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一种剂量引导的 中子俘获治疗系统及其操作方法

阅读：962发布：2020-05-28

专利汇可以提供一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于放射治疗技术领域，公开了一种剂量引导的硼中子俘获治疗系统，包括：低能直线加速器系统，用于提供稳定的质子束；中子照射系统，用于提供治疗中子束对患者照射靶区进行照射，包括中子束照射端口；治疗辅助系统，用于患者定位及制定、验证、执行治疗计划；剂量引导系统，用于监控及调整治疗计划。该治疗系统，实现了BNCT治疗过程中患者照射靶区部位的实时监控，得到患者照射靶区部位的三维的硼‑10浓度分布，且根据患者的三维硼‑10浓度分布，对治疗计划进行调整，达到了治疗计划的精准照射执行，从而尽可能避免了BNCT治疗因照射靶区剂量不足而出现肿瘤控制率下降或因为正常组织剂量超标而出现并发症发生率增加等问题。，下面是一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，包括：
低能直线加速器系统(100)，用于提供稳定的质子束；
中子照射系统(200)，包括中子束照射端口(210)，用于提供治疗中子束以对被照客体照射靶区进行照射，与所述低能直线加速器系统(100)连接；
治疗辅助系统(300)，用于中子俘获肿瘤治疗过程中被照客体的定位摆位以及治疗计划制定、验证与执行；
剂量引导系统(400)，用于中子俘获肿瘤治疗过程中的剂量监控及治疗计划调整，分别与所述中子照射系统(200)、所述治疗辅助系统(300)连接。
2.根据权利要求1所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述剂量引导系统(400)包括剂量监控系统、硼药输注系统、治疗计划调整系统，所述剂量监控系统、所述硼药输注系统分别与所述治疗计划调整系统连接，所述治疗计划调整系统分别对所述剂量监控系统和所述硼药输注系统进行数据采集和动作控制。
3.根据权利要求2所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述剂量监控系统包括辐射探测部(411)、计算部，所述辐射探测部用于探测被照客体放出的瞬发伽马光子并转化为能谱数据，所述计算部用于将所述辐射探测部探测到的能谱数据计算分析为硼-10浓度分布。
4.根据权利要求3所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述辐射探测部(411)包括准直体、探测体、屏蔽体，所述准直体、所述探测体布置在所述屏蔽体内部，所述准直体用于将被测客体处发出的射线进行准直，所述探测体用于将准直后的光信号转化为电信号和能谱数据，所述准直体上设置有以二维阵列形式均匀布置的准直孔。
5.根据权利要求3所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述辐射探测部(411)是成对的，且以对称方式布置于被照客体周围，并可围绕被照客体进行旋转。
6.根据权利要求2所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述硼药输注系统包括输注管线、输注泵、硼药储存容器。
7.根据权利要求2所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述治疗计划调整系统包括计算模块和操作模块，所述计算模块用于获取所述剂量监控系统、所述硼药输注系统的数据并生成治疗计划调整方案，所述操作模块用于显示治疗计划调整方案以及控制执行治疗计划调整方案。
8.根据权利要求1所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述治疗辅助系统(300)包括治疗计划系统、控制系统、定位摆位系统、准备室(310)、隔离屏蔽室(330)和照射室(340)，所述隔离屏蔽室(330)设置于所述照射室(340)与所述准备室(310)之间，所述中子照射系统(200)的中子束照射端口(210)设置于所述照射室(340)中。
9.根据权利要求8所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述定位摆位系统包括模拟照射端口(321)、治疗床(322)、导轨(323)、自动对位装置和摆位验证装置，所述导轨(323)铺设在所述准备室(310)并延伸至所述照射室(340)内，所述治疗床(322)沿着所述导轨(323)在所述准备室(310)与所述照射室(340)之间往返移动。
10.根据权利要求1-9任一项所述的剂量引导的硼中子俘获治疗系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过低能直线加速器系统(100)提供质子束；
B、通过中子照射系统(200)将质子束转化为中子束；
C、通过治疗辅助系统(300)提供治疗计划并完成定位；
D、根据治疗计划，使用中子束对被照客体靶区进行照射；
E、通过剂量引导系统(400)制定治疗计划调整方案；
F、将治疗计划调整方案与治疗计划进行比对，并判断是否在可接受误差范围内，若否，则根据治疗计划调整方案调整治疗计划后执行D步骤，若是，则执行下一步骤；
G、将实际照射剂量与治疗计划照射剂量进行比对，并判断实际照射剂量是否达到治疗计划照射剂量，若否，则继续则执行D步骤，若是，则执行下一步骤；
H、停止中子束照射，完成BNCT治疗。

