СИСТЕМА НЕЙТРОН-ЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2021 года по МПК A61N5/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к системе лучевой терапии, более конкретно, к системе нейтрон-захватной терапии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] По мере развития атомной технологии лучевая терапия, такая как кобальт-60, линейные ускорители и электронные пучки, стала одним из основных средств для лечения рака. Однако традиционная фотонная или электронная терапия подвержена физическим ограничениям радиоактивных лучей; например, многие здоровые ткани на пути пучка могут быть повреждены при разрушении опухолевых клеток. С другой стороны, чувствительность опухолевых клеток к радиоактивным лучам сильно различается, таким образом, в большинстве случаев традиционная лучевая терапия неэффективна при лечении стойких к облучению злокачественных опухолей (таких как мультиформная глиобластома и меланома).

[0003] С целью уменьшения радиационного повреждения здоровой ткани, окружающей участок опухоли, в лучевой терапии применяют целевую терапию при химиотерапии. Для опухолевых клеток с высокой стойкостью к облучению также были разработаны источники излучения с высокой относительной биологической эффективностью (ОБЭ), включая такие, как протонная терапия, терапия с использованием тяжелых частиц и нейтрон-захватная терапия. Среди них нейтрон-захватная терапия комбинирует целевую терапию с ОБЭ, такую как бор-нейтронозахватная терапия (BNCT). Благодаря специальному группированию борсодержащих фармацевтических препаратов в опухолевых клетках и точной регулировке пучка нейтронов, BNCT является лучшим выбором для терапии рака, чем традиционная лучевая терапия.

[0004] В BNCT используется то преимущество, что борсодержащие (¹⁰В) фармацевтические препараты обладают большим сечением захвата нейтрона и производят тяжелые заряженные частицы ⁴Не и ⁷Li за счет реакции захвата нейтрона и ядерной реакции деления ¹⁰В (n, α) ⁷Li. Как проиллюстрировано на фиг. 1, где показан схематический вид реакции захвата нейтрона бором, две заряженные частицы со средней энергией приблизительно 2,33 МэВ имеют линейную передачу энергии (ЛПЭ) и короткодействующие характеристики. ЛПЭ и длина пробега альфа-частицы составляют 150 кэВ/микрометр и 8 микрометров соответственно, тогда как эти параметры для тяжелой заряженной частицы ⁷Li составляют 175 кэВ/микрометр и 5 микрометров соответственно, при этом общая длина пробега двух частиц приблизительно равна размеру клетки. Таким образом, радиационное повреждение живых организмов может быть ограничено на уровне клеток. Когда борсодержащие фармацевтические препараты избирательно собираются в опухолевых клетках, с помощью подходящего источника нейтронов локально разрушаются только опухолевые клетки без значительного повреждения здоровой ткани.

[0005] В основанной на ускорителе BNCT, в одном аспекте нейтроны или другие частицы, такие как гамма-лучи, генерируемые нейтронным генератором, являются радиоактивными, и в другом аспекте нейтроны, генерируемые нейтронным генератором, как правило, должны пройти блок формирования пучка для регулировки энергетического спектра и увеличения выхода нейтронов. Таким образом, требуется установить отражающий блок для уменьшения скорости утечки частиц, регулировки энергетического спектра и увеличения выхода нейтронов. Свинец является традиционным материалом, используемым для отражения или экранирования. Однако свинец обладает значительным эффектом ползучести и не может обеспечить конструктивную жесткость и длительный срок службы. Для BNCT качество нейтронного пучка зависит от блока формирования пучка, а также от отражающего блока и экранирующего блока. В уровне техники в качестве отражающего материала обычно используется свинец. Однако эффект ползучести свинца приводит к недостаточной конструктивной точности, при этом, как следствие, ухудшается безопасность всей BNCT.

