TWI792359B - 中子劑量檢測裝置及中子捕獲治療設備 - Google Patents
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Abstract
一種中子劑量檢測裝置及中子捕獲治療設備，前述中子劑量檢測裝置包括至少兩個計數率通道及用以於至少兩個前述計數率通道中選擇一個計數率通道之計數率通道選擇單元。前述計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之檢測器、用以處理從前述檢測器輸出之訊號之訊號處理單元及對從前述訊號處理單元輸出之訊號進行計數得到計數率之計數器。
Description
本發明涉及一種輻射線照射領域，尤其涉及一種中子劑量檢測裝置及中子捕獲治療設備。
隨著原子科學之發展，例如鈷六十、直線加速器、電子射束等放射線治療已成為癌症治療之主要手段之一。惟傳統光子或電子治療受到放射線本身物理條件之限制，於殺死腫瘤細胞之另，也會對射束途徑上大量之正常組織造成傷害；另由於腫瘤細胞對放射線敏感程度之不同，傳統放射治療對於較具抗輻射性之惡性腫瘤(如：多型性膠質母細胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素細胞瘤(melanoma))之治療成效往往不佳。
為了減少腫瘤周邊正常組織之輻射傷害，化學治療(chemotherapy)中之標靶治療概念便被應用以放射線治療中；而針對高抗輻射性之腫瘤細胞，目前也積極發展具有高相對生物效應(relative biological effectiveness,RBE)之輻射源，如質子治療、重粒子治療、中子捕獲治療等。其中，中子捕獲治療便係結合前述兩種概念，如硼中子捕獲治療，藉由含硼藥物於腫瘤細胞之特異性積聚，配合精準之中子射束調控，提供比傳統
放射線更好之癌症治療選擇。
於硼中子捕獲治療過程中，由於對患者進行輻射線照射治療之中子束輻射線較強，需要精確控制對患者實施之照射劑量。而於制定治療計畫時，仍然存在預設照射參數，例如：中子照射劑量，設置不準確、實際照射劑量檢測不準確之問題。
另，於實際照射過程中，由於操作員或醫生之失誤，誤碰控制台導致錯誤之輸入指令或更改相關指令和照射參數之事情偶有發生，增加了醫療風險。
為了解決前述問題，本發明提供一種能夠向患者實施準確之中子照射劑量之中子劑量檢測裝置及中子捕獲治療設備，前述中子劑量檢測裝置包括至少兩個計數率通道及用以於至少兩個前述計數率通道中選擇一個計數率通道之計數率通道選擇單元，前述計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之檢測器、用以處理從前述檢測器輸出之訊號之訊號處理單元及對從前述訊號處理單元輸出之訊號進行計數得到計數率之計數器。
進一步地，前述計數率通道至少包括第一計數率通道和第二計數率通道，前述第一計數率通道包括第一檢測器，前述第二計數率通道包括第二檢測器，第一檢測器之靈敏度與第二檢測器之靈敏度不相同。
進一步地，由加速器加速之帶電粒子束與靶發生核反應產生中子，前述計數率通道選擇單元根據前述加速器之功率、中子束通量或前述檢測器與中子源之間之距離來選擇計數率通道。
進一步地，亦包括將前述計數率通道選擇單元選定之計數
率通道記錄到之計數率轉換為中子通量率或中子劑量率之轉換單元及對前述中子通量率或前述中子劑量率進行積分得到中子劑量之積分單元。
進一步地，亦包括顯示前述中子劑量之顯示器。
進一步地，前述計數率通道包括第一計數率通道和第二計數率通道，前述第一計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之第一檢測器、用以處理從前述第一檢測器輸出之訊號之第一訊號處理單元及對從前述第一訊號處理單元輸出之訊號進行計數之第一計數器；前述第二計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之第二檢測器、用以處理從前述第二檢測器輸出之訊號之第二訊號處理單元及對從前述第二訊號處理單元輸出之訊號進行計數之第二計數器，前述第一檢測器具有檢測中子之第一靈敏度，前述第二檢測器具有檢測中子之第二靈敏度，前述第一靈敏度小於前述第二靈敏度。
進一步地，當前述加速器之實際功率小於最大功率之二分之一時，前述計數率通道選擇單元選擇將前述第二計數率通道之前述第二計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算，反之，則前述計數率通道選擇單元選擇將前述第一計數率通道之前述第一計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算。
進一步地，將前述加速器處於最大功率時能夠產生之中子通量定義為最大中子通量，當即時中子通量小於最大中子通量之二分之一時，前述計數率通道選擇單元選擇將前述第二計數率通道之前述第二計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算，反之，則前述計數率通道選擇單元選擇將前述第一計數率通道之前述第一計數器記錄之計數
率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算。
前述中子捕獲治療設備包括前述中子劑量檢測裝置。
進一步地，亦包括中子束照射系統，前述中子束照射系統包括產生中子束之中子束產生模組及對前述中子束進行調整之射束調整模組，前述射束調整模組包括能夠對前述中子束進行減速之緩速體及將偏離之中子導回至前述緩速體之反射體。
1:中子束照射系統
11:中子束產生模組
111:加速器
112:靶
113:帶電粒子束傳輸部
12:射束調整模組
121:射束整形體
1211:緩速體
1212:反射體
1213:熱中子吸收體
1214:輻射屏蔽
122:準直器
20:計數率通道
21、21’:中子劑量檢測裝置
211:檢測器
212:訊號處理單元
213:計數器
214:轉換單元
215:積分單元
216:計數率通道選擇單元
217:計數率修正單元
218:顯示器
201:第一計數率通道
2011:第一檢測器
2012:第一訊號處理單元
2013:第一計數器
202:第二計數率通道
2021:第二檢測器
2022:第二訊號處理單元
2023:第二計數器
22:溫度檢測裝置
23:位移檢測裝置
S:患者
3:監測系統
31:輸入部
32:存儲部
33:控制部
34:讀取部
35:計算部
36:判斷部
37:修正部
38:顯示部
51:確認資訊無誤按鈕
52:開始照射按鈕
53:暫停照射按鈕
54:取消照射按鈕
55:生成報告按鈕
