体63将自革巴材62产 生的中子减速至超热中子能区，反射体64将偏离主轴X6的中子导回主轴X6以提高超热中子 射束强度，缓速体63和反射体64之间设置有间隙通道68，热中子吸收体65和射束出口 67之 间设有空气通道69。该实施例是对第三实施例的改进，具体改进点在于，将缓速体63设置为 呈相反方向相互邻接的锥体状，该缓速体63具有主体部631和包围在主体部632外周的补充 部632。主体部631包括柱体部634和位于柱体部633两端并且与柱体部633相邻接的两个锥 体部634,补充部632包覆于柱体部633的外周并与两个锥体部634连接而使缓速体63形成相 反方向相互邻接的锥体状。
[0097]图10为本申请第七种实施例，射束整形体70包括射束入口 71、靶材72、邻接于靶材 72的缓速体73、包围在缓速体73外的反射体74、与缓速体73邻接的热中子吸收体75、设置在 射束整形体70内的辐射屏蔽76和射束出口 77，靶材72与自射束入口 71入射的质子束发生核 反应以产生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主轴X7,缓速体73将自革E1材72产生 的中子减速至超热中子能区，反射体74将偏离主轴X7的中子导回主轴X7以提高超热中子射 束强度，热中子吸收体75和射束出口 77之间设有空气通道78。该实施例与第六实施例的相 同之处在于缓速体73的左侧都是由锥体部734和柱体部733形成的主体部731与补充部732 共同形成锥体状的结构，不同之处在于，第六实施例中缓速体6 3的右侧是与左侧的锥体状 反向邻接的锥体状，而第七实施例中，缓速体73的右侧为邻接于左侧锥体状的柱体状。也就 是说第七实施例中是将缓速体73设置为一个锥体状和一个柱体状邻接的结构。
[0098] 在第六实施例和第七实施例中，所述缓速体63(73)的主体部631 (731)由D20、A1F3、 卩1116帥31頂丄3?2、1^2〇)3、]\%?2和厶12〇3中的至少一种制成，补充部632(732)由211、]\%、厶1、11、 La、Pb、Zr和Bi中的任意一种制成，且补充部632(732)使用的材料与主体部631 (731)使用的 材料不同。
[0099]下面采用MCNP软件对第六实施例和第七实施例中主体部采用MgF2材料，补充部分 别采用211、1%^1、11、1^、？13^和扮制成的模拟计算(并且以补充部采用与主体部相同材料 的MgF2作为对比）：
[0100]其中，如下表七示出了评估中子射束剂量表现优劣的参数在这两种实施例中的模 拟数值：
[0101 ]表七:评估中子射束剂量表现优劣的参数
[0102]
[0103]由表七可知，相对于主体部和补充部都采用MgF2材料的情况而言，使用MgF2材料制 成主体部，分别使用Zn和Ti制成补充部时，中子射束剂量的可治疗深度能够得到改善;使用 MgF2材料制成主体部，分别使用La、Pb、Zr和Bi制成补充部时，中子射束剂量的照射时间能 够得到改善;而使用MgF 2材料制成主体部，使用Mg或者A1制成补充部时，中子射束剂量的照 射时间和可治疗深度上均能够得到明显的改善。因此，作为一种优选地，缓速体的主体部 631(731)使用MgF 2M料制成，补充部632(732)使用Mg或者A1制成。
[0104]且，采用表七中211、1^^1、!^、1^、？13、23卩扮的材料较易取得，采用这些材料制成 补充部可以很大程度上降低缓速体的制造成本。
[0105] 本申请实施例中所述的"柱体"、"柱体部"或"柱体状"是指沿着图示方向的一侧到 另一侧其外轮廓的整体趋势基本不变的结构，外轮廓的其中一条轮廓线可以是线段，如圆 柱体状的对应的轮廓线，也可以是曲率较大的接近线段的圆弧，如曲率较大的球面体状的 对应的轮廓线，外轮廓的整个表面可以是圆滑过渡的，也可以是非圆滑过渡的，如在圆柱体 状或曲率较大的球面体状的表面做了很多凸起和凹槽。
[0106] 本申请实施例中所述的"锥体"、"锥体部"或"锥体状"是指沿着图示方向的一侧到 另一侧其外轮廓的整体趋势逐渐变小的结构，外轮廓的其中一条轮廓线可以是线段，如圆 锥体状的对应的轮廓线，也可以是圆弧，如球面体状的对应的轮廓线，外轮廓的整个表面可 以是圆滑过渡的，也可以是非圆滑过渡的，如在圆锥体状或球面体状的表面做了很多凸起 和凹槽。
[0107] 本申请揭示的用于中子捕获治疗的射束整形体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。在本申请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，都在本申请要求保护的范围之内。
【主权项】
