CN218482995U - 中子捕获治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种中子捕获治疗系统,包括带电粒子束生成部、射束传输部和中子束生成部,所述中子束生成部包括靶材,所述靶材与所述带电粒子束生成部产生的带电粒子束作用产生中子束,所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和靶材更换室,所述带电粒子束生成室至少部分容纳所述带电粒子束生成部和所述射束传输部,所述靶材更换室用于安装所述靶材并且使得所述射束传输部穿过所述靶材更换室,所述靶材更换室在射束传输路径上形成于所述带电粒子束生成部之后并且不同于所述带电粒子束生成室。通过设置靶材更换室进行靶材的安装,可以对靶材更换室内的环境进行设置,避免了安装过程中靶材的氧化或氮化,操作简单、成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及放射线照射系统,尤其是一种中子捕获治疗系统。
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(chemoherapy)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(relaive biological effeciveness,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。
在加速器中子捕获治疗系统中,通过加速器将带电粒子束加速,带电粒子束加速至足以克服靶原子核库伦斥力的能量,与靶发生核反应以产生中子,因此在产生中子的过程中,靶会受到高功率的加速带电粒子束的照射,靶的温度会大幅上升,从而影响靶的使用寿命。为了稳定地产生中子,需要将旧靶替换为新靶,而常作为靶作用层的Li在空气中极易被氧化或氮化从而降低靶的功效,在作用层外面设置抗氧化层又会增加成本且消耗一部分带电粒子束的能量,如何在不被氧化的条件下进行新靶的安装就十分重要,通常使用手套箱在充满惰性气体的空间中进行Li操作,但对于靶的安装来说操作困难、成本较高。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本实用新型一方面提供了一种中子捕获治疗系统,包括带电粒子束生成部、射束传输部和中子束生成部,所述带电粒子束生成部用于产生带电粒子束,所述射束传输部将所述带电粒子束传输至所述中子束生成部,所述中子束生成部包括靶材,所述靶材与所述带电粒子束作用产生中子束,所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和靶材更换室,所述带电粒子束生成室至少部分容纳所述带电粒子束生成部和所述射束传输部,所述靶材更换室用于安装所述靶材并且使得所述射束传输部穿过所述靶材更换室,所述靶材更换室在射束传输路径上形成于所述带电粒子束生成部之后并且不同于所述带电粒子束生成室。通过设置靶材更换室进行靶材的安装,可以对靶材更换室内的环境进行设置,避免了安装过程中靶材的氧化或氮化,操作简单、成本较低。
作为一种优选地,所述靶材包括作用层,所述作用层与所述带电粒子束作用产生所述中子束,所述作用层预先容纳在所述靶材更换室内。
进一步地,所述作用层的材料为Li或其合金或其化合物,所述带电粒子束为质子束,所述质子束与所述作用层发生7Li(p,n)7Be核反应产生所述中子束。
作为一种优选地,所述靶材更换室内的环境在大气压下的露点温度为Td≤-30℃或在25℃下的相对湿度RH≤0.6%。
作为一种优选地,所述靶材包括冷却通道,所述粒子束产生装置还包括与所述冷却通道连接的第一、第二冷却管。
作为一种优选地,所述中子束生成部还包括射束整形体,所述射束整形体能够调整所述带电粒子束与靶材作用产生的中子束的射束品质,所述中子捕获治疗系统还包括照射室,被照射体在所述照射室中进行所述中子束照射的治疗,所述射束整形体至少部分容纳在所述照射室和所述带电粒子束生成室的分隔壁内,所述靶材安装在射束整形体内,所述靶材更换室设置在所述带电粒子束生成室内。
进一步地,所述带电粒子束生成室具有天花板和地板,所述靶材更换室为由所述分隔壁、所述天花板、所述地板和设置在所述天花板和所述地板之间的帘子包围形成的半密封的除湿区域并在所述区域内设置除湿机;或者所述靶材更换室包括顶部,所述靶材更换室为由所述分隔壁、所述顶部、所述地板和设置在所述顶部和所述地板之间的帘子包围形成的半密封的除湿区域并在所述区域内设置除湿机。帘子成本较低、安装方便,方便进出,设置除湿机后也能够达到干燥环境的要求。
作为一种优选地,所述射束传输部包括长度可调节的传输管,所述靶材设置在所述传输管的端部,所述传输管设置有所述靶材的一端设置在所述靶材更换室内。
