[发明专利]一种组合式Fricke凝胶剂量计的制备和数据读取方法

说明书

本发明公开的一种组合式Fricke凝胶剂量计的制备和数据读取方法，其采用的组合式Fricke凝胶剂量计是用于硼中子俘获治疗多剂量成分空间分布测量，且包括标准凝胶剂量计、重水凝胶剂量计、含氮凝胶剂量计和含硼凝胶剂量计；凝胶剂量计的制备包括以下步骤：1)、先采用超纯水将稀硫酸稀释；2)、接着，加入亚铁离子和化学螯合剂，溶液加热后再加入组织等效材料，然后充分搅拌；3)、将充分搅拌后的溶液再倒入亚克力空心模具中进行冷却、密封和冷藏。本发明能实现治疗中子束所诱发各种辐射成分及其空间分布测量，从而更加准确地实现靶区及其正常组织辐射剂量率分析，实现精准肿瘤治疗。

技术领域

本发明涉及BNCT硼中子俘获治疗的技术领域，尤其涉及一种组合式Fricke凝胶剂量计的制备和数据读取方法。

背景技术

Fricke凝胶剂量计通常是指在凝胶物质中掺杂亚铁离子的凝胶剂量计。亚铁离子(Fe²⁺)在辐射作用下被定量地氧化为铁离子(Fe³⁺)，颜色的变化将引起特定波长下吸光度的改变，经过性能参数校准后，即可由吸光度的变化值确定凝胶的吸收剂量。Fricke凝胶剂量计因具有优异的组织等效性和制备过程简单等优点，已被广泛应用于肿瘤常规放疗的精准辐射剂量验证。采用猪皮明胶制作的Fricke凝胶剂量计具有很高的射线敏感性，螯合剂的引入可抑制辐照生成的三价铁离子在明胶内的扩散行为，使得这种凝胶剂量计具有更高灵敏度、且可实现较好的剂量空间分布测量效果。

然而，不同于常规放疗的单一化光子剂量，用于中子治疗即硼中子俘获治疗(BNCT)的治疗束一般包含了热中子、超热中子、快中子及伽玛射线，入射到人体内部引起的核反应较为复杂，会诱发的多种剂量成分。在计算和评估BNCT治疗过程中对人体产生的剂量时，必须重点考虑以下各种剂量成分：(1)氮剂量，即中子通过与人体中的氮(N)元素发生核反应沉积能量所产生的剂量；(2)光子剂量，主要来自硼中子俘获反应所释放的0.478MeV的伽玛射线；治疗束中的伴随伽玛射线；氢核发生中子俘获反应所放出的2.224MeV的伽玛射线；(3)快中子剂量，即快中子与人体中各种核素，尤其是与人体的氢核发生弹性碰撞产生的反冲质子所沉积能量所导致的辐射剂量；(4)硼剂量，即通过¹⁰B中子俘获反应放出⁷Li和α粒子所沉积能量所产生的剂量。

对比文件1，中国公开的一种发明专利：一种三维Fricke凝胶剂量计、其制备方法与应用(公开号：CN110818916A)，公开了一种常规型Fricke凝胶剂量计的制备方法与使用流程，但这种单一性的剂量计不具备区别多种剂量成分贡献的功能，因此仅适合用于普通X射线治疗，不能直接应用于BNCT领域，另外，这项专利未能对凝胶剂量计的数据读取方法进行描述。

对比文件2，中国公开的一种发明专利：一种基于MRI-Only的核磁引导放射治疗的三维剂量验证方法(公开号：CN107519585A)，通过制备凝胶剂量计和核磁共振仪读出辐射剂量，实现了仅仅通过患者的核磁(MR工)图像就可制定放疗计划的技术手段，但是这种技术不能进行剂量成分甄别，仅适合使用在普通X射线治疗领域。

对比文件3，中国公开的一种发明专利：用于放射治疗三维剂量验证的凝胶的制备方法及应用(公开号：CN106008769A)、一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法(公开号：CN104530278A)和一种新型三维凝胶剂量计材料及其制备方法(公开号：CN105440188A)，分别介绍了采用有机物聚合单体，基于辐照交联原理，通过除氧、预辐照等一系列技术手段，亦可实现普通X射线治疗领域的三维辐射剂量测量。

对比文件4，中国公开的一种发明专利：一种三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法(公开号：CN104199077A)，介绍了采用丁二炔类化合物制成的囊泡作为辐射变色体系，由组织等效的有机高分子材料制备而成的凝胶载体，组成了三维辐射变色凝胶剂量计，适用于X射线、伽玛射线、电子束和质子束等电离辐射，但对中子辐射适用性较差。

在上述公开的文献中综合得知以下缺陷：