说明书全文

一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法

技术领域

[0001] 本发明属于放射治疗技术领域，尤其涉及一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法。

背景技术

[0002] 硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy，BNCT)是一种“药械联用”、安全性更好的生物靶向二元放射治疗模式，从原理上具有放疗、化疗、重离子治疗等手段的优点，最有希望实现人类根治肿瘤的美好愿望。BNCT治疗首先通过将具有亲肿瘤组织的无毒的掺硼药物注入人体血液，待掺硼(硼-10)药物富集在肿瘤组织后，采用超热中子多方向适形照射肿瘤部位，中子和癌细胞中的硼-10核素相遇并发生核反应，放出的阿尔法粒子和锂-7粒子对细胞具有很强的杀伤力，杀伤效果高于现有的X射线、伽马射线放疗和质子放疗，BNCT的副作用比较小，而且随着掺硼药物亲肿瘤效果的进一步提高，BNCT对正常组织的损伤将进一步降低。BNCT的肿瘤适应症范围广泛，并且可以治疗质子、重离子治疗不了的扩散型恶性肿瘤或治疗后再次复发的肿瘤病例，比如在多形性胶质母细胞瘤(恶性脑癌)、复发性头颈癌、恶性黑色素皮肤癌、肝转移癌等，治疗效果明显好于现有的治疗技术。

[0003] BNCT治疗过程中，患者接受到的剂量直接决定了BNCT治疗的肿瘤控制率与并发症发生率，进而影响患者治疗后的生活品质。所以精准的肿瘤定位、精准的治疗计划、精准的照射执行是BNCT精准治疗的三个关键环节，而其中的“精准的照射执行”仍然面临很多困难。BNCT治疗所产生的剂量是由热中子与硼-10发生核反应而来的，而硼-10会随着掺硼药物在患者体内的代谢过程而发生时间-空间分布变化。这种掺硼药物代谢的时空变化具有明显的随机性，从而导致患者接受到的剂量与治疗计划所规定的剂量之间出现偏差。大的偏差可能会导致BNCT治疗的肿瘤控制率下降或并发症发生率增加。

[0004] 在目前的BNCT临床治疗过程中，硼浓度随时间变化采取如下的近似处理方法：在照射前的掺硼药物输注过程中，每间隔一段时间采集一次患者的血液样品，检测血液样品中的硼浓度，再结合由18F-BPA-PET核医学影像手段测定的肿瘤组织与血液硼浓度之比值(T/N)，修订掺硼药物随时间代谢的经验曲线，并最终确定照射时间。存在的问题是肿瘤组织的硼浓度随时间变化是基于经验模型推导而非在线实时测量结果，也没有考虑硼浓度空间分布不均匀性的影响，造成患者实际接受到的剂量存在较大的不确定性。

[0005] 基于上述情况，我们有必要设计一种能够解决上述问题的中子俘获疗法系统。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于：提出一种剂量引导的中子俘获治疗系统，基于BNCT治疗过程中热中子与硼-10发生反应放出的瞬发伽马光子，通过探测器阵列对被照客体照射靶区开展三维测量，探测放出的伽马光子并通过计算反映为被照客体照射靶区实时的硼-10浓度分布以及接受到的三维剂量分布，据此对治疗计划的参数进行调整，从而极大提高BNCT治疗过程的精度水平。