进一步地,所述射束传输部包括第一、第二、第三传输管,所述第二传输管分别与所述第一、第三传输管可拆卸连接,所述靶材设置在所述第一传输管的端部,所述第一传输管和至少部分所述第二传输管设置在所述靶材更换室内,所述第二或第三传输管穿过所述靶材更换室。
更进一步地,所述第三传输管上设置束流调整装置;所述第一传输管上设置检测装置。
本实用新型所述的中子捕获治疗系统,通过设置靶材更换室进行靶材的安装,避免了靶材的氧化,操作简单、成本较低。
附图说明
图1为本实用新型实施例的中子捕获治疗系统的结构示意图;
图2为本实用新型实施例中的靶材结构示意图;
图3为图1中的带电粒子束生成室及靶材更换室在另一方向的示意图;
图4为本实用新型另一实施例的带电粒子束生成室及靶材更换室的示意图;
图5为本实用新型实施例中的靶材安装方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型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1,本实施例中的中子捕获治疗系统优选为硼中子捕获治疗系统100,硼中子捕获治疗系统100是利用硼中子捕获疗法进行癌症治疗的装置。硼中子捕获疗法通过对注射有硼(B-10)的被照射体200照射中子束N来进行癌症治疗,被照射体200服用或注射含硼(B-10)药物后,含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞M中,然后利用含硼(B-10)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。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短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射伤害能局限在细胞层级,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。
硼中子捕获治疗系统100包括中子束产生装置10和治疗台20,中子束产生装置10包括带电粒子束生成部11、射束传输部12和中子束生成部13。带电粒子束生成部11产生如质子束的带电粒子束P;射束传输部12,将带电粒子束P传输至中子束生成部13;中子束生成部13产生治疗用中子束N并照射向治疗台20上的被照射体200。
带电粒子束生成部11可以包括离子源111和加速器112,离子源111用于产生带电粒子,如H-、质子、氘核等;加速器112对离子源111产生的带电粒子加速以获得所需能量的带电粒子束P,如质子束。
中子束生成部13可以包括靶材T、射束整形体131、准直器132,加速器112产生的带电粒子束P经射束传输部12照射到靶材T并与靶材T作用产生中子,产生的中子依次通过射束整形体131和准直器132形成治疗用中子束N并照射向治疗台20上的被照射体200。靶材T优选为金属靶材。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、金属靶材的物化性等特性来挑选合适的核反应,常被讨论的核反应有7Li(p,n)7Be及9Be(p,n)9B,这两种反应皆为吸热反应。两种核反应的能量阀值分别为1.881MeV和2.055MeV,由于硼中子捕获治疗的理想中子源为keV能量等级的超热中子,理论上若使用能量仅稍高于阀值的质子轰击金属锂靶材,可产生相对低能的中子,不需太多的缓速处理便可用于临床,然而锂金属(Li)和铍金属(Be)两种靶材与阀值能量的质子作用截面不高,为产生足够大的中子通量,通常选用较高能量的质子来引发核反应。理想的靶材应具备高中子产率、产生的中子能量分布接近超热中子能区(将在下文详细描述)、无太多强穿辐射产生、安全便宜易于操作且耐高温等特性,但实际上并无法找到符合所有要求的核反应。本领域技术人员熟知的,靶材T也可以由Li、Be之外的金属材料制成,例如由Ta或W及其合金、化合物等形成。加速器10可以是直线加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器。
