WO2022105619A1 - 动物辐照系统及其辐照固定装置 - Google Patents

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fixing
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王冬春
刘渊豪
季红峰
闫发智
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南京中硼联康医疗科技有限公司
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    • A61N2005/1097—Means for immobilizing the patient

Definitions

  • one aspect of the present invention provides an irradiation fixture for an animal irradiation system
  • the animal irradiation system includes a radiation source
  • the radiation source includes a beam outlet
  • the radiation source generates Radiation emerges from the beam outlet to irradiate the irradiated object in the irradiation fixture
  • the radiation from the beam outlet defines a main axis around the first central axis
  • the radiation fixture includes a radiator for accommodating the radiation fixture.
  • the animal irradiation system and the irradiation fixing device of the present invention can simultaneously fix and irradiate a plurality of irradiated objects, thereby improving the experimental efficiency.
  • Fig. 2 is a nuclear reaction equation for 10 B(n, ⁇ ) 7 Li neutron capture.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an animal irradiation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic exploded view of the structure of the irradiation fixing device in the animal irradiation system of FIG. 3 .
  • Suitable nuclear reactions can be selected according to the required neutron yield and energy, the available accelerated charged particle energy and current size, and the physicochemical properties of the target material.
  • the specific structure of the accelerator and target material will not be described in detail here. .
  • the beam shaper 12 is used to adjust the beam quality of the neutron beam N
  • the collimator 13 is used to condense the neutron beam N, so that the neutron beam N has a high targeting ability during the treatment process, and the collimation
  • the device 13 forms a beam outlet OUT from which the neutron beam N emerges to define a main axis around the central axis X.
  • the neutron beam N generated by the neutron generating device 11 is sequentially irradiated to the irradiated body 200 in the irradiation fixing device 20 through the beam shaping body 12 and the collimator 13 .
  • the neutron beam N direction shown in the figure and described below does not represent the actual neutron movement direction, but represents the direction of the overall movement trend of the neutron beam N. It can be understood that the neutron generating device 11 may also have other structures, such as not using an accelerator neutron source; the structures of the beam shaping body 12 and the collimator 13 will not be described in detail here.
  • the irradiation fixing device 20 includes a box body 21 for accommodating the irradiated body 200, the box body 21 has a central axis Y, and the box body 21 is circumferentially divided into a plurality of accommodating cavities C around the central axis Y, and each accommodating cavity C is used for accommodating a
  • the irradiated body 200 (such as a mouse, it can be understood that other animals suitable for the irradiation experiment can also be selected), and the irradiated body 200 can be loaded into the corresponding accommodating cavity C according to the needs during irradiation.
  • the box body 21 is provided with a plurality of first irradiation holes 22 corresponding to each accommodating cavity C.
  • the central axis Y and the central axis X can also be parallel or inclined to each other.
  • the first irradiation hole 22 has a central axis Z (as shown in FIG. 4 ), and the first irradiation hole 22 extends conically around the central axis Z, that is, the inner wall of the first irradiation hole 22 is in the N direction of the neutron beam
  • the radial distance from the central axis Z of the first irradiation hole 22 is gradually reduced, so that the neutron beam is focused on the to-be-irradiated part of the irradiated body; the first irradiation hole 22 extends in a direction parallel to the central axis Y, that is,
  • the central axis Z is parallel to the central axis Y; it is understood that other arrangements are also possible.
  • the box body 21 of the irradiation fixing device 20 includes a base 211 and a cover plate 212 , and the base 211 further includes a bottom plate 2111 and a partition plate 2112 .
  • the bottom plate 2111 and the cover plate 212 have the same central axis as the central axis Y of the box body 21, and the partition plate 2112 is a plurality of protrusions extending from the bottom plate 2111 in a direction parallel to the central axis Y and circumferentially surrounding the central axis Y. Distribution, the box body 21 is circumferentially divided into a plurality of accommodating cavities C around the central axis Y by the partition plate 2112 .