[0007] 为达此目的，本发明第一方面提出了一种剂量引导的硼中子俘获治疗系统，包括：

[0008] 低能直线加速器系统，用于提供稳定的质子束；

[0009] 中子照射系统，包括中子束照射端口，用于提供治疗中子束以对被照客体照射靶区进行照射，与所述低能直线加速器系统连接；

[0010] 治疗辅助系统，用于中子俘获肿瘤治疗过程中被照客体的肿瘤定位、治疗计划制定以及治疗计划验证与执行；

[0011] 剂量引导系统，用于中子俘获肿瘤治疗过程中的实时剂量监控及实时治疗计划调整，分别与所述中子照射系统、所述治疗辅助系统连接。

[0012] 需要说明的是，本发明中所述被照客体主要指接受中子束照射治疗的患有肿瘤的患者，简称患者。

[0013] 进一步的，所述治疗辅助系统包括治疗计划系统、控制系统、定位摆位系统、控制模块、准备室、隔离屏蔽室和照射室，所述隔离屏蔽室设置于所述照射室与所述照射室之间，所述中子照射系统的中子束照射端口设置于所述照射室中。

[0014] 进一步的，所述治疗计划系统，包括计划制定模块和计划验证模块。所述计划制定模块可以生成治疗计划，所述计划验证模块可以对治疗计划进行验证。治疗计划验证完成后，即可按照治疗计划进行治疗。

[0015] 进一步的，所述治疗计划系统，还包括治疗及疗效评估模块，以对治疗过程及疗效进行评估。

[0016] 进一步的，所述定位摆位系统包括模拟照射端口、治疗床、导轨、自动对位装置和摆位验证装置，所述导轨铺设在所述准备室并延伸至所述照射室内，所述治疗床沿着所述导轨在所述准备室与所述照射室之间往返移动。所述自动对位装置可以快速锁定治疗床，确定所述治疗床的位置；所述摆位验证系统用于将被照客体快速摆位，以及确认就位到照射位置。进一步的，所述剂量引导系统包括剂量监控系统、硼药输注系统、治疗计划调整系统，所述剂量监控系统、所述硼药输注系统分别与所述治疗计划调整系统电信号连接，所述治疗计划调整系统对所述剂量监控系统和所述硼药输注系统进行数据采集和动作控制。

[0017] 进一步的，所述剂量引导系统包括剂量监控系统、硼药输注系统、治疗计划调整系统，所述剂量监控系统、所述硼药输注系统分别与所述治疗计划调整系统连接，所述治疗计划调整系统分别对所述剂量监控系统和所述硼药输注系统进行数据采集和动作控制。

[0018] 进一步的，所述剂量监控系统包括辐射探测部、计算部，所述辐射探测部用于探测被照客体放出的瞬发伽马光子并转化为能谱数据，所述计算部用于将所述辐射探测部探测到的能谱数据计算分析为硼-10浓度分布。

[0019] 进一步的，所述辐射探测部包括准直体、探测体、屏蔽体，所述准直体、所述探测体布置在所述屏蔽体内部。所述准直体用于将被测客体处发出的射线进行准直，所述探测体用于将准直后的光信号转化为电信号和能谱数据。进一步的，所述准直体上的准直孔以二维阵列形式均匀布置。进一步的，所述准直体为钨板或铅板制成的网栅准直器。

[0020] 进一步的，所述探测体由多个探测单元组成，各探测单元以矩阵形式排列，所述探测单元与所述准直孔一一对应。

[0021] 进一步的，每一所述探测单元包括探测晶体模块、信号收集与放大模块、信号处理模块，探测晶体模块、信号收集与放大模块、信号处理模块依次连接。所述探测晶体模块用于探测准直后光信号，所述信号收集与放大模块将探测晶体模块所探测到的信号进行放大，所述信号处理模块将放大后的信号进行数字化转换，并生成与入射伽马射线能量相对应的多道能谱数据。