[0006] Таким образом, требуется усовершенствовать известное из уровня техники устройство детектирования фотонного излучения.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Для увеличения конструктивной прочности/точности блока формирования пучка без существенного влияния на качество нейтронного пучка. Система нейтрон-захватной терапии имеет ускоритель, выполненный с возможностью генерации пучка заряженных частиц; нейтронный генератор, выполненный с возможностью генерации нейтронного пучка после облучения пучком заряженных частиц; блок формирования пучка, выполненный с возможностью формирования нейтронного пучка, причем блок формирования пучка имеет замедлитель, выполненный с возможностью замедления нейтронов, генерируемых нейтронным генератором, до предварительно заданного энергетического спектра, и отражающий блок, окружающий замедлитель; при этом отражающий блок имеет отражатели, выполненные с возможностью направления отклоненных нейтронов обратно к нейтронному пучку для увеличения интенсивности нейтронов в предварительно заданном энергетическом спектре, и поддерживающий элемент, выполненный с возможностью удержания отражателей.

[0008] Кроме того, отражающий блок имеет множество ячеек, соответственно образующих множество сердечников, причем каждая из ячеек образует один из сердечников, при этом каждый из сердечников имеет приемное пространство, причем сердечники соединены с образованием поддерживающего элемента, и отражатели соответственно расположены в приемных пространствах сердечников.

[0009] В частности, поддерживающий элемент выполнен как единое целое, при этом отражатели выполнены путем заливки материала отражателей внутрь приемных пространств сердечников.

[0010] Кроме того, для создания отражающего блока определенное количество сердечников соединено с образованием поддерживающего элемента, при этом отражающий блок дополнительно имеет верхнюю пластину, нижнюю пластину, расположенную напротив верхней пластины, и боковые пластины, соединенные с верхней пластиной и нижней пластиной и окружающие сердечники, причем указанное определенное количество сердечников, отражатель, расположенный в приемных пространствах сердечников, верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины соответственно образуют множество отражающих модулей, при этом отражающие модули сложены с образованием отражающего блока, окружающего замедлитель, причем в предпочтительном варианте осуществления указанное определенное количество равно 20.

[0011] Кроме того, для уменьшения влияния материала сердечников верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины, сердечники, верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины выполнены из материала с малым сечением поглощения нейтронов и низким взаимодействием с нейтронами, при этом доля общего объема материала сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин в объеме материала отражателей составляет менее 10%.

[0012] Кроме того, материалом отражателей является свинец, причем материалом сердечников, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин является свинцово-сурьмяный сплав.

[0013] Кроме того, эквивалентное общее содержание сурьмы в материале свинцово-сурьмяного сплава составляет менее 1%.

[0014] Для увеличения конструктивной прочности/точности блока формирования пучка без существенного влияния на качество нейтронного пучка. Устройство нейтрон-захватной терапии включает ускоритель, выполненный с возможностью генерации пучка заряженных частиц; нейтронный генератор, выполненный с возможностью генерации нейтронного пучка после облучения пучком заряженных частиц; блок формирования пучка, выполненный с возможностью формирования нейтронного пучка, причем блок формирования пучка включает замедлитель, выполненный с возможностью замедления нейтронов до предварительно заданного энергетического спектра, отражающий блок, окружающий замедлитель, и экранирующий блок, окружающий отражающий блок; при этом экранирующий блок имеет поддерживающий элемент, выполненный с возможностью удержания отражающего блока и экранирующих элементов, расположенных в поддерживающем элементе.

[0015] В частности, поскольку экранирующим блоком может поддерживаться отражающий блок, в одном варианте осуществления материалом отражателей является свинец, при этом отражатели не имеют поддерживающего элемента, соединенного сердечниками.

[0016] Экранирующий блок включает множество ячеек, соответственно образующих множество сердечников, причем каждая из ячеек образует один из сердечников, при этом каждый из сердечников имеет приемное пространство, причем экранирующие элементы соответственно расположены в приемных пространствах сердечников, при этом сердечники соединены с образованием поддерживающего элемента.

[0017] Кроме того, поперечное сечение каждого из сердечников представляет собой шестиугольник.

