TW201836550A - 輻射線照射系統及用於輻射線照射系統的定位組件 - Google Patents
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Abstract
輻射線照射系統包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,所述治療床具有定位組件,所述定位組件包括屏蔽體以及容置所述屏蔽體的密封袋,所述屏蔽體包括矽膠和能夠對輻射線進行屏蔽的輻射線屏蔽材,當對密封袋表面置有被照射體的定位組件抽真空後,所述定位組件置有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與所述被照射體相同的輪廓以對所述被照射體進行定位。通過設置定位組件對被照射體進行定位,以避免因被照射體在照射治療過程中發生運動而導致治療效果的差異,同時避免了在輻射線照射治療過程中輻射線對被照射體需要進行輻射治療以外的部位及醫護人員造成輻射傷害。
Description
本發明涉及一種輻射線照射系統,尤其涉及一種用於輻射線照射系統的定位組件。
隨著核技術相關產業的快速發展,高能輻射射線已廣泛應用於工業、醫療、科研等多個領域,由此帶來的輻射安全與防護問題也越來越重要,主要防護對象是中子以及光子中的X射線以及γ射線。
尤其在醫療領域,以中子捕獲治療為例,是利用中子源對治療床上的患者腫瘤部位進行照射,無論中子捕獲治療的中子源來自核反應爐或加速器帶電粒子與中子產生部的核反應,產生輻射場的皆為混合輻射場,即射束包含了低能至高能的中子、光子,尤其是中子,當熱中子以外的輻射線照射至人體時務必會對人體正常組織產生一定程度的傷害,並且因為治療床通常是由如鎂合金或者鋁合金等合金材質製成,在受到輻射線照射後易吸收中子而被活化,因此無論是對治療床上的患者還是對治療結束後接觸到治療床的醫護人員來說,都是很大的健康隱患。
為了避免在輻射線照射治療過程中輻射線對被照射體需要進行輻射治療以外的部位造成輻射損傷,本發明的一個方面提供一種輻射 線照射系統,所述輻射線照射系統包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,所述治療床包括用於載置被照射體的載置台、用於支撐載置台的支撐部以及設於載置台並對被照射體進行定位的定位組件,所述定位組件包括屏蔽體以及容置所述屏蔽體的密封袋,所述屏蔽體包括聚合物以及能夠對輻射線進行屏蔽的輻射線屏蔽材,當所述定位組件置有被照射體時,所述定位組件置有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與所述被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位。通過設置定位組件對被照射體進行定位,以避免因被照射體在照射治療過程中發生運動而導致治療效果的差異。
進一步地,為了使定位組件針對不同體型的被照射體能夠被重複使用,作為一種優選地,本申請中,所述屏蔽體由所述矽膠、輻射線屏蔽材以及矽膠固化劑製成,所述密封袋中的屏蔽體為固態顆粒狀,當對密封袋抽真空後,所述定位組件置有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位;當密封袋表面的被照射體移除,密封袋中充有空氣時,所述定位組件還原成抽真空前的狀態。
當然,若將密封袋中的屏蔽體設置成液態(如不使用矽膠固化劑),通過對密封袋抽真空來使定位組件隨著設置的被照射體的形狀凹陷形成對被照射體進行定位的固定部也是可以的。