射束整形体131能够调整带电粒子束P与靶材T作用产生的中子束N的射束品质,准直器132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。射束整形体131进一步包括反射体1311、缓速体1312、热中子吸收体1313、辐射屏蔽体1314和射束出口1315,带电粒子束P与靶材T作用生成的中子由于能谱很广,除了超热中子满足治疗需要以外,需要尽可能的减少其他种类的中子及光子含量以避免对操作人员或被照射体造成伤害,因此从靶材T出来的中子需要经过缓速体1312将其中的快中子能量(>40keV)调整到超热中子能区(0.5eV-40keV)并尽可能减少热中子(<0.5eV),缓速体312由与快中子作用截面大、超热中子作用截面小的材料制成,本实施例中,缓速体1312由D2O、AlF3、Fluental、CaF2、Li2CO3、MgF2和Al2O3中的至少一种制成;反射体1311包围缓速体1312,并将穿过缓速体1312向四周扩散的中子反射回中子射束N以提高中子的利用率,由具有中子反射能力强的材料制成,本实施例中,反射体1311由Pb或Ni中的至少一种制成;缓速体1312后部有一个热中子吸收体1313,由与热中子作用截面大的材料制成,本实施例中,热中子吸收体1313由Li-6制成,热中子吸收体1313用于吸收穿过缓速体1312的热中子以减少中子束N中热中子的含量,避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量,可以理解,热中子吸收体也可以是和缓速体一体的,缓速体的材料中含有Li-6;辐射屏蔽体1314用于屏蔽从射束出口1315以外部分渗漏的中子和光子,辐射屏蔽体1314的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种,本实施例中,辐射屏蔽体1314的材料包括光子屏蔽材料铅(Pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(PE)。可以理解,射束整形体131还可以有其他的构造,只要能够获得治疗所需超热中子束即可。准直器132设置在射束出口1315后部,从准直器132出来的超热中子束向被照射体200照射,经浅层正常组织后被缓速为热中子到达肿瘤细胞M,可以理解,准直器132也可以取消或由其他结构代替,中子束从射束出口1315出来直接向被照射体200照射。本实施例中,被照射体200和射束出口1315之间还设置了辐射屏蔽装置30,屏蔽从射束出口1315出来的射束对被照射体正常组织的辐射,可以理解,也可以不设置辐射屏蔽装置30。靶材T设置在射束传输部12和射束整形体131之间,射束传输部12具有对带电粒子束P进行加速或传输的传输管C,本实施例中,传输管C沿带电粒子束P方向伸入射束整形体131,并依次穿过反射体1311和缓速体1312,靶材T设置在缓速体1312内并位于传输管C的端部,以得到较好的中子射束品质。可以理解,靶材可以有其他的设置。
硼中子捕获治疗系统100整体容纳在混凝土构造的建筑物中,具体来说,硼中子捕获治疗系统100还包括照射室101和带电粒子束生成室102,治疗台20上的被照射体200在照射室101中进行中子束N照射的治疗,带电粒子束生成室102容纳带电粒子束生成部11和至少部分射束传输部12,射束整形体20至少部分容纳在照射室101和带电粒子束生成室102的分隔壁103内。
下面结合图2对靶材T的结构做详细的说明。
靶材T包括作用层1301、抗发泡层1302和散热层1303。作用层1301与带电粒子束P作用产生中子束,在产生中子的过程中靶材会受到非常高能量等级的加速带电粒子束P的照射,从而引起靶材起泡和温度上升,造成靶材使用寿命降低。抗发泡层1302沿带电粒子束P入射方向位于作用层1301的后面并能够快速扩散由入射带电粒子束P在靶材T中产生的氢,减弱氢的集中度或将氢释放到外部,有效抑制入射带电粒子束P引起的起泡,从而避免或减少靶材T由起泡引起的变形,延长靶材寿命;抗发泡层1302抑制发泡的材料制成,如在200℃下的氢扩散系数不小于10E-6cm2/s的材料,一实施例中,抗发泡层1302的材料包括Nb、Ta、Pd、V及其合金、化合物中的至少一种。散热层1303沿带电粒子束P入射方向位于抗发泡层1303的后面并将沉积在靶材中的热量传递出来通过冷却介质排出,降低靶材的温度,防止靶材由温度过高引起的变形,延长靶材寿命;散热层1303由导热材料制成,一实施例中,散热层1303的材料包括Cu、Fe、Al及其合金、化合物中的至少一种。可以理解,抗发泡层1302还可以采用既能导热又能抑制发泡的材料,此时,抗发泡层1302和散热层1303可以是一体的;也可以设置导热层将沉积在作用层1301的热量直接快速传导到散热层1303。散热层1303可以有多种构造,如圆形、矩形或其他形状的平板状,散热层1303上形成供冷却介质流通的冷却通道CP,散热层1303还具有冷却进口IN(图未示)和冷却出口OUT(图未示),冷却通道CP连通冷却进口IN和冷却出口OUT,冷却介质从冷却进口IN进入,通过冷却通道CP,然后从冷却出口OUT出来。靶材T受到高能量等级的加速质子束照射温度升高发热,散热层将热量导出,并通过流通在冷却通道内的冷却介质将热量带出,从而对靶材T进行冷却。