[0018] Кроме того, поддерживающий элемент выполнен как единое целое, при этом экранирующие элементы выполнены путем заливки материала экранирующих элементов внутрь приемных пространств сердечников.

[0019] Для создания экранирующего блока определенное количество сердечников соединено с образованием поддерживающего элемента, при этом верхняя пластина, нижняя пластина, расположенная напротив верхней пластины, и боковые пластины, соединяющие верхнюю пластину и нижнюю пластину и окружающие сердечники, расположены снаружи поддерживающего элемента, причем определенное количество соединенных сердечников, экранирующие элементы, расположенные в сердечниках, верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины, соответственно, образуют множество экранирующих модулей, при этом экранирующие модули сложены с образованием экранирующего блока, для удобства складывания указанное определенное количество составляет 20.

[0020] Кроме того, материалом экранирующих элементов является свинец, при этом материалом сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин является материал с малым сечением поглощения нейтронов и низким взаимодействием с нейтронами, причем доля общего объема материала сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин в объеме материала отражающих элементов составляет менее 10%.

[0021] Кроме того, поддерживающий элемент выполнен как единое целое, при этом отражатели выполнены путем заливки материала отражателей внутрь приемных пространств сердечников.

[0022] Кроме того, определенное количество сердечников соединено с образованием поддерживающего элемента, при этом верхняя пластина, нижняя пластина, расположенная напротив верхней пластины, и боковые пластины, соединяющие верхнюю пластину и нижнюю пластину и окружающие сердечники, расположены снаружи поддерживающего элемента, причем определенное количество сердечников, отражатель, расположенный в приемных пространствах сердечников, верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины, соответственно, образуют множество экранирующих модулей, при этом экранирующие модули сложены с образованием экранирующего блока.

[0023] Кроме того, материалом сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин является материал с малым сечением поглощения нейтронов и низким взаимодействием с нейтронами, причем доля общего объема материала сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин в объеме материала отражающих элементов составляет менее 10%.

[0024] Для гарантии общей прочности блока формирования пучка отражающий блок и экранирующий блок включают оба поддерживающие элементы. Отражающий блок включает отражатели, выполненные с возможностью направления отклоненных нейтронов обратно к нейтронному пучку для увеличения интенсивности нейтронов в предварительно заданном энергетическом спектре, и поддерживающий элемент, выполненный с возможностью поддержки отражателей, причем материалом отражателей является свинец, а материалом поддерживающего элемента является алюминиевый сплав или свинцово-сурьмяный сплав.

[0025] По сравнению с уровнем техники, в системе нейтрон-захватной терапии согласно настоящему изобретению поддерживающий элемент отражателя и/или поддерживающий элемент экранирующего блока расположены так, чтобы поддерживать отражающий материал или/и экранирующий материал, и материал сплава с низким поглощением нейтронов и низким взаимодействием используется для поддержки свинца для устранения эффекта ползучести материала свинца, так что конструктивная прочность блока формирования пучка увеличивается без влияния на качество нейтронного пучка.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026] Фиг. 1 - схематический вид реакций захвата нейтронов бором согласно настоящему изобретению.

[0027] Фиг. 2 - схематический вид системы нейтрон-захватной терапии, установленной в экранирующей стенке, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором система нейтрон-захватной терапии имеет экранирующий блок, и только экранирующий блок имеет поддерживающий элемент.

[0028] Фиг. 3 - схематический вид конструкции сердечника экранирующего блока согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0029] Фиг. 4 - схематический покомпонентный вид экранирующего модуля без экранирующего элемента согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0030] Фиг. 5 - схематический вид системы нейтрон-захватной терапии, установленной в экранирующей стенке, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, причем блок формирования пучка не имеет экранирующего блока, и только отражающий блок имеет поддерживающий элемент.