  • the fifth plate surface S5 of the partition plate 2112 is in contact with the third plate surface S3 of the cover plate 212 for positioning;
  • the ventilation holes (not shown in the figure), the shape, position, and number of the ventilation holes are not specifically limited. For example, they are arranged at the positions corresponding to the accommodating cavity C, which is convenient for the irradiated body to breathe, and the irradiation experiments are carried out in vivo or under anesthesia.
  • the cross-section of the first irradiation hole 22 in the direction perpendicular to the central axis Y is circular, and it can be understood that other shapes are also possible. It can be understood that the box body 21 may also have other structures, which are not specifically limited in the present invention.
  • the irradiation fixing device 20 further includes a fixing tube 23, which is used for positioning the irradiated body 200 and aligning the to-be-irradiated part with the first irradiation hole 22.
  • the fixing tube 23 is detachably installed on the In the accommodating cavity C, the irradiated body 200 can be individually limited outside the box body 21, and then the fixed tube 23 containing the irradiated body 200 can be loaded into the box body 21 after the position is completed; each accommodating cavity C can be provided with one Fixing tube 23, only one fixing tube is shown in FIG. 4.
  • the fixing tube 23 is installed in one or more accommodating cavities C and the irradiated body that needs to be subjected to the irradiation experiment is set in the fixing tube 23. 200.
  • the neutron source of boron neutron capture therapy produces a mixed radiation field, that is, the beam contains low-energy to high-energy neutrons and photons; for boron neutron capture therapy of deep tumors, except for epithermal neutrons, the rest of the radiation
