CN114534117B - 中子捕获治疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中子捕获治疗设备，其包括中子剂量检测装置及用于对中子剂量检测装置进行校正的校正系统，中子剂量检测装置包括用于接收中子并输出电信号的检测器、用于处理从检测器输出的电信号并将电信号转换为脉冲信号的信号处理单元及对从信号处理单元输出的脉冲信号进行计数得到计数率的计数器。

Description

中子捕获治疗设备

技术领域

本发明涉及一种放射性射线辐照领域，尤其涉及一种中子捕获治疗设备。

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。

在硼中子捕获治疗过程中，由于对患者进行辐射线照射治疗的中子束辐射线较强，需要精确控制对患者实施的照射剂量，剂量监控系统的检测精度直接影响实际向患者实施的中子照射剂量。

剂量监控系统中常用的中子剂量检方法是中子活化法，但中子活化法需要对金属材料进行中子束照射后从照射室取出，然后进行中子照射剂量的测量。此方法耗时且在中断中子束照射之后才能进行中子照射剂量的测量，因此无法实时获得中子照射剂量。采用主动探测器，如BF₃计数管，进行中子剂量检测，虽然可以实时检测中子剂量，但计数管内的BF3经一定剂量的中子照射后，其含量会逐渐减少而导致计数管的敏感度降低，从而导致探测器检测到的中子剂量存在误差，从而不能精确控制像患者实施的中子照射剂量。

本发明提供一种能够实时测量中子剂量，并且能够抑制中子束测定精度下降的中子捕获治疗设备。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能够向患者实施准确的中子照射剂量的中子捕获治疗设备。所述中子捕获治疗设备包括中子剂量检测装置及用于对中子剂量检测装置进行校正的校正系统，中子剂量检测装置包括用于接收中子并输出电信号的检测器、用于处理从检测器输出的电信号并将电信号转换为脉冲信号的信号处理单元及对从信号处理单元输出的脉冲信号进行计数得到计数率的计数器。

进一步地，校正系统周期性地对中子剂量检测装置进行校正。

进一步地，校正系统包括金属部件、用于检测金属部件放射出的γ射线的γ射线检测部及校正系数计算部，所述中子捕获治疗设备基于金属部件的反应率及计数器的计数率对中子剂量检测装置进行校正。

进一步地，校正系数计算部通过公式(2-1)和(2-2)计算出校正系数k，公式(2-1)和(2-2)如下：

其中，为计数器记录到的平均计数率；T为中子束照射检测器和金属部件的时间，单位为s；RR_Au为金属部件的反应率；C为γ射线检测部在计数时间内测得的γ射线净计数；λ为衰变常数；n为受照射的靶核数目；ε为γ射线检测部对于γ射线的侦检效率；Y为γ射线分支比；f₁为γ射线的自吸收修正因子；G为通量波动修正因子；t_irr为照射时间，单位为s；t_c为冷却时间，单位为s；t_m为γ能谱计测时间，单位为s。

进一步地，校正系统还包括修正部，修正部结合校正系数k修正计数率B，修正的计数率Br采用公式(2-3)进行计算，公式(2-3)如下：

B_r＝B×k (2-3)。

进一步地，中子剂量检测装置还包括将计数器记录的计数率转换为中子通量率或中子剂量率的转换单元，转换单元采用公式(2-4)计算修正的中子剂量率D_r，公式(2-4)如下：

其中，σ为热中子反应截面(cm²)，f₂为活化探测器造成的中子衰减修正因子，K为通量到1ppm硼浓度的硼剂量转换因子(Gy·cm²/ppm)；N为实际硼浓度(ppm)；CBE为复合生物效应因子。

进一步地，中子剂量检测装置还包括对中子通量率或中子剂量率进行计算得到中子剂量的中子剂量计算单元，中子剂量计算单元采用公式(2-5)计算修正的中子剂量D_acmr，公式(2-5)如下：