[0031] Фиг. 6 - схематический вид конструкции сердечника отражающего блока согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[0032] Фиг. 7 - схематический покомпонентный вид отражающего модуля без отражателя согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[0033] Фиг. 8 - схематический вид системы нейтрон-захватной терапии, установленной в экранирующей стенке, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, причем отражатель и экранирующая часть имеют оба поддерживающие элементы.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0034] Для уменьшения скорости утечки излучения частиц требуется установить отражающий блок, и для надежного экранирования от излучения частиц (например, нейтронов), генерируемых ускорителем, требуется установить экранирующий блок. Свинец или сплав свинца является традиционным материалом для отражения или экранирования. Однако свинец обладает значительным эффектом ползучести и не может обеспечить конструктивную жесткость и длительный срок службы.

[0035] Как показано на фиг. 2, благодаря настоящему изобретению создана система 100 нейтрон-захватной терапии. Система 100 нейтрон-захватной терапии включает ускоритель 200 для генерации пучка Р заряженных частиц, нейтронный генератор 10 для генерации нейтронного пучка N после облучения пучком Р заряженных частиц, блок формирования пучка для формирования нейтронного пучка 20 и коллиматор 30. Блок 20 формирования пучка имеет замедлитель 21 и отражающий блок 22, окружающий замедлитель. Нейтронный генератор 20 выполнен с возможностью генерации нейтронного пучка N после облучения пучком Р заряженных частиц. Замедлитель 21 замедляет нейтронный пучок N, генерируемый нейтронным генератором 10, до предварительно заданного энергетического спектра. Отражающий блок 22 направляет отклоненные нейтроны обратно к нейтронному пучку N для увеличения интенсивности нейтронов в предварительно заданном энергетическом спектре. Коллиматор 30 концентрирует нейтроны, генерируемые нейтронным генератором 10.

[0036] В первом варианте осуществления система 100 нейтрон-захватной терапии дополнительно включает экранирующий блок 40. Как показано на фиг. 3, экранирующий блок 40 включает поддерживающий элемент 41 и экранирующие элементы 42, расположенные в поддерживающем элементе 41. Поддерживающий элемент 41 включает множество ячеек 43, соответственно образующих множество сердечников 45, причем каждая ячейка 43 образует сердечник 45, имеющий приемное пространство 44, при этом экранирующие элементы 42 соответственно расположены в приемных пространствах 44, и сердечники 45 соединены с образованием поддерживающего элемента 41. В предпочтительном варианте осуществления поддерживающий элемент 41 выполнен как единое целое, при этом экранирующие элементы 42 выполнены путем заливки материала экранирующих элементов 42 внутрь приемного пространства 44 каждого сердечника 45 поддерживающего элемента 41.

[0037] Как показано на фиг. 4, определенное количество сердечников 45 соединено с образованием поддерживающего элемента 41, и поддерживающий элемент 41 имеет шестиугольное поперечное сечение и облегчает образование и складывание. Верхняя пластина 46, нижняя пластина 47, расположенная напротив верхней пластины, и четыре боковых пластины 48, соединяющие верхнюю пластину 46 и нижнюю пластину 47 и окружающие стержни 45, расположены снаружи поддерживающего элемента 41. Определенное количество соединенных сердечников 45, экранирующий элемент 42, расположенный в сердечнике 45, верхняя пластина 46, нижняя пластина 47 и боковые пластины 48, соответственно, образуют экранирующий модуль 49, и экранирующие модули 49 сложены с образованием экранирующего блока 40. В настоящем изобретении для облегчения последующего складывания экранирующих модулей 49, в предпочтительном варианте осуществления определенное количество равно 20. Конечно, специалист в области техники может отрегулировать количество боковых пластин в соответствии с конструктивными требованиями, например, до 3 или 6. Определенное количество экранирующих модулей регулируется в соответствии с конструктивными требованиями, например, до 10 или 30.

[0038] Материалом экранирующего блока 42 является свинец, при этом верхняя пластина 46, нижняя пластина 47 и боковые пластины 48 выполнены из материала сплава с малым сечением поглощения нейтронов и низким взаимодействием с нейтронами. Для сведения к минимуму влияния материала сплава на качество нейтронного пучка доля общего объема материала сплава в объеме материала экранирующего блока 42 составляет менее 10%.

