[发明专利]测量硼中子俘获治疗照射束不同辐射成分空间分布的装置

说明书

本发明涉及一种用于测量硼中子俘获治疗照射束不同辐射成分空间分布的装置，属于硼中子俘获治疗设备技术领域，所述装置包括探测单元、二维移动平台和电子学系统；探测单元包括热中子探测器、超热中子探测器、快中子探测器和γ射线探测器，分别用于探测射束中不同辐射成分；探测单元设置在二维移动平台上，通过上位机软件控制二维移动平台按预设程序移动，实现自动化测量；电子学系统包括前放模块、高压电源模块及多通道数据采集模块，与探测单元连接，实现硼中子俘获治疗物理剂量学测量。本发明提供的装置不但具有足够的空间分辨能力，而且可工作于强中子场，同时能够对不同能区的中子/γ进行有效鉴别，还具备一键式自动完成测量功能。

技术领域

本发明属于硼中子俘获治疗设备技术领域，具体涉及一种用于测量硼中子俘获治疗照射束不同辐射成分空间分布的装置。

背景技术

硼中子俘获治疗(BNCT)是一种二元靶向放射疗法，即将亲肿瘤细胞的硼携带剂药物注射入患者血液中，含硼药物通过代谢作用在肿瘤细胞中聚集，再利用与¹⁰B俘获反应截面大的低能中子(热或超热中子—热中子束治疗浅表肿瘤，超热中子束治疗深部肿瘤)辐照病灶区，产生高传能线密度(LET)的α粒子和⁷Li核，两者在组织中的组合射程约为12～13μm，与一个细胞的尺寸相当，从而有选择性地杀死肿瘤细胞，达到精准治疗的功效。由照射束的产生方式和治疗的需要决定，BNCT照射束具有如下特点：1)能量范围宽(中子：热能～约10MeV，并以热中子或超热中子为主要成分；γ：几十keV～约10MeV)；2)辐射强度高(中子注量率：约10⁹cm^-2s^-1；γ注量率：约10⁷cm^-2s^-1；3)通常为锥形准直的发散束，因而可能伴随较强的室散射本底(由治疗室墙壁和顶棚及地面散射造成)。

BNCT要求测量治疗束中不同辐射成分(热中子、超热中子、快中子、γ射线)的空间分布，目前的测量方法主要包括以下三种：1)成像法，如：钆屏(热中子灵敏)、放射性铬剂量胶片(γ射线灵敏)等；2)布点法，即探测器(如：金箔、热释光探测器—TLD)布点的方式；3)扫描法，即探测器扫描束的方式。测量的难点在于：1)如何有效甄别不同的辐射成分并具有足够的空间分辨能力；2)测量装置可在高强度辐射场中正常工作。成像法为被动式方法，测量过程简单快速，空间分辨率高，采取适当的方法可有效甄别中子和γ射线，但所需数据读取设备较为昂贵，读取过程较为繁琐，且难以有效甄别出快中子；布点法一般采用被动式探测器，可获得好的空间分辨率，采取适当的方法可有效甄别中子和γ射线，但难以有效甄别出快中子，且数据获取过程繁琐冗长；扫描法一般采用主动式探测器，可获得好的空间分辨，采取适当的方法可实现不同中子成分的有效甄别，且易实现智能化，选择适当的探测器可工作于强中子/γ混合场，并对不同能区的中子和γ射线进行甄别。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于测量硼中子俘获治疗照射束不同辐射成分空间分布的装置，该装置不但具有足够的空间分辨能力，而且可工作于强中子场，同时能够对不同能区的中子/γ进行有效鉴别，还具备一键式自动完成测量功能。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种用于测量硼中子俘获治疗照射束不同辐射成分空间分布的装置，包括探测单元、二维移动平台和电子学系统；

所述探测单元包括热中子探测器、超热中子探测器、快中子探测器和γ射线探测器，分别用于探测硼中子俘获治疗照射束中热中子、超热中子、快中子和γ射线四种辐射成分；

所述探测单元设置在所述二维移动平台上，通过上位机软件控制所述二维移动平台按预设程序移动，实现自动化测量；

所述电子学系统包括前放模块、高压电源模块及多通道数据采集模块，与所述探测单元连接，实现硼中子俘获治疗物理剂量学测量。