本實(shí)用新型涉及一種放射性射線輻照治療系統(tǒng)，尤其涉及一種中子捕獲治療系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著原子科學(xué)的發(fā)展，例如鈷六十、直線加速器、電子射束等放射線治療已成為癌癥治療的主要手段之一。然而傳統(tǒng)光子或電子治療受到放射線本身物理?xiàng)l件的限制，在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也會(huì)對(duì)射束途徑上大量的正常組織造成傷害；另外由于腫瘤細(xì)胞對(duì)放射線敏感程度的不同，傳統(tǒng)放射治療對(duì)于較具抗輻射性的惡性腫瘤（如：多行性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma multiforme）、黑色素細(xì)胞瘤（melanoma））的治療成效往往不佳。

為了減少腫瘤周邊正常組織的輻射傷害，化學(xué)治療（chemotherapy）中的標(biāo)靶治療概念便被應(yīng)用于放射線治療中；而針對(duì)高抗輻射性的腫瘤細(xì)胞，目前也積極發(fā)展具有高相對(duì)生物效應(yīng)（relative biological effectiveness,RBE）的輻射源，如質(zhì)子治療、重粒子治療、中子捕獲治療等。其中，中子捕獲治療便是結(jié)合上述兩種概念，如硼中子捕獲治療，借由含硼藥物在腫瘤細(xì)胞的特異性集聚，配合精準(zhǔn)的中子射束調(diào)控，提供比傳統(tǒng)放射線更好的癌癥治療選擇。

硼中子捕獲治療（Boron Neutron Capture Therapy,BNCT）是利用含硼（¹⁰B）藥物對(duì)熱中子具有高捕獲截面的特性，借由¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕獲及核分裂反應(yīng)產(chǎn)生⁴He和⁷Li兩個(gè)重荷電粒子。參照?qǐng)D1，其示出了硼中子捕獲反應(yīng)的示意圖，兩荷電粒子的平均能量約為2.33MeV，具有高線性轉(zhuǎn)移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特征，α粒子的線性能量轉(zhuǎn)移與射程分別為150keV/μm、8μm，而⁷Li重荷粒子則為175keV/μm、5μm，兩粒子的總射程約相當(dāng)于一個(gè)細(xì)胞大小，因此對(duì)于生物體造成的輻射傷害能局限在細(xì)胞層級(jí)，當(dāng)含硼藥物選擇性地聚集在腫瘤細(xì)胞中，搭配適當(dāng)?shù)闹凶由湓?，便能在不?duì)正常組織造成太大傷害的前提下，達(dá)到局部殺死腫瘤細(xì)胞的目的。

因硼中子捕獲治療的成效取決于腫瘤細(xì)胞位置含硼藥物濃度和熱中子數(shù)量，故又被稱為二元放射線癌癥治療（binary cancer therapy）；由此可知，除了含硼藥物的開發(fā)，中子射源品質(zhì)在硼中子捕獲治療的研究中占有重要角色。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了在中子捕獲治療過(guò)程中獲得多種能量范圍的中子射束以滿足在實(shí)際治療過(guò)程中需要的中子射束能譜，本實(shí)用新型的一個(gè)方面提供一種中子捕獲治療系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生帶電粒子束的加速器、經(jīng)帶電粒子束照射后產(chǎn)生中子射束的中子產(chǎn)生部、射束整形體以及準(zhǔn)直器，所述射束整形體包括緩速體及包覆于緩速體外周的反射體，所述中子產(chǎn)生部經(jīng)帶電離子束照射后產(chǎn)生中子，所述緩速體將自中子產(chǎn)生部產(chǎn)生的中子減速至預(yù)設(shè)能譜，所述反射體將偏離的中子導(dǎo)回以提高預(yù)設(shè)能譜內(nèi)的中子強(qiáng)度，所述準(zhǔn)直器將中子產(chǎn)生部產(chǎn)生的中子進(jìn)行集中照射，在中子捕獲治療過(guò)程中，所述中子捕獲治療系統(tǒng)通過(guò)改變帶電粒子束的能量使照射至中子產(chǎn)生部而產(chǎn)生的中子射束的能量發(fā)生改變。本申請(qǐng)主要是通過(guò)改變帶電粒子束的能量間接改變中子射束的能量，進(jìn)而改變中子捕獲治療系統(tǒng)的深度劑量分布。