[0039] В данном варианте осуществления отражающий блок 22 представляет собой конструкцию, выполненную из свинца и имеющую эффект ползучести. Экранирующий блок 40 окружает отражающий блок 22. Блок 20 формирования пучка встроен в экранирующую стенку W для экранирования от радиоактивных лучей, генерируемых в камере облучения. Экранирующий блок 40 поддерживается непосредственно в экранирующей стенке W. Поддерживающим элементом 41 внутри экранирующего блока 40 поддерживается экранирующий элемент 42, и в то же время усиливается прочность отражающего блока 22, так что конструктивная прочность всего блока 20 формирования пучка увеличивается.

[0040] Как показано на фиг. 5, во втором варианте осуществления расположение экранирующего блока 40 в первом варианте осуществления применяется непосредственно к отражающему блоку 22, причем отражающий блок 22 расположен в виде конструкции, имеющей поддерживающий элемент 221 без экранирующего блока 40.

[0041] Как показано на фиг. 6, отражающий блок 22 включает поддерживающий элемент 221 и отражатели 222, расположенные в поддерживающем элементе 221. Поддерживающий элемент 221 включает множество ячеек 223, соответственно образующих множество сердечников 225, и каждая ячейка 223 образует сердечник 225, имеющий приемное пространство 224. Отражатели 222 соответственно расположены в приемных пространствах 224 сердечников 225, причем сердечники 225 соединены с образованием поддерживающего элемента 221. В предпочтительном варианте осуществления поддерживающий элемент 221 выполнен как единое целое, при этом отражатели 222 выполнены путем заливки материала отражателей 222 внутрь сердечников 225 поддерживающего элемента 221.

[0042] Как показано на фиг. 7, модульная конструкция применяется для отражающего блока 22. В частности, определенное количество сердечников 225 соединено с образованием поддерживающего элемента 221, при этом верхняя пластина 226, нижняя пластина 227, расположенная напротив верхней пластины, и четыре боковых пластины 228, соединяющие верхнюю пластину 226 и нижнюю пластину 227 и окружающие сердечники 225, расположены снаружи поддерживающего элемента 221. Определенное количество соединенных сердечников 225, отражатель 222, расположенный в сердечнике 225, верхняя пластина 226, нижняя пластина 227 и боковые пластины 228 образуют отражающий модуль 229, причем отражающие модули 229 сложены с образованием отражающего блока 22. Верхняя пластина 226, нижняя пластина 227 и четыре боковых пластины 228, соединенные с верхней пластиной 226 и нижней пластиной 227 и окружающие сердечники 225, выполнены из материала сплава с малым сечением поглощения нейтронов и низким взаимодействием, при этом доля общего объема материала сплава в объеме материала экранирующего блока 42 составляет менее 10%.

[0043] На фиг. 8 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения. Третий вариант осуществления отличается от предыдущих вариантов осуществления тем, что конструктивная система с поддерживающим элементом выполнена как для отражающего блока, так и для экранирующего блока. В данном варианте осуществления отражатели расположены таким же образом, как расположены отражатели во втором варианте осуществления, а экранирующий блок расположен таким же образом, как расположен экранирующий блок в первом варианте осуществления, таким образом, детали не описаны повторно. Если блок 20 формирования пучка встроен в экранирующую стенку W, экранирующий блок 40 непосредственно поддерживается в экранирующей стенке W. В данном варианте осуществления поддерживающий элемент 221 предусмотрен для поддержки отражателей 222, и поддерживающий элемент 41 предусмотрен для поддержки экранирующих элементов 42, без влияния на качество нейтронного пучка, для устранения проблемы конструктивной точности, вызванной эффектом ползучести, который возникает в используемом материале свинца отражающего блока и экранирующего блока.