  • the irradiation fixing device 20 is made of plexiglass, such as the bottom plate 2111 , the partition plate 2112 , the cover plate 212 of the box body 21 , the tube body 231 , the fixing sleeve 2322 and the end plate 2323 of the fixing tube 23 .
  • the irradiation fixing device disclosed in the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments and the structures shown in the accompanying drawings. Obvious changes, substitutions or modifications made to the materials, shapes and positions of the components on the basis of the present invention are all within the scope of protection of the present invention.

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Abstract

动物辐照系统（100）包括放射源（10）和辐照固定装置（20），放射源（10）包括射束出口（OUT），放射源（10）产生的放射线从射束出口（OUT）出来照射向辐照固定装置（20）中的被照射体（200），从射束出口（OUT）出来的放射线围绕第一中心轴线（X）限定一根主轴，辐照固定装置（20）包括用于容纳被照射体（200）的盒体（21），盒体（21）具有第二中心轴线（Y），盒体（21）围绕第二中心轴线（Y）周向分隔成多个容纳腔（C），每个容纳腔（C）用于容纳一个被照射体（200），盒体（21）上设置与每个容纳腔（C）对应的多个第一辐照孔（22），放射源（10）产生的放射线通过第一辐照孔照射（22）到容纳腔内（C）的被照射体（200），第一辐照孔（22）的内壁到第一中心轴线（X）的最大距离（R1）小于射束出口（OUT）的内壁到第一中心轴线（X）的最小距离（R2），动物辐照系统（100）及其辐照固定装置（20），对多个被照射体（200）同时进行固定和照射，提高了实验效率。

Description

动物辐照系统及其辐照固定装置 技术领域
本发明一方面涉及一种放射线照射系统，尤其涉及一种动物辐照系统；本发明另一方面涉及一种被照射体固定装置，尤其涉及一种用于动物辐照系统的辐照固定装置。
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照性的恶性肿瘤(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照伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐照性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐照源，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。
硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)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。参照图1和图2，其分别示出了硼中子捕获反应的示意图和 10B(n,α) 7Li中子捕获核反应方程式，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照伤害能局限在细胞层级，当含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞中，搭配适当的中子射源，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。