進(jìn)一步地，本申請(qǐng)中，通過(guò)能夠產(chǎn)生不同脈沖的微波產(chǎn)生器對(duì)加速器中的離子源進(jìn)行加速，從而使得加速器產(chǎn)生不同能量的帶電粒子射。所述中子捕獲治療系統(tǒng)設(shè)有能夠向加速器注入微波的微波產(chǎn)生器，所述加速器根據(jù)注入的不同頻率的微波改變輸出的帶電粒子束的能量，當(dāng)產(chǎn)生的帶電粒子束的能量為第一值時(shí)，所述帶電粒子與中子產(chǎn)生部反應(yīng)產(chǎn)生第一中子射束能量值，當(dāng)產(chǎn)生的帶電粒子束的能量為第二值時(shí)，所述帶電粒子與中子產(chǎn)生部反應(yīng)產(chǎn)生第二中子射束能量值，其中所述第一值低于第二值，第一中子射束能量低于第二中子射束能量。

進(jìn)一步地，所述中子捕獲治療系統(tǒng)產(chǎn)生的帶電粒子束的能量通過(guò)加速器端電場(chǎng)強(qiáng)度的改變而改變。本申請(qǐng)中子捕獲治療系統(tǒng)中，所述帶電粒子與中子產(chǎn)生部發(fā)生核反應(yīng)之前的結(jié)構(gòu)均應(yīng)理解為加速器端。

進(jìn)一步地，所述真空管或/和中子產(chǎn)生部外設(shè)有能夠產(chǎn)生電場(chǎng)并且對(duì)真空管中傳輸?shù)膸щ娏Ｗ邮?照射至中子產(chǎn)生部前的帶電粒子束加速或者減速的電場(chǎng)供應(yīng)裝置，所述電場(chǎng)供應(yīng)裝置是指能夠在真空管外周或中子產(chǎn)生部的外周產(chǎn)生電場(chǎng)并且借助產(chǎn)生的電場(chǎng)使照射至中子產(chǎn)生部之前的帶電粒子能夠加速或者減速的外設(shè)裝置，例如通電電極。

進(jìn)一步地，所述中子捕獲治療系統(tǒng)還具有能夠?qū)λ鰩щ娏Ｗ邮哪芰窟M(jìn)行調(diào)節(jié)的射束能譜調(diào)節(jié)件，當(dāng)所述射束能譜調(diào)節(jié)件位于真空管中并且位于所述中子產(chǎn)生部前方時(shí)，所述帶電粒子束照射至射束能譜調(diào)節(jié)件進(jìn)行能量調(diào)節(jié)后再照射至中子產(chǎn)生部而產(chǎn)生中子射束。

進(jìn)一步地，所述真空管內(nèi)設(shè)有容置部，所述射束能譜調(diào)節(jié)件收容于所述容置部并且連接有能夠使射束能譜調(diào)節(jié)件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制射束能譜調(diào)節(jié)件運(yùn)動(dòng)至中子產(chǎn)生部前方時(shí)，所述帶電粒子照射至射束能譜調(diào)節(jié)件后進(jìn)行能量調(diào)節(jié)后再照射至中子產(chǎn)生部；當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制所述射束能譜調(diào)節(jié)件收容于容置部而不位于中子產(chǎn)生部前方時(shí)，所述帶電粒子束直接照射于所述中子產(chǎn)生部。作為一種優(yōu)選地，所述容置部位于所述中子產(chǎn)生部的下方，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制射束能譜調(diào)節(jié)件向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述射束能譜調(diào)節(jié)件運(yùn)動(dòng)至中子產(chǎn)生部前方，所述帶電粒子照射至射束能譜調(diào)節(jié)件后進(jìn)行能量調(diào)節(jié)后再照射至中子產(chǎn)生部；當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制所述射束能譜調(diào)節(jié)件向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述射束能譜調(diào)節(jié)件收容于容置部，所述帶電粒子束直接照射于所述中子產(chǎn)生部。

