑模块的结构示意图；

图4为图3在A-A剖面的示意图；

图5为本发明实施例的中子捕获治疗系统的射束整形体的示意图；

图6本发明实施例的中子捕获治疗系统的保护框架的示意图；

图7为图6的保护框架在另一方向的示意图；

图8为图6的保护框架的左侧盖板的示意图；

图9为图8的左侧盖板在另一方向的的示意图；

图10为为图6的保护框架的支撑件的示意图；

图11为本发明实施例的射束整形体支撑模块的调节件的示意图；

图12为图11中的调节件在另一方向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1，本实施例中的中子捕获治疗系统优选为硼中子捕获治疗系统100，包括中子产生装置10、射束整形体20、准直器30和治疗台40。中子产生装置10包括加速器11和靶材T，加速器11对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速，产生如质子线的带电粒子线P，带电粒子线P照射到靶材T并与靶材T作用产生中子线(中子束)N，靶材T优选为金属靶材。依据所需的中子产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、金属靶材的物化性等特性来挑选合适的核反应，常被讨论的核反应有⁷Li(p,n)⁷Be及⁹Be(p,n)⁹B，这两种反应皆为吸热反应。两种核反应的能量阈值分别为1.881MeV和2.055MeV，由于硼中子捕获治疗的理想中子源为keV能量等级的超热中子，理论上若使用能量仅稍高于阈值的质子轰击金属锂靶材，可产生相对低能的中子，不须太多的缓速处理便可用于临床，然而锂金属(Li)和铍金属(Be)两种靶材与阈值能量的质子作用截面不高，为产生足够大的中子通量，通常选用较高能量的质子来引发核反应。理想的靶材应具备高中子产率、产生的中子能量分布接近超热中子能区(将在下文详细描述)、无太多强穿辐射产生、安全便宜易于操作且耐高温等特性，但实际上并无法找到符合所有要求的核反应，本发明的实施例中采用锂金属制成的靶材。但是本领域技术人员熟知的，靶材T的材料也可以由锂、铍之外的金属材料制成，例如由钽(Ta)或钨(W)等形成；靶材T可以为圆板状，也可以为其他固体形状，也可以使用液状物(液体金属)。加速器11可以是直线加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器，中子产生装置10也可以是核反应堆而不采用加速器和靶材。无论硼中子捕获治疗的中子源来自核反应堆或加速器带电粒子与靶材的核反应，产生的实际上皆为混合辐射场，即射束包含了低能至高能的中子、光子。对于深部肿瘤的硼中子捕获治疗，除了超热中子外，其余的辐射线含量越多，造成正常组织非选择性剂量沉积的比例越大，因此这些会造成不必要剂量的辐射应尽量降低。另外，对于被照射体的正常组织来说，各种辐射线应避免过多，同样造成不必要的剂量沉积。

中子产生装置10产生的中子束N依次通过射束整形体20和准直器30照射向治疗台40上的被照射体200。射束整形体20能够调整中子产生装置10产生的中子束N的射束品质，准直器30用以汇聚中子束N，使中子束N在进行治疗的过程中具有较高的靶向性，通过调整准直器30能够调整射束的方向及射束与治疗台40上的被照射体200的位置关系，治疗台40及被照射体200的位置也可以进行调整，使射束对准被照射体200体内的肿瘤细胞M。这些调整可以人工手动操作的，也可以是通过一系列控制机构自动实现的。可以理解，本发明也可以不具有准直器，射束从射束整形体20出来后直接照射向治疗台40上的被照射体200。