为了研究辐射生物学效应及验证放射线治疗的效果，临床治疗前需要进行动物辐照实验，实验中，通常需要将同一组别的多个动物同时进行固定和照射,进行相关辐照研究。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一个方面提供一种用于动物辐照系统的辐照固定装置，所述动物辐照系统包括放射源，所述放射源包括射束出口，所述放射源产生的放射线从所述射束 出口出来照射向辐照固定装置中的被照射体，从所述射束出口出来的放射线围绕第一中心轴线限定一根主轴，所述辐照固定装置包括用于容纳所述被照射体的盒体，所述盒体具有第二中心轴线，所述盒体围绕所述第二中心轴线周向分隔成多个容纳腔，每个所述容纳腔用于容纳一个被照射体，所述盒体上设置与每个所述容纳对应的多个第一辐照孔，所述放射源产生的放射线通过所述第一辐照孔照射到所述容纳腔内的被照射体，所述第一辐照孔的内壁到所述第一中心轴线的最大距离小于所述射束出口的内壁到所述第一中心轴线的最小距离，使得所有的第一辐照孔均位于放射源的照射范围内，可以对多个被照射体同时进行照射，提高了实验效率。
作为一种优选地，所述第二中心轴线与所述第一中心轴线一致或相互平行或相互倾斜。
作为一种优选地，所述第二中心轴线与所述第一中心轴线一致，多个所述容纳腔围绕所述第二中心轴线周向均匀分布，所述多个第一辐照孔具有相同的设置，所述多个第一辐照孔到所述第二中心轴线的距离相等，使所述辐照固定装置中进行对比实验验的所有被照射体获得相同的辐射剂量。
作为一种优选地，所述第一辐照孔具有第三中心轴线，所述第一辐照孔的内壁在所述放射线方向距离所述第三中心轴线的径向距离逐渐缩小。采用这样的方式，使得中子束聚拢作用在被照射体的待照射部位。进一步地，所述第三中心轴线平行于所述第二中心轴线。
作为一种优选地，所述盒体包括底座和盖板，所述底座包括底板和隔板，所述隔板为从所述底板或盖板上沿平行于所述第二中心轴线的方向延伸出来的多个突出部并围绕所述第二中心轴线周向分布，所述盒体由所述隔板围绕所述第二中心轴线周向分隔成所述多个容纳腔。进一步地，所述第一辐照孔围绕所述第二中心轴线周向分布并设置在所述底板和盖板中的一个上，所述第一辐照孔沿平行于所述第二中心轴线的方向延伸贯通从而与每个所述容纳腔相通。更进一步地，所述底板和盖板中的另一个上设置沿平行于所述第二中心轴线的方向贯通的透气孔，方便被照射体呼吸，在活体或麻醉状态下进行辐照实验。
作为一种优选地，辐照固定装置还包括被照射体固定件，所述被照射体固定件可拆卸地安装在所述容纳腔内并相对所述容纳腔进行定位。进一步地，所述被照射体固定件为固定管，所述固定管包括容纳所述被照射体的管体和在所述管体内固定所述被照射体的固定机构，所述管体上设置第二辐照孔，所述放射源产生的放射线通过所述第一、第二辐照孔照射到所述被照射体。使用固定管在辐射固定装置中限位被照射体，被照射体定位更加方便快捷，同时被照射体不需要麻醉，能够获得更准确的实验数据。更进一步地，所述固定机构包括设置在所述管体内的固定套和锁定件，所述固定套用于固定所述被照射体的预设部位，所述固定套 能够在所述管体内移动并通过所述锁定件进行位置固定。
作为一种优选地，所述辐照固定装置采用有机玻璃材料，具有一定的强度并被中子活化后产生的放射性同位素半衰期短，降低对被照射体非照射部位造成的辐射剂量；作为另一种优选地，辐照固定装置的材料是透明的，便于观察被照射体的状态；作为另一种优选地，将辐照固定装置的材料制成中空结构，该中空结构用于填充能够屏蔽中子或光子的材料，如用碳酸锂、氟化锂或含硼化合物填充，以最大化降低正常组织非选择性剂量沉积，降低对被照射体非照射部位造成的辐射剂量，使得实验结果更加准确。
本发明的另一方面提供一种动物辐照系统，包括放射源和上述辐照固定装置，所述辐照固定装置相对于所述放射源固定，所述放射源用于产生放射线并照射向所述辐照固定装置中的被照射体。
进一步地，所述放射源包括中子产生装置，所述中子产生装置用于产生中子束并形成所述射束出口，所述中子产生装置产生的中子束从所述射束出口出来照射向所述辐照固定装置中的被照射体，所述辐照固定装置可拆卸连接到所述射束出口。
作为一种优选地，所述放射源还包括射束整形体或准直器，所述射束整形体用于调整中子束的射束品质，所述准直器用以汇聚中子束，所述中子产生装置产生的中子束通过所述射束整形体或所述准直器照射向所述辐照固定装置中的被照射体，所述射束整形体或所述准直器形成所述射束出口，所述辐照固定装置可拆卸连接到所述射束整形体或所述准直器。
作为一种优选地，所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器用于对质子加速并产生质子线，所述质子线照射到所述靶材并与所述靶材作用产生中子。
本发明所述的动物辐照系统及其辐照固定装置，可以对多个被照射体同时进行固定和照射，提高了实验效率。
附图说明
图1是硼中子捕获反应示意图。
图2是 10B(n,α) 7Li中子捕获核反应方程式。
图3是本发明实施例的动物辐照系统的示意图。