進(jìn)一步地，所述射束能譜調(diào)節(jié)件具有多個(gè)，不同數(shù)量的射束能譜調(diào)節(jié)件對(duì)帶電粒子束的能量調(diào)節(jié)作用不同，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件分別上下運(yùn)動(dòng)以對(duì)帶電粒子束的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)。并且，所述中子能譜調(diào)節(jié)件可以采用能夠產(chǎn)生中子的材料制造，比如鈹、鋰。

進(jìn)一步地，所述每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件采用不同的材料制造，不同材料的射束能譜調(diào)節(jié)件對(duì)帶電粒子束的能量調(diào)節(jié)效果不同。

進(jìn)一步地，所述中子產(chǎn)生部連接于一供電裝置，通過(guò)所述供電裝置對(duì)所述中子產(chǎn)生部通電，所述帶電粒子束的射束能譜在帶電粒子照射至通電的中子產(chǎn)生部后發(fā)生改變。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)中子捕獲治療系統(tǒng)通過(guò)對(duì)帶電粒子束的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，間接改變產(chǎn)生的中子射束的能量，以滿足在不同治療情況下不同對(duì)中子射束的能量的不同要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是硼中子捕獲反應(yīng)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)中子捕獲治療系統(tǒng)的示意圖；

圖3是設(shè)有微波產(chǎn)生器的中子捕獲治療系統(tǒng)的示意圖；

圖4是設(shè)有電場(chǎng)提供裝置的中子捕獲治療系統(tǒng)的示意圖；

圖5是設(shè)有射束能譜調(diào)節(jié)件的中子捕獲治療系統(tǒng)的示意圖；

圖6是對(duì)中子產(chǎn)生部的鍍層進(jìn)行通電的示意圖。

具體實(shí)施方式

中子捕獲治療作為一種有效的治療癌癥的手段近年來(lái)的應(yīng)用逐漸增加，其中以硼中子捕獲治療最為常見，供應(yīng)硼中子捕獲治療的中子可以由核反應(yīng)堆或加速器供應(yīng)。本申請(qǐng)的實(shí)施例以加速器硼中子捕獲治療為例，加速器硼中子捕獲治療的基本組件通常包括用于對(duì)帶電粒子（如質(zhì)子、氘核等）進(jìn)行加速的加速器、中子產(chǎn)生部、熱移除系統(tǒng)以及射束整形體，其中加速帶電粒子與中子產(chǎn)生部作用產(chǎn)生中子，依據(jù)所需的中子產(chǎn)率與能量、可提供的加速帶電粒子能量與電流大小、中子產(chǎn)生部的物化性等特性來(lái)挑選合適的核反應(yīng)，常被討論的核反應(yīng)有⁷Li(p,n)⁷Be及⁹Be(p,n)⁹B，這兩種反應(yīng)皆為吸熱反應(yīng)。兩種核反應(yīng)的能量閥值分別為1.881MeV和2.055MeV，由于硼中子捕獲治療的理想中子源為keV能量等級(jí)的超熱中子，理論上若使用能量?jī)H稍高于閥值的質(zhì)子轟擊金屬鋰靶材，可產(chǎn)生相對(duì)低能的中子，不須太多的緩速處理便可用于臨床，然而鋰金屬（Li）和鈹金屬（Be）兩種材料的中子產(chǎn)生部與閥值能量的質(zhì)子作用截面不高，為產(chǎn)生足夠大的中子通量，通常選用較高能量的質(zhì)子來(lái)引發(fā)核反應(yīng)。