本实施例中,传输管C与反射体1311和缓速体1312之间设置第一、第二冷却管D1、D2,第一、第二冷却管D1、D2的一端分别与靶材T的冷却进口IN和冷却出口OUT连接,另一端连接到外部冷却源。冷却介质可以为去离子水,具备极低的电导率,防止在高电压环境下产生漏电流及对中子束的生成产生干扰,可以理解,第一、第二冷却管还可以以其他方式设置在射束整形体内,当靶材置于射束整形体之外时,还可以取消。靶材T还可以包括用于支撑或安装靶材的支撑部(图未示),支撑部还可以用于安装第一、第二冷却管D1、D2的至少一部分,冷却进口IN和冷却出口OUT也可以设置在支撑部上,支撑部可以由铝合金材料制成,Al被中子活化后的放射性产物半衰期较短,降低二次辐射。
尽管通过上述设置尽量延长靶材T的使用寿命,靶材T的寿命仍然是有限的,需要定期或损耗后更换,将发生核反应后、已到使用寿命需进行回收的靶材拆卸并安装新的靶材,本申请的实施例旨在说明新靶材的安装,对旧的靶材的拆卸回收不做详细描述。本实施例中,作用层12的材料为Li或其合金或其化合物,由于Li金属的化学特性非常活泼,在空气中容易被氧化或氮化,可以设置靶材更换室40进行新的靶材T的安装,靶材更换室40内的环境可以设置为干燥环境,Li在一定的干燥环境中不会被氧化、氮化或氧化、氮化速度非常慢,一实施例中,干燥环境在大气压下的露点温度为Td≤-30℃或在25℃下的相对湿度RH≤0.6%。
一实施例中,靶材更换室40用于安装靶材T并且使得射束传输部12穿过靶材更换室40,靶材更换室40在射束传输路径上形成于带电粒子束生成部11之后并且不同于带电粒子束生成室102。结合图3,靶材更换室40设置在带电粒子束生成室102内,与带电粒子束生成室102共用分隔壁103,带电粒子束生成室102还具有天花板1021、地板1022,本实施例中,靶材更换室40为半密封的除湿区域,此处,半密封的除湿区域即指形成的空间不完全密闭,但除湿设备开启后相应的空间内能够形成达到使用要求的环境。靶材更换室40由分隔壁103、天花板1021、地板1022和设置在天花板1021和地板1022之间的帘子41包围形成并在该区域内设置除湿机42,帘子41固定在天花板1021上并向下延伸到地板1022,帘子41在平行于地面方向的横截面可以为[型、C型等,帘子41可以为多片式并依次无间隔地排布,帘子41成本较低、安装方便,方便进出,设置除湿机42后也能够达到干燥环境的要求。可以理解,帘子41的材料为PVC的,被中子照射后的产物不具有放射性或放射性活度极低,降低产生的二次辐射,可以理解,也可以采用其他被中子照射后的产物不具有放射性或被中子照射后的产物放射性活度低或被中子照射后产生的放射性同位素半衰期短的材料;除湿机42外壳可以采用中子屏蔽材料或在除湿机外部设置辐射屏蔽,避免中子捕获治疗过程中产生的中子对除湿42机造成辐射损坏。可以理解,靶材更换室40也可以仅由天花板1021、地板1022、设置在天花板1021和地板1022之间的帘子41包围形成,此时帘子41在平行于地面方向的横截面为封闭的环;还可以由天花板1021、地板1022、设置在天花板1021和地板1022之间的帘子41、及与分隔壁103相邻的壁W包围形成,此时帘子41在平行于地面方向的横截面可以为一字型或L型。如图4,靶材更换室40还可以具有顶部43及支撑顶部43的支撑部(图未示),支撑部将顶部43支撑在天花板1021或地板1022或带电粒子束生成室102的壁部,帘子41固定在顶部43外缘并向下延伸到地板1022,顶部43、地板1022与帘子41包围形成或顶部43、地板1022与帘子41、分隔壁103共同包围形成靶材更换室40,此时,靶材更换室40还可以是可移动的,仅在安装新靶时移动到所需位置。靶材更换室40还可以为配备了干燥设备、净化设备、气体循环系统等的干燥房,可以设置在带电粒子束生成室102内,或者将带电粒子束生成室102设置成干燥房。
传输管C可以为长度可调节的,为靶材T的更换提供空间,传输管C为内部真空状态的中空管状,射束传输部12可以包括第一、第二、第三传输管121、122、123,第二传输管122分别与第一、第三传输管121、123可拆卸连接。靶材T设置在第一传输管121的端部,能够与第一传输管121一同拆卸下来,由于发生核反应后的靶材T上有大量的辐射线残留,需尽量避免人员接触,如通过控制机构在第一传输管121断开后控制其自动移出进入回收装置(未示出),在拆分过程中,第一、第二、第三传输管121、122、123可保持真空状态。在安装状态,第一、第二传输管121、122和部分第三传输管123设置在靶材更换室40内,第三传输管123穿过靶材更换室40,如将帘子41上设置与第三传输管123相应的孔洞;可以理解,也可以是第一传输管121和部分第二传输管122设置在靶材更换室40内,第二传输管122穿过靶材更换室40,第三传输管123设置在靶材更换室40外。通过将第二传输管122分别与第一、第三传输管121、123拆分并移出,改变了传输管C的整体长度,这样就为端部带有靶材T的第一传输管121移出射束整形体131留出了让位空间。可以理解,还可以通过其他的设置实现传输管C长度可调节,如采用伸缩管。第三传输管123上还可以设置束流调整装置,避免设置在第一或第二传输管上,使得更换靶材T时影响束流或损坏。