第1圖係本發明中子捕獲治療設備之中子束照射系統之示意圖；
第2圖係本發明中子捕獲治療設備之射束整形體之示意圖；
第3圖係本發明中子捕獲治療設備之中子束照射系統和檢測系統之示意圖；
第4圖係本發明中子捕獲治療設備之實施例一之中子劑量檢測裝置之示意圖；
第5圖係本發明中子捕獲治療設備之實施例二之中子劑量檢測裝置之示意圖；
第6圖係本發明中子捕獲治療設備之監測系統之示意圖
第7圖係本發明中子捕獲治療設備之防誤作系統結合顯示部和輸入部之示意圖。
為了使本發明之目的、技術方案及技術效果更加清楚明白，並使本領域技術人員能夠據以實施，以下結合圖式圖式及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
下文描述中，術語“第一”、“第二”等可以於此用以描述各種元件，但該等元件不受該等術語之限制，此術語僅用以區分所描述之物件，不具有任何順序或技術含義。
輻射線治療係一種常見之治療癌症之手段，硼中子捕獲治療作為一種有效之治療癌症之手段近年來之應用逐漸增加。如第1圖至第7圖所示，一種向待照體照射，例如患者S，照射預設中子劑量之中子束以進行硼中子捕獲治療(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)之中子捕獲治療設備包括中子束照射系統1、檢測系統、監測系統3、校正系統和防誤作系統。中子束照射系統1用以產生適合用以對患者S實施中子照射治療之中子束，檢測系統用以於中子束照射治療過程中對中子劑量等照射參數進行檢測，監測系統3用以控制整個中子束照射之過程，校正系統用以對預設中子劑量進行校正，防誤作系統用以防止相關人員對監測系統3輸入錯誤之指令和資訊。
硼中子捕獲治療係利用含硼(10B)藥物對熱中子具有高捕獲截面之特性，藉由10B(n,α)7Li中子捕獲及核分裂反應產生4He和7Li兩個重荷電粒子，兩個重荷電粒子之平均能量約為2.33MeV，具有高線性轉移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特徵。4He粒子之線性能量轉移與射程分別為150keV/μm、8μm，而7Li重荷粒子之線性能量轉移與射程分別為175
keV/μm、5μm，兩個重荷電粒子之總射程約相當於一個細胞大小，是以對於生物體造成之輻射傷害能侷限於細胞層級。含硼藥物選擇性地聚集於腫瘤細胞中，中子束進入患者S體內後，與患者S體內之硼發生核反應產生4He和7Li兩個重荷電粒子，4He和7Li兩個重荷電粒子於不對正常組織造成太大傷害之前提下，局部殺死腫瘤細胞。
參照第1圖所示，中子束照射系統1包括中子束產生模組11及對於中子束產生模組11產生之中子束進行調整之射束調整模組12。
中子束產生模組11產生向患者S照射之中子束，其包括用以加速帶電粒子束之加速器111、與帶電粒子束反應生成中子束之靶112及位於加速器111與靶112之間用以傳輸帶電粒子束之帶電粒子束傳輸部113。帶電粒子束傳輸部113向靶112傳輸帶電粒子束，其一端連接於加速器111、另一端連接於靶112。另，於帶電粒子束傳輸部113上設置射束調節部(未圖示)、帶電粒子掃描部(未圖示)等射束控制裝置。射束調節部控制帶電粒子束之行進方向及射束直徑。帶電粒子束掃描部掃描帶電粒子束並控制帶電粒子束相對靶112之照射位置。
加速器111可以係迴旋加速器、同步加速器、同步迴旋加速器或直線加速器等。較常見之靶112有鋰(Li)靶和鈹(Be)靶，帶電粒子束加速至足以克服靶112之原子核庫倫斥力之能量並與靶112發生7Li(p,n)7Be核反應以產生中子束，常被討論之核反應有7Li(p,n)7Be及9Be(p,n)9B。通常，靶112包括靶層和位於靶層之一側用以防止靶層氧化之抗氧化層，抗氧化層由Al或者不銹鋼製成。
本發明揭示之實施例中，採用加速器111加速帶電粒子與靶
112發生核反應供應中子源，於其他實施例中，可以採用核反應爐、D-T中子發生器、D-D中子發生器等供應中子源。惟，無論係本發明揭示之以加速帶電粒子與靶112發生核反應供應中子源，亦係以核反應爐、D-T中子發生器、D-D中子發生器等供應中子源，產生之皆為混合輻射場，即產生之射束包含高速中子束、超熱中子束、熱中子束及伽馬射線。於硼中子捕獲治療過程中，除了超熱中子外，其餘之輻射線(統稱為輻射線污染)含量越多，造成正常組織非選擇性劑量沉積之比例越大，是以該等會造成不必要劑量沉積之輻射應儘量降低。
國際原子能總署(IAEA)針對臨床硼中子捕獲治療用之中子源，給定了五項空氣射束品質因素建議，此五項建議可用以比較不同中子源之優劣，並供以作為挑選中子產生途徑、設計射束整形體121時之參考依據。這五項建議分別如下：
超熱中子射束通量Epithermal neutron flux>1 x 109n/cm2s
快中子污染Fast neutron contamination<2 x 10-13Gy-cm2/n
光子污染Photon contamination<2 x 10-13Gy-cm2/n
熱中子與超熱中子通量比值thermal to epithermal neutron flux ratio<0.05
中子流與通量比值epithermal neutron current to flux ratio>0.7
注：超熱中子能區於0.5eV到40keV之間，熱中子能區小於0.5eV，快中子能區大於40keV。
結合第2圖和第3圖所示，射束調整模組12用以對於中子束
產生模組11產生之混合輻射線進行調整，使最終照向患者S之輻射線污染被最大限度之減少並將用以治療患者S之超熱中子聚焦到患者S需要被照射之部位。射束調整模組12包括對中子束進行減速、屏蔽之射束整形體121及將超熱中子聚焦到患者S需要被照射之部位之準直器122。具體地，射束整形體121包括能夠將自靶112處產生之中子束減速至超熱中子能區之緩速體1211、將偏離之中子導回至緩速體1211以提高超熱中子之射束強度之反射體1212、用以吸收熱中子以避免治療時於淺層正常組織造成過多劑量沉積之熱中子吸收體1213及用以屏蔽滲漏之中子和光子以減少非照射區之正常組織之劑量沉積之輻射屏蔽1214。於其他實施例中，也可以不包括熱中子吸收體，而係由緩速體或者反射體內所含物質來吸收熱中子，或者可以理解為緩速體與熱中子吸收體一體設置。於其他實施例中，也可以不包括輻射屏蔽，而係與反射體相同材質組成，或者得理解為反射體與輻射屏蔽一體設置。