[0022] 进一步的，所述辐射探测部是成对的，且以对称方式布置于被照客体周围。通过对称设置辐射探测部，结合反符合线路，可以高效甄别正负电子对湮灭反应所放出的能量为511keV，方向相反的伽马光子，以消除噪音伽马光子。

[0023] 进一步的，所述辐射探测部，可围绕被照客体进行旋转。具体的，其空间位置可根据探测需要通过平移或旋转进行调整，成对的辐射探测部之间的距离可根据探测需要进行调整。

[0024] 进一步的，所述剂量监控系统的计算部对所述辐射探测部探测到的多道能谱数据进行分析计算，得到照射靶区的硼-10俘获反应率分布以及硼剂量率分布，以及进一步计算得到当前硼-10浓度分布，即得到照射靶区硼-10浓度的实时三维分布情况。

[0025] 进一步的，所述硼药输注系统，用于在BNCT治疗期间根据需要给患者进一步输注掺硼药物，包括输注管线、输注泵、硼药储存容器。

[0026] 进一步的，所述输注泵、所述硼药储存容器布置在照射室外，避免受到照射室辐射的照射，所述输注管线可以将掺硼药物导入照射室内以对患者进行掺硼药物输注。

[0027] 进一步的，所述治疗计划调整系统包括计算模块和操作模块，所述计算模块用于处理采集自放疗计划系统、剂量监控系统和硼药输注系统的信息，计算照射时间调整幅度和补充输注硼药量，生成治疗计划调整方案，所述操作模块用于显示治疗计划调整方案以及操作治疗计划调整方案。

[0028] 进一步的，所述治疗辅助系统包括治疗计划系统、控制系统、定位摆位系统、准备室、隔离屏蔽室和照射室，所述隔离屏蔽室设置于所述照射室与所述准备室之间，所述中子照射系统的中子束照射端口设置于所述照射室中。

[0029] 进一步的，所述定位摆位系统包括模拟照射端口、治疗床、导轨、自动对位装置和摆位验证装置，所述导轨铺设在所述准备室并延伸至所述照射室内，所述治疗床沿着所述导轨在所述准备室与所述照射室之间往返移动。

[0030] 本发明第二方面提出了一种剂量引导的硼中子俘获治疗系统的操作方法，包括以下步骤：

[0031] A、通过低能直线加速器系统100提供质子束；

[0032] B、通过中子束系统将质子束转化为中子束；

[0033] C、通过治疗辅助系统300提供治疗计划并完成定位；

[0034] D、根据治疗计划，使用中子束对患者靶区进行照射；

[0035] E、通过剂量引导系统400制定治疗调整方案；

[0036] F、将治疗计划调整方案与治疗计划进行比对，并判断是否在可接受误差范围内，若否，则根据治疗计划调整方案调整治疗计划后执行D步骤，若是，则执行下一步骤；

[0037] G、将实际照射剂量与治疗计划照射剂量进行比对，并判断实际照射剂量是否达到治疗计划照射剂量，若否，则继续则执行D步骤，若是，则执行下一步骤；

[0038] H、停止中子束照射，完成BNCT治疗。

[0039] 本发明的有益效果为：

[0040] 本发明提供一种剂量引导的硼中子俘获治疗系统，一方面，实现了BNCT治疗过程中患者照射靶区部位的实时监控，得到患者照射靶区的三维硼-10浓度分布，减小了因掺硼药物在人体代谢差异而造成患者接受剂量的不确定性，另一方面，根据患者照射靶区的三维硼-10浓度分布，对治疗计划进行调整，达到了精准放疗计划的精准照射执行，从而尽可能避免了BNCT治疗因照射靶区剂量不足而出现肿瘤控制率下降或因为正常组织剂量超标而出现并发症发生率增加等问题。附图说明