[0044] Следует отметить, как обсуждалось во втором и третьем вариантах осуществления, если отражающий блок расположен так, что он представляет собой конструкцию, имеющую отражающий модуль, данным отражающим блоком 22 окружен замедлитель 21, при этом наружная поверхность замедлителя 21 является в целом цилиндрической или имеет по меньшей мере одну коническую конструкцию. Таким образом, если отражающий блок, образованный путем складывания отражающих модулей 229, окружает замедлитель 21, следует дополнительно рассмотреть конструктивную комбинацию. Конструкция отражающего модуля, непосредственно объединенного с поверхностью модератора 21, регулируется. Например, отражающий модуль, находящийся в контакте с замедлителем 21, разрезан для крепления отражающего блока на внешней поверхности замедлителя 21, так что отражение отклоняемых нейтронов отражателем 222 в отражающем блоке 22 не ухудшается.

[0045] Каждый из сердечников, образованных ячейками в настоящем изобретении, может представлять собой любую закрытую конструкцию, имеющую приемное пространство в виде отверстия, например, геометрическую конструкцию, поперечное сечение которой представляет собой квадрат, треугольник или шестиугольник, тетраэдр и октаэдр или додекаэдр, имеющий приемное пространство в виде отверстия, или в качестве альтернативы может быть выполнен в виде незакрытой конструкции, имеющей приемное пространство в виде отверстия. Примеры в данном документе не приводятся. Свинец размещается в приемном пространстве в виде отверстия путем заливки для плотного окружения материала сердечников, так что материалом сплава сердечников поддерживается материал свинца.

[0046] Во втором и третьем вариантах осуществления настоящего изобретения для облегчения складывания и изготовления отражающего модуля и/или экранирующего модуля, конструкция, поперечное сечение которой представляет собой шестиугольник, конфигурирована как для сердечников отражающего блока, так и сердечников экранирующего блока. Конечно, конструкция поддерживающего элемента отражающего блока альтернативно может отличаться от конструкции поддерживающего элемента экранирующего блока. Например, конструкция поддерживающего элемента сердечников экранирующего блока представляет собой геометрическую форму, поперечное сечение которой представляет собой шестиугольник, при этом конструкция поддерживающего элемента стержней отражающего блока представляет собой тетраэдр, при условии, что материал сплава поддерживающего элемента может поддерживать материал свинца и имеет небольшое влияние на качество нейтронного пучка. Детали повторно в данном документе не описываются.

[0047] Во всех приведенных выше вариантах осуществления, в отношении веса всего блока формирования пучка, материал сплава с малым весом применяется для сердечников, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин, соединяющих верхнюю пластину и нижнюю пластину и окружающих сердечники, в отношении качества нейтронного пучка, материал с малым сечением поглощения нейтронов и низким взаимодействием должен быть дополнительно выбран для материала сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин, причем доля общего объема материала верхней пластины, нижней пластины, боковых пластин и сердечника в объеме материала отражателя или материала экранирующего элемента составляет менее 10%. В настоящем изобретении материал алюминиевого сплава предпочтительно выбран для материала верхней пластины, нижней пластины, боковых пластин и сердечника. Свинцово-сурьмяный сплав может быть альтернативно применен вместо алюминиевого сплава по следующей причине. Сечение поглощения нейтронов материала свинцово-сурьмяного сплава выше, чем у материала из алюминиевого сплава. Однако доля общего объема материала верхней пластины, нижней пластины, боковых пластин и сердечника в объеме материала отражателя или материала экранирующего блока составляет менее 10%, причем эквивалентное общее содержание сурьмы составляет менее 1%. Таким образом, сурьма в материале свинцово-сурьмяного сплава не оказывает существенного влияния на качество нейтронного пучка.

[0048] Отражатели или/и экранирующие элементы в блоке формирования пучка согласно настоящему изобретению выполнены из свинца, обладающего эффектом ползучести. Однако, если блок формирования пучка встроен в экранирующую стенку W камеры облучения, поддерживающий элемент, выполненный из сплава, может обеспечивать поддержку отражателей или экранирующих элементов, выполненных из материала свинца с эффектом ползучести, поддерживаемого в экранирующей стенке W. Таким образом, конструктивная точность всего блока формирования пучка увеличивается.

