[发明专利]中子捕获治疗设备

说明书

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。

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。