使用后的靶材T回收后在靶材更换室40内进行新的靶材的安装,如图5,靶材T的安装步骤如下:
S10:将作用层1301预先容纳在靶材更换室40内,如安装前,将密封的设置有作用层1301的靶材T从存储室(图未示)取出放置到靶材更换室40内,并在靶材更换室40内开封;
S20:在靶材更换室40内将靶材T安装在传输管C的端部,如通过支撑部安装到第一传输管121的端部;
S30:在靶材更换室40内将靶材T安装到位,如将第一传输管121与传输管C的其余部分连接并调节传输管C的其余部分的长度,本实施例中,将拆卸下来的第二传输管122连接到第一、第三传输管121、123之间。
本实施例中,靶材T伸入射束整形体131内,且传输管C与射束整形体131之间设置第一、第二冷却管D1、D2与靶材T的散热层1303的冷却通道CP连接,S20和S30之间还包括步骤:
S40:在靶材更换室40将第一、第二冷却管D1、D2与靶材T的冷却通道CP连接;
S50:在靶材更换室40将传输管C连接有靶材T的端部伸入射束整形体131;
S60:将第一、第二冷却管D1、D2连接到外部冷却源;
可以理解,S60也可以在S30之后或S40之后,S60可以在靶材更换室40内操作也可以在靶材更换室40外操作,第一、第二冷却管D1、D2可以是固定在第一传输管121上;第一传输管121和靶材T也可以是一体封装的,提高换靶效率,将靶材T和第一传输管121的整体预先容纳在靶材更换室40内,在靶材更换室40内将其开封并连接第一、第二冷却管D1、D2;第一、第二冷却管D1、D2也可以至少部分和第一传输管121是一体封装的,第一传输管121上还可以设置检测装置,如靶材温度检测、中子或γ辐射线检测等。
可以理解,本实用新型还可以应用于靶材作用层为其他易氧化、氮化材料的中子束产生装置或其他粒子束产生装置,还可以应用于其他医疗和非医疗领域。
尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述,以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型,但应该清楚,本实用新型不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内,这些变化是显而易见的,都在本实用新型要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种中子捕获治疗系统,包括带电粒子束生成部、射束传输部和中子束生成部,所述带电粒子束生成部用于产生带电粒子束,所述射束传输部将所述带电粒子束传输至所述中子束生成部,所述中子束生成部包括靶材,所述靶材与所述带电粒子束作用产生中子束,其特征在于,所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和靶材更换室,所述带电粒子束生成室至少部分容纳所述带电粒子束生成部和所述射束传输部,所述靶材更换室用于安装所述靶材并且使得所述射束传输部穿过所述靶材更换室,所述靶材更换室在射束传输路径上形成于所述带电粒子束生成部之后并且不同于所述带电粒子束生成室。
2.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述靶材包括作用层,所述作用层与所述带电粒子束作用产生所述中子束,所述作用层预先容纳在所述靶材更换室内。
3.如权利要求2所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述作用层的材料为Li或其合金或其化合物,所述带电粒子束为质子束,所述质子束与所述作用层发生7Li(p,n)7Be核反应产生所述中子束。
4.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述靶材更换室内的环境在大气压下的露点温度为Td≤-30℃或在25℃下的相对湿度RH≤0.6%。
5.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述靶材包括冷却通道,所述中子捕获治疗系统还包括与所述冷却通道连接的第一、第二冷却管。