射束整形体20进一步包括反射体21、缓速体22、热中子吸收体23、辐射屏蔽体24和射束出口25，中子产生装置10生成的中子由于能谱很广，除了超热中子满足治疗需要以外，需要尽可能的减少其他种类的中子及光子含量以避免对操作人员或被照射体造成伤害，因此从中子产生装置10出来的中子需要经过缓速体22将其中的快中子能量(＞40keV)调整到超热中子能区(0.5eV-40keV)并尽可能减少热中子(＜0.5eV)，缓速体22由与快中子作用截面大、超热中子作用截面小的材料制成，作为一种优选实施例，缓速体22由D₂O、AlF₃、Fluental、CaF₂、Li₂CO₃、MgF₂和Al₂O₃中的至少一种制成；反射体21包围缓速体22，并将穿过缓速体22向四周扩散的中子反射回中子射束N以提高中子的利用率，由具有中子反射能力强的材料制成，作为一种优选实施例，反射体21由Pb或Ni中的至少一种制成；缓速体22后部有一个热中子吸收体23，由与热中子作用截面大的材料制成，作为一种优选实施例，热中子吸收体23由Li-6制成，热中子吸收体23用于吸收穿过缓速体22的热中子以减少中子束N中热中子的含量，避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量；辐射屏蔽体24用于屏蔽从射束出口25以外部分渗漏的中子和光子，辐射屏蔽体24的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种，作为一种优选实施例，辐射屏蔽体24的材料包括光子屏蔽材料铅(Pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(PE)。准直器30设置在射束出口25后部，从准直器30出来的超热中子束向被照射体200照射，经浅层正常组织后被缓速为热中子到达肿瘤细胞M。可以理解，射束整形体20还可以有其他的构造，只要能够获得治疗所需超热中子束即可。

被照射体200服用或注射含硼(B-10)药物后，含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞M中，然后利用含硼(B-10)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕获及核分裂反应产生⁴He和⁷Li两个重荷电粒子。两荷电粒子的平均能量约为2.33MeV，具有高线性转移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特征，α短粒子的线性能量转移与射程分别为150keV/μm、8μm，而⁷Li重荷粒子则为175keV/μm、5μm，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。

本实施例中，被照射体200和射束出口25之间还设置了辐射屏蔽装置50，屏蔽从射束出口25出来的射束对被照射体正常组织的辐射，可以理解，也可以不设置辐射屏蔽装置50。

硼中子捕获治疗系统100整体容纳在混凝土构造的建筑物中，具体来说，硼中子捕获治疗系统100还包括照射室101和带电粒子束生成室102，治疗台40上的被照射体200在照射室101中进行中子束N照射的治疗，带电粒子束生成室102至少部分容纳加速器11，射束整形体20至少部分容纳在照射室101和带电粒子束生成室102的分隔壁103内。可以理解，分隔壁103可以是将照射室101和带电粒子束生成室102完全隔开的；也可以是照射室101和带电粒子束生成室102之间的部分隔断，照射室101和带电粒子束生成室102是相通的。靶材T可以有一个或多个，带电粒子线P可选择地与其中一个或几个靶材T作用或同时与多个靶材T作用，以生成一个或多个治疗用中子束N。与靶材T的个数相应，射束整形体20、准直器30、治疗台40也可以为一个或多个；多个治疗台可以设置在同一个照射室内，也可以为每个治疗台设置一个单独的照射室。

照射室101和带电粒子束生成室102为混凝土壁W(包括分隔壁103)包围形成的空间，混凝土结构可以屏蔽硼中子捕获治疗系统100工作过程中泄露的中子及其他辐射线。结合图2，射束整形体20由设置在分隔壁103内的支撑模块60支撑，在分隔壁103靠近照射室102的一侧设置至少部分容纳支撑模块60的容纳槽1031，靠近带电粒子束生成室101的一侧设置用于加速器的传输管等穿过的槽1032，从而容纳槽1031和槽1032在中子束N传输方向贯通分隔壁，本实施例中，分隔壁103的壁面为平面，中子束N传输方向垂直于分隔壁103的壁面。支撑结构模块化，使得射束整形体可局部调整，满足精度要求，提高射束品质及满足靶的装配公差。在垂直于中子束N传输方向的平面上，支撑模块60的横截面轮廓位于容纳槽1031和槽1032的横截面轮廓之间，从而在射束传输方向上避免出现通缝，进一步降低辐射，同时便于调节支撑模块60。本实施例中，支撑模块60整体为长方体，容纳槽1031和槽1032在垂直于中子束N传输方向的横截面均为“冂”形，容纳槽1031和槽1032的侧壁平行于中子束N传输方向。分隔壁103靠近照射室102的一侧还设置有屏蔽板70，屏蔽板70可以增强分隔壁的屏蔽效果，抑制分隔壁产生的二次辐射，从而避免对患者正常组织的辐射。在垂直于中子束N传输方向的平面上，屏蔽板70可以与支撑模块60的横截面轮廓匹配，从而屏蔽从支撑模块和分隔壁之间泄露的中子。屏蔽板为PE板，可以理解，分隔壁103靠近带电粒子束生成室102的一侧及支撑模块60靠近照射室101的一侧也可以设置屏蔽板，屏蔽板可以由铅等其他中子或光子屏蔽材料构成，还可以不设置屏蔽板。