緩速體1211可以由不同之複數材料層疊而成，緩速體1211之材料根據帶電粒子束之能量等因素進行選擇，例如來自加速器111之質子束之能量為30MeV且使用鈹靶時，緩速體1211之材料為鉛、鐵、鋁或氟化鈣；來自加速器111之質子束之能量為11MeV且使用鈹靶時，緩速體1211之材料為重水(D2O)或氟化鉛等等。作為一種優選之實施例，緩速體1211由MgF2和占MgF2之重量百分比為4.6%之LiF混合製成，反射體1212由Pb製成，熱中子吸收體1213由6Li製成。輻射屏蔽1214包括光子屏蔽和中子屏蔽，其中，光子屏蔽由鉛(Pb)製成，中子屏蔽由聚乙烯(PE)製成。緩速體1211之形狀可以係第2圖揭示之雙錐狀、也可以係第3圖揭示之圓柱狀，反
射體1212圍繞緩速體1211設置，其形狀根據緩速體1211之形狀做適應性之改變。
繼續參照第3圖所示，檢測系統包括用以即時檢測中子束之中子劑量之中子劑量檢測裝置21、用以檢測靶112之溫度之溫度檢測裝置22、用以檢測患者S之於治療過程中是否發生位移之位移檢測裝置23及用以檢測患者S體內之硼濃度之硼濃度檢測裝置(未圖示)。
結合第4圖所示，中子劑量檢測裝置21包括用以接收中子並輸出訊號之檢測器211、用以處理從檢測器211輸出之訊號之訊號處理單元212、對從訊號處理單元212輸出之訊號進行計數得到計數率之計數器213、將計數器213記錄之計數率轉換為中子通量率或中子劑量率之轉換單元214、對中子通量率或中子劑量率進行積分得到中子劑量之積分單元215及顯示中子劑量之顯示器218。檢測器211、訊號處理單元212和計數器213組成一個計數率通道20。
檢測器211可以放置於射束整形體121內、也可以放置於準直器122內、也可以設置於臨近射束整形體121之任意位置，只要檢測器211所處之位置能夠用以檢測中子束之中子劑量即可。
能夠實現即時檢測中子束之中子劑量之檢測器211有電離室及閃爍探測頭，其中採用電離室結構為基底之有He-3比例計數器、BF3比例計數器、分裂游離室、硼電離室，閃爍探測頭包含有機材料或無機材料，於探測熱中子時，閃爍探測頭多添加Li或B等高熱中子捕獲截面元素。兩類檢測器內之某一元素與進入該檢測器之中子發生捕獲或核裂變反應釋出重荷電粒子及核裂變碎片，於電離室或閃爍探測頭內產生大量電離對，該等
電荷被收集並形成電訊號，經過訊號處理單元212進行降噪、轉換、分離處理，並將電訊號轉為脈衝訊號，並透過分析電壓脈衝之大小，分辨出中子脈衝訊號及γ脈衝訊號。分離出來之中子脈衝訊號被計數器213持續記錄下來，得到中子之計數率(n/s)。轉換單元214藉內部之軟體、程式等對計數率進行運算和轉換得到中子通量率(cm-2s-1)，藉對中子通量率進行進一步之運算和轉換得到中子劑量率(Gy/s)，最後，積分部對中子劑量率進行積分獲得即時中子劑量。
以下以分裂游離室(fission chamber)、閃爍探測頭(scintillator detector)和BF3檢測器為例做簡單之介紹。
當中子束通過分裂游離室時，與分裂游離室內部氣體分子或分裂游離室之壁部發生游離作用，生成電子與帶正電荷之離子，此電子和正電荷離子稱為前述之離子對。由於分裂游離室內有外加電場高壓，是以電子朝中央陽極絲移動，正電荷離子朝周圍之陰極壁移動，因而產生可測得之電訊號。
閃爍探測頭內之光纖等物質吸收能量之後會產生可見光，其利用游離輻射將晶體或分子中之電子激發至激態，而當電子回到基態時放出之螢光被收集後用以作為中子束檢測。閃爍探測頭與中子束作用後所發射之可見光，利用光電倍增管將可見光轉化為電訊號輸出。
BF3檢測器放置於射束整形體121中用以接受中子束之照射，BF3檢測器中之B元素與中子發生核反應10B(n,alpha)7Li，核反應產生之alpha粒子和7Li電粒子於電壓之驅動下被高壓電極收集，產生電訊號。電訊號藉同軸電纜傳輸到訊號處理單元212進行訊號放大和濾波整形後形
成脈衝訊號。被處理後之脈衝訊號傳輸到計數器213中進行脈衝計數，獲得計數率(n/s)，藉計數率可即時測定中子束強度，即中子劑量。
溫度檢測裝置22為熱電偶(thermocouple)，兩種不同成份之導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路，當接合點之溫度不同時同，於回路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量，其中，直接用作測量介質溫度之一端叫做工作端(也稱為測量端)，另一端叫做冷端(也稱為補償端)；冷端與顯示儀錶或配套儀錶連接，顯示儀錶會指出熱電偶所產生之熱電勢。當然，本領域技術人員熟知地，溫度檢測裝置22也可以係電阻溫度計等任何能夠檢測溫度之檢測器211。
位移檢測裝置23為紅外訊號檢測器，紅外檢測器係靠探測人體發射之紅外線來進行工作。紅外檢測器收集外界之紅外輻射進而聚集到紅外感測器上，紅外感測器通常採用熱釋電元件，這種元件於接收了紅外輻射溫度發出變化時就會向外釋放電荷，檢測處理後產生報警。這種檢測器211係以探測人體輻射為目標。是以輻射敏感元件對波長為10μm左右之紅外輻射必須非常敏感。當然，本領域技術人員熟知地，位移檢測裝置23可以為任意之適於用以檢測待照體位移變化之檢測裝置，如位移感測器。所謂位移感測器根據待照體相對某一參照物之位移變化來確定待照體是否移動。本領域技術人員亦熟知地，位移檢測裝置23不僅可以用以檢測待照體之位移變化，亦可以用以檢測固定待照體之支撐件和/或治療台等位移之變化，從而間接地得知待照體之位移變化。
於對患者S進行中子束照射治療之過程中，需要時對患者S
持續性地供給硼。硼濃度之檢測可由電感耦合等離子體光譜法、高解析度α放射自顯影、帶電離子能譜法、中子俘獲相機、核磁共振和磁共振成像、正電子發射斷層成像、瞬發γ射線能譜儀等實現，以上檢測方法涉及之裝置稱為硼濃度檢測裝置。
本發明以藉檢測患者S釋放出之γ射線推算患者S體內之硼濃度為例進行描述。中子束進入患者體內與硼發生反應後生成γ射線，藉測定γ射線之量可以推算出於中子束發生反應之硼之量，從而推算出患者S體內之硼濃度。硼濃度檢測裝置用以於中子束照射系統1向患者S實施中子束照射治療之過程中即時測定患者S體內之硼之濃度。
硼濃度檢測裝置檢測由中子和硼之反應生成之γ射線(478kev)而測定硼濃度，以能夠測定單能量之γ射線而測定硼濃度分佈之硼分佈測量系統(PG(Prompt-γ)-SPECT)作為硼濃度檢測裝置。硼濃度檢測裝置具有γ射線檢測部和硼濃度計算部。γ射線檢測部用以檢測與從患者S之體內放出之γ射線有關之資訊，硼濃度計算部根據γ射線檢測部檢測出之與γ射線有關之資訊計算患者S體內之硼濃度。γ射線檢測部能夠使用閃爍器及其他各種γ射線檢測設備。於本實施方式中，γ射線檢測部配置于患者S之腫瘤之附近，例如配置于離患者S之腫瘤為30cm左右之位置。