D_acmr＝∑D_r (2-5)。

进一步地，金属部件为¹⁹⁷Au箔片，γ射线检测部为高纯锗探测器。

进一步地，还包括中子束照射系统及控制系统，中子束照射系统用于产生中子束，控制系统用于控制整个中子束照射的过程。

进一步地，中子束照射系统包括中子束产生模块及对在中子束产生模块产生的中子束进行调整的射束调整模块，射束调整模块包括缓速体、包围缓速体的反射体及辐射屏蔽。。

附图说明

图1是本发明中子捕获治疗设备的中子束照射系统的示意图；

图2是本发明中子捕获治疗设备的射束整形体的示意图；

图3是本发明中子捕获治疗设备的中子束照射系统和检测系统的示意图；

图4是本发明中子捕获治疗设备的中子剂量检测装置和校正系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

下文描述中，术语“第一”、“第二”等可以在此用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语的限制，此术语仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

辐射线治疗是一种常见的治疗癌症的手段，硼中子捕获治疗作为一种有效的治疗癌症的手段近年来的应用逐渐增加。如图1至图4所示，一种向待照体，例如患者S，照射预设中子剂量的中子束以进行硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)的中子捕获治疗设备包括中子束照射系统1、检测系统、校正系统3及控制系统4。中子束照射系统1用于产生适合用于对患者S实施中子照射治疗的中子束，检测系统用于在中子束照射治疗过程中对中子剂量等照射参数进行检测，控制系统4用于控制整个中子束照射的过程。

硼中子捕获治疗是利用含硼(¹⁰B)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，两个重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。⁴He粒子的线性能量转移与射程分别为150keV/μm、8μm，而⁷Li重荷粒子的线性能量转移与射程分别为175keV/μm、5μm，两个重荷电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。含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞中，中子束进入患者S体内后，与患者S体内的硼发生核反应产生⁴He和⁷Li两个重荷电粒子，⁴He和⁷Li两个重荷电粒子在不对正常组织造成太大伤害的前提下，局部杀死肿瘤细胞。

参照图1所示，中子束照射系统1包括中子束产生模块11及对在中子束产生模块11产生的中子束进行调整的射束调整模块12。

中子束产生模块11产生向患者S照射的中子束，其包括用于加速带电粒子束的加速器111、与带电粒子束反应生成中子束的靶112及位于加速器111与靶112之间用于传输带电粒子束的带电粒子束传输部113。带电粒子束传输部113向靶112传输带电粒子束，其一端连接于加速器111、另一端连接于靶112。另外，在带电粒子束传输部113上设置射束调节部(未图示)、带电粒子扫描部(未图示)等射束控制装置。射束调节部控制带电粒子束的行进方向及射束直径。带电粒子束扫描部扫描带电粒子束并控制带电粒子束相对靶112的照射位置。

加速器111可以是回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器或直线加速器等。较常见的靶112有锂(Li)靶和铍(Be)靶，带电粒子束加速至足以克服靶112的原子核库伦斥力的能量并与靶112发生⁷Li(p,n)⁷Be核反应以产生中子束，常被讨论的核反应有⁷Li(p,n)⁷Be及⁹Be(p,n)⁹B。通常，靶112包括靶层和位于靶层的一侧用于防止靶层氧化的抗氧化层，抗氧化层由Al或者不锈钢制成。

本发明揭示的实施例中，采用加速器111加速带电粒子与靶112发生核反应供应中子源，在其他实施例中，可以采用核反应堆、D-T中子发生器、D-D中子发生器等供应中子源。然而，无论是本发明揭示的以加速带电粒子与靶112发生核反应供应中子源，还是以核反应堆、D-T中子发生器、D-D中子发生器等供应中子源，产生的皆为混合辐射场，即产生的射束包含高速中子束、超热中子束、热中子束及γ射线。在硼中子捕获治疗过程中，除了超热中子外，其余的辐射线(统称为辐射线污染)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沉积的辐射应尽量降低。