结合图3-图4，支撑模块60包括混凝土和至少部分设置在混凝土内的增强部61(下面详述)，由于混凝土抗拉强度低，且易开裂，而射束整形体对变形非常敏感，要求支撑结构有足够大的刚度，因此设置在混凝土内的增强部可以增加刚性，提升抗拉强度，提高承载能力，增强部的材料弹性模量不低于40GPa，极限强度不低于200MPa，屈服强度不低于100MPa。由于中子在射束整形体中产生，在周边的材料被活化最严重，增强部的材料由与中子作用截面小或被中子活化后产生的放射性同位素半衰期短(小于1年)的元素构成，例如，增强部的材料90％(重量百分比)以上由C、H、O、N、Si、Al、Mg、Li、B、Mn、Cu、Zn、S、Ca、Ti中的至少一种构成。本实施例中，增强部的材料至少部分为铝合金，铝被中子活化后半衰期较短，只有2.2分钟；而传统的钢筋混凝土结构，钢筋中富含的铁、钴、镍等元素被中子活化后半衰期较长，如钴60的半衰期为5.27年；采用铝合金在有限的时间内因中子活化衍生的放射性大幅地降低，除了合理地抑制二次辐射造成的剂量，更有利于未来的设备拆除。增强部的材料可以进一步为铝镁合金，也可以为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料或其组合。

增强部61包括模板611和设置在模板之间的筋612，模板611与筋612固定连接。模板611包括下模板6111、设置在下模板6111两侧的左模板6112和右模板6113、由下模板和左右模板围绕的圆环模板6114，模板611采用铝合金，且作为筋612的锚固板。本实施例中，射束整形体20整体为圆筒状，可以理解，当射束整形体构造为其他形状时，圆环模板可以相应的替换为其他造型的模板。筋612包括水平横筋6121、水平纵筋6122、竖直筋6123，在水平、竖直及混凝土的厚度方向以预定间距分布在混凝土内圆环模板与左右模板、下模板之间，间距根据具体情况确定，图中仅示意性地画出，筋也采用铝合金。本实施例中，水平横筋6121左右与左模板6112、右模板6113及圆环模板6114焊接锚固，竖直筋6123与下模板6111、圆环模板6114及水平横筋6121焊接锚固，水平纵筋6122与水平横筋6121及竖直筋6123焊接锚固。可以理解，模板和筋也可以有其他的设置方式，焊接次序及工艺可以根据本领域技术人员熟知的其他方式进行，也可以采用其他固定方式。