無(wú)論硼中子捕獲治療的中子源來(lái)自核反應(yīng)堆或加速器帶電粒子與靶材的核反應(yīng)，產(chǎn)生的皆為混合輻射場(chǎng)，即射束包含了低能至高能的中子、光子；對(duì)于深部腫瘤的硼中子捕獲治療，除了超熱中子外，其余的輻射線含量越多，造成正常組織非選擇性劑量沉積的比例越大，因此這些會(huì)造成不必要?jiǎng)┝康妮椛鋺?yīng)盡量降低。除了空氣射束品質(zhì)因素，為更了解中子在人體中造成的劑量分布，本申請(qǐng)的實(shí)施例中使用人體頭部組織假體進(jìn)行劑量計(jì)算，并以假體射束品質(zhì)因素來(lái)作為中子射束的設(shè)計(jì)參考，將在下文詳細(xì)描述。

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）針對(duì)臨床硼中子捕獲治療用的中子源，給定了五項(xiàng)空氣射束品質(zhì)因素建議，此五項(xiàng)建議可用于比較不同中子源的優(yōu)劣，并供以作為挑選中子產(chǎn)生途徑、設(shè)計(jì)射束整形體時(shí)的參考依據(jù)。這五項(xiàng)建議分別如下：

超熱中子射束通量Epithermal neutron flux>1x 10⁹n/cm²s

快中子污染Fast neutron contamination<2x 10^-13Gy-cm²/n

光子污染Photon contamination<2x 10^-13Gy-cm²/n

熱中子與超熱中子通量比值thermal to epithermal neutron flux ratio<0.05

中子電流與通量比值epithermal neutron current to flux ratio>0.7

注：超熱中子能區(qū)在0.5eV到40keV之間，熱中子能區(qū)小于0.5eV，快中子能區(qū)大于40keV。

1、超熱中子射束通量：

中子射束通量和腫瘤中含硼藥物濃度共同決定了臨床治療時(shí)間。若腫瘤含硼藥物濃度夠高，對(duì)于中子射束通量的要求便可降低；反之，若腫瘤中含硼藥物濃度低，則需高通量超熱中子來(lái)給予腫瘤足夠的劑量。IAEA對(duì)于超熱中子射束通量的要求為每秒每平方厘米的超熱中子個(gè)數(shù)大于10⁹，此通量下的中子射束對(duì)于目前的含硼藥物而言可大致控制治療時(shí)間在一小時(shí)內(nèi)，短治療時(shí)間除了對(duì)病人定位和舒適度有優(yōu)勢(shì)外，也可較有效利用含硼藥物在腫瘤內(nèi)有限的滯留時(shí)間。

2、快中子污染：

由于快中子會(huì)造成不必要的正常組織劑量，因此視之為污染，此劑量大小和中子能量呈正相關(guān)，因此在中子射束設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量減少快中子的含量。快中子污染定義為單位超熱中子通量伴隨的快中子劑量，IAEA對(duì)快中子污染的建議為小于2x 10^-13Gy-cm²/n。

3、光子污染（γ射線污染）：

γ射線屬于強(qiáng)穿輻射，會(huì)非選擇性地造成射束路徑上所有組織的劑量沉積，因此降低γ射線含量也是中子束設(shè)計(jì)的必要要求，γ射線污染定義為單位超熱中子通量伴隨的γ射線劑量，IAEA對(duì)γ射線污染的建議為小于2x 10^-13Gy-cm²/n。

4、熱中子與超熱中子通量比值：

由于熱中子衰減速度快、穿透能力差，進(jìn)入人體后大部分能量沉積在皮膚組織，除黑色素細(xì)胞瘤等表皮腫瘤需用熱中子作為硼中子捕獲治療的中子源外，針對(duì)腦瘤等深層腫瘤應(yīng)降低熱中子含量。IAEA對(duì)熱中子與超熱中子通量比值建議為小于0.05。