国际原子能机构(IAEA)针对临床硼中子捕获治疗用的中子源，给定了五项空气射束品质因素建议，此五项建议可用于比较不同中子源的优劣，并供以作为挑选中子产生途径、设计射束整形体121时的参考依据。这五项建议分别如下：

超热中子射束通量Epithermal neutron flux>1x 10⁹n/cm²s

快中子污染Fast neutron contamination<2x 10^-13Gy-cm²/n

光子污染Photon contamination<2x 10^-13Gy-cm²/n

热中子与超热中子通量比值thermal to epithermal neutron flux ratio<0.05

中子流与通量比值epithermal neutron current to flux ratio>0.7

注：超热中子能区在0.5eV到40keV之间，热中子能区小于0.5eV，快中子能区大于40keV。

结合图2和图3所示，射束调整模块12用于对在中子束产生模块11产生的混合辐射线进行调整，使最终照向患者S的辐射线污染被最大限度的减少并将用于治疗患者S的超热中子聚焦到患者S需要被照射的部位。射束调整模块12包括对中子束进行减速、屏蔽的射束整形体121及将超热中子聚焦到患者S需要被照射的部位的准直器122。具体地，射束整形体121包括能够将自靶112处产生的中子束减速至超热中子能区的缓速体1211、包围缓速体1211以将偏离的中子导回至缓速体1211以提高超热中子的射束强度的反射体1212、用于吸收热中子以避免治疗时在浅层正常组织造成过多剂量沉积的热中子吸收体1213及用于屏蔽渗漏的中子和光子以减少非照射区的正常组织的剂量沉积的辐射屏蔽1214。

缓速体1211可以由不同的多个材料层叠而成，缓速体1211的材料根据带电粒子束的能量等因素进行选择，例如来自加速器111的质子束的能量为30MeV且使用铍靶时，缓速体1211的材料为铅、铁、铝或氟化钙；来自加速器111的质子束的能量为11MeV且使用铍靶时，缓速体1211的材料为重水(D₂O)或氟化铅等等。作为一种优选的实施例，缓速体1211由MgF₂和占MgF₂的重量百分比为4.6％的LiF混合制成，反射体1212由Pb制成，热中子吸收体1213由⁶Li制成。辐射屏蔽1214包括光子屏蔽和中子屏蔽，其中，光子屏蔽由铅(Pb)制成，中子屏蔽由聚乙烯(PE)制成。缓速体1211的形状可以是图2揭示的双锥状、也可以是图3揭示的圆柱状，反射性1212围绕缓速体1211设置，其形状根据缓速体1211的形状做适应性的改变。

参照图3所示，检测系统包括用于实时检测中子束的中子剂量的中子剂量检测装置21、用于检测靶112的温度的温度检测装置22、用于检测患者S的在治疗过程中是否发生位移的位移检测装置23及用于检测患者S体内的硼浓度的硼浓度检测装置(未图示)。

结合图4所示，中子剂量检测装置21包括用于接收中子并输出电信号的检测器211、用于处理从检测器211输出的电信号并将电信号转换为脉冲信号的信号处理单元212、对从信号处理单元212输出的脉冲信号进行计数得到计数率的计数器213、将计数器213记录的计数率转换为中子通量率或中子剂量率的转换单元214、对中子通量率或中子剂量率进行积分计算得到中子剂量的中子剂量计算单元215及显示中子剂量的显示单元216。

在仅需要对计数率进行检测的情况下，可以不设置转换单元214、中子剂量计算单元215及显示单元216，在采用全自动控制的情况下，可以不设置显示单元216对相关数据进行显示。

检测器211可以放置在射束整形体121内、也可以放置在准直器122内、也可以设置在临近射束整形体121的任意位置，只要检测器211所处的位置能够用来检测中子束的中子剂量即可。