施工时，还需搭设前后模板(图中未示出)，支撑模块60的前后侧及上侧没有锚固要求，因此采用传统木模板，在下模板6111、左模板6112、右模板6113、圆环模板6114与前后模板之间形成的容纳腔内浇注混凝土，上侧不设置模板，便于施工时观察混凝土状态，混凝土浇满后用板刮平上侧即可。混凝土灌注完成并养护成型后，拆掉前后模板即形成支撑模块60。本实施例中，射束整形体20放置于支撑模块60内，射束整形体20的外壁与圆环模板6114的内表面配合。为了约束射束整形体20前后平移自由度及旋转自由度，将射束整形体20与支撑模块60固定连接，如在圆环模板6114上设置螺纹孔，在射束整形体20外壁(如下文所述射束整形体20支撑框架20a的外壁)对应位置设置孔，用螺栓连接射束整形体20与圆环模板6114，可以理解，也可以采用其他连接方式。浇筑混凝土之前，将圆环模板6114的螺纹孔用塑料保护套填塞，防止混凝土从螺纹孔漏出和保护螺纹。为了保证圆环模板下方混凝土的密实性，可以在前模板或后模板下方开口，从该开口灌注混凝土。混凝土灌注完成养护成型后，将填塞在圆环模板6114的螺纹孔的塑料保护套取出，将射束整形体放置在圆环模板6114内表面形成的容纳腔内，然后用螺栓连接射束整形体20及支撑模块60。可以理解，施工过程也可以按照本领域技术人员熟知的其他方式进行。

射束整形体20和支撑模块60加工好之后，需要运送至分隔壁103处，可以是射束整形体20安装到支撑模块60后一起运送，或者将射束整形体20和支撑模块60分别运送到分隔壁103后再将射束整形体20安装到支撑模块60。参阅图5，本实施例中，射束整形体20包括支撑框架20a和填充在支撑框架20a内的主体部20b(包括反射体21、缓速体22、热中子吸收体23、辐射屏蔽体24等)，主体部20b可以是至少部分先填充至支撑框架20a内，再将射束整形体20的支撑框架20a固定到支撑模块60；也可以是先将射束整形体20的支撑框架20a固定到支撑模块60，再往支撑框架20a内填充主体部20b。在一实施例中，由于缓速体的尺寸、形状限制或安装精度要求，先将特殊形状部分(如在图5中的横截面形状为非矩形的部分)的缓速体22和/或反射体21填充至支撑框架20a并将其封装(如通过端板20c)，再将射束整形体20的支撑框架20a固定到支撑模块60，并往支撑框架20a内填充主体部20b的剩余部分及封装主体部20b，然后将射束整形体20和支撑模块60一起运送至分隔壁103处安装到容纳腔1031。在此过程中，由于射束整形体20及其混凝土支撑模块60整体的重量比较大，且重心比较高，在运输时，有发生倾覆的风险，因此，设置保护框架80(在下文详述)，将支撑模块60和固定到支撑模块60的射束整形体20的整体放置在保护框架80内进行运送。同时，可以在至少部分主体部20b，尤其是重量较大的部分(如作为反射体21和至少部分辐射屏蔽体24的铅块)，填充之前将支撑模块60和固定到支撑模块60的射束整形体20的的整体放置到保护框架80内，再填充这部分主体部20b，防止装填主体部20b时发生倾覆。将射束整形体20和支撑模块60运送到分隔壁103后，拆除保护框架80。