5、中子電流與通量比值：

中子電流與通量比值代表了射束的方向性，比值越大表示中子射束前向性佳，高前向性的中子束可減少因中子發(fā)散造成的周圍正常組織劑量，另外也提高了可治療深度及擺位姿勢(shì)彈性。IAEA對(duì)中子電流與通量比值建議為大于0.7。

利用假體得到組織內(nèi)的劑量分布，根據(jù)正常組織及腫瘤的劑量-深度曲線，推得假體射束品質(zhì)因素。如下三個(gè)參數(shù)可用于進(jìn)行不同中子射束治療效益的比較。

1、有效治療深度：

腫瘤劑量等于正常組織最大劑量的深度，在此深度之后的位置，腫瘤細(xì)胞得到的劑量小于正常組織最大劑量，即失去了硼中子捕獲的優(yōu)勢(shì)。此參數(shù)代表中子射束的穿透能力，有效治療深度越大表示可治療的腫瘤深度越深，單位為cm。

2、有效治療深度劑量率：

即有效治療深度的腫瘤劑量率，亦等于正常組織的最大劑量率。因正常組織接收總劑量為影響可給予腫瘤總劑量大小的因素，因此參數(shù)影響治療時(shí)間的長(zhǎng)短，有效治療深度劑量率越大表示給予腫瘤一定劑量所需的照射時(shí)間越短，單位為cGy/mA-min。

3、有效治療劑量比：

從大腦表面到有效治療深度，腫瘤和正常組織接收的平均劑量比值，稱之為有效治療劑量比；平均劑量的計(jì)算，可由劑量-深度曲線積分得到。有效治療劑量比值越大，代表該中子射束的治療效益越好。

為了使射束整形體在設(shè)計(jì)上有比較依據(jù)，除了五項(xiàng)IAEA建議的空氣中射束品質(zhì)因素和上述的三個(gè)參數(shù)，本申請(qǐng)實(shí)施例中也利用如下的用于評(píng)估中子射束劑量表現(xiàn)優(yōu)劣的參數(shù)：

1、照射時(shí)間≤30min（加速器使用的質(zhì)子電流為10mA）

2、30.0RBE-Gy可治療深度≥7cm

3、腫瘤最大劑量≥60.0RBE-Gy

4、正常腦組織最大劑量≤12.5RBE-Gy

5、皮膚最大劑量≤11.0RBE-Gy

注：RBE（Relative Biological Effectiveness）為相對(duì)生物效應(yīng)，由于光子、中子會(huì)造成的生物效應(yīng)不同，所以如上的劑量項(xiàng)均分別乘上不同組織的相對(duì)生物效應(yīng)以求得等效劑量。

在實(shí)際的中子捕獲治療過(guò)程中，不同情形下的病人及腫瘤情況往往需要采用不同能量的中子射束進(jìn)行照射治療，而如何根據(jù)具體情況得到所需能量的中子射束去進(jìn)行治療就成了需要解決的問(wèn)題。本申請(qǐng)為了提供多種能量的中子射束，通過(guò)對(duì)照射至中子產(chǎn)生部之前的帶電粒子束的能量進(jìn)行改變，因?yàn)閹щ娏Ｗ邮哪芰扛淖兞?，而中子射束是由帶電粒子照射至中子產(chǎn)生部后發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的，因此帶電粒子束的能量改變會(huì)直接影響中子射束的能量。本申請(qǐng)所述中子捕獲治療系統(tǒng)通過(guò)改變帶電粒子束的能量來(lái)改變中子射束的能量包括但是不限于硼中子捕獲治療過(guò)程中，以下具體介紹本申請(qǐng)中子捕獲治療系統(tǒng)。