[0041] 图1为本发明的结构框图；

[0042] 图2为本发明的结构示意图；

[0043] 图3为本发明的照射室中示意图；

[0044] 图4为本发明的操作方法流程示意图。

[0045] 其中，低能直线加速器系统100；中子照射系统200，中子束照射端口210；治疗辅助系统300，准备室310，模拟照射端口321，治疗床322，导轨323，第一对接机构3241，第二对接机构3242，第一光学相机3251，第二光学相机3252，隔离屏蔽室330，照射室340；剂量引导系统400，辐射探测部411。

具体实施方式

[0046] 为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

[0047] 如图1所示，一种剂量引导的硼中子俘获治疗系统，包括：低能直线加速器系统100、中子照射系统200、治疗辅助系统300和剂量引导系统400，中子照射系统200与低能直线加速器系统100连接，中子照射系统200、治疗辅助系统300与剂量引导系统400电信号连接。

[0048] 低能直线加速器系统100，可以产生质子束并将质子束能量加速到2.5-20MeV之间，以更好的为中子照射系统200提供稳定的、符合要求的质子束。

[0049] 中子照射系统200，包括中子束照射端口210，可以将低能直线加速器系统100提供的质子束转化为初始中子束，并对产生的初始中子束进行能谱塑造，得到以超热中子为主的治疗用的中子束，中子束从中子束照射端口210处射出，到达患者照射靶区，并根据治疗计划的参数进行照射治疗。

[0050] 如图2所示，治疗辅助系统300，包括治疗计划系统、控制系统、定位摆位系统、准备室310、隔离屏蔽室330和照射室340，隔离屏蔽室330设置于准备室310与照射室340之间，中子照射系统200的中子束照射端口210设置于照射室340中。具体的，将治疗计划系统设置于准备室310内，定位摆位系统和剂量引导系统400分部件设置于准备室310和照射室340中，可以使患者在照射室340中接受照射治疗，而其他医护人员只需要在准备室310中进行监控和操作，确认医护人员的安全。

[0051] 作为本发明的一种改进，治疗计划系统，包括计划制定模块和计划验证模块。计划制定模块可以生成治疗计划，计划验证模块可以对治疗计划进行验证。

[0052] 在BNCT治疗过程中，在使用中子束进行照射前，需要向患者体内注入含硼药物，含硼药物具有亲肿瘤性质，会在肿瘤区域富集，富集完成后采集患者靶区部位的核医学影像，来获取当前掺硼药物在患者体内的分布特征，并建立剂量计算的掺硼药物模型，据此开展治疗计划制定，输入参数包括肿瘤靶区参数、掺硼药物参数和中子束参数，肿瘤靶区参数包括肿瘤位置、肿瘤尺寸等，掺硼药物参数包括硼-10浓度分布及其在体内代谢曲线，中子束参数包括照射时间、照射角度、照射强度等。需要说明的是，本文掺硼药物浓度与硼-10浓度具有一一对应关系，即掺硼药物浓度可以通过单位换算得到硼-10浓度的物理量。根据建立的模型可以制定出治疗计划，在通过验证模块对制定的治疗计划进行验证，验证通过后即可根据治疗计划进行照射治疗。然而治疗计划中各参数的确定是基于照射治疗前患者体内的硼制剂分布，然而硼-10会随着硼制剂在患者体内的代谢过程而发生时间-空间分布变化，即，患者实际所需照射参数以及实际照射剂量会与治疗计划有一定的偏差。大的偏差可能会导致BNCT治疗的肿瘤控制率下降或并发症发生率增加。

[0053] 治疗计划系统，还包括治疗及疗效评估系统，以对治疗过程及疗效进行评估。评估可以是对治疗过程中的治疗参数以及治疗后的治疗效果进行评估，以评价治疗计划的可行性，为以后制定和验证治疗计划提供参考。