参阅图6和图7，保护框架80整体为长方体，包括上盖板81、下盖板82、左侧盖板83、右侧盖板84及前侧盖条85、后侧盖条86，保护框架80形成射束整形体20和支撑模块60的整体的容纳腔。这里的上下左右前后与支撑模块60的上下左右前后一致。上、下盖板81、82为平板状，分别设置在左、右侧盖板83、84的两端，并与之可拆卸连接。结合图8和图9，在一个实施例中，左侧盖板83的上下两端分别设置向左延伸的第一凸缘831，右侧盖板84的上下两端分别设置向右延伸的第二凸缘841，第一、第二凸缘831、841上分别设置第一、第二螺纹孔S1、S2，上、下盖板81、82的左右边缘分别与第一、第二凸缘831、841的端部平齐，并在上、下盖板81、82与第一、第二螺纹孔S1、S2对应的位置分别设置第三、第四螺纹孔S3、S4，螺栓穿过螺纹孔将上、下盖板81、82分别与左侧盖板83和右侧盖板84连接。前侧盖条85、后侧盖条86分别与左侧盖板83和右侧盖板84可拆卸连接，前侧盖条85和后侧盖条86的个数及形状可以根据实际情况进行设置。在一个实施例中，前侧盖条85和后侧盖条86分别为2个，前、后侧盖条85、86与左、右侧盖板83、84的板面平行的横截面呈矩形并沿左右方向直线延伸，左侧盖板83在前后方向的边缘分别设置向左延伸的第一凸台832，右侧盖板84在前后方向的边缘分别设置向右延伸的第二凸台842(图未示)，第一、第二凸台832、842的个数分别与前、后侧盖条85、86总的个数相应，各第一、第二凸台832、842上分别设置第五、第六螺纹孔S5、S6，前、后侧盖条85、86的左边缘与第一凸台832的端部平齐，前、后侧盖条85、86的右边缘与第二凸台842的端部平齐，并在前、后侧盖条85、86与第五、第六螺纹孔S5、S6对应的位置设置第七、第八螺纹孔S7、S8，螺栓穿过螺纹孔将前、后侧盖条85、86分别与左、右侧盖板83、84连接。螺栓及螺纹孔的个数不做要求，满足连接强度即可。

结合图10，保护框架80还可以设置有支撑件87，进一步防止射束整形体及其支撑模块倾覆，增加稳定性。在一实施例中，支撑件87有4个，分别设置在左、右侧盖板83、84底部，左、右侧盖板83、84前后侧底部边缘向前后方向分别各延伸出两个连接部833、843，支撑件87分别通过连接部833、843与左、右侧盖板83、84可拆卸连接。连接部833、843的下表面与下盖板82安装好后的下表面平齐，支撑件87安装好后的下表面也与前述下表面平齐，以保证保护框架80的支撑面在同一平面上，且具有较大的支撑面。采用可拆卸连接，在运输过程中产生干涉的时候可以将支撑件拆除，增加使用便利性，支撑件可以在任意时候进行安装或拆卸。在一实施例中，在支撑件87和连接部833、843的对应部位分别设置螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔连接支撑件87和左、右侧盖板83、84，可以理解，也可以采用其他可拆卸连接方式，支撑件87和左、右侧盖板83、84也可以是一体的。

保护框架80上还设置有吊耳88，用于将保护框架80吊起从而转移保护框架80和保护框架80内的射束整形体20及其支撑模块60，如由起重机通过吊耳88将保护框架80和保护框架80内的射束整形体20及其支撑模块60放置到交通工具上运到分隔壁103处。吊耳88的形式、个数、位置可以是多样的，在一实施例中，吊耳88为左、右侧盖板83、84上部中间位置分别向左、右方向延伸出来的带通孔的凸台，左、右侧盖板83、84上各有2个吊耳，吊耳88与左、右侧盖板83、84可以是一体的或者是固定连接的。

可以理解，根据射束整形体及支撑模块的形状、尺寸，保护框架还可以有其他构造。保护框架采用钢结构，材料选用低碳钢Q235，强度及刚度高，可以理解，也可以为其他材料。保护框架采用可拆卸连接，结构巧妙，且框架式的构造增加稳固性，能降低射束整形体在填装材料或者射束整形体及其支撑模块在运输过程中的倾覆危险。