[0049] Для экранирующего блока согласно настоящему изобретению, в одном аспекте сплав предусмотрен для поддержки свинца, а в другом аспекте верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины, соединяющие верхнюю пластину и нижнюю пластину, размещаются с окружением свинца, поддерживаемого сплавом. Таким образом реализуется модульная конструкция экранирующего блока, тогда как конструктивная прочность экранирующего блока усиливается, причем конструкция является простой. Таким образом, экранирующий блок согласно настоящему изобретению альтернативно может быть применен и к другим вариантам экранирования.

[0050] Блок формирования пучка для нейтрон-захватной терапии, раскрытый в настоящем документе, не ограничен содержанием приведенных выше вариантов осуществления и конструкциями, представленными на прилагаемых чертежах. Все очевидные изменения, замены или модификации материалов, форм и положений элементов на основе настоящего изобретения не выходят за рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.

[0051] Система нейтрон-захватной терапии, раскрытая в настоящем документе, не ограничена содержанием приведенных выше вариантов осуществления и конструкциями, представленными на прилагаемых чертежах. Если это необходимо, усовершенствование согласно настоящему изобретению может быть осуществлено и на других устройствах построения томографического изображения (таких как компьютерная томография: КТ). Очевидные модификации, замены или изменения материалов, форм и положений компонентов в настоящем изобретении не выходят за рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.

Изобретение относится к медицине. Система нейтрон-захватной терапии, имеющая блок формирования пучка для формирования нейтронного пучка. Блок формирования пучка имеет замедлитель и отражающий блок, окружающий замедлитель. Нейтронный генератор генерирует нейтроны после облучения пучком заряженных частиц. Модератор замедляет нейтроны, генерируемые нейтронным генератором, до предварительно заданного энергетического спектра. Отражающий блок включает в себя отражающий блок для отклонения нейтронов обратно к нейтронному пучку и поддерживающий элемент для поддержки отражателей. Свинцово-сурьмяный сплав используется в отражающем блоке для уменьшения эффекта ползучести, возникающего при использовании в отражателях только материала свинца, с усилением, таким образом, конструктивной прочности блока формирования пучка. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система нейтрон-захватной терапии, содержащая:

ускоритель, выполненный с возможностью генерации пучка заряженных частиц;

нейтронный генератор, выполненный с возможностью генерации нейтронного пучка после облучения пучком заряженных частиц; и

блок формирования пучка, выполненный с возможностью формирования нейтронного пучка, причем блок формирования пучка установлен в экранирующей стенке и содержит замедлитель, выполненный с возможностью замедления нейтронов, генерируемых нейтронным генератором, до предварительно заданного энергетического спектра, и отражающий блок, окружающий замедлитель;

при этом отражающий блок содержит отражатели, выполненные с возможностью направления отклоненных нейтронов обратно к нейтронному пучку для увеличения интенсивности нейтронов в предварительно заданном энергетическом спектре и поддерживаемые экранирующей стенкой, и поддерживающий элемент, выполненный с возможностью удержания отражателей.

2. Система нейтрон-захватной терапии по п. 1, причем отражающий блок содержит ячейки, соответственно образующие сердечники, причем каждая из ячеек образует один из сердечников, при этом каждый из сердечников имеет приемное пространство, причем сердечники соединены с образованием поддерживающего элемента, при этом отражатели соответственно расположены в приемных пространствах сердечников.

3. Система нейтрон-захватной терапии по п. 2, причем поддерживающий элемент выполнен как единое целое, при этом отражатели выполнены путем заливки материала отражателей внутрь приемных пространств сердечников.