[0054] 作为本发明的一种改进，定位摆位系统包括模拟照射端口321、治疗床322、导轨323、自动对位装置和摆位验证装置，导轨323铺设在准备室310并延伸至照射室340内，治疗床322沿着导轨323在准备室310与照射室340之间往返移动。自动对位装置可以快速锁定治疗床322，确定治疗床322的位置；摆位验证系统用于将患者快速摆位，以及确认就位到照射位置。自动对位装置主要用于治疗床322位置的确定以及固定治疗床322，摆位验证系统主要用于肿瘤及正常组织的位置的确定。

[0055] 其中，治疗床322设置在中子束照射端口210相适应位置，以使患者能接受到中子束照射治疗，本实施例中，治疗床322的摆放方向平行于中子束流线方向。

[0056] 自动对位装置包括安装在准备室310的第一对接机构3241，安装在照射室340的第二对接机构3242，第一对接机构3241和第二对接机构3242可以与治疗床322锁紧。其中，模拟照射端口321在准备室310中的位置与中子束出口在照射室340中的位置相一致，模拟照射端口321相对于第一对接机构3241的位置与中子束出口相对于第二对接机构3242的位置相一致。

[0057] 摆位验证装置包括第一光学相机3251、第二光学相机3252和图像识别及处理装置。第一光学相机3251设置在准备室310内被测客体摆位后的正上方，第二光学相机3252设置在照射室340内被测客体摆位后的正上方；第一光学相机3251及第二光学相机3252均与图像识别及处理装置电信号连接。

[0058] 具体地，第一光学相机3251、第二光学相机3252分别设置在准备室310与照射室340内的治疗床322所在位置正上方相同位置，从上向下正对着患者进行拍照；图像识别及处理装置可从所拍摄的照片中提取患者体位体表轮廓。

[0059] 由此，患者可以在准备室310中完成定位及摆位，无需医护人员进入照射室340完成定位及摆位。

[0060] 在治疗过程中，先在准备室310内的治疗床322上通过定位装置完成患者的靶区和正常器官定位及摆位，并固定体位，然后将治疗床322和患者由导轨323移动至照射室340，再通过摆位验证装置确认就位到照射位置，确认就位后即可根据治疗计划进行中子束照射。其中，医护人员可以在准备室310完成患者摆位以及操控执行治疗计划等工作，然后将患者和治疗床322移动至照射室340内，医护人员无需进入照射室340内，以确保医护人员的健康安全，照射室340与准备室310之间设置的隔离屏蔽室330可以进一步的屏蔽掉照射室340的辐射，进一步确保医护人员的健康安全。

[0061] 如图2、图3所示，剂量引导系统400包括剂量监控系统、硼药输注系统、治疗计划调整系统，剂量监控系统、硼药输注系统分别与治疗计划调整系统连接，治疗计划调整系统对辐射监控系统和硼药输注系统进行数据采集和动作控制。

[0062] 具体的，剂量监控系统可以探测到照射靶区的热中子与硼-10发生核反应放出的特征伽马射线信号，并对探测信号进行数字化，生成与入射伽马射线能量相对应的多道能谱数据，通过分析计算得到患者照射靶区硼剂量和硼-10浓度的三维分布。

[0063] 作为本发明的一种改进，剂量监控系统包括辐射探测部411、计算部。辐射探测部用于探测被照客体放出的瞬发伽马光子并转化为能谱数据，计算部用于将辐射探测部探测到的能谱数据计算分析为硼-10浓度分布。