前述用以檢測中子束之中子劑量之中子劑量檢測裝置21之檢測器211屬於脈衝檢測器，檢測器211所能分辨開之兩個相繼入射中子之間之最短時間間隔定義為脈衝分辨時間τ(s)。於一個中子入射檢測器211後之τ時間內，檢測器211無法準確記錄其他入射之中子，故也稱之為死時間。
檢測器211檢測中子之靈敏度係檢測器211之輸出總量與相應輸入總量之比值，對於本發明所例舉之中子劑量檢測裝置21之檢測器211而言，輸入物理量為中子束，輸出物理量一般為光訊號或電訊號。輸出總量與相應輸入總量之比值越高，說明檢測器211之檢測中子之靈敏度越高，檢測中子之靈敏度越高，則檢測器211對應之脈衝分辨時間τ越少。為降低統計誤差，通常，低通量之束流採用檢測中子之靈敏度高之檢測器211進行檢測，高通量之束流採用檢測中子之靈敏度低之檢測器211進行檢測。
下文針對不同實施例進行詳述，相同之構件於不同之實施例中為了簡化採用了相同之數位識別碼，相似之構件於不同實施例中分別以相同數位識別碼加“’”或“””以示區別。
於第4圖揭示之實施例一中，中子劑量檢測裝置21僅具有一個計數率通道20，為了精確檢測不同通量之中子束之中子劑量，於第5圖揭示之實施例二中，中子劑量檢測裝置21’至少包括兩個計數率通道20’，每個計數率通道20’之檢測器211’之檢測中子之靈敏度互不相同，進一步地，中子劑量檢測裝置21’亦包括根據加速器111當前功率或者中子束通量來選擇合適之計數率通道20’之計數率通道選擇單元216。具體地，實施例二中，中子劑量檢測裝置21’包括至少兩個計數率通道20’、用以於至少兩個計數率通道20’中選擇一個合適之計數率通道20’之計數率通道選擇單元216、將計數率通道選擇單元216選定之計數率通道20’記錄到之計數率轉換為中子通量率或中子劑量率之轉換單元214及對中子通量率或中子劑量率進行積分得到中子劑量之積分單元215。
將兩個計數率通道20’分別命名為第一計數率通道201和第
二計數率通道202，第一計數率通道201包括用以接收中子並輸出訊號之第一檢測器2011、用以處理從第一檢測器2011輸出之訊號之第一訊號處理單元2012及對從第一訊號處理單元2012輸出之訊號進行計數之第一計數器2013；第二計數率通道202包括用以接收中子並輸出訊號之第二檢測器2021、用以處理從第二檢測器2021輸出之訊號之第二訊號處理單元2022及對從第二訊號處理單元2022輸出之訊號進行計數之第二計數器2023。計數率通道選擇單元216根據加速器111當前功率或者中子束通量來選擇合適之計數率通道20，轉換單元214將計數率通道選擇單元216選定之計數率通道20記錄之計數率轉換為中子通量率或中子劑量率，積分單元215對中子通量率或中子劑量率進行積分得到中子劑量。
通常，將加速器111處於最大功率時能夠產生之中子通量定義為最大中子通量，於檢測到之即時中子通量小於最大中子通量之二分之一時，認為中子通量較小；於檢測到之即時中子通量大於等於最大中子通量之二分之一時，認為中子通量較大。
第一檢測器2011之檢測中子之靈敏度為第一靈敏度，第二檢測器2021之檢測中子之靈敏度為第二靈敏度，第一靈敏度小於第二靈敏度。具體地，第一檢測器2011由大量中子吸收材料，如B4C，Cd，包裹或充入低氣壓工作氣體或者設計為較小之尺寸，因而被降低了檢測中子之靈敏度，當中子通量較大時，採用第一檢測器2011進行檢測，能夠減少脈衝分辨時間造成之計數率損失。第二檢測器2021相較於第一檢測器2011而言由少量中子吸收材料包裹或者不採用任何材料包裹或者充入高氣壓工作氣體或者設計為大尺寸，因而，第二靈敏度大於第一靈敏度，當中子通量較小
時，採用第二檢測器2021進行檢測，能夠減少由於低計數率造成之計數率統計誤差。
對應地，第一計數率通道201之檢測中子之靈敏度小於第二計數率通道202之檢測中子之靈敏度。計數率選擇單元根據加速器111當前功率或者中子通量來選擇合適之計數率通道20’，例如：於加速器111之最大束流強度為10mA之情況下，當加速器111之束流強度大於5mA時，選擇將具有第一靈敏度之第一計數率通道201之第一計數器2013記錄之計數率傳輸到轉換單元214用以劑量之計算；當加速器111之束流強度小於5mA時，選擇將具有第二靈敏度之第二計數率通道202之第二計數器2023記錄之計數率傳輸到轉換單元214用以劑量之計算。藉計數率選擇單元選取較為準確之計數率傳輸給轉換單元214進行劑量之計算，從而得到準確之中子照射劑量。
中子劑量檢測裝置21設置至少兩個檢測中子之靈敏度不同之第一計數率通道201和第二計數率通道202，計數率通道選擇單元216根據實際情況選擇一個較為精確之計數率進行中子劑量之計算，能夠避免脈衝分辨時間造成之計數率損失誤差，另兼顧低計數率造成統計誤差，提高了即時中子劑量檢測之準確度，進而提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度。
於其他實施方式中，計數率通道20、20’得根據需要設置為任意數量。
另，以上列舉之實施方式中，根據加速器111功率、中子通量等來選擇計數率通道20，於其他實施方式中，可以根據檢測器211與中子
源之距離來選擇計數率通道20’，例如：檢測器211設置於接近中子源之位置時，選用具有第二靈敏度之第二計數率通道202；檢測器211設置於遠離中子源之位置時，選用之具有第一靈敏度之檢測器之第一計數率通道201。
前述中子劑量檢測裝置21之檢測器211均屬於脈衝檢測器，一般情況下，脈衝檢測器存在時間分辨之問題。入射中子與檢測器211反應產生訊號脈衝，將跟隨一個τ時間間隔，於這個間隔時間內再產生之其他所有訊號脈衝將被檢測器211當做同一個訊號脈衝，於該種情況下，只要任何兩個訊號脈衝之時間間隔小於τ，第二個脈衝將不被記錄。是以，計數器213記錄到之計數率就存在偏差，需要進行修正。轉換單元214根據修正後之計數率Ck結合劑量轉化因數得到即時之準確之中子通量率、中子劑量率Dt(Gy/s)。
再次結合第4圖和第5圖所示，進一步地，中子劑量檢測裝置21還包括用以對計數率進行修正之計數率修正單元217，計數率修正單元217包括計數率修正計算部、計數率修正因數計算部和脈衝分辨時間計算部。
計數率修正計算部採用公式(1-1)計算修正後之計數率Ck：
C k =K．C t (1-1)
K為計數率修正因數；
Ct為計數器213記錄到之即時計數率。
計數率修正因數計算部採用公式(1-2)計算計數率修正因數K：
n為單位時間內計數器213記錄到之脈衝數，即單位時間內之即時計數率(n/s)；
m為單位時間內檢測器211內實際產生之訊號脈衝數，即單位時間內與檢測器211反應之中子數(n/s)。
當進入檢測器211之中子於單位時間內反應之中子數為m、單位時間內計數器213實際記錄之脈衝數為n時，計數管無法工作之時間為nτ，於此時間內進入計數管而無法被記錄之中子總數為mnτ，即丟失之計數為：m-n，藉推導得到公式(1-3)：