保护框架80的安装方法如下：

1.通过支撑模块60上设置的调节件62及作用在调节件62上的调节装置(下文详述)将支撑模块60及固定在支撑模块60上的射束整形体20与地面脱离至一定高度；

2.将下盖板82放置在支撑模块60底部，并与之对好位；

3.将左、右侧盖板83、84分别与下盖板82连接；

4.通过调节装置使射束整形体20及其支撑模块60与下盖板82和左、右侧盖板83、84完好贴合；

5.将前、后侧盖条85、86分别与左、右侧盖板83、84连接；

6.将上盖板81与左、右侧盖板83、84连接。

可以理解，上述步骤5、6没有先后顺序，在安装支撑框架后还需填装主体部的情况下，步骤5的侧盖条还可以在填装完主体部并将主体部封装好后再与左右侧盖板连接。

然后调整支撑模块60及射束整形体20的位置，结合图11-图12，在支撑模块60上设置可拆卸连接的调节件62，由千斤顶等调节装置(图未示)作用在调节件62上，调节支撑模块60及射束整形体20的位置，使得射束整形体20在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，射束整形体20的中心轴线与加速器的传输管的中心轴线基本重合；在第二位置，射束整形体20的中心轴线与加速器的传输管的中心轴线不重合。从而提高射束整形体中心与束流管线中心的重合度，使靶能够放入射束整形体的中心孔中。调节件62设置在支撑模块60面向照射室101的侧壁下部，可以理解，也可以设置在其他位置；调节件还可以设置在射束整形体上，由调节件直接驱动射束整形体进行位置调整。由于千斤顶以集中力的形式作用于调节件，在增强部61相应位置可以设置受扭筋以增加强度。本实施例中，调节件62为L形的支架，具有相互垂直的第一侧板621和第二侧板622，第一侧板621通过螺栓等固定到支撑模块60面向照射室101的侧壁下部，千斤顶作用在第二侧板622上，调节件62还包括连接第一、第二侧板的加强肋板623以增加强度，支架由钢板构造，可以理解，也可以有其他构造或采用其他材料。

调整好之后，固定支撑模块60(如在支撑模块和地板之间的间隙中设置钢板等，并通过螺栓等将支撑模块固定到地板，在分隔壁靠近支撑模块上端的区域固定挡板，进一步防止支撑模块倾倒)，并在分隔壁103与支撑模块60和射束整形体20之间填充屏蔽体(图未示)，以保持支撑模块和射束整形体的位置和防止射线从分隔壁与支撑模块之间的缝隙中穿过。屏蔽体的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种，可以是裁切成合适尺寸的刚性固体，如铅、铅锑合金、铁氟龙、石墨、石蜡、PE、含碳化硼或碳酸锂或氟化锂的PE、PMMA(亚克力)、含碳化硼或碳酸锂或氟化锂的PMMA；也可以是填充在裁切成合适尺寸的刚性容器或柔性容器内的粉末，如碳化硼或碳酸锂或氟化锂的粉末；也可以是填充在裁切成合适尺寸的刚性容器或柔性容器内的液体，如溶解碳化硼或碳酸锂或氟化锂粉末的水、重水、硼酸；还可以是柔性固体，如橡胶或硅胶。调节件62可以拆掉，然后安装屏蔽板70遮挡屏蔽体，进一步降低辐射。

硼中子捕获治疗系统100还可以包括准备室、控制室和其他用于辅助治疗的空间，每一个照射室可以配置一个准备室，用于进行照射治疗前固定被照射体到治疗台、注射硼药、治疗计划模拟等准备工作，准备室和照射室之间设置连接通道，准备工作完成后直接将被照射体推入照射室或通过轨道由控制机构控制其自动进入照射室。控制室用于控制加速器、射束传输部、治疗台等，对整个照射过程进行控制和管理，管理人员在控制室内还可以同时监控多个照射室。

本实施例中的混凝土壁为厚度1m以上、密度3g/c.c.的含硼重晶石混凝土制壁，含硼的混凝土具有更好的中子吸收性能，除了增强混凝土的辐射屏蔽效果，还可降低混凝土中金属材料受到的中子曝露量。可以理解，也可以具有其他厚度或密度或替换为其他材料，不同部分的混凝土壁厚度、密度或材料也可以不同。可以理解，本发明还可以应用于其他类型的中子照射系统；也可以应用于其他放射线照射系统，此时中子产生装置可以替换为其他放射线产生装置，混凝土及支撑模块的材料可以根据需要进行替换。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，都在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种中子捕获治疗系统，包括中子产生装置和射束整形体，所述射束整形体调整所述中子产生装置产生的中子线的射束品质，所述中子捕获治疗系统还包括形成容纳所述中子产生装置和射束整形体的空间的混凝土壁，其特征在于，所述混凝土壁内设置支撑模块，所述支撑模块能够支撑所述射束整形体并用于调整所述射束整形体的位置，所述中子捕获治疗系统还包括用于容纳所述射束整形体和支撑模块的保护框架，所述保护框架用于所述射束整形体和支撑模块的运输或安装。