如圖2所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N中子捕獲治療系統(tǒng)100，所述中子捕獲治療系統(tǒng)100包括用于產(chǎn)生帶電粒子束P的加速器200、經(jīng)帶電粒子束P照射后產(chǎn)生中子射束的中子產(chǎn)生部10、射束整形體11以及準(zhǔn)直器12。所述射束整形體11包括緩速體13及包覆于緩速體13外周的反射體14。所述中子產(chǎn)生部10經(jīng)帶電粒子束P照射后產(chǎn)生中子射束N，所述緩速體13將自中子產(chǎn)生部10產(chǎn)生的中子射束N減速至預(yù)設(shè)能譜，所述反射體14將偏離的中子導(dǎo)回以提高預(yù)設(shè)能譜內(nèi)的中子強(qiáng)度，所述準(zhǔn)直器12將中子產(chǎn)生部10產(chǎn)生的中子進(jìn)行集中照射。所述帶電粒子的能量能夠改變，所述中子捕獲治療系統(tǒng)100通過(guò)改變帶電粒子束的能量間接改變中子產(chǎn)生部產(chǎn)生的中子射束的能量，因?yàn)橹凶由涫鳱是由經(jīng)過(guò)帶電粒子束P照射至中子產(chǎn)生部10后產(chǎn)生的，所以帶電粒子束P的能量的改變會(huì)中子射束N的能量產(chǎn)生影響。即本申請(qǐng)通過(guò)帶電粒子束P的能量變化間接改變中子射束N的能量，進(jìn)而使得所述中子捕獲治療系統(tǒng)能夠提供更好的中子深度劑量分布。

作為第一種實(shí)施方式，如圖3所示，所述中子捕獲治療系統(tǒng)100還包括設(shè)置在加速器端的微波產(chǎn)生器300。所述微波產(chǎn)生器300能夠產(chǎn)生不同頻率的微波，所述加速器200根據(jù)注入的不同頻率的微波對(duì)加速器中的離子源進(jìn)行加速?gòu)亩淖冚敵龅膸щ娏Ｗ邮哪芰俊．?dāng)微波產(chǎn)生器300注入至加速器200中的頻率較高時(shí)，所述加速器200對(duì)離子源的加速就越快，產(chǎn)生的帶電粒子束P的能量也就越高，經(jīng)所述帶電粒子束P照射后中子產(chǎn)生部10產(chǎn)生的中子射束N的能量也就越高；當(dāng)微波產(chǎn)生器300注入至加速器200中的頻率較低時(shí)，所述加速器200對(duì)離子源的加速就較慢，產(chǎn)生的帶電粒子束P的能量就較低，經(jīng)所述帶電粒子束P照射后的中子產(chǎn)生部10產(chǎn)生的中子射束N的能量就越低。當(dāng)產(chǎn)生的帶電粒子束的能量較低（為第一值）時(shí)，所述帶電粒子與中子產(chǎn)生部反應(yīng)產(chǎn)生的中子射束的能量較低（第一中子射束的能量值）；當(dāng)產(chǎn)生的帶電粒子束的能量較高（為第二值）時(shí)，所述帶電粒子與中子產(chǎn)生部反應(yīng)產(chǎn)生的中子射束的能量較高（第二中子射束的能量值），其中所述第一值低于第二值，第一中子射束的能量值低于第二中子射束的能量值。

如圖4所示，作為第二種實(shí)施方式，本申請(qǐng)還可以通過(guò)改變加速器端的電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)改變帶電粒子束P的能量。因?yàn)榧铀倨鞫说碾妶?chǎng)強(qiáng)度對(duì)帶電粒子束P的加速速度有很大影響，而帶電粒子束P的加速速度又直接影響帶電粒子束P的能量，因此帶電粒子束P照射至中子產(chǎn)生部10而產(chǎn)生的中子射束N的能量會(huì)受到影響。

作為改變加速器端電場(chǎng)強(qiáng)度的一個(gè)具體實(shí)施方式，本申請(qǐng)?jiān)谡婵展?5外或者在中子產(chǎn)生部10外設(shè)置電場(chǎng)供應(yīng)裝置16以產(chǎn)生能夠?qū)φ丈渲林凶赢a(chǎn)生部10前的帶電粒子束P進(jìn)行加速或者減速的電場(chǎng)。作為一種優(yōu)選地，所述電場(chǎng)供應(yīng)裝置16是指通電電極，通過(guò)控制通電電極兩端的電壓差對(duì)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度差進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)帶電粒子束P進(jìn)行加速或者減速，此處就不再作具體說(shuō)明。