4. Система нейтрон-захватной терапии по п. 2, причем определенное количество сердечников соединены с образованием поддерживающего элемента, при этом отражающий блок дополнительно включает верхнюю пластину, нижнюю пластину, расположенную напротив верхней пластины, и боковые пластины, соединенные с верхней пластиной и нижней пластиной и окружающие сердечники, причем определенное количество сердечников, отражатели, расположенные в приемных пространствах сердечников, верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины соответственно образуют отражающие модули, при этом отражающие модули сложены с образованием отражающего блока, окружающего замедлитель.

5. Система нейтрон-захватной терапии по п. 4, причем материал сердечников, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин выполнен из материала сплава, при этом доля общего объема материала сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин в объеме материала отражателей составляет менее 10%.

6. Система нейтрон-захватной терапии по п. 5, причем материалом отражателей является свинец, причем материалом сердечников, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин является свинцово-сурьмяный сплав.

7. Система нейтрон-захватной терапии по п. 6, причем эквивалентное общее содержание сурьмы в материале свинцово-сурьмяного сплава составляет менее 1%.

8. Система нейтрон-захватной терапии, содержащая:

ускоритель, выполненный с возможностью генерации пучка заряженных частиц;

нейтронный генератор, выполненный с возможностью генерации нейтронного пучка после облучения пучком заряженных частиц; и

блок формирования пучка, выполненный с возможностью формирования

нейтронного пучка, причем блок формирования пучка установлен в экранирующей стенке и содержит замедлитель, выполненный с возможностью замедления нейтронов до предварительно заданного энергетического спектра, отражающий блок, окружающий замедлитель, и экранирующий блок, окружающий отражающий блок;

при этом экранирующий блок, поддерживаемый экранирующей стенкой, содержит поддерживающий элемент, выполненный с возможностью удержания отражающего блока, и экранирующие материалы, расположенные в поддерживающем элементе.

9. Система нейтрон-захватной терапии по п. 8, причем отражающий блок содержит отражатели, причем материалом отражателей является свинец.

10. Система нейтрон-захватной терапии по п. 8, причем экранирующий блок содержит ячейки, соответственно образующие сердечники, причем каждая из ячеек образует один из сердечников, при этом каждый из сердечников имеет приемное пространство, причем экранирующие элементы соответственно расположены в приемных пространствах сердечников, при этом сердечники соединены с образованием поддерживающего элемента.

11. Система нейтрон-захватной терапии по п. 10, причем поперечное сечение каждого из сердечников представляет собой шестиугольник.

12. Система нейтрон-захватной терапии по п. 10, причем поддерживающий элемент выполнен как единое целое, при этом экранирующие элементы выполнены путем заливки материала экранирующих элементов внутрь приемных пространств сердечников.

13. Система нейтрон-захватной терапии по п. 10, причем определенное количество сердечников соединены с образованием поддерживающего элемента, при этом верхняя пластина, нижняя пластина, расположенная напротив верхней пластины, и боковые пластины, соединяющие верхнюю пластину и нижнюю пластину и окружающие сердечники, расположены снаружи поддерживающего элемента, причем указанное определенное количество соединенных сердечников, экранирующий элемент, расположенный в сердечниках, верхняя пластина, нижняя пластина и боковые пластины, соответственно, образуют экранирующие модули, при этом экранирующие модули сложены с образованием экранирующего блока.

14. Система нейтрон-захватной терапии по п. 13, причем материалом экранирующих элементов является свинец, при этом материалом сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин является материал сплава, причем доля общего объема материала сердечника, верхней пластины, нижней пластины и боковых пластин в объеме материала отражателей составляет менее 10%.

15. Система нейтрон-захватной терапии по п. 8, причем отражающий блок содержит отражатели, выполненные с возможностью направления отклоненных нейтронов обратно к нейтронному пучку для увеличения интенсивности нейтронов в предварительно заданном энергетическом спектре, и поддерживающий элемент, выполненный с возможностью поддержки отражателей, причем материалом отражателей является свинец, при этом материалом поддерживающего элемента является алюминиевый сплав или свинцово-сурьмяный сплав.