2.根据权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述保护框架包括上盖板、下盖板、左侧盖板、右侧盖板及前侧盖条、后侧盖条，所述上、下盖板分别设置在所述左、右侧盖板的两端并与之可拆卸连接，所述前、后侧盖条分别与所述左侧盖板和右侧盖板可拆卸连接，所述保护框架的材料为低碳钢。

3.根据权利要求2所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述保护框架还设置有支撑件，所述支撑件与所述左、右侧盖板可拆卸连接，所述支撑件安装好后的下表面与所述下盖板安装好后的下表面在同一平面上。

4.根据权利要求2所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述保护框架上还设置有吊耳，所述吊耳用于将所述保护框架吊起从而转移所述保护框架和所述保护框架内的所述射束整形体和支撑模块，所述吊耳为所述左、右侧盖板上部中间位置分别向左、右方向延伸出来的带通孔的凸台。

5.根据权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述射束整形体包括支撑框架和填充在所述支撑框架内的主体部，所述主体部至少部分先填充至所述支撑框架内，再将所述射束整形体的支撑框架固定到所述支撑模块；或先将所述射束整形体的支撑框架固定到所述支撑模块，再往所述支撑框架内填充所述主体部。

6.一种用于中子捕获治疗系统的射束整形体的安装方法，其特征在于，包括：

将所述射束整形体的支撑框架固定到支撑所述射束整形体的支撑模块；

将所述射束整形体的主体部的至少一部分填充至所述支撑框架内；

将所述射束整形体和支撑模块整体放置在保护框架内运送到安装壁；

拆除所述保护框架；

调整所述射束整形体和支撑模块的位置；

固定所述支撑模块并在所述安装壁与支撑模块之间填充屏蔽体。

7.根据权利要求6所述的用于中子捕获治疗系统的射束整形体的安装方法，其特征在于，在将所述射束整形体的支撑框架固定到支撑模块之前先将所述主体部的至少一部分填充至所述支撑框架内并将其封装，在将所述射束整形体的支撑框架固定到支撑模块之后往所述支撑框架内填充所述主体部的剩余部分并封装所述主体部。

8.根据权利要求6所述的用于中子捕获治疗系统的射束整形体的安装方法，其特征在于，在至少部分所述主体部填充之前将所述支撑模块和固定到所述支撑模块的射束整形体的整体放置到所述保护框架内。

9.根据权利要求6所述的用于中子捕获治疗系统的射束整形体的安装方法，其特征在于，通过所述支撑模块上设置的调节件及作用在所述调节件上的调节装置调节所述支撑模块和射束整形体的位置，所述安装方法还包括安装屏蔽板遮挡所述屏蔽体并在安装所述屏蔽板前拆除所述调节件。

10.一种保护框架的安装方法，所述保护框架用于射束整形体和支撑所述射束整形体的支撑模块的运输或安装，所述保护框架包括上盖板、下盖板、左侧盖板、右侧盖板及前侧盖条、后侧盖条，其特征在于，包括：

将所述支撑模块和固定在所述支撑模块上的射束整形体与地面脱离至一定高度；

将所述下盖板放置在所述支撑模块底部，并与之对好位；

将所述左、右侧盖板分别与所述下盖板连接；

通过调节装置使所述射束整形体和支撑模块与所述下盖板和左、右侧盖板贴合；

将所述前、后侧盖条分别与所述左、右侧盖板连接；

将所述上盖板与所述左、右侧盖板连接。

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