6.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述中子束生成部还包括射束整形体,所述射束整形体能够调整所述带电粒子束与靶材作用产生的中子束的射束品质,所述中子捕获治疗系统还包括照射室,被照射体在所述照射室中进行所述中子束照射的治疗,所述射束整形体至少部分容纳在所述照射室和所述带电粒子束生成室的分隔壁内,所述靶材安装在射束整形体内,所述靶材更换室设置在所述带电粒子束生成室内。
7.如权利要求6所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述带电粒子束生成室具有天花板和地板,所述靶材更换室为由所述分隔壁、所述天花板、所述地板和设置在所述天花板和所述地板之间的帘子包围形成的半密封的除湿区域并在所述区域内设置除湿机;或者所述靶材更换室包括顶部,所述靶材更换室为由所述分隔壁、所述顶部、所述地板和设置在所述顶部和所述地板之间的帘子包围形成的半密封的除湿区域并在所述区域内设置除湿机。
8.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述射束传输部包括长度可调节的传输管,所述靶材设置在所述传输管的端部,所述传输管设置有所述靶材的一端设置在所述靶材更换室内。
9.如权利要求8所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述射束传输部包括第一、第二、第三传输管,所述第二传输管分别与所述第一、第三传输管可拆卸连接,所述靶材设置在所述第一传输管的端部,所述第一传输管和至少部分所述第二传输管设置在所述靶材更换室内,所述第二或第三传输管穿过所述靶材更换室。
10.如权利要求9所述的中子捕获治疗系统,其特征在于,所述第三传输管上设置束流调整装置,所述第一传输管上设置检测装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP5455880B2 (ja) * | 2010-12-10 | 2014-03-26 | キヤノン株式会社 | 放射線発生管、放射線発生装置ならびに放射線撮影装置 |
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| JP6025227B2 (ja) * | 2015-04-28 | 2016-11-16 | 住友重機械工業株式会社 | 中性子捕捉療法用中性子線照射装置 |
| EP3291884B1 (en) * | 2015-05-06 | 2021-02-17 | Neutron Therapeutics Inc. | Neutron target for boron neutron capture therapy |
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| KR101839369B1 (ko) * | 2016-11-29 | 2018-03-16 | 주식회사 다원시스 | 붕소중성자포획치료(bnct) 시설 |
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| EP3666337B1 (en) * | 2017-09-07 | 2021-06-30 | Neuboron Medtech Ltd. | Neutron capture therapy system |
| EP3685883B1 (en) * | 2017-12-15 | 2021-11-03 | Neuboron Medtech Ltd. | Neutron capture therapy system |
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| CN108079443A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-05-29 | 广东东阳光药业有限公司 | 一种用于中子俘获治疗的射束整形体 |
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| CN111188018A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-22 | 西南交通大学 | 高温超导带材金属溅射靶材保护装置及基片薄膜制作方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108934120A (zh) * | 2017-05-26 | 2018-12-04 | 南京中硼联康医疗科技有限公司 | 用于中子线产生装置的靶材及中子捕获治疗系统 |
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