其實(shí)無(wú)論在真空管15外還是在中子產(chǎn)生部10外設(shè)置這樣的電場(chǎng)供應(yīng)裝置16目的都是為了對(duì)經(jīng)過(guò)加速器200加速后的帶電粒子束P的能量進(jìn)行二次調(diào)整，以利于帶電粒子束P照射至中子產(chǎn)生部10時(shí)能夠產(chǎn)生符合中子捕獲治療過(guò)程中需要的能量級(jí)中子射束N。即，通過(guò)控制加速器端的電場(chǎng)改變帶電粒子束P的能量，間接改變中子射束N的能量。當(dāng)然，也可以在真空管15外以及中子產(chǎn)生部10外分別設(shè)置這樣的電場(chǎng)供應(yīng)裝置16，對(duì)帶電粒子束P的能量進(jìn)行多次調(diào)整，從而更易實(shí)現(xiàn)這樣的能量調(diào)整，最后得到治療過(guò)程中需要的能量級(jí)的中子射束N。

圖5為本申請(qǐng)改變帶電粒子束P的能量的第三種實(shí)施方式。本實(shí)施方式中，在真空管15中設(shè)置位于中子產(chǎn)生部10前方的射束能譜調(diào)節(jié)件17，所述帶電粒子束P照射至射束能譜調(diào)節(jié)件17進(jìn)行能量調(diào)節(jié)后再照射至中子產(chǎn)生部10進(jìn)而產(chǎn)生中子射束N，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)中子射束N的能量調(diào)節(jié)。

所述射束能譜調(diào)節(jié)件17設(shè)于真空管15內(nèi)并位于中子產(chǎn)生部10下方，所述真空管15內(nèi)設(shè)有位于中子產(chǎn)生部10下方的容置部151，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17收容于所述容置部151中。因?yàn)椴煌瑪?shù)量的射束能譜調(diào)節(jié)件17對(duì)帶電粒子束P的能量的調(diào)整效果會(huì)有所不同，因此，在真空管15中設(shè)置多個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17，所述每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17分別連接于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18控制每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17分別向上或者向下運(yùn)動(dòng)，即所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18可以同時(shí)是一個(gè)或者多個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17向上或者向下運(yùn)動(dòng)。在實(shí)際的中子捕獲治療過(guò)程中，根據(jù)對(duì)中子射束N的能量需求使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18工作，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18控制每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17的運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18控制射束能譜調(diào)節(jié)件17向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17運(yùn)動(dòng)至中子產(chǎn)生部10前方，所述帶電粒子束P照射至所述射束能譜調(diào)節(jié)件17進(jìn)行能量調(diào)節(jié)后再照射至中子產(chǎn)生部10；當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制所述射束能譜調(diào)節(jié)件17向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17收容于容置部151，所述帶電粒子束P直接照射于所述中子產(chǎn)生部10。通過(guò)射束能譜調(diào)節(jié)件17對(duì)帶電粒子束P的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而間接調(diào)整中子射束N的能譜。另外，所述射束能譜調(diào)節(jié)件除了設(shè)于中子產(chǎn)生部的下方外，也可以設(shè)置在真空管內(nèi)的其他位置，只要能夠在需要對(duì)帶電粒子束的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)位于中子產(chǎn)生部前方，在不需要對(duì)帶電粒子束的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)不位于中子產(chǎn)生部前方即可。