進一步地,所述輻射線照射系統為中子捕獲治療系統,所述輻射線照射裝置為中子捕獲治療裝置,所述輻射線屏蔽材為中子捕獲材料,所述中子捕獲治療裝置包括中子產生部、射束整形體、射束出口以及 準直器,所述射束整形體包括緩速體及包覆於緩速體外周的反射體,所述中子產生部經帶電粒子束照射後產生中子,所述緩速體將自中子產生部產生的中子減速至預設能譜,所述反射體將偏離的中子導回以提高預設能譜內的中子強度,所述準直器鄰接於所述射束出口外側以會聚從射束出口出來的中子束,所述中子捕獲材料能夠對中子進行屏蔽,所述中子捕獲材料由含硼化合物或者含鋰化合物中的至少一種製成。
進一步地,所述含硼化合物或者含鋰化合物占所述中子捕獲材料重量的10%~49%,進一步地,所述含硼化合物為10B4C或者10BN,所述含鋰化合物為LiF或者6LiF,進一步地,作為一種優選地,所述中子捕獲材料中還包括Li、C、O、Si及Br。
進一步地,為了避免治療床上的其他部件因輻射線照射後發生活化現象,對醫護人員以及被照射體造成損害,作為一種優選地,所述治療床還設有位於載置臺上表面和定位組件下表面之間的輔助件,所述輔助件為碳纖維材料製成,所述定位組件置於所述輔助件上。同時,所述載置台和支撐部採用合金材料製成,所述載置台和支撐部的表面包覆有屏蔽部,所述屏蔽部與所述定位組件中的屏蔽體的材料相同。所述屏蔽部包覆於所述載置台和支撐部表面以避免合金材料被中子照射後發生活化反應,從而對會接觸到治療床的被照射體或者醫護人員的健康帶來隱患。
為了避免在輻射線照射治療過程中輻射線對被照射體需要進行輻射治療以外的部位造成輻射損傷,本發明的一個方面提供一種用於輻射線照射系統的定位組件,所述定位組件包括屏蔽體以及容置所述屏蔽體的密封袋,所述屏蔽體包括由聚合物以及能夠對輻射線進行屏蔽的輻射 線屏蔽材,當定位組件置有被照射體時,所述定位組件有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位。通過設置定位組件對被照射體進行定位,以避免因被照射體在照射治療過程中發生運動而導致治療效果的差異。
進一步地,所述屏蔽體由所述矽膠、輻射線屏蔽材以及矽膠固化劑製成,所述密封袋中的屏蔽體為若干固態顆粒狀,當對密封袋抽真空後,所述定位組件有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位;當密封袋表面的被照射體移除,密封袋中充有空氣時,所述定位組件還原成抽真空前的狀態。
進一步地,為了避免在輻射線照射治療過程中輻射線對被照射體需要進行輻射治療以外的部位造成輻射損傷,本發明的一個方面提供一種輻射線照射系統,所述輻射線照射系統包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,所述治療床包括用於載置被照射體的載置台、用於支撐載置台的支撐部以及設於載置台並對被照射體進行定位的定位組件,所述定位組件具有第一狀態和第二狀態,當所述定位組件處於第一狀態時,所述定位組件未受外界壓力而變形或保持在第一變形狀態;當所述定位組件處於第二狀態時,所述定位組件受到外界壓力而變形或保持在不同於第一變形狀態的第二變形狀態。
進一步地,為了避免在輻射線照射治療過程中輻射線對被照射體需要進行輻射治療以外的部位造成輻射損傷,本發明的一個方面提供一種用於輻射線照射系統的定位組件,所述輻射線照射系統包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,所述 定位組件對被照射體進行定位,所述定位組件具有第一狀態和第二狀態,當所述定位組件處於第一狀態時,所述定位組件未受外界壓力而變形或保持在第一變形狀態;當所述定位組件處於第二狀態時,所述定位組件受到外界壓力而變形或保持在不同於第一變形狀態的第二變形狀態。
本申請中,所述定位組件的第一狀態包括兩種情況,一種是定位組件未收到外界壓力、未發生變形的狀態,另一種是定位組件受到外界壓力而發生變形的狀態(本申請中稱之為第一變形狀態);第二狀態包括兩種情況,一種是定位組件受到外界壓力而發生形變的狀態(可以理解為與第一變形狀態相同的情況),另一種是定位組件受到外界壓力發生不同於第一變形狀態的第二變形狀態.