1. 一种用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述射束整形体包括射束入口、 靶材、邻接于所述靶材的缓速体、包围在所述缓速体外的反射体、与所述缓速体邻接的热中 子吸收体、设置在所述射束整形体内的辐射屏蔽和射束出口，所述靶材与自所述射束入口 入射的质子束发生核反应以产生中子，所述中子形成中子射束，所述中子射束限定一根主 轴，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述缓速体设置成包含至 少一个锥体状的形状，所述缓速体具有主体部和包围在主体部外周的补充部，所述补充部 的材料与主体部的材料不同，所述反射体将偏离所述主轴的中子导回所述主轴以提高超热 中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多 剂量，所述辐射屏蔽用于屏蔽渗漏的中子和光子以减少非照射区的正常组织剂量。2. 根据权利要求1所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述主体部包 括邻接于靶材的锥体部和邻接于锥体部的柱体部，所述补充部包覆于柱体部的外圆周表面 并与锥体部连接从而与锥体部共同形成所述锥体状。3. 根据权利要求1所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述射束整形 体进一步用于加速器硼中子捕获治疗。4. 根据权利要求3所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:加速器硼中子 捕获治疗通过加速器将质子束加速，所述靶材由金属制成，所述质子束加速至足以克服靶 材原子核库伦斥力的能量，与所述靶材发生核反应以产生中子。5. 根据权利要求1所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述射束整形 体能将中子缓速至超热中子能区，并降低热中子及快中子含量，超热中子能区在〇.5eV到 40keV之间，热中子能区小于0.5eV，快中子能区大于40keV，所述缓速体由具有快中子作用 截面大、超热中子作用截面小的材料制成，所述反射体由具有中子反射能力强的材料制成， 所述热中子吸收体由与热中子作用截面大的材料制成。6. 根据权利要求4所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述缓速体由 〇2〇、六]^3、？11161^&1 1￥、〇3?2、1^2(1)3、]/^：72和六12〇3中的任意一种制成，所述反射体由Pb或Ni中 的任意一种制成，所述热中子吸收体由 6Li制成，所述热中子吸收体和所述射束出口之间设 有空气通道，所述辐射屏蔽包括光子屏蔽和中子屏蔽。7. 根据权利要求4所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述补充部由 2]1、]\%、厶1、1';[、1^、？13、21'和13;[中的任意一种制成。8. 根据权利要求1所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述缓速体设 置成包含一个锥体状和与所述锥体状邻接的一个柱体状的形状。9. 根据权利要求1所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述缓速体设 置成两个相反方向相互邻接的锥体状。10. 根据权利要求9所述的用于中子捕获治疗的射束整形体，其特征在于:所述主体部 包括柱体部和位于柱体部两端并与柱体部两端连接的锥体部，所述补充部包覆于柱体部外 周并与两个锥体部连接而使缓速体呈相反方向相互邻接的锥体状。
【专利摘要】为了改善中子射源的通量与品质，本实用新型的一个方面提供一种用于中子捕获治疗的射束整形体，其中，射束整形体包括射束入口、靶材、邻接于靶材的缓速体、包围在缓速体外的反射体、与缓速体邻接的热中子吸收体、设置在射束整形体内的辐射屏蔽和射束出口，靶材与自射束入口入射的质子束发生核反应以产生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主轴，缓速体将自靶材产生的中子减速至超热中子能区，缓速体设置成包含至少一个锥体状的形状，所述缓速体具有主体部和包围在主体部外周的补充部，所述补充部的材料与主体部的材料不同，反射体将偏离主轴的中子导回主轴以提高超热中子射束强度，热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，辐射屏蔽用于屏蔽渗漏的中子和光子以减少非照射区的正常组织剂量。
【IPC分类】A61N5/10
【公开号】CN205339881
【申请号】CN201520955634
【发明人】刘渊豪, 陈韦霖, 李珮仪
【申请人】南京中硼联康医疗科技有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年11月26日