為了便于射束能譜調(diào)節(jié)件17的制造與安裝，將所述每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17設(shè)計(jì)成相同的結(jié)構(gòu)并且每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17有序排列在容置部15中，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17和中子產(chǎn)生部10與帶電粒子束P的照射方向垂直的截面均呈圓形，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17的半徑小于所述中子產(chǎn)生部10的半徑。為了緩解射束能譜調(diào)節(jié)件17在經(jīng)帶電粒子束P照射后的發(fā)熱情況，在射束能譜調(diào)節(jié)件17的外周設(shè)置冷卻裝置（未圖示），所述射束能譜調(diào)節(jié)件17的冷卻裝置的設(shè)置可以參考現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)中子產(chǎn)生部10的冷卻方式，此處就不再具體介紹。當(dāng)帶電粒子束P照射至射束能譜調(diào)節(jié)件17時(shí)，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17對(duì)帶電粒子束P的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述冷卻裝置對(duì)射束能譜調(diào)節(jié)件17進(jìn)行冷卻。

所述每個(gè)射束能譜調(diào)節(jié)件17的厚度可以相同也可以不同，另外，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17的材料可以相同也可以不同。當(dāng)所述射束能譜調(diào)節(jié)件17均采用相同的材料制造時(shí)，中子捕獲治療過(guò)程中對(duì)中子射束N能量的不同要求可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制不同數(shù)量的射束能譜調(diào)節(jié)件17向下運(yùn)動(dòng)至中子產(chǎn)生部10的前方來(lái)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)所述射束能譜調(diào)節(jié)件17采用不同材料制成時(shí)，中子捕獲治療過(guò)程中對(duì)中子射束N能量的不同要求既可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制不同數(shù)量的射束能譜調(diào)節(jié)件17向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制不同材料的射束能譜調(diào)節(jié)件17向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。另外，所述射束能譜調(diào)節(jié)件17也可以采用能夠產(chǎn)生中子射束N的材料制成，比如鋰或者鈹。需要指出的是，當(dāng)采用能夠產(chǎn)生中子射束N的材料制造射束能譜調(diào)節(jié)件17時(shí)，應(yīng)當(dāng)將所述射束能譜調(diào)節(jié)件17設(shè)置的盡量靠近中子產(chǎn)生部10，如此以使帶電粒子束P照射至射束能譜調(diào)節(jié)件17時(shí)產(chǎn)生的中子射束與中子產(chǎn)生部產(chǎn)生的中子射束得到有效利用。當(dāng)然，如果射束能譜調(diào)節(jié)件17采用不產(chǎn)生中子射束的材料制成，只要射束能譜調(diào)節(jié)件17設(shè)于真空管15中并且在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制下能夠向下運(yùn)動(dòng)而位于中子產(chǎn)生部10的前方，對(duì)照射至中子產(chǎn)生部10的帶電粒子束P進(jìn)行能量調(diào)節(jié)即可。

結(jié)合圖6，作為第四種實(shí)施方式，所述中子捕獲治療系統(tǒng)100的中子產(chǎn)生部10連接于一通電裝置20。通過(guò)所述供電裝置20對(duì)所述中子產(chǎn)生部10通電使得中子產(chǎn)生部的內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)，所述帶電粒子束P的射束能譜因帶電粒子束P照射至通電后的中子產(chǎn)生部10后發(fā)生改變。

當(dāng)然，為了得到更好的中子射束N品質(zhì)，也可以同時(shí)設(shè)置微波產(chǎn)生器、電場(chǎng)供應(yīng)裝置、射束能譜調(diào)節(jié)件以及連接于通電裝置的中子產(chǎn)生部，以此對(duì)中子捕獲治療過(guò)程中產(chǎn)生的帶電粒子束P進(jìn)行多次能量的調(diào)整，從而更容易獲得需要的能量級(jí)的中子射束，此處就不再具體說(shuō)明。

本申請(qǐng)揭示的用于中子捕獲治療的射束整形體并不局限于以上實(shí)施例所述的內(nèi)容以及附圖所表示的結(jié)構(gòu)。在本申請(qǐng)的基礎(chǔ)上對(duì)其中構(gòu)件的材料、形狀及位置所做的顯而易見地改變、替代或者修改，都在本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。