能够实现实时检测中子束的中子剂量的检测器211有电离室及闪烁探测头，其中采用电离室结构为基底的有He-3比例计数器、BF₃比例计数器、分裂游离室、硼电离室，闪烁探测头包含有机材料或无机材料，在探测热中子时，闪烁探测头多添加Li或B等高热中子捕获截面元素。两类检测器内的某一元素与进入该检测器的中子发生捕获或核裂变反应释出重荷电粒子及核裂变碎片，于电离室或闪烁探测头内产生大量电离对，这些电荷被收集并形成电信号，经过信号处理单元212进行降噪、转换、分离处理，并将电信号转为脉冲信号，并透过分析电压脉冲的大小，分辨出中子脉冲信号及γ脉冲信号。分离出来的中子脉冲信号被计数器213持续记录下来，得到中子的计数率(n/s)。转换单元214通过内部的软件、程序等对计数率进行运算和转换得到中子通量率(cm^-2s^-1),通过对中子通量率进行进一步的运算和转换得到中子剂量率(Gy/s)，最后，中子剂量计算单元215对中子剂量率进行积分获得实时中子剂量。

以下以分裂游离室(fission chamber)、闪烁探测头(scintillator detector)和BF₃检测器为例做简单的介绍。

当中子束通过分裂游离室时，与分裂游离室内部气体分子或分裂游离室的壁部发生游离作用，生成电子与带正电荷的离子，此电子和正电荷离子称为上述的离子对。由于分裂游离室内有外加电场高压，因此电子朝中央阳极丝移动，正电荷离子朝周围的阴极壁移动，因而产生可测得的电信号。

闪烁探测头内的光纤等物质吸收能量之后会产生可见光，其利用游离辐射将晶体或分子中的电子激发至激态，而当电子回到基态时放出的荧光被收集后用来作为中子束检测。闪烁探测头与中子束作用后所发射的可见光，利用光电倍增管将可见光转化为电信号输出。

BF₃检测器放置在射束整形体121中用于接受中子束的照射，BF₃检测器中的B元素与中子发生核反应¹⁰B(n,alpha)⁷Li，核反应产生的alpha粒子和⁷Li电粒子在电压的驱动下被高压电极收集，产生电信号。电信号通过同轴电缆传输到信号处理单元212进行信号放大和滤波整形后形成脉冲信号。被处理后的脉冲信号传输到计数器213中进行脉冲计数，获得计数率(n/s)，通过计数率可实时测定中子束强度，即中子剂量。

其中，转换单元214采用公式(1-1)计算中子通量率D_t，公式(1-1)如下：

其中，B为计数率；f₂为活化探测器造成的中子衰减修正因子；σ为热中子反应截面(cm²)；K为通量到1ppm硼浓度的硼剂量转换因子(Gy·cm²/ppm)；N为实际硼浓度(ppm)；CBE为复合生物效应因子。

中子剂量计算单元215采用公式(1-2)计算t时间内照射到待照体的中子剂量D_acm，公式(1-2)如下：

D_acm＝∑D_t (1-2)

上述检测器211在接受中子束照射的过程中，检测器211内部与中子束产生反应的物质，例如光纤、B元素等，随着使用时间的增加而逐渐减少，使得来自检测器211的电信号与实际照射到检测器211的中子束的量之间的比例关系逐渐改变，导致计数器213记录到的计数率出现偏差，最终导致从中子剂量检测装置21检测到的中子剂量值小于实际照射到检测器211上的中子剂量，因此，需要设置校正系统3周期性地对中子剂量检测装置21进行校正。通常，在每次进行治疗之前或达到规定的治疗次数或在经过规定时间之后采用校正系统3对中子剂量检测装置21进行校正。

校正系统3包括金属部件31、γ射线检测部32、校正系数计算部33及修正部34。

本申请揭示的实施例中，检测器211配置在患者S的头部，金属部件31邻近检测器211配置。在这种条件下对检测器211及金属部件31照射一定时间(例如10分钟)的中子束之后，停止对检测器211及金属部件31进行中子束的照射，并将通过中子束的照射后被放射化的金属部件31从照射室内搬出，通过γ射线检测部32检测出金属部件31放射出的γ射线的数量，校正系数计算部33通过公式(2-1)和(2-2)计算出校正系数k，公式(2-1)和(2-2)如下：