[0064] 辐射探测部411包括准直体、探测体、屏蔽体，准直体、探测体布置在屏蔽体内部，准直体用于将被测客体处发出的射线进行准直，探测体用于将准直后的光信号转化为电信号和能谱数据。准直体的准直孔以二维阵列形式均匀布置，本实施例中准直体为钨板或铅板制成的网栅准直器；探测体由多个探测单元组成，各探测单元以矩阵形式排列，每个探测单元包括探测晶体模块、信号收集与放大模块、信号处理模块，探测晶体模块、信号收集与放大模块、信号处理模块依次连接。信号收集与放大模块将探测晶体模块所探测到的信号进行放大，信号处理模块将放大后的信号进行数字化转换，并生成与入射伽马射线能量相对应的多道能谱数据。

[0065] 其中，每个准直孔对应一个探测器单元，每个探测器单元均可探测到伽马射线信号，通过网栅准直器，可以有效过滤掉散射射线的干扰信号，得到辐射探测部411所覆盖的平面区域的入射伽马射线数据，计算部通过对入射伽马射线数据进行分析，即可得出所覆盖平面的掺硼药物的浓度分布，其中，掺硼药物的浓度也可换算为硼-10的浓度，进一步，通过辐射探测部411围绕患者做旋转并对被测客体进行不同方位探测，探测区域即可覆盖到整个被测客体，计算部通过对这些不同方位的硼-10浓度分布进行断层分析，从而可以得出患者体内的硼-10的三维浓度分布，能更精准的得到照射区域实际的剂量分布情况，以便患者能得到更精准的治疗。

[0066] 辐射探测部411是成对的，且以对称方式布置于被测客体周围，通过对称设置辐射探测部411，结合反符合线路，可以高效甄别并去除噪音伽马光子。具体的，在中子束进行照射时，会与硼反应产生伽马光子，一般是能量为478keV的伽马光子，是需要检测的伽马光子信号，但除此外在检测过程中中子束还会与其他物质反应产生伽马光子，如正负电子对湮灭反应放出的，能量为511keV、方向相反的两束伽马光子，对判别478keV伽马光子位置和信号存在一定程度干扰，称为噪音伽马光子，会对检测结果造成影响，是需要去除的。本实施例中，设置对称方式布置的成对辐射探测部411，可同时检测到并判别此两束噪音伽马光子，再减除此噪音伽马光子信号，即可消除此噪音伽马光子。辐射探测部411的空间位置还可根据探测需要通过平移或旋转进行调整，成对的辐射探测部411之间的距离可根据探测需要进行调整。

[0067] 本实施例中，辐射探测部411位于治疗床322的左右两侧，以确保能探测到照射靶区发出的伽马光子。

[0068] 作为本发明的一种改进，硼药输注系统，用于在BNCT治疗期间根据需要给患者进一步输注掺硼药物，包括输注管线、输注泵、硼药储存容器。

[0069] 在本实施例中，输注泵、硼药储存容器布置在准备室310内，避免受到照射室340辐射射线的照射，通过输注管线将掺硼药物导入照射室340内以对患者进行掺硼药物输注，其中，为减少输注管线被辐射污染的风险，在每位患者照射前需要更换输注管线，确保每位患者使用一套独立的输注管线。

[0070] 作为本发明的一种改进，治疗计划调整系统包括计算模块和操作模块，计算模块用于处理采集自剂量监控系统和硼药输注系统的信息，计算照射时间调整幅度和补充输注硼药量，生成放疗计划调整方案，操作模块用于显示治疗计划调整方案以及操作治疗计划调整方案。计算模块从剂量监控系统获取到照射靶区当前的硼-10浓度分布，结合当前剂量率下的累计照射时间，计算得到当前探测时段患者所接收到的剂量，通过对所有探测时段患者接受剂量进行积分，可得到患者实际接受剂量与治疗计划中的剂量之间的偏差，再结合当前硼-10浓度分布，生成治疗计划调整方案。治疗计划调整方案包括掺硼药物输注方案和中子束照射方案，因人体组织接收到的中子剂量和中子束照射时间、中子束照射强度、硼-10浓度都成正比关系。