與現有技術相比,本申請輻射線照射系統通過設置能夠對被照射體進行固定的定位組件,以避免因被照射體在照射治療過程中發生運動而導致治療效果的差異。同時,利用該定位組件對輻射線進行屏蔽,以避免在輻射線照射治療過程中輻射線對被照射體需要進行輻射治療以外的部位造成輻射損傷。
100‧‧‧中子捕獲治療系統
200‧‧‧中子捕獲治療裝置
300‧‧‧治療床
10‧‧‧中子產生部
20‧‧‧射束整形體
21‧‧‧緩速體
22‧‧‧反射體
30‧‧‧射束出口
40‧‧‧準直器
50‧‧‧載置台
51‧‧‧支撐部
52‧‧‧定位組件
53‧‧‧密封袋
54‧‧‧屏蔽體
54’‧‧‧屏蔽部
55‧‧‧密封口
60‧‧‧輔助件
70‧‧‧金屬箔片
80‧‧‧偵檢器
P‧‧‧帶電粒子束
N‧‧‧中子束
A‧‧‧距離準直器相對位置表面
第1圖係本申請中子捕獲治療系統的示意圖;第2圖係本申請所述治療床的示意圖;第3圖係本申請所述定位組件的剖視圖;第4圖係本申請所述載置台和支撐件的示意圖;第5圖係本申請在準直器和金屬箔片之間設置屏蔽體以測量中子反應率的示意圖; 第6圖係本申請在準直器和金屬箔片之間設置PMMA以測量中子反應率的示意圖。
隨著核技術相關產業的快速發展,輻射線已廣泛應用於工業、醫療、科研等多個領域,由此帶來的輻射安全與防護問題也越來越重要,尤其在醫療領域,中子捕獲治療為例,中子捕獲治療作為一種有效的治療癌症的手段近年來的應用逐漸增加,其中以硼中子捕獲治療最為常見,供應硼中子捕獲治療的中子可以由核反應爐或加速器供應。
無論中子捕獲治療的中子源來自核反應爐或加速器帶電粒子與中子產生部的核反應,產生輻射場的皆為混合輻射場,即射束包含了低能至高能的中子、光子。對於深部腫瘤的硼中子捕獲治療,除了超熱中子外,其餘的輻射線含量越多,造成正常組織非選擇性劑量沉積的比例越大,因此這些會造成不必要劑量的輻射應儘量降低。此外,這些輻射線照射至如鎂合金或者鋁合金等合金材料製成的治療床時,合金材料會因輻射線的照射被活化,因此無論是對會接觸到治療床的患者還是對治療結束後接觸到治療床的醫護人員來說,都是很大的健康隱患。
如第1圖所示,本申請提供一種中子捕獲治療系統100,所述中子捕獲治療系統包括中子捕獲治療裝置200以及能夠將被照射體輸送至所述中子捕獲治療裝置200進行照射治療的治療床300。
所述中子捕獲治療裝置200包括中子產生部10、射束整形體20、射束出口30以及準直器40。所述射束整形體20包括緩速體21及包覆於緩速體21外周的反射體22,所述中子產生部10經帶電粒子束P照射後產生中子 束N,所述緩速體21將自中子產生部10產生的中子N減速至預設能譜,所述反射體22將偏離的中子導回以提高預設能譜內的中子束強度,所述準直器40鄰接於所述射束出口30的外側以聚集從射束出口30出來的中子束。
如第2圖所示,所述治療床300包括用於載置被照射體的載置台50、用於支撐載置台50的支撐部51以及設於載置台50上表面並且能夠對所述被照射體進行定位的定位組件52。
結合第3圖,所述定位組件52包括密封袋53以及容置在所述密封袋53中的屏蔽體54,所述屏蔽體54由矽膠、中子捕獲材料以及矽膠固化劑製成,所述矽膠可以也可以由其他聚合物代替,並且,所述屏蔽體54中的矽膠是用來作為基底使用的,當然所述矽膠也可以採用其他聚合物帶替代,此處就不再舉例詳細說明。所述中子捕獲材料由含硼化合物或者含鋰化合物中的至少一種製成,所述含硼化合物或者含鋰化合物占所述中子捕獲材料重量的10%~50%。本實施方式中,所述中子捕獲材料選用的是10BN,並且所述中子捕獲材料中還包括Li、C、O、Si及Br。
所述密封袋53中的屏蔽體54為固態顆粒狀結構,所述密封袋53設有密封口55,所述密封口55用於連接至外部的抽真空裝置(未圖示)。當被照射體置於所述定位組件52後,所述密封袋53內的固態顆粒狀的屏蔽體54因被照射體的重力凹陷形成與所述被照射體輪廓相同的形狀,使用所述抽真空裝置(未圖示)對所述密封袋53抽真空,所述定位組件52上凹陷的與所述被照射體輪廓相同的形狀形成能夠對所述被照射體進行定位。當密封袋53內不再是真空狀態時,所述定位組件52可以恢復至被照射體設置於定位組件52之前的狀態。由此可見,本申請中所述定位組件52可以重複使用,並 且能夠適用於不同體型的被照射體。