n-m=nmτ (1-3)
將公式(1-3)帶入公式(1-2)，得到公式(1-4)：
由上式可知，知道脈衝分辨時間τ就可以結合計數器213記錄到脈衝數和公式(1-4)計算出計數率修正因數，將計數率修正因數帶入公式(1-1)即可計算出修正後之計數率。
常規之脈衝分辨時間計算之方法有雙源法和反應堆功率法，這兩種方法需要採用兩個天然中子源或者反應堆來計算，成本較高。本發明之實施例基於中子捕獲治療設備之監控系統來計算脈衝分辨時間，充分利用習知設備和資源以降低成本。
具體地，首先將加速器111運行於低通量狀態下，此時，中子束通量為第一中子束通量I1，此時，計數器213記錄到之計數率為C1，由
於處於低通量狀態，理論上檢測器211不會受到脈衝分辨時間之影響而存在不被記錄之訊號脈衝。然後將加速器111運行至高通量狀態，此時中子束通量為第二中子束通量I2，此時，計數器213記錄到之計數率為C2，此時計數率受到脈衝分辨時間之影響使得部分訊號脈衝未被記錄，脈衝分辨時間計算部根據公式(1-5)計算脈衝分辨時間τ：
如果檢測器211之位置不變動，脈衝分辨時間不需要於每次設備運行時都計算，惟檢測器211於工作長時間後，性能參數會發生變化，造成脈衝分辨時間發生變化，是以需要週期性地對脈衝分辨時間進行計算。
計數率修正單元217能夠計算檢測器211之脈衝分辨時間，並且能夠根據脈衝分辨時間計算計數率修正因素，從而修正由脈衝分辨時間帶來之計數率誤差，進一步提高了即時中子劑量檢測之準確度，進而進一步提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度。
於進行照射治療之前，藉模擬、計算等得到需要向患者S輸送之總的中子劑量、照射期間之中子通量率或中子劑量率或電流及需要之照射時間、照射角度等照射參數，為了便於說明，以上參數統稱為預設照射參數。於其他實施例中，包括以上參數之部分或者更多未提及參數，都可理解為預設照射參數，分別稱為預設中子劑量(Gy)、預設中子通量率(cm-2 s-1)、預設中子劑量率(Gy s-1)、預設電流(A)及預設照射時間(s)等。於照射過程中，因某些因素之改變，需要根據檢測系統檢測到之相關參數
週期性地對照射參數進行調整，將由檢測系統檢測到之照射參數命名為即時照射參數、被調整過之照射參數命名為修正之照射參數。被調整之照射參數可能係預設照射參數，也可能係修正之照射參數。
參照第6圖所示，監測系統3包括用以輸入預設照射參數之輸入部31、存儲照射參數之存儲部32、根據存儲部32存儲之照射參數執行治療計畫之控制部33、用以讀取檢測系統檢測到之即時照射參數之讀取部34、對存儲部32存儲之即時照射參數和預設照射參數/修正之照射參數進行運算之計算部35、根據計算部35之計算結果判斷是否需要對照射參數進行修正之判斷部36、於判斷部36判定需要對照射參數進行正時對存儲部32內之部分照射參數進行修正之修正部37及即時顯示剩餘照射時間或剩餘照射時間和其他照射參數之顯示部38。
於沒有對預設照射參數進行修正前，存儲部32存儲之照射參數為預設照射參數；修正部37修正之照射參數也為預設照射參數；顯示部38顯示之剩餘照射時間為預設照射時間與即時照射時間之差，顯示部38顯示之照射參數為預設照射參數。於對預設照射參數進行修正之後，存儲部32存儲之照射參數為修正之照射參數；修正部37再次修正之照射參數也為修正之照射參數；顯示部38顯示之剩餘照射時間為修正之剩餘照射時間，顯示部38顯示之照射參數為修正之照射參數，當然，也可以另顯示預設照射參數和修正之照射參數。
於其他實施例中可以不包括輸入部31、存儲部32等。
監測系統3與檢測系統之間電性連接，因而檢測系統檢測到之相關資訊能夠傳輸到監測系統3，檢測系統中之中子劑量檢測裝置21之顯
示器218與監測系統3之顯示部38可以係同一個裝置，通常為一個顯示幕。
監測系統3之運行過程參照第6圖所示，具體描述如下：
S1：輸入部31輸入預設照射參數，例如：預設中子通量率或預設中子劑量率或預設電流、預設中子劑量和預設照射時間、預設硼濃度等預設照射參數；
S2：存儲部32存儲照射參數；
S3：控制部33根據存儲部32存儲之照射參數執行治療計畫；
S4：讀取部34讀取檢測系統檢測到之即時照射參數；
S5：計算部35對存儲部32存儲之照射參數和讀取部34讀取到之即時照射參數進行運算；
S6：判斷部36根據計算部35之計算結果判斷是否需要對前述存儲部存儲之照射參數進行修正；
S7：判斷部36判定需要對存儲部32存儲之照射參數進行修正時，修正部37對存儲部32內最新之照射參數進行修正；
判斷部36判定不需要對存儲部32存儲之照射參數進行修正時，修正部37不進行修正動作；
S8：顯示部38根據存儲部32存儲之照射參數即時顯示剩餘照射時間或剩餘照射時間和其他照射參數。
於監測系統3之運行過程中，讀取部34週期性地讀取即時照射參數，例如每間隔5分鐘讀取一次即時照射參數，並傳輸給計算部35進行相關運算，當計算部35藉運算得到即時照射參數與預設照射參數之間之差值大於第一閾值或者即時照射參數大於第二閾值或小於第三閾值時，判斷
部36給出需要修正照射參數之指令，接下來，修正部37對存儲部32內存儲之照射參數進行修正；反之，則判斷部36給出不需要修正照射參數之指令，此時，修正部37不會對存儲部32內存儲之照射參數進行修正。例如：當計算部35藉運算得到之中子劑量率與預設中子劑量率或即時中子通量率與預設中子通量率或者即時硼濃度與預設硼濃度或者修正之剩餘照射時間與剩餘照射時間(預設照射時間與實際實施之照射時間之差，或者上一次修正之剩餘照射時間)之間之差值大於預設之第一閾值，或者計算部35藉比較得到即時中子劑量率或即時中子通量率或即時硼濃度大於預設之第二閾值或小於預設之第三閾值。
當預設照射參數未被修正前，存儲部32存儲預設照射參數，顯示部38即時顯示剩餘照射時間和其他預設照射參數。當預設照射參數被修正後，存儲部32存儲最新之一組修正之照射參數，顯示部38即時顯示修正之剩餘照射時間和最新之一組其他修正之照射參數。除了剩餘照射時間外，顯示部38具體亦顯示哪些照射參數可以根據實際需求進行選取，可以顯示所有照射參數，也可以顯示部分照射參數，通常，顯示部38顯示剩餘照射時間、即時照射劑量、硼濃度等資訊。
本發明揭示之實施例中，計算部35結合中子劑量檢測裝置21檢測到之即時中子劑量Dr和從輸入部31輸入之預設中子劑量Dtotal，藉計算得到修正之剩餘照射時間tr，其中，t0為預設照射時間、t為檢測系統檢測到之即時照射時間，即已實施之照射時間，