图4为图3的动物辐照系统中的辐照固定装置的结构分解示意图。
图5为图4的辐照固定装置中的固定管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明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3，动物辐照系统100包括放射源10和辐照固定装置20，放射源10用于产生放射线并包括射束出口OUT，辐照固定装置20用于容纳被照射体200。照射时，先将被照射体200在辐照固定装置20中进行定位，再将辐照固定装置20相对于放射源10进行固定，然后控制放射源10产生放射线并从射束出口OUT出来照射向辐照固定装置中20的被照射体200。
本实施例中，动物辐照系统100为硼中子捕获治疗系统，放射源10包括中子产生装置11、射束整形体12和准直器13。中子产生装置11用于产生中子束N，中子产生装置11包括加速器111和靶材T，加速器111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，中子形成中子束N。合适的核反应可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、靶材的物化性等特性来挑选，在此对加速器、靶材的具体构造不做详细描述。射束整形体12用于调整中子束N的射束品质，准直器13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，准直器13形成射束出口OUT，从射束出口OUT出来的中子束N围绕中心轴线X限定一根主轴。中子产生装置11产生的中子束N依次通过射束整形体12和准直器13照射向辐照固定装置20中的被照射体200。图示及下文所述中子束N方向不代表实际的中子运动方向，而是代表中子束N整体运动趋势的方向。可以理解，中子产生装置11还可以有其他的构造，如不采用加速器中子源；射束整形体12和准直器13的构造在此不做详细描述。可以理解，放射源10在动物辐照实验后可同时用于肿瘤患者的治疗；放射源还可以有其他的构造，如包括其他放射线产生装置，或者不具有射束整形体或准直器，中子产生装置11或射束整形体12也可以形成射束出口OUT。
辐照固定装置20包括容纳被照射体200的盒体21，盒体21具有中心轴线Y，盒体21围绕中心轴线Y周向分隔成多个容纳腔C，每个容纳腔C用于容纳一个被照射体200(如小鼠，可以理解，也可以选择其他适于进行辐照实验的动物)，进行照射时可根据需要选择相应的容纳腔C内装入被照射体200，图中仅示意出一个被照射体200。盒体21上设置与每个容纳腔C对应的多个第一辐照孔22，从放射源10出来的放射线通过第一辐照孔22照射到容纳腔C内的被照射体，第一辐照孔22的内壁到中心轴线X的最大距离R1小于射束出口OUT的内壁到中心轴线X的最小距离R2，即所有的第一辐照孔22均位于放射源10的照射范围内。本申请的辐照固定装置20可以对多个被照射体同时进行固定和照射，提高了实验效率。本实施例中，在辐照固定装置20相对于放射源10固定好后，中心轴线Y与射束出口OUT的中心轴线X一致，多个容纳腔C围绕中心轴线Y周向均匀分布，多个第一辐照孔22具有相同的设置且到中心轴线Y的距离相同，即多个第一辐照孔22到中心轴线X的距离相同，使辐照固定装置20中进行对比实验验的所有被照射体获得相同的辐射剂量，可以理解，根据不同 的实验需求，也可以有其他的设置，如中心轴线Y与中心轴线X也可以是相互平行或倾斜的。本实施例中，第一辐照孔22具有中心轴线Z(如图4)，第一辐照孔22围绕中心轴线Z锥形延伸，即第一辐照孔22的内壁在中子束N方向距离第一辐照孔22的中心轴线Z的径向距离逐渐缩小，使得中子束聚拢作用在被照射体的待照射部位；第一辐照孔22沿平行于中心轴线Y的方向延伸，即中心轴线Z平行于中心轴线Y；可以理解，也可以有其他的设置。
参阅图4，辐照固定装置20的盒体21包括底座211和盖板212，底座211进一步包括底板2111和隔板2112。底板2111和盖板212具有与盒体21的中心轴线Y相同的中心轴线，隔板2112为从底板2111上沿平行于中心轴线Y的方向延伸出来的多个突出部并围绕中心轴线Y周向分布，盒体21由隔板2112围绕中心轴线Y周向分隔成多个容纳腔C。第一辐照孔22围绕中心轴线Y周向分布设置在底板2111上，并沿平行于中心轴线Y的方向延伸贯通底板2111从而与每个容纳腔C相通。