[发明专利]一种中子整形装置的设计方法

说明书

本发明公开了一种中子整形装置设计方法，包括选择入射中子束参数；选择中子整形装置模型，所述中子整形装置模型的部件包括：束流通道、反射体、慢化体、热中子过滤层、准直体、射束出口；将所选择的入射中子束参数输入中子整形装置模型，得到射出中子束参数；根据射出中子束参数，调节各部件的参数，确定中子整形装置方案，所述调节各部件的参数中先调节并确定慢化体的参数，再调节并确定准直体的参数。能够快速的、有效的设计出可靠的中子整形装置，并且能够应用于硼中子俘获治疗。

技术领域

本发明涉及中子俘获治疗领域，特别是涉及一种中子整形装置的设计方法。

背景技术

随着现代化医疗技术的快速发展，硼中子俘获治疗在临床医学得到了广泛应用。

BNCT(Boron Neutron Capture Therapy，硼中子俘获治疗)是一种具有“固有”安全性的生物靶向放射治疗模式，通过将具有亲肿瘤组织的无毒的含硼药物注入人体血液，待硼药物富集在肿瘤组织后，采用超热中子照射肿瘤部位。超热中子进入人体组织内，能够与癌组织中的¹⁰B核素发生辐射俘获反应，释放出α粒子(⁴He)和锂粒子(⁷Li)。由于这些粒子的射程很短(与组织核的直径差不多)以及LET(Linear Energy Transfer，传能线密度)值很高，导致绝大多数的α粒子(⁴He)和锂粒子(⁷Li)能够沉积在肿瘤组织中，从而达到在癌组织内部破坏癌组织的效果。又由于α粒子(⁴He)和锂粒子(⁷Li)的射程很短，因此只能杀死癌组织而不损伤周围组织，因此其治疗效果优于常规光子放疗(X射线机、医用直线加速器等)和质子放疗。

在BNCT治疗过程中，为了保证病人正常组织所受剂量在安全范围的前提下，尽可能杀死肿瘤组织，病人在治疗前通常会模拟中子整形装置进行设计，并制定相应的中子整形装置方案。在现有技术中，在质子打靶产生中子后，需要将中子放入中子整形装置以产生一定范围能量的热中子束流。但是，由于中子整形装置的高复杂度，在进行中子整形装置设计的时候，每一个部分的变动都关乎到其他部分的选择以及最终的射束品质，要从成千上万中方案中选择出合适的方案，需要大量的仿真工作，以及需要大量的时间，影响设备的使用。

发明内容

本发明实施例提供一种中子整形装置的设计方法，能够快速的、有效的设计出可靠的中子整形装置，并且能够应用于硼中子俘获治疗。

本发明实施例提供了一种中子整形装置的设计方法，包括：

选择入射中子束参数；

选择中子整形装置模型，所述中子整形装置模型的部件包括：束流通道，反射体，慢化体，热中子过滤层，准直体，射束出口；

将所选择的入射中子束参数输入中子整形装置模型，得到输出中子束参数；

根据输出中子束参数，调节所述中子整形装置模型各部件的参数，确定中子整形装置方案；

调节所述中子整形装置模型各部件的参数时，先调节并确定慢化体的参数，再调节并确定准直体的参数。

进一步的，所述调节所述中子整形装置模型各部件的参数包括：

调节并确定慢化体的材料、长度；

调节并确定准直体的材料、长度。

进一步的，在调节并确定准直体的材料和长度后，还包括：

调节并确定反射体的材料和宽度；

调节并确定准直口的宽度、射束出口的宽度、束流通道长度和宽度、热中子过滤层材料和长度。

进一步的，所述选择入射中子束参数包括：