其中，为计数器213记录到的平均计数率；T为中子束照射检测器211和金属部件31的时间，单位为s；RR_Au为金属部件31的反应率；λ为衰变常数；C为γ射线检测部32在计数时间内测得的γ射线净计数(peak gross counts)；ε为γ射线检测部32对于γ射线的侦检效率(efficiency)；Y为γ射线分支比(gamma ray branching ratio)；f₁为γ射线的自吸收修正因子；G为通量波动修正因子；t_irr为照射时间(sec)，单位为s；t_c为冷却时间，单位为s；t_m为γ能谱计测时间(sec)，单位为s；n为受照射的靶核数目。

本申请揭示的实施例中，采用金属部件31为¹⁹⁷Au箔片，γ射线检测部32为高纯锗探测器。在其他实施例中，可采用金线、金片等作为金属部件31，也可以使用锰等在照射中子束时能够被放射化的材料，可以采用闪烁器等作为γ射线检测部32。

本申请揭示的实施例中，校正系统3校正计数器213记录到的计数率，在不经过数据的转换和计算之前，即不用事先经转换单元214和中子剂量计算单元215便可以实现校正工作，从而提高校正的效率，即在计数器获得的计数率之后与金属部件活化后的反应率进行比较获得校正系数k。在其他实施方式中，根据计数率与中子剂量率或中子剂量之间的函数关系(详见下文所述涉及公式(2-4)和(2-5))，可以选择校正中子剂量率或中子剂量。在校正系数计算部33计算出校正系数k之后，修正部34结合校正系数k修正计数率B，修正的计数率Br采用公式(2-3)进行计算，公式(2-3)如下：

B_r＝B×k (2-3)

在得到修正的计数率Br之后，转换单元214和中子剂量计算单元分别采用公式(2-4)及(2-5)计算修正的中子剂量率D_r及修正的中子剂量D_acmr，公式(2-4)及(2-5)如下：

D_acmr＝∑D_r (2-5)

因采用校正系统3周期性地对中子剂量检测装置21进行校正，即使检测器211的检测效率下降，也能够通过校正系统3对检测器211的计数器213记录到的计数率进行修正，从而消除测定的中子剂量相对于实际照射的中子剂量的偏差。

上述实施方式中，进行校正作业的时间能够根据具体情况进行设定，可以在患者S在照射室内进行治疗时进行校正作业，也可以在患者S不在照射室进行治疗是进行校正作业。

温度检测装置22为热电偶(thermocouple)，两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端)；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。当然，本领域技术人员熟知地，温度检测装置22也可以是电阻温度计等任何能够检测温度的检测器211。

位移检测装置23为红外信号检测器，红外检测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。红外检测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上，红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。这种检测器211是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。当然，本领域技术人员熟知地，位移检测装置23可以为任意的适于用来检测待照体位移变化的检测装置，如位移传感器。所谓位移传感器根据待照体相对某一参照物的位移变化来确定待照体是否移动。本领域技术人员还熟知地，位移检测装置23不仅可以用来检测待照体的位移变化，还可以用来检测固定待照体的支撑件和/或治疗台等位移的变化，从而间接地得知待照体的位移变化。

在对患者S进行中子束照射治疗的过程中，需要时对患者S持续性地供给硼。硼浓度的检测可由电感耦合等离子体光谱法、高分辨率α放射自显影、带电离子能谱法、中子俘获相机、核磁共振和磁共振成像、正电子发射断层成像、瞬发γ射线能谱仪等实现，以上检测方法涉及的装置称为硼浓度检测装置。

本发明以通过检测患者S释放出的γ射线推算患者S体内的硼浓度为例进行描述。中子束进入患者体内与硼发生反应后生成γ射线，通过测定γ射线的量可以推算出于中子束发生反应的硼的量，从而推算出患者S体内的硼浓度。硼浓度检测装置用于在中子束照射系统1向患者S实施中子束照射治疗的过程中实时测定患者S体内的硼的浓度。