本申請中,所述固態顆粒狀是指最大直徑處於在0.01毫米至10毫米之間的固體。
當然,可以直接用矽膠和中子捕獲材料製成屏蔽體,這種情況下製成的屏蔽體為具有一定粘稠度的可流動的液體。將所述可流動狀態的屏蔽體灌注於所述密封袋53中,當被照射體置於定位組件52後,密封袋53內可流動狀態的屏蔽體隨著被照射體的重力凹陷形成與所述被照射體輪廓相同的形狀,使用所述抽真空裝置(未圖示)對所述密封袋53抽真空,所述定位組件52上凹陷的與所述被照射體輪廓相同的形狀能夠對所述被照射體進行定位。
結合第4圖,本申請中,所述載置台50和支撐部51均採用合金材料製成,所述載置台50和支撐部51的表面均包覆有能夠避免所述載置台50和支撐部51被中子束照射後發生活化的屏蔽部54’。此處所述屏蔽部54’與前文所述定位組件52的密封袋53中的固態顆粒狀的屏蔽體54的材料相同。也就是說,包覆在所述載置台50和支撐部51表面的屏蔽部54’與密封袋53被的屏蔽體54的實質相同,僅僅只是表現形態上的不同。所述包覆在所述載置台50和支撐部51表面的屏蔽部54’的厚度不少於1公分。
所述治療床300還設有位於載置台50上表面和定位組件52下表面之間的輔助件60,所述輔助件60由碳纖維材料製成,所述定位組件52置於所述輔助件60上。
第5圖和第6圖為檢測屏蔽體對中子束屏蔽效果的示意圖。第5圖中,在準直器40和金屬箔片70之間設置屏蔽體54;第6圖中,用PMMA(聚 甲基丙烯酸甲酯,對中子束沒有任何屏蔽效果)代替屏蔽體54,所述PMMA的尺寸與屏蔽體54的尺寸完全一致。本申請中,用金屬箔片70和偵檢器80來檢測中子捕獲材料對中子束屏蔽效果。具體為,將所述金屬箔片70(如銅片)設置在屏蔽體54遠離準直器40一側的表面(距離準直器40相對位置為A處),所述偵檢器80連接於所述金屬箔片70,中子捕獲治療裝置200對所述金屬箔片70照射中子束,通過偵檢器80檢測中子束經過屏蔽體54進行中子屏蔽後再照射至金屬箔片70的中子反應率;同樣地,將金屬箔片70設置在PMMA遠離準直器40一側的表面(距離準直器相對位置為A處),所述偵檢器80連接於所述金屬箔片70,中子捕獲治療裝置200對所述金屬箔片70照射中子束,通過偵檢器80以檢測中子束直接照射金屬箔片70的中子反應率。
表一中,RR表示中子束經過所述屏蔽體後照射至金箔片(如銅片)的中子反應率;RRref為中子束直接照射至金箔片(如銅片)的中子反應率,由RR與RRref比值可以看出,本申請所述屏蔽體對中子束的屏蔽確實有著很好的效果,並且,RR與RRref的比值越小,屏蔽體對中子束的屏蔽效果越好。
當然,表一中記載的10BN含量占所述中子捕獲材料重量的10%~49%只是優選的實施方式,在實際製造過程中,10BN含量占所述中子 捕獲材料重量的10%~100%(如第7圖所示),只是,當10BN含量占所述中子捕獲材料重量的49%以上時,屏蔽體對中子束的屏蔽能力與10BN含量占所述中子捕獲材料重量的10%~49%時屏蔽體對中子束的屏蔽效果並沒有很大提升,出於製造成本的考量,10BN含量占所述中子捕獲材料重量的比例優選10%~49%。
需要註意的是,為了保證測量的準確性,在使用金屬箔片70檢測中子反應率RR(設置屏蔽體54)及RRref(未設置屏蔽體54)過程中,所述金屬箔片70相對於準直器40的位置相同。
當然,本申請中是以所述中子捕獲治療系統以及用於屏蔽中子的中子捕獲材料為例進行詳細說明,本申請中技術方案也可應用於其他輻射線照射系統中,本申請就不再一一舉例說明。
另,本申請揭示的用於輻射線照射系統並不局限於以上實施例所述的內容以及附圖所表示的結構。在本申請的基礎上對其中構件的材料、形狀及位置所做的顯而易見地改變、替代或者修改,都在本申請要求保護的範圍之內。
Claims (10)