為t時間週期內之平均中子劑量值，P為即時中子劑量與預設中子劑量之百分比，採用公式(2-1)計算P：
當P小於97%時，採用公式(2-2)和公式(2-3)計算修正之剩餘照射時間tr：
【00100】此時，修正部37只需要對存儲部32存儲之預設照射時間或修正之剩餘照射時間進行修正。
【00101】當P大於等於97%時，修正部37將中子劑量率調整為小於預設中子劑量率之第一中子劑量率並相應地增加照射時間以防止患者S吸收過多之中子，第一中子劑量率為預設中子劑量率之1/7至1/2。優選地，將中子劑量率調整到預設中子劑量率Id之1/5，即第一中子劑量率等於Id/5，採用公式(2-4)計算修正之剩餘照射時間tr：
【00102】
【00103】此時，修正部37需要將存儲部32內之剩餘照射時間和預設中子劑量率修改為修正之剩餘照射時間tr和修正之中子劑量率，控制部33根據修正之照射參數執行治療計畫。於其他實施方式中，得將中子劑量率調整到預設中子劑量率之1/3、1/4、1/6或者1/7等其他倍數以防止患者S於高中子劑量率之中子束之照射下吸收過多之中子；另，修正部37可以於P大於等於90%、大於等於95%或大於等於其他比值時對中子劑量率進行調整，具體
之比值可以根據實際情況預先設定；當然，也可以不根據計算部35計算得到之P之值來判斷是否需要將中子劑量率調整為小於預設中子劑量率之第一中子劑量率，而是於預設中子劑量、即時中子劑量與預設中子劑量之百分比達到多少需要對中子劑量率進行修正之條件確定之後，人工設定一個閾值並藉輸入部31輸入到存儲部32中進行存儲，當檢測到之即時中子劑量大於等於該閾值時，判斷部36判定需要對照射參數進行修正之，啟動修正部37將中子劑量率調整為小於預設中子劑量率之第一中子劑量率。
【00104】於以上實施例中，當P小於97%時，計算部35於保持即時中子劑量率不變之前提下計算完成預設中子劑量之照射所需要之照射時間，於其他實施方式中，可以保持照射時間不變，藉改變中子劑量率或者硼濃度來達成於預設照射時間內完成預設劑量之照射之目的，改變中子劑量率之方法有改變加速器之功率、改變靶112之靶層之厚度等。修正之中子劑量率Ir採用公式(2-5)進行計算：
【00105】
【00106】由於中子劑量率由中子通量率藉轉換因數運算得到、中子通量率由中子計數率積分得到，是以，修正中子劑量率等同於修正中子通量率、中子計數率。
【00107】於此實施方式中，當P大於等於97%時，為防止患者S於高中子劑量率之中子束之照射下吸收過多之中子，仍然將中子劑量率調整到預設中子劑量率之1/5並採用公式(2-4)計算修正之剩餘照射時間tr。
【00108】於實際實施之照射時間達到預設照射時間或者實際照射之
中子劑量達到預設中子劑量時，控制部向中子捕獲治療設備發送停止照射之指令。
【00109】監測系統3設置修正部37對存儲部32內存儲之用以執行治療計畫之照射參數進行修正，從而確保向患者S實施照射之中子束之中子劑量之與預設中子劑量基本一致，更進一步提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度；另，即時中子劑量與預設中子劑量之百分比大於等於97%時，將中子劑量率調低並相應地增加照射時間以防止患者S於高中子劑量率之中子束之照射下吸收過多之中子，亦具有提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度之作用。
【00110】於以上列舉之實施方式中，根據從中子劑量檢測裝置21得到之即時中子劑量來判斷是否需要對預設照射參數進行修正並依該些即時照射參數和預設照射參數計算修正之照射參數。於其他實施方式中，可以根據溫度檢測裝置22、位移檢測裝置23或硼濃度檢測裝置檢測到之即時照射參數來判斷是否需要對預設參數進行修正，並依據該些檢測裝置檢測到之即時照射參數來計算修正之照射參數。例如：於硼濃度檢測裝置檢測到患者S體內之硼濃度與預設硼濃度不一致或未落於預設之區間範圍內時，修正部37修正剩餘照射時間或修正向患者體內輸送硼之速率。通常，於照射治療接近尾聲時，於短時間內修正患者S體內之硼濃度較為困難，此時，通常選擇修正剩餘照射時間。
【00111】中子束之照射劑量之精準度於實踐治療中至關重要，照射劑量過多將對患者S造成潛於之傷害，照射劑量過少則降低治療品質。預設中子劑量之計算環節之計算誤差和實際照射過程中即時照射參數與預設照
射參數之間之偏差均會造成中子照射劑量之不準確，是以，於實際照射過程中，除了即時修正照射參數之外，預設照射參數之計算也至關重要。是以，需要校正系統對預設中子劑量進行校正以確保向患者S施予之中子照射劑量係較準確之。於校正中子束之預設中子劑量時，需要考慮患者S之定位偏差、即時中子劑量率偏差、患者體內之硼濃度、中子通量等因素帶來之影響。
【00112】校正系統採用之校正係數包括中子校正係數K1和硼校正係數K2，其中，中子校正係數K1與定位校正係數Kp和中子射束強度校正係數Ki有關；硼校正係數K2與硼濃度校正係數Kb和硼自屏蔽效應校正係數Ks有關。
【00113】即時中子劑量率與預設中子劑量率之間之偏差將直接導致最終照射向患者之中子劑量之偏差，是以，引入定位校正係數Kp和中子射束強度校正係數Ki對中子照射劑量進行修正。
【00114】所謂自屏蔽效應即：硼濃度不同時，中子束照射進入腫瘤部位之徑跡也不同。具體地，患者S之體內之硼濃度越高，中子束之穿透能力就越差，那麼中子束照射進入腫瘤之徑跡就越短，中子束便於較淺之徑跡中與硼發生反應，反之，中子束照射進入腫瘤之徑跡就越長，中子束便於較深之徑跡中與硼發生反應。具體地，藉硼濃度檢測裝置獲得患者體內之第一硼濃度值，中子束照射進入腫瘤部位具有第一徑跡，校正系統獲得第一硼校正係數；藉硼濃度檢測裝置獲得患者體內之第二硼濃度值，中子束照射進入腫瘤部位具有第二徑跡，校正系統獲得第二硼校正係數；其中，第一硼濃度值高於第二硼濃度值，第一徑跡則小於第二徑跡，且第一硼校
正係數小於第二硼校正係數。是以，於計算中子照射劑量時，需要考慮自屏蔽效應對中子束之實際照射效果及照射徑跡之影響，是以引入硼濃度校正係數Kb和硼自屏蔽效應校正係數Ks對中子照射劑量進行校正。
【00115】具體地，分別採用公式(3-1)、公式(3-2)及公式(3-3)計算中子校正係數K1、定位校正係數Kp和中子射束強度校正係數Ki，相關公式如下：
【00116】K 1=K p ．K i (3-1)
【00117】
【00118】
【00119】其中，D為實際治療之劑量，即由中子劑量檢測裝置21測得之即時中子劑量Dr；
【00120】D0為未校正過之預設中子劑量；
【00121】I為實際中子射束之強度，由中子劑量檢測裝置21測得之即時中子劑量率；