本实施例中，底板2111和盖板212为平板状，底板2111具有与盖板212相对的第一板面S1和与盖板212相背的第二板面S2，盖板212具有与底板2111相对的第三板面S3和与底板2111相背的第四板面S4，第一、第二、第三、第四板面S1-S4相互平行并垂直于盒体21的中心轴线Y，即中子束N垂直于板面入射，隔板2112从底板2111的第一板面S1上延伸且具有垂直于盒体21的中心轴线Y的第五板面S5，可以理解，也可以有其他的设置。本实施例中，隔板2112、容纳腔C和第一辐照孔22均为8个且均围绕中心轴线Y周向均匀分布，可以理解，也可以是其他的设置。隔板2112与底板2111可以是一体的，或通过粘接等方式固定连接；将被照射体装入容纳腔C并定位后，再将盖板212与底座211固定，固定方式不做具体限定，可以是螺纹连接、粘接等，固定好后隔板2112的第五板面S5与盖板212的第三板面S3接触以进行定位；盖板212上还可以设置沿中心轴线Y方向贯通的透气孔(图未示)，透气孔的形状、位置、数量等不做具体限定，如设置在与容纳腔C对应的位置，方便被照射体呼吸，在活体或麻醉状态下进行辐照实验。
可以理解，第一辐照孔22和透气孔的位置也可以互换，如第一辐照孔22设置在盖板212上与容纳腔C对应的位置，透气孔设置在底板2111上与容纳腔C对应的位置；底板2111和盖板212在垂直于中心轴线Y方向的外轮廓可以根据需要制成长方形、正方形和圆形中的任意一种，本实施例中为正方形；隔板2112在垂直于中心轴线Y方向的外轮廓大致为三角形，相邻的隔板2112具有相互平行的侧壁A1、A2以形成容纳腔C，可以理解，也可以具有其他的构造，如隔板2112也可以同时设置在底板2111和盖板212上，容纳腔C的横截面为圆形等；第一辐照孔22在垂直于中心轴线Y方向的横截面为圆形，可以理解，也可以为其他形状。可以理解，盒体21也可以有其他的构造，本发明对此不做具体限定。
将被照射体200的待照射部位(如小鼠的肿瘤组织)对准第一辐照孔22定位后，可以通 过胶带等将被照射体200直接固定在容纳腔C内，或者通过被照射体固定件对被照射体200进行定位安装在容纳腔C内，如将被照射体200绑缚在被照射体固定件上，将被照射体固定件可拆卸地安装在容纳腔C内并相对容纳腔C进行定位(如通过定位销)。本实施例中，辐照固定装置20还包括固定管23，用于对被照射体200进行定位并使其待照射部位对准第一辐照孔22，同时，固定管23可拆卸地安装在容纳腔C内，可以在盒体21外单独限位被照射体200，限位好后再将装有被照射体200的固定管23装入盒体21；每个容纳腔C内可以设置一个固定管23，图4中仅示意出一个固定管，使用时根据具体需求，选择在一个或多个容纳腔C内安装固定管23及在固定管23内设置需要进行辐照实验的被照射体200。
参阅图5，固定管23包括容纳被照射体200的管体231和在管体231内固定被照射体的固定机构232，管体231上设置第二辐照孔233，通过固定机构232限定被照射体200的位置使待照射部位与第二辐照孔233对应，固定管23装入容纳腔C后，使第二辐照孔233与第一辐照孔22对应，放射源10产生的放射线通过第一、第二辐照孔22、233照射到被照射体200，即中子束N可以直接照射到被照射体200的待照射部位。
固定机构232包括设置在管体231内的固定套2321和锁定件2322，固定套2321用于固定被照射体200的预设部位，固定套2321可以在管体231内移动并通过锁定件2322进行位置固定，将其定位到需要的位置，即待照射部位与第二辐照孔233对应的位置。本实施例中，固定套2321用于固定小鼠的头部，固定套2321具有小于小鼠头部外径的内径，可以防止小鼠通过并限制小鼠的活动，或者可以将小鼠头部的至少一部分卡在固定套2321内径内。本实施例中，锁定件2322包括设置在管体231管壁上的滑动槽2322a、穿过滑动槽2322a并固定连接到固定套2321的螺纹杆2322b、螺母2322c，螺母2322c设置在管体231外并与螺纹杆2322b螺纹连接；旋转螺母2322c，旋紧后固定套2321相对管体231固定，旋松后可以通过握持螺母2322c使固定套2321沿滑动槽2322a在管体231内滑动；本实施例中，滑动槽2322a从管体231的一端231a延伸，即滑动槽2322a一端开口呈U型，固定套2321可以沿滑动槽2322a滑出管体231以相对固定套2321固定被照射体200，更加便捷，可以理解，滑动槽2322a也可以不是开口的，则需要直接将被照射体200放入管体231内并通过固定套2321固定被照射体200。可以理解，固定机构可以有其他的设置，如在固定套2321上设置螺纹孔，螺钉穿过滑动槽2322a与螺纹孔连接；还可以在管体231的另一端231b设置端板2323，与固定套2321采用相同的方式进行锁定，将管体231相对封闭，防止被照射体200逃脱；端板2323上还可以设置开口，小鼠的尾巴可以从开口中穿过，为尾部静脉注射及抽血提供了便利；端板2323也可以替换为第二固定套，可以根据被照射体200的身长进行调节以更好地限制被照射体的活动，避免由于动物的运动对实验造成的干扰。