[0071] 需要说明的是，中子束在到达病灶区前会经过正常组织，比如，中子束需要透过皮肤才能进入肿瘤区域，而皮肤所接收到的中子剂量不能超过安全标准；另一方面，照射靶区为中子束照射的区域，病灶区为患者肿瘤的区域，通常情况下，照射靶区等于病灶区，因在中子束照射治疗时，射束出口会与肿瘤大小相适应，使照射靶区覆盖病灶区，以确保中子束只对肿瘤区域进行照射，但是由于射束出口制作精度或肿瘤大小边界确认困难等的影响，照射靶区可能会略大于病灶区，将会导致在肿瘤边界区域的部分正常组织接收到中子束照射。由以上可知，在治疗过程中，不可避免的，会有些正常组织会接收到中子束照射，当中子剂量过高，则会对人体造成伤害。

[0072] 同时，在治疗过程中，当肿瘤处接收到的中子剂量不足时，通常会先调整中子束参数，如照射时间来确保肿瘤区域接受到的中子剂量符合治疗要求，但照射时间过长可能会导致正常组织接受到的中子剂量过高，则会对人体造成伤害，因此需要控制肿瘤区域的硼-10浓度在一定的安全范围内，以确保正常组织接受到的中子剂量在安全范围内，保证患者的人身安全。

[0073] 比如，如果当前硼-10浓度满足安全要求，生成中子束照射方案，中子束照射方案中对中子束照射方案进行调整，包括照射角度、照射时间等。比如，如果当前硼-10浓度不满足安全要求，生成掺硼药物输注方案，掺硼药物输注方案中对掺硼药物输注方案进行调整，包括往患者体内补充输注掺硼药物的量，以提高患者体内的硼-10浓度等。避免了BNCT治疗因照射靶区剂量不足而出现肿瘤控制率下降或因为正常组织剂量超标而出现并发症发生率增加等问题。

[0074] 生成的治疗计划调整方案显示于操作模块中，并可通过操作模块来执行治疗计划调整方案。本实施例中，操作模块包括触摸屏，触摸屏放置在准备室310中，生成的治疗计划调整方案显示于触摸屏上，医师根据需要选择合适的治疗计划调整方案，通过操控触摸屏即可操作执行治疗计划调整方案中的掺硼药物输注方案或中子束照射方案，其中，执行掺硼药物输注方案时，操作模块需要控制硼药输注系统的动作，执行中子束照射方案时，操作模块需要控制中子照射系统200的动作。

[0075] 比如，当照射靶区硼-10浓度与治疗计划相符时，按照治疗计划进行治疗即可，不需要调整治疗计划。

[0076] 比如，当照射靶区硼-10浓度与治疗计划不相符，硼-10浓度在安全范围内时，执行中子束照射方案，控制中子照射系统200，对中子束参数进行调整。

[0077] 比如，当照射靶区硼-10浓度与治疗计划不相符，硼-10浓度不在安全范围内时，执行掺硼药物输注方案，控制硼药输注系统，往患者体内补充输注掺硼药物。

[0078] 如图4所示，该硼中子俘获治疗系统中的剂量引导的操作方法，包括以下步骤：

[0079] A、通过低能直线加速器系统100提供质子束；

[0080] B、通过中子束系统将质子束转化为中子束；

[0081] C、通过治疗辅助系统300提供治疗计划并完成定位；

[0082] D、根据治疗计划，使用中子束对患者靶区进行照射；

[0083] E、通过剂量引导系统400制定治疗调整方案；

[0084] F、将治疗计划调整方案与治疗计划进行比对，并判断是否在可接受误差范围内，若否，则根据治疗计划调整方案调整治疗计划后执行D步骤，若是，则执行下一步骤；

[0085] G、将实际照射剂量与治疗计划照射剂量进行比对，并判断实际照射剂量是否达到治疗计划照射剂量，若否，则继续则执行D步骤，若是，则执行下一步骤；

[0086] H、停止中子束照射，完成BNCT治疗。

[0087] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

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