【00122】I0為理論射束強度，即從輸入部31輸入之預設中子劑量率。
【00123】分別採用公式(3-4)、公式(3-5)及公式(3-6)計算硼校正係數K2、硼濃度校正係數Kb和硼自屏蔽效應校正係數Ks，相關公式如下：
【00124】K 2=K b ．K S (3-4)
【00125】
【00126】
【00127】其中，B為實際患者S體內硼濃度，即硼濃度檢測裝置檢測到之即時硼濃度；
【00128】B0為治療計畫中之硼濃度設定值，即從輸入部31輸入之預設硼濃度；
【00129】φB為硼濃度分佈為B時，患者S體內熱中子通量；
【00130】φB0為硼濃度分佈為B0時，患者S體內熱中子通量。
【00131】未經過校正之預設中子劑量D0採用下面之公式(3-7)進行計算：
【00132】D eq =D B ．B con ．CBE+D f ．RBE n +D th ．RBE n +D r ．RBE r (3-7)
【00133】D total =K 1．(K 2．D B ．B con ．CBE+D f ．RBE n +D th ．RBE n +D r ．RBE r ) (3-8)
【00134】其中，DB為1ppm硼濃度時之劑量，單位：Gy；
【00135】Bcon為實際測得之硼濃度，單位：ppm；
【00136】Df為快中子劑量，單位：Gy；
【00137】Dth為熱中子劑量，單位：Gy；
【00138】RBEn為中子相對生物效應；
【00139】Dr為伽馬劑量，單位：Gy；
【00140】RBEr為伽馬相對生物效應。
【00141】於實際治療時，校正系統對預先制定之治療計畫中之預設中子劑量進行校正，防止對患者S施予不準確之中子劑量。
【00142】校正系統綜合考慮患者S之定位偏差、即時中子劑量率偏
差、即時硼濃度等因素對預設中子劑量之影響，引入中子校正係數K1和硼校正係數K2對預設中子劑量進行校正，於源頭上確保了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度。
【00143】於實際治療時，於輸入部31將預設照射參數輸入完成之後，操作人員啟動中子捕獲治療設備進行照射治療。於開始照射後，輸入部31之輸入功能被鎖定，無法再重新輸入相關照射參數，藉此雖能保證於照射過程中防止誤碰或誤操作輸入錯誤之參數和指令，惟當治療過程與理想狀態稍有不一致時，只能要麼停止照射，要麼繼續按照異常狀態繼續照射，不能於照射過程中及時之更正參數或及時改變指令。惟，如果簡單之將操作介面設置為能夠即時操控之話，於開始照射後，仍然能夠藉輸入部31輸入照射參數和控制指令，藉此雖能保證於照射過程中即時輸入正確之照射參數和指令，如是又存在照射過程因誤操作而輸入錯誤參數、指令或重複輸入操作指令，進而影響照射結果之風險。
【00144】參照第7圖所示，中子捕獲治療設備具有操控介面，操控介面由前述輸入部31、顯示部38、確認資訊無誤按鈕51、開始照射按鈕52、暫停照射按鈕53、取消照射按鈕54及生成報告按鈕55組成。操作人員啟動確認資訊無誤按鈕51以向監測系統3傳遞已經確認所有資訊無誤之訊號，監測系統3接收到所有資訊確認無誤訊號之後，才具備啟動中子捕獲治療設備進行中子束照射之必要條件。於監測系統3接收到所有資訊確認無誤訊號之後，再啟動開始照射按鈕52，則具備了啟動中子捕獲治療設備進行中子束照射之充分條件。於中子捕獲治療設備啟動之後，能夠藉暫停照射按鈕53暫停中子束照射、藉取消照射按鈕54取消中子束照射。於照射完成之後，
啟動生成報告按鈕55能夠自動生成與照射治療有關之報告。暫停中子束照射即保持所有照射參數和指令不變，藉再次啟動開始照射按鈕52以原照射參數和指令實施中子束照射，取消中子束照射即清零所有照射參數和指令，再次實施中子束照射時需要重新輸入照射參數和指令、並依次啟動確認資訊無誤按鈕51和開始照射按鈕52。
【00145】防誤作系統綜合考慮可操作性和安全性兩個方面之因數，設置二次確認部和防呆部，以確保安全、精確照射，另使系統不缺乏即時操作性。於操作人員未啟動二次確認部向中子捕獲治療設備傳遞已經確認所有資訊無誤之訊號之前，中子捕獲治療設備無法啟動執行照射治療計畫，即開始照射按鈕52無法啟動。於防呆部啟動期間，能夠修改、輸入照射參數和指令之輸入部31及生成報告按鈕55被鎖定。
【00146】本發明揭示之實施例中，二次確認部為操控介面上之確認資訊無誤按鈕51。於醫生啟動程式執行治療計畫之前，需要對相關資訊進行二次確認，操作人員確認輸入無誤並藉點擊確認資訊無誤按鈕51向監測系統3輸入已確認資訊無誤之指令之後，設備才能啟動以執行治療計畫，從而降低因誤操作而引入錯誤控制指令之誤輸入風險。例如，醫生於對患者S進行照射治療前，需核實病入資訊(如姓名，性別，年齡等)和照射參數(如照射劑量，準直器編號)等，核實所有資訊無誤後，需點擊操控介面上之確認資訊無誤按鈕51，才能啟動開始照射功能，否者即使醫生點擊了開始照射按鈕52，設備也拒絕啟動進行中子束照射，並給出資訊未確認之提示。
【00147】本發明揭示之實施例中，防呆部為開始照射按鈕52，當啟
動照射按鈕52啟動治療計畫之後，輸入部31之輸入功能被鎖定而無法再輸入任何資訊。具體地，於進行照射治療之前，相關指令和照射參數藉輸入部31輸入，當相關照射參數和指令輸入監測系統3後，操作人員檢查相關照射參數和指令是否有誤，確認無誤之後，操作人員啟動確認資訊無誤按鈕51，之後，輸入部31將會被鎖定而無法再藉輸入部31修改或添加相關照射參數和指令，以此防止誤輸入，輸入部31解鎖後才能再次輸入相關照射參數和指令。本申請揭示之實施例中，點擊暫停照射按鈕53或取消照射按鈕54後，照射治療停止，另，用以輸入相關資訊之輸入部31被解鎖，此時，能夠藉輸入部31修改、添加相關資訊。當然，照射治療完成後，輸入部將自動解鎖。藉此，既防止了誤輸入，又能保證系統之可操作性。例如，醫務人員核實患者S資訊、照射參數等資訊無誤後，點擊操控介面上之確認資訊無誤按鈕51，然後再點擊開始照射按鈕52，隨後，系統開始進行照射治療，此時，用以輸入相關資訊之輸入部31被鎖定，無法實施資訊輸入。
【00148】於完成照射治療前，生成報告按鈕55也係被鎖定之，只有完成照射治療後，生成報告按鈕55才會自動解鎖，即生成治療報告功能才能被開啟。
【00149】防呆部並不侷限用以上例中之開始照射按鈕52，其它重要之按鈕和參數輸入視窗也適用；並且，二次確認和按鍵防呆之實現載體可以係軟體，也可以硬體，如防呆部也可以控制台上之鑰匙或者撥碼開關，鑰匙或開關沒開啟之前，某些操作係無法進行之，只有開啟鑰匙或者打開開關，相關操作才能被執行。
【00150】本發明揭示之實施例中，以觸屏之方式進行指令和照射參
數之輸入，於其他實施方式中，可以採用按鍵(如機械按鍵)進行輸入。