本实施例中，管体231具有一中心轴线W，固定管23安装到容纳腔C后，中心轴线W与盒体21的中心轴线Y垂直；管体231垂直于中心轴线W的横截面可以为圆环或其他形状；管体231上还可以设置透气孔(图未示)，透气孔的形状、位置、数量等不做具体限定；第二辐照孔233可以有多个，被照射体200的待照射部位与任意一个第二辐照孔233对应即可，更加方便，照射时不作为放射线通过的第二辐照孔233还可以作为透气孔。可以理解，固定管23还可以有其他的构造方式。本申请使用固定管23在辐射固定装置20中限位被照射体200，被照射体200定位更加方便快捷，同时被照射体200不需要麻醉，能够获得更准确的实验数据。
硼中子捕获治疗的中子源产生的为混合辐射场，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。一实施例中，辐照固定装置20采用有机玻璃制成，如盒体21的底板2111、隔板2112、盖板212和固定管23的管体231、固定套2322、端板2323等，具有一定的强度并被中子活化后产生的放射性同位素半衰期短，降低对被照射体非照射部位造成的辐射剂量，可以理解，也可以是其他能够屏蔽中子或光子的材料；辐照固定装置20的材料还可以是透明的，便于观察被照射体的状态；也可以将辐照固定装置40的材料制成中空结构，该中空结构用于填充能够屏蔽中子或光子的材料，如用碳酸锂、氟化锂或含硼化合物填充，以最大化降低正常组织非选择性剂量沉积，降低对被照射体非照射部位造成的辐射剂量，使得实验结果更加准确。
被照射体200在固定管23内限位好后，将固定管23安装到容纳腔C中，固定管23在容纳腔C中的固定方式也可以有多种，如粘接、插接、卡勾连接、螺纹连接等。一实施例中，固定管23通过槽限位方式固定在容纳腔C内，例如在底板2111中开L型槽，槽的宽度刚好能容纳固定管23上的螺母2322c，将固定管23放入容纳腔C中，使螺母2322c沿L型槽的一边滑入，接而沿另一边旋转后在中心轴线W方向轴向限位固定管23，在围绕中心轴线W的周向上可以通过弹簧等施加偏压力。
可以理解，也可以在底板2111的第一板面S1的中心设置一柱体，柱体在平行于中心轴线Y方向的高度(到第一板面S1的距离)小于或等于隔板2112的第五板面S5在平行于中心轴线Y方向的高度(到第一板面S1的距离)，螺钉穿过盖板212的中心与柱体螺纹连接，使底座211与盖板212固定在一起，柱体还可以辅助限位被照射体200或固定管23。本实施例中的辐照固定装置20结构简单，安装方便，可以同时固定多个被照射体200进行照射，可以理解，辐照固定装置20还可以有其他的构造。
最后将装有被照射体200的辐照固定装置20相对于放射源10进行固定，固定的方式可以有多种，如粘接、插接、卡勾连接、螺纹连接等。本实施例中，辐照固定装置20可拆卸连接到准直器13(图3中仅示意出辐照固定装置20与准直器13尚未连接的状态)，便于拆装、更换辐照固定装置，如底板2111的第二板面S2连接到准直器13朝着中子束N方向的端部。可以理解，辐照固定装置20还可以固定到放射源10的其他位置；也可以不是与放射源10直接固定，如固定在地面、墙壁相应的位置。
下面结合本发明的实施例对被照射体(以小鼠为例)进行硼中子捕获治疗辐照实验过程描述如下：
首先，将小鼠体内注射硼药后放入固定管23。将固定管23上的螺母2322c旋松，握持螺母2322c将固定套2321沿滑动槽2322a从管体231内滑出，将小鼠头部固定在固定套2321内并保证待照射部位在与第二辐射孔233相应的一侧。将小鼠和固定套2321装入管体231内，握持螺母2322c调整固定套2321滑动位置以保证待照射部位与第二辐射孔233一致，旋紧螺母2322c将固定套2321位置锁定。装上端板2323并锁定，将鼠尾从端板2323开口2323a中拿出，如小鼠过小，还可以在端板2323和小鼠之间添加填充物。
接着将装有小鼠的固定管23放入容纳腔C中进行定位，此时小鼠的待照射部位与第一、第二辐照孔22、233对应，将盖板212与底座211固定连接。
最后将辐射固定装置20固定到准直器13，使第一辐照孔22对着射束出口OUT，且中心轴线Y与中心轴线X一致。采用能量为1.881MeV-30MeV的质子线与靶材T发生核反应产生中子束N，并经过射束整形体12和准直器13从射束出口OUT出来，再经过第一、第二辐照孔22、233照射到辐射固定装置20中的小鼠肿瘤组织进行硼中子捕获治疗。