硼浓度检测装置检测由中子和硼的反应生成的γ射线(478kev)而测定硼浓度，以能够测定单能量的γ射线而测定硼浓度分布的硼分布测量系统(PG(Prompt-γ)-SPECT)作为硼浓度检测装置。硼浓度检测装置具有γ射线检测部32和硼浓度计算部。γ射线检测部32用于检测与从患者S的体内放出的γ射线有关的信息，硼浓度计算部根据γ射线检测部32检测出的与γ射线有关的信息计算患者S体内的硼浓度γ射线检测部32能够使用闪烁器及其他各种γ射线检测设备。在本实施方式中，γ射线检测部32配置于患者S的肿瘤的附近，例如配置于离患者S的肿瘤为30cm左右的位置。

本发明揭示的中子捕获治疗设备并不局限于以上实施例所述的内容以及附图所表示的结构。在本发明的基础上对其中构件的材料、形状及位置所做的显而易见地改变、替代或者修改，都在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种中子捕获治疗设备，其特征在于：包括中子束照射系统、中子剂量检测装置及用于对中子剂量检测装置进行校正的校正系统，

所述中子束照射系统包括中子束产生模块及射束调整模块，所述射束调整模块包括射束整形体及准直器；

所述中子剂量检测装置包括用于接收中子并输出电信号的检测器、用于处理从检测器输出的电信号并将电信号转换为脉冲信号的信号处理单元及对从信号处理单元输出的脉冲信号进行计数得到计数率的计数器；所述检测器设置在射束整形体内或准直器内；

所述校正系统包括金属部件、用于检测金属部件放射出的γ射线的γ射线检测部及校正系数计算部，所述中子捕获治疗设备基于金属部件的反应率及计数器的计数率对中子剂量检测装置进行校正；

所述校正系数计算部通过公式(2-1)和(2-2)计算出校正系数k，公式(2-1)和(2-2)如下：

其中，为计数器记录到的平均计数率；T为中子束照射检测器和金属部件的时间，单位为s；RR_Au为金属部件的反应率；C为γ射线检测部在计数时间内测得的γ射线净计数；λ为衰变常数；n为受照射的靶核数目；ε为γ射线检测部对于γ射线的侦检效率；Y为γ射线分支比；f₁为γ射线的自吸收修正因子；G为通量波动修正因子；t_irr为照射时间，单位为s；t_c为冷却时间，单位为s；t_m为γ能谱计测时间，单位为s。

2.根据权利要求1所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：校正系统周期性地对中子剂量检测装置进行校正。

3.根据权利要求1所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：校正系统还包括修正部，修正部结合校正系数k修正计数率B，修正的计数率Br采用公式(2-3)进行计算，公式(2-3)如下：

B_r＝B×k (2-3)。

4.根据权利要求3所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：中子剂量检测装置还包括将计数器记录的计数率转换为中子通量率或中子剂量率的转换单元，转换单元采用公式(2-4)计算修正的中子剂量率D_r，公式(2-4)如下：

其中，σ为热中子反应截面，单位是cm²；f₂为活化探测器造成的中子衰减修正因子；K为通量到1ppm硼浓度的硼剂量转换因子，单位是Gy·cm²/ppm；N为实际硼浓度，单位是ppm；CBE为复合生物效应因子。

5.根据权利要求1所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：中子剂量检测装置还包括对中子通量率或中子剂量率进行计算得到中子剂量的中子剂量计算单元，中子剂量计算单元采用公式(2-5)计算修正的中子剂量D_acmr，公式(2-5)如下：

D_acmr＝ΣD_r (2-5)。

6.根据权利要求1所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：金属部件为¹⁹⁷Au箔片，γ射线检测部为高纯锗探测器。

7.根据权利要求1-6项中任意一项所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：还包括控制系统，控制系统用于控制整个中子束照射的过程。

8.根据权利要求7所述的中子捕获治疗设备，其特征在于：所述射束整形体包括缓速体、包围缓速体的反射体及辐射屏蔽。