【00151】防誤作系統既能保證於必要時進行參數設置和控制指令之輸入功能，又能降低因誤操作或其他原因造成誤輸入參數或重複輸入指令，降低了設備運行之風險。
【00152】本發明中子捕獲治療設備之中子劑量檢測裝置21設置至少兩個檢測中子之靈敏度不同之第一計數率通道201和第二計數率通道202和計數率通道選擇單元216，計數率通道選擇單元216根據實際情況選擇一個較為精確之計數率進行中子劑量之計算，能夠避免脈衝分辨時間造成之計數率損失誤差，另兼顧低計數率造成統計誤差，提高了即時中子劑量檢測之準確度，進而提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度；另，中子劑量檢測裝置21亦設置計數率修正單元217計算檢測器211之脈衝分辨時間，並且能夠根據脈衝分辨時間計算計數率修正因素，從而修正由脈衝分辨時間帶來之計數率誤差，進一步提高了即時中子劑量檢測之準確度，進而進一步提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度。
【00153】本發明中子捕獲治療設備亦具有監測系統3，監測系統3設置修正部37週期性地對存儲部32內存儲之用以執行治療計畫之照射參數進行修正，從而確保向患者S實施照射之中子束之中子劑量之與預設中子劑量基本一致，更進而進一步提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度；另，即時中子劑量與預設中子劑量之百分比大於等於97%時，將中子劑量率調低並相應地增加照射時間以防止患者S於高中子劑量率之中子束之照射下吸收過多之中子，亦具有提高了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度之作用。
【00154】本發明中子捕獲治療設備亦具有校正系統，校正系統綜合考慮患者S之定位偏差、即時中子劑量率偏差、即時硼濃度等因素對預設中子劑量之影響，引入中子校正係數K1和硼校正係數K2對預設中子劑量進行校正，於源頭上確保了向患者S實施照射之中子束之中子劑量之準確度。
【00155】綜上，本發明中子捕獲治療設備能夠向患者實施準確之中子束照射劑量並且於保證設備之可操作性之前提下降低因誤操作帶來之設備運行風險。
【00156】本發明揭示之中子捕獲治療設備並不侷限於以上實施例前述之內容以及圖式圖式所表示之結構。於本發明之基礎上對其中構件之材料、形狀及位置所做之顯而易見地改變、替代或者修改，都於本發明要求保護之範圍之內。
21’:中子劑量檢測裝置
201:第一計數率通道
2011:第一檢測器
2012:第一訊號處理單元
2013:第一計數器
202:第二計數率通道
2021:第二檢測器
2022:第二訊號處理單元
2023:第二計數器
214:轉換單元
215:積分單元
216:計數率通道選擇單元
217:計數率修正單元
218:顯示器
Claims (10)
- 一種中子劑量檢測裝置，包括：至少兩個計數率通道及用以於至少兩個前述計數率通道中選擇一個計數率通道之計數率通道選擇單元，前述計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之檢測器、用以處理從前述檢測器輸出之訊號之訊號處理單元及對從前述訊號處理單元輸出之訊號進行計數得到計數率之計數器。
- 根據前述申請專利範圍第1項所述之中子劑量檢測裝置，其中：前述計數率通道至少包括第一計數率通道和第二計數率通道，前述第一計數率通道包括第一檢測器，前述第二計數率通道包括第二檢測器，第一檢測器之檢測中子之靈敏度與第二檢測器之檢測中子之靈敏度不相同。
- 根據前述申請專利範圍第2項所述之中子劑量檢測裝置，其中：由加速器加速之帶電粒子束與靶發生核反應產生中子，前述計數率通道選擇單元根據前述加速器之功率、中子束通量或前述檢測器與中子源之間之距離來選擇計數率通道。
- 根據前述申請專利範圍第3項所述之中子劑量檢測裝置，其中：亦包括將前述計數率通道選擇單元選定之計數率通道記錄到之計數率轉換為中子通量率或中子劑量率之轉換 單元及對前述中子通量率或前述中子劑量率進行積分得到中子劑量之積分單元。
- 根據前述申請專利範圍第4項所述之中子劑量檢測裝置，其中：亦包括顯示前述中子劑量之顯示器。
- 根據申請專利範圍第4項所述之中子劑量檢測裝置，其中：前述計數率通道包括第一計數率通道和第二計數率通道，前述第一計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之第一檢測器、用以處理從前述第一檢測器輸出之訊號之第一訊號處理單元及對從前述第一訊號處理單元輸出之訊號進行計數之第一計數器；前述第二計數率通道包括用以檢測中子並輸出訊號之第二檢測器、用以處理從前述第二檢測器輸出之訊號之第二訊號處理單元及對從前述第二訊號處理單元輸出之訊號進行計數之第二計數器，前述第一檢測器具有檢測中子之第一靈敏度，前述第二檢測器具有檢測中子之第二靈敏度，前述第一靈敏度小於前述第二靈敏度。
- 根據前述申請專利範圍第6項所述之中子劑量檢測裝置，其中：當前述加速器之實際功率小於最大功率之二分之一時，前述計數率通道選擇單元選擇將前述第二計數率通道之前述第二計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算，反之，則前述計數率通道選擇單元選擇將前述第一計數率通道之前述第一計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算。
- 根據前述申請專利範圍第6項所述之中子劑量檢測裝置，其中：將前述加速器處於最大功率時能夠產生之中子通量定義為最大中子通量，當即時中子通量小於最大中子通量之二分之一時，前述計數率通道選擇單元選擇將前述第二計數率通道之前述第二計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算，反之，則前述計數率通道選擇單元選擇將前述第一計數率通道之前述第一計數器記錄之計數率傳輸到前述轉換單元用以劑量之計算。
- 一種中子捕獲治療設備，其中：包括如申請專利範圍第1-8項中任意一項所述之中子劑量檢測裝置。
- 根據前述申請專利範圍第9項所述之中子捕獲治療設備，其中：亦包括中子束照射系統，前述中子束照射系統包括產生中子束之中子束產生模組及對前述中子束進行調整之射束調整模組，前述射束調整模組包括能夠對前述中子束進行減速之緩速體及將偏離之中子導回至前述緩速體之反射體。
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