本发明揭示的辐照固定装置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 (15)

  1. 一种用于动物辐照系统的辐照固定装置，所述动物辐照系统包括放射源，所述放射源包括射束出口，所述放射源产生的放射线从所述射束出口出来照射向所述辐照固定装置中的被照射体，从所述射束出口出来的放射线围绕第一中心轴线限定一根主轴，其特征在于，所述辐照固定装置包括用于容纳所述被照射体的盒体，所述盒体具有第二中心轴线，所述盒体围绕所述第二中心轴线周向分隔成多个容纳腔，每个所述容纳腔用于容纳一个被照射体，所述盒体上设置与每个所述容纳对应的多个第一辐照孔，所述放射源产生的放射线通过所述第一辐照孔照射到所述容纳腔内的被照射体，所述第一辐照孔的内壁到所述第一中心轴线的最大距离小于所述射束出口的内壁到所述第一中心轴线的最小距离。
  2. 根据权利要求1所述的辐照固定装置，其特征在于：所述第二中心轴线与所述第一中心轴线一致，多个所述容纳腔围绕所述第二中心轴线周向均匀分布，所述多个第一辐照孔具有相同的设置，所述多个第一辐照孔到所述第二中心轴线的距离相等。
  3. 根据权利要求1所述的辐照固定装置，其特征在于：所述第一辐照孔具有第三中心轴线，所述第一辐照孔的内壁在所述放射线方向距离所述第三中心轴线的径向距离逐渐缩小。
  4. 根据权利要求3所述的辐照固定装置，其特征在于：所述第三中心轴线平行于所述第二中心轴线。
  5. 根据权利要求1所述的辐照固定装置，其特征在于：所述盒体包括底座和盖板，所述底座包括底板和隔板，所述隔板为从所述底板或盖板上沿平行于所述第二中心轴线的方向延伸出来的多个突出部并围绕所述第二中心轴线周向分布，所述盒体由所述隔板围绕所述第二中心轴线周向分隔成所述多个容纳腔。
  6. 根据权利要求5所述的辐照固定装置，其特征在于：所述第一辐照孔围绕所述第二中心轴线周向分布并设置在所述底板和盖板中的一个上，所述第一辐照孔沿平行于所述第二中心轴线的方向延伸贯通从而与每个所述容纳腔相通。
  7. 根据权利要求6所述的辐照固定装置，其特征在于：所述底板和盖板中的另一个上设置沿平行于所述第二中心轴线的方向贯通的透气孔。
  8. 根据权利要求1所述的辐照固定装置，其特征在于：所述辐照固定装置还包括被照射体固定件，所述被照射体固定件可拆卸地安装在所述容纳腔内并相对所述容纳腔进行定位。
  9. 根据权利要求8所述的辐照固定装置，其特征在于：被照射体固定件为固定管，所述固定管包括容纳所述被照射体的管体和在所述管体内固定所述被照射体的固定机构，所述管体上设置第二辐照孔，所述放射源产生的放射线通过所述第一、第二辐照孔照射到所述被照射体。
  10. 根据权利要求9所述的辐照固定装置，其特征在于：所述固定机构包括设置在所述管体内的固定套和锁定件，所述固定套用于固定所述被照射体的预设部位，所述固定套能够在所述管体内移动并通过所述锁定件进行位置固定。
  11. 根据权利要求1所述的辐照固定装置，其特征在于：所述辐照固定装置采用有机玻璃材料或透明材料或中空结构制成，所述中空结构内填充中子屏蔽材料或光子屏蔽材料。
  12. 一种动物辐照系统，其特征在于：包括放射源和如上述权利要求1-11之一所述的辐照固定装置，所述辐照固定装置相对于所述放射源固定，所述放射源用于产生放射线并照射向所述辐照固定装置中的被照射体。
  13. 根据权利要求12所述的动物辐照系统，其特征在于：所述放射源包括中子产生装置，所述中子产生装置用于产生中子束并形成所述射束出口，所述中子产生装置产生的中子束从所述射束出口出来照射向所述辐照固定装置中的被照射体，所述辐照固定装置可拆卸连接到所述射束出口。
  14. 根据权利要求13所述的动物辐照系统，其特征在于：所述放射源还包括射束整形体或准直器，所述射束整形体用于调整中子束的射束品质，所述准直器用以汇聚中子束，所述中子产生装置产生的中子束通过所述射束整形体或所述准直器照射向所述辐照固定装置中的被照射体，所述射束整形体或所述准直器形成所述射束出口，所述辐照固定装置可拆卸连接到所述射束整形体或所述准直器。
  15. 根据权利要求13所述的动物辐照系统，其特征在于：所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器用于对质子加速并产生质子线，所述质子线照射到所述靶材并与所述靶材作用产生中子。
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