- 一種輻射線照射系統,包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,其中,所述治療床包括,載置台,用於載置被照射體;支撐部,用於支撐載置台;定位組件,設於載置台並對被照射體進行定位,所述定位組件包括屏蔽體以及容置所述屏蔽體的密封袋;所述屏蔽體包括聚合物以及能夠對輻射線進行屏蔽的輻射線屏蔽材,當所述定位組件置有被照射體時,所述定位組件置有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與所述被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位。
- 如請求項1所述之輻射線照射系統,其中,所述屏蔽體由所述矽膠、輻射線屏蔽材以及矽膠固化劑製成,所述密封袋中的屏蔽體為固態顆粒狀,當對密封袋抽真空後,所述定位組件置有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位;當密封袋表面的被照射體移除,密封袋中充有空氣時,所述定位組件還原成抽真空前的狀態。
- 如請求項1所述之輻射線照射系統,其中,所述輻射線照射系統為中子捕獲治療系統,所述輻射線照射裝置為中子捕獲治療裝置,所述輻射線屏蔽材為中子捕獲材料,所述中子捕獲治療裝置包括中子產生部、射束整形體、射束出口以及準直器,所述射束整形體包括緩速體及包覆於緩速體外周的反射體,所述中子產生部經帶電粒子束照射後產生中子,所述緩速體將自中子產生部產生的中子減速至預設能譜,所述反射體將 偏離的中子導回以提高預設能譜內的中子強度,所述準直器鄰接於所述射束出口外側以會聚從射束出口出來的中子射束,所述中子捕獲材料能夠對中子進行屏蔽,所述中子捕獲材料由含硼化合物或者含鋰化合物中的至少一種製成。
- 如請求項3所述之輻射線照射系統,其中,所述含硼化合物或者含鋰化合物占所述中子捕獲材料重量的10%~49%,所述含硼化合物為 10B 4C或者 10BN,所述含鋰化合物為LiF或者 6LiF,所述中子捕獲材料中還包括Li、C、O、Si及Br。
- 如請求項2至4任一項所述之輻射線照射系統,其中,所述載置台和支撐部採用合金材料製成,所述載置台和支撐部的表面包覆有屏蔽部,所述屏蔽部與所述定位組件中的屏蔽體的材料相同。
- 如請求項1所述之中子捕獲治療系統,其中,所述治療床還設有位於載置臺上表面和定位組件下表面之間的輔助件,所述輔助件為碳纖維材料製成,所述定位組件置於所述輔助件上。
- 一種用於輻射線照射系統的定位組件,其中,所述定位組件包括屏蔽體以及容置所述屏蔽體的密封袋,所述屏蔽體包括由聚合物以及能夠對輻射線進行屏蔽的輻射線屏蔽材,當定位組件置有被照射體時,所述定位組件有被照射體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位。
- 如請求項7所述之用於輻射線照射系統的定位組件,其中,所述屏蔽體由所述矽膠、輻射線屏蔽材以及矽膠固化劑製成,所述密封袋中的屏蔽體為若干固態顆粒狀,當對密封袋抽真空後,所述定位組件有被照射 體的位置隨著被照射體的形狀凹陷形成與被照射體相應的輪廓以對所述被照射體進行定位;當密封袋表面的被照射體移除,密封袋中充有空氣時,所述定位組件還原成抽真空前的狀態。
- 一種輻射線照射系統,所述輻射線照射系統包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,其中,所述治療床包括用於載置被照射體的載置台、用於支撐載置台的支撐部以及設於載置台並對被照射體進行定位的定位組件,所述定位組件具有第一狀態和第二狀態,當所述定位組件處於第一狀態時,所述定位組件未受外界壓力而變形或保持在第一變形狀態;當所述定位組件處於第二狀態時,所述定位組件受到外界壓力而變形或保持在不同於第一變形狀態的第二變形狀態。
- 一種用於輻射線照射系統的定位組件,所述輻射線照射系統包括輻射線照射裝置及將被照射體運輸至所述輻射線照射裝置進行照射的治療床,其中,所述定位組件對被照射體進行定位,所述定位組件具有第一狀態和第二狀態,當所述定位組件處於第一狀態時,所述定位組件未受外界壓力而變形或保持在第一變形狀態;當所述定位組件處於第二狀態時,所述定位組件受到外界壓力而變形或保持在不同於第一變形狀